论文基于大工程观的材料科学和工程专业人才培养模式以中南大学材料科学和工程专业为例，该文是关于材料科学方面毕业论文开题报告范文与中南大学和大工程观和工程专业类电大毕业论文范文.
[摘 要] “大工程观”理念被工程教育界广泛认同,为现代社会所需要工程师的教育培养奠定了理论基础.以材料科学与工程专业为例,探讨了在复杂工程背景下基于“大工程观”教育理念的人才培养模式综合改革.实践表明,在工程教育专业认证体系的推动下,通过多学科交叉融合、强化工程实践教育和创新与个性化培养,材料科学与工程专业学生的综合素质将得到稳步提升.
[关键词] “大工程观”；材料科学与工程专业；培养模式
[中图分类号] G642
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-893X(2016)05-0078-04
所谓“大工程观”教育理念,就是在科学和技术的基础上,结合工程实际,将社会、经济、道德、环境等因素融入工程教育与教学.“大工程观”教育理念自1993年被麻省理工学院院长乔尔.莫西斯提出后,在美国教育实践中逐渐发展和完善,现已成为现代教育理论体系,被教育界广泛认同.我国2006年开始建立工程教育认证体系,并于2013年成为《华盛顿协议》第21个成员,标志着我国工程教育重大改革时期的到来.2015年我国工程教育认证中的标准毕业要求围绕“解决复杂工程问题”能力培养,强调了12个方面的能力或素质,分别是：工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习.从中可以看出,工程教育强调的核心包括三个方面,即：复杂工程问题的解决能力、多学科交叉和多方面的能力,以及道德和社会责任感.解读我国工程教育认证体系标准可以发现,其中蕴含着“大工程观”的教育理念.
在以往的高等教育体制下,我国普遍存在工程教育与工业界脱节、工程设计和实践教育严重不足的问题[1],严重影响了我国民族工业的发展.材料科学与工程专业是典型的工科专业,该专业培养的高等人才分布在以制造业为主的多个行业,与国家许多重大领域密切相关.因此,本专业高等人才的教育培养更需要“大工程观”教育理念作为指导.21世纪以来,随着社会、经济、科技的发展,材料在生产生活中的作用愈加明显,材料制造对人才知识、能力、素质的要求也越来越高.知识方面,材料科学与工程学科不仅与物理、化学、计算科学、生物医学、工程学等不同学科交叉融合,而且其在不同领域也呈现出交叉重叠的特征[2]；能力方面,不管是电子工程等小产品工程,还是飞机、航空领域中等大而复杂的工程,现代材料工程问题更加强调对复杂工程问题的分析与解决能力；素质方面,新时代材料工程师要推动社会发展,不仅要有综合的知识构架,更要有创新、实践、终身学习、管理等能力,以及人文素质、道德品质、社会责任感等素质要求.
中南大学材料科学与工程一直非常重视高层次专业人才培养,基于“大工程观”教育理念对复杂工程背景下的人才培养模式进行了一系列改革探索,搭建了一流的学科与工程实践平台,尤其在多学科交叉融合、强化工程实践教育和创新与个性化培养等方面不断深化改革,以促进本专业人才培养质量稳步提高.
一、“大工程观”教育理念
20世纪40年代以来,美国工程教育经历了“技术模式”“科学模式”和“工程模式”,1993年,麻省理工学院院长乔尔.莫西斯提出了工程教育的“大工程观”理念,并指明了这是工程教育未来的方向,获得了工程教育界的广泛认同和推行.与传统的工程教育理念相比,“大工程观”更注重工程实际,强调工程应包括经济、文化、道德、环境等多方面因素,工程教育应该注重培养学生解决复杂工程问题的能力、创新能力和管理能力等[3].但“大工程观”并不是对工程科学的否定,而是在工程科学的基础上增强了工程实践的内容,使工程实践在工程科学的指导下更合理地进行,更注重理论与实践的结合[4].“大工程观”中的“大”并非指工程规模,而是实际工程的复杂性,这种复杂工程问题不仅涉及学科范围广,而且还需要综合考虑经济、文化、社会、环境、道德等多方面因素[5].
