新工科背景下涂料特色专业人才培养体系改革探索
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作者:袁妍 罗静 朱洁莲 刘仁
[摘 要]世界范围内新一轮科技革命和产业变革以及全球新经济的蓬勃发展对工程教育改革和发展提出了新的需求，涂料行业新工科人才培养体系的改革正是对这一需求做出的积极回应。江南大学化学与材料工程学院在涂料专业课程体系设计、教学方式优化、产教融合、学生能力培养体系建设等多个方面进行了一定的改革，有利于涂料专业工程实践能力强、创新能力强的高素质复合型新工科工程人才的培养。
[关键词]新工科;涂料特色专业;人才培养;改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）12-0144-03
2016年6月2日在马来西亚吉隆坡举行的国际工程联盟大会上，我国成为《华盛顿协议》第18个正式成员，这标志着我国工程教育实现了历史新跨越。为持续推动工程教育改革，2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，与会高校对新时期工程人才培养进行了热烈讨论，共同探讨了新工科的内涵特征、新工科建设与发展的路径选择。提出新工科建设和发展以新经济、新产业为背景，需要树立创新型、综合化、全周期工程教育“新理念”，构建新兴工科和传统工科相结合的学科专业“新结构”[1]，探索实施工程教育人才培养的“新模式”，打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”，建立完善中國特色工程教育的“新体系”，实现我国从工程教育大国走向工程教育强国的目标[2]。
从工程教育认证到新工科的基本理念，均强调需加强工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型工程人才的培养，满足未来新兴产业和新经济发展需要。我国已是工程教育规模最大的国家，但尚存在人才培养目标定位不够清晰、工科教学理科化、工程教育与行业企业实际脱节等问题。所以，对于“新工科”人才培养体系改革的探索成为当务之急[3-4]。
近年来，随着涂料科学与技术的不断进步，尤其是以纳米科学为代表的多个新兴学科的发展，不断推动了涂料的功能创新和应用创新，使拥有4000年发展史的涂料突破了传统的装饰和保护作用，在汽车、建筑、航空航天、军事等领域起着至关重要的作用，涂料工业已成为衡量一个国家国民经济发展程度的重要标志之一。江南大学高分子材料与工程专业于1999年正式办学时便设立了涂料专业方向，开设了涂料化学、功能涂料等课程，确立了“建立先进教学理念、培养创新人才体系、建设优质教学资源、构建一流育人平台、创新实践教学模式、改革教学”的人才培养机制。经过多年的专业建设和人才培养，为我国涂料领域企业及研究机构输送了大批专业人才[5-6] 。为了不断加强涂料方向优秀人才的培养，我们依托新工科的“交叉融合”和“快速学习”特征，基于工程教育认证的“学生为中心”和“持续改进”两大核心理念，采取五大措施，以培养学生创新能力、解决复杂工程问题的能力和综合实践能力为目标，以理论教学创新和实践教学改革为抓手，开展了涂料方向“新工科”人才培养体系的研究与探索。
一、涂料特色专业人才培养体系改革的主要举措
（一）横纵结合，丰满学生专业知识结构
涂料方向是高分子材料与科学工程专业的分支方向，学生在学习基础化学知识和高分子化学、高分子物理等专业课程后，在三年级下半学期开始学习涂料方向专业知识，而在大四下学期参加毕业设计。由此，我们提出了“横纵结合”的课程体系设计和教学方式，以丰满学生专业知识结构，丰富专业知识体系。
（二）纵向链式教育、提升课程体系的连贯性
高分子材料基础课程与专业课程有许多相通之处，我们通过课程体系的连贯设计，实现了专业知识教授的纵向拉伸，一方面让学生“学以致用”，提升基础课的学习兴趣，另一方面有利于学生掌握扎实的专业基本功。学院建立了“小分子单体的设计—树脂的设计与合成—涂料配方及涂装—涂料实践应用”涂料特色链式实验训练体系，在大二的有机化学课程中专门设计了“小分子单体的合成”环节，并在实验课中加入与之相关的实验训练，纵向拉伸，让有机化学与高分子化学得到有效的衔接。另外，在实践环节中，我们以环氧丙烯酸酯类涂料为主题，从环氧丙烯酸酯树脂的合成、表征、涂料配方的调制、固化到最后涂层性能的测试，伴随着涂料相关理论知识体系的深入，将其嵌入二年级到四年级对应的专业基础综合训练、高分子化学实验、高分子物理实验、生产实习、高分子科学综合实验以及专业课程设计等环节中，由浅入深，环环相扣，让学生对整个涂料知识体系有一个比较连贯性的认识。