“大工程观”将科学、技术、非技术因素融入工程实践中,具有综合性、实践性和创新性.“大工程观”下的工程教育更能与工程实际接轨,人才的培养也更能适应社会的需求.“大工程观”理念下人才的培养是在知识学习的基础上强调能力和素质培养,注重学生知识、能力和素质的综合提高,也就是在注重知识结构的综合性、整体性以及知识在实践中运用能力的同时,强调实践能力、管理能力、创新能力和人文素质、团队意识、思想道德等素质的培养[4,6,7].
二、“大工程观”教育理念的实施
在工程教育专业认证体系的推动下,结合“大工程观”教育理念,中南大学材料科学与工程对高等专业人才培养模式进行了深化改革与创新,通过专业交叉融合,形成了按“材料科学与工程”一级学科宽专业培养的办学模式.在2012版和2016版培养方案中均坚持“厚学科基础,宽专业领域,强实践应用,重创新能力”的培养方针,结合专业的学科优势与特色,按国际工程教育专业认证标准,着力培养具有良好思想品质与人文科学素养,掌握坚实的基础理论、系统的专业知识及一定的社会、经济、法律、管理等知识,拥有实践能力、自我获取知识能力、创新创业精神,同时具备较强的组织管理能力、团队协作精神和国际视野的材料科学与工程领域科学研究与工程技术并重型高素质人才.
(一)课程体系改革
课程体系是实施教学活动的基本依据.本专业2012版培养方案的课程体系和学分分配如表1所示.在这一版培养方案中,数学与自然科学等通识性理论课程学分比例达16.8%,人文社会科学的学分比例达21.7%,工程实践环节的学分比例达22.5%,而工程及专业相关课程学分比例占37.9%,较好地体现了“厚基础,宽专业,强实践”的“大工程观”教育理念.
按照工程教育专业认证标准,在2012版培养方案的基础上,本专业对2016版培养方案进行了进一步改进和细化,课程体系与毕业要求的对照如表2所示.在2016版培养方案中,通识性理论与人文社会科学课程学分比例为22.4%,实践教学环节的学分比例提高到30%,增加了学分比例达4.5%的个性培养环节,更充分地体现了“大工程观”和“以学生为中心”的教育理念.尤其是通过实习和课外研学环节,为学生提供充分的自由空间,使他们有机会结合企业生产实际或科研实际,开展科学研究和社会调研,由此将社会、经济、道德、环境等因素融入素质教育,切实培养学生“解决复杂工程问题的能力”及创新与创业精神.
(二)多学科交叉融合
现代工程问题的复杂性要求材料工程师必须具有综合知识背景,能够解决复杂工程问题,为此,本专业在课程设置上充分考虑多学科的交叉融合.在2016版培养方案中（见表2）,通识性教育课程主要包括数学、物理和化学三大自然学科；工程基础类课程包括电工、工程制图、机械设计、计算机等工程基础知识；人文社会科学类通识教育课程开设种类多,学生可结合自身情况和兴趣自由选择；专业基础类课程包括通用课程和学科方向特色课程,大部分是学生必修课程；专业课按照材料学、材料物理与化学、材料加工工程三个学科方向设置了三个课程模块,学生可根据兴趣及职业意向选择相应的课程模块进行系统的专业学习,将之前所学的专业基础及核心课程知识运用到专业课程的学习中,系统掌握材料的成分、结构、性能、制备技术等知识体系；专业选修课程的设置广而精,内容上涵盖了有色金属材料、钢铁材料、无机非金属材料和高分子材料以及机电工程、冶金工程等多学科领域,形式上每门选修课程都是由精通课程内容的老师提出、设计教学大纲并承担教学任务,且每门课的学时一般不超过32学时.而学生在专业选修课程方面完全开放,不受专业模块限制进行选课,由此促进材料学科三个专业方向以及与机电、冶金等相近学科的交叉融合.这种多学科交叉融合的课程体系和培养模式,使本专业学生具备更全面的专业素质和人文素质,将来在解决复杂工程问题时,不仅能够灵活运用多方面的专业知识,还能够综合考虑环境、人文、经济等各种因素,权衡利弊,找到更好的解决方案.这正是“大工程观”教育理念的集中体现.
(三)强化工程实践能力培养
美国加州理工大学教授冯.卡门有这样一句名言：科学家研究已有的世界,工程师则创造未来的世界.从人才培养的角度来看,一名优秀的工程师,不仅要具有综合的科学知识背景,更要具备工程实践能力,这样才能直接参与创造未来的活动.本专业正是基于这种卓越工程师培养理念,在课程体系中融入了大量实践课程,2012版培养方案中实验时间达36周+144学时,合计39学分,占总学分的24.2%；而2016版新的培养方案更是将实践教学环节的学分比例提高到30%.