（三）横向拓展教育、拓宽学生的专业视野
激发学生专业兴趣，拓宽专业视野。在教授涂料专业知识时，我们不再拘泥于传统理论知识，而是在课程中加强产业与科研相融合的专题设计，培养学生的工程思维。在课程教学方式上，改变以前主要由教师讲授、学生听讲的教学模式，改为启发式、研讨式的教学形式。以自由讨论的形式，在讲座中与学生进行广泛的交流与沟通，从而提高学生兴趣，拓宽学生视野。例如，在功能涂料课程中设置前沿专题“汽车用自修复涂料”，让学生基于前面在涂料化学、涂料配方与表征课程中所学的树脂合成知识和汽车涂料知识，自主地去学习自修复材料知识，进而完成专题调研与设计，并且在专题互动讨论中融于成本计算、环境保护等知识，拓展学生的知识体系，提升学习能动性。
（四）牢举“工程教育认证”大旗，建立完善的人才培养体系
要牢牢抓住“工程教育认证”的以学生为中心和持续改进两大核心，建立完善的能力评价体系。在课程教学方面，强调以学生为本，将学生的需求和兴趣作为首要对象，在课程结束时对学生进行问卷调查，通过调查结果进行分析研究，以学生获取的能力为导向进行实践课程改革，进一步提高学生的综合实践能力。同时，加强实验教学环节，通过综合化学实验、开放性综合专业设计实验、导师制提前介入研究以及课外科技竞技活动（如全国大学生“挑战杯”）等方式，使学生在主修理论课程的同时，提高其知识获取、应用和创造的能力。 （五）科研反哺教学，提升教学硬实力
利用涂料方向雄厚的科研实力反哺教学。一方面，学院组织研究涂料方向的专业教师进行理论教材和实验教材的编写，弥补功能涂料教材的空白;另一方面，学院与中国最大的木器生产商——展辰涂料合作成功开发了“木器一体化涂装固化3D虚拟仿真实验”，采用3D虚拟仿真的手段，对木器涂料涂装工艺进行模拟仿真，对工厂布局、设备结构和生产操作等内容进行整合和模拟，使学生真正近距离地了解涂料涂装生产过程中各工艺参数的设置、控制和调控，培养学生的工程认知和生产操作能力以及安全与环保意识，同时也对涂料的传统教学进行了有效的延伸与拓展。学院还建立了由多名国内外知名学者专家组成的专家团队，让其参与涂料专业方向课程体系的建设与教学工作。
（六）发挥行业性高校优势，提倡产教融合，助力行业人才培养
清华大学林建教授指出：“新工科的建设应该根据学校类型，有重点、有区别地开展，以充分发挥各种类型高校在新工科建设上各自的不同优势。”[3]他将高校分为几类，其中的“行业性高校”指在主要研究领域专业设置齐全、与产业联系紧密的高校。江南大学处于轻工业发达的长江三角洲地区，周围遍布涂料行业的龙头企业，如PPG、阿克苏诺贝尔、杜邦等公司，且江南大学有着悠久的产教融合发展历史，是典型的行业性高校。
因此，在新工科思想的指导下，我们通过与企业在学校共建协同创新中心、联合研究中心等方式让学生有机会接触并参与到行业共性关键技术问题的探讨中，使学生了解行业现状，接触前沿行业信息，增加实践机会。我们邀请了多名企业专家担任江苏省产业教授，在参与专业课程体系设计的同时，亲自参与到涂料专业人才的培养中，通过举办讲座、进入课堂授课、指导学生毕业设计等方式，加强学生工程思维的培养和工程能力的提高。我们还联合七家行业企业共同捐资成立“征涂先进涂料人才教育基金”，首批基金额215万元，奖励涂料方向的优秀学生，资助贫困学生，支持优秀学生赴海外名校进行学习、交流与合作，为涂料人才培养和学科建设提供定向支持。我们与《涂料工业》杂志共同启动了“涂料走进校园”系列活动，联合校企共同培养适应现代企业所需要的“适用、能用、好用”的高素质技能型人才，推动涂料科学普及工作，增强企业人才存量，架起了学校、企业与社会之间在人才培养、实习就业、科学研发等方面的桥梁。同时，该活动也为学生们提供了一个了解涂料行业与企业发展情况以及对人才规格需求的好机会，有助于学生们明确自身定位和努力方向，实现人才培养与企业需求“无缝对接”。
同时，我们定期对接收本方向学生的用人单位进行调研和走访[7]，获取用人单位对学生各项能力的评价，进而对调研结果进行分析研究，制定出相应的改进方案。保持对课程体系的持续改进，全面完善涂料专业新工科人才培育课程体系。
（七）强调中国特色，实现涂料专业中国梦
虽然三棵树、嘉宝莉、展辰等许多国内知名涂料企业近几年来发展迅速，但目前涂料行业龙头企业大多为国际公司，无论是市场份额还是技术趋势主要还是由少数外企主导，这主要是国内企业发展历史短、专业人才短缺等因素所致。而涂料人的中国梦，就是希望中国涂料能引领世界涂料技术潮流，这就必须培养出创新能力优异、综合能力强的复合型高素质“新工科”专业人才。为此，我们提出了“走出去”“引进来”两大策略。
“走出去”有两层含义，一指让学生不再拘泥于课堂教学，多去企业学习，多参加实验实践，尽早接触行业问题;另一含义是指让学生多出国交流，拓宽学生的国际视野。近年来，学生海外游学和交换情况稳步攀升。学生们积极提升自身语言能力，主动参与各项海外游学和交换项目，近年来有多名学生参与海外及我国港澳台游学与交换项目，感受不同的教育氛围，学习国际国内先进教育理念，开放心态，扩展眼界。
“引进来”一方面是指邀请涂料行业内知名工程师及领域内高级管理人员到学校交流，另一方面是指多举办国内及国际交流会议，邀请国内外涂料本领域专家来校交流，为学生拓展眼界。
二、人才培养成效
首先，通过课程的教学改革，学生的实践能力与创新能力得到了较大的提高，学生综合素养明显增强。近几年，涂料方向学生参加了多项比赛，均取得可喜的成绩。本专业学生连续四届在全国大学生“挑战杯”竞赛中获奖，斩获一等奖三项、二等奖两项，获得累进创新银奖;还获得了首届全国大学生高分子材料实验实践大赛（2019）一等奖、二等奖、三等奖、团体奖各1项，第七届中国大学生高分子材料创新创业大赛（2019）二等奖1项和广东省第六届大学生材料创新大赛三等奖，还获得了江苏省本科优秀毕业设计团队奖（2018）。近三年本科生在读期间发表论文30余篇，申请专利50余项。
其次，人才培养的整体水平得到各界的肯定。本专业毕业生平均就业率达99.6%，在长三角和珠三角就业的毕业生分别占70%和10%，许多学生进入巴斯夫、科思创、汉高、阿克苏.诺贝尔、长兴、三棵树、三木、广信等国内外著名涂料企业，深受用人单位好评。本专业毕业生以“专业基础扎实、综合素质突出、发展潜力充足”的特点深受用人单位和社会好评，认可度高。大部分学生毕业2到3年后能成长为公司研发和管理部门的骨干力量。
三、结语
经过不断探索，我们通过在涂料专业课程体系设计、教学方式优化、产教融合、学生能力培养等方面的不断努力，初步建立了涂料方向工程实践能力强、创新能力强的高素质复合型人才的培养体系，这对于为涂料行业输送优秀人才，以及涂料行业的高质量发展起着重要的作用，也有利于加快我国从涂料大国向涂料强国的转变步伐。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 陈波，黄丽亚，陈英，等.“紫金模式”下，紧跟“新工科”的步伐[J].大学教育，2018（12）：27-29.
[2] 吴爱华，侯永峰，杨秋波，等. 加快发展和建设新工科 主动适应和引领新經济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.
[3] 周邵萍. 新工科愿景下工程教育的改革之路[J].化工高等教育，2017，156（4）：27-33.
[4] 林健. 面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.
[5] 刘仁，袁妍. 涂料专业产学融合型人才培养模式的研究[J].教育现代化，2016（1）：29-30.
[6] 刘仁，朱家佳，袁妍，等. 开放式研究与实践性教学在涂料人才培养中的作用[J].广东化工 ，2013，40（18）：152-153.
[7] 陈雷，强成文. 工程认证教育视域下应用型本科院校毕业生跟踪反馈机制探析[J].大学教育，2017（12）：5-7.
[责任编辑：刘凤华]
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