根据学生认识能力和知识结构的不同,实践课程主要分为三种类型：自然科学、工程基础和专业课程中设置的实践课程、集中实践环节和特色实践环节.分散于各门课程的实验教学使学生充分掌握了基本的实验/实践技能,对理论知识的理解也更加深刻；集中实践环节主要包括课程设计、认识实习和生产实习,其中课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程；另外,新的培养方案中还增设了大型综合实验课程,以课题形式让学生进行材料科学基本研究方法的综合训练,从而拓宽学生的专业知识面,培养学生的专业技能和动手操作能力,提升学生将理论应用于实践解决实际问题的能力；认识实习和生产实习环节使学生有机会接触企业,了解社会环境,感受市场需求对产业发展的影响,进而明确本专业对国家和社会的巨大作用；特色实践环节包括大学生走进科研、大学生创新训练计划、米塔尔创新创业计划、起航行动计划、自由探索计划等多种形式,使每个学生能够有机会参与承担科研或工程设计课题研究,由此获得科研、工程实践与创新能力的培养.
为保证实践教学效果,本专业在教学改革中投入大量人力、物力、财力,依托“卓越工程师培养校企联盟”,建立了“中南大学—中国铝业公司工程实践教育中心”“中南大学—宝钛集团工程实践教育中心”和“中南大学—南山铝业股份有限公司工程实践教育中心”3个国家级工程实践教育平台,以及浙江海亮、山东华健、山东奥博特、长沙众兴、郴州强旺、长沙经阁等多个校外辅助实践教学基地；对多门专业课程推行“校企联合教学”,并建立了一支包括28名国内知名企业专家的工程实践教学队伍；将部分专业教学课堂转移到生产或试验现场进行.这些措施显著增加了学生接触企业、深入企业开展工程实践的机会,由此强化了学生解决复杂工程问题能力的培养.
(四)创新能力与个性化培养
工程师要将已有的科学理论转化为技术成果,必须具备创新性,所以,在“大工程观”的教育理念下,创新能力和个性化培养是工程教育必不可少的内容.由此本专业专门在第七学期设置了《创新创业导论》课程,对学生的创新创业精神和能力进行强化培养；通过6个学分的课外研学活动,以及每年开展的各层次大学生创新创业训练计划、自由探索计划、研究性学习计划等自主申报的科研项目,有力促进大学生积极投入新材料、新工艺、新技术的实践探索；通过组织“大学生走进科研”“材子论坛”“国际英材”“指点材津”“真材实料”等系列活动,将经典基础理论、最新科研与技术开发成果紧密结合,激发学生学习、实践、创新的意识和潜能,形成教学、实践、创新创业氛围,由此实现大学生综合素质全面提高与个性化全面发展.
三、培养效果与持续改进
中南大学材料科学与工程专业提出了产业升级背景下着力提升材料类专业人才社会适应性的“大工程观”办学思想,构建了“基础理论、技术与工程实践、创新创业和高水平国际化全面协同推进”的创新人才培养模式,初步解决了拥有解决复杂工程问题能力的材料类专业创新创业人才培养的难题.
2015年11月本专业顺利通过了教育部组织的工程教育专业认证.在“大工程观”教育理念的引导下,材料科学与工程专业人才培养模式的一系列改革取得了良好成效,学生的工程实践与创新创业能力得到明显加强.2014年本专业学生团队的创新成果获长沙市第十一届大学生创新创业比赛唯一特等奖；第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖；第十三届“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛二等奖；本科生申请专利50余项,创新实验室完成研究近300项,已汇编成《创新论文集》；近三年来,学生年均公开发表论文、发明专利、采用作品数量超过300件；超过95 %的学生参与各类科技创新创业活动,超过80 %的专业教师有指导学生科技创新活动的经历.通过社会调查和反馈对毕业生能力进行评估发现,95%以上的企业对本专业毕业生的综合知识和创新能力表示满意,90%以上的毕业生认为在校期间理论知识的学习对其以后发展影响较大,75%以上的学生认为在校期间的实践训练很有帮助.
本专业的教学改革与实践虽然取得了一定成效,但是仍然存在一些问题,如实践教育基地较为分散,不易管理；企业实践岗位体验型教学课时较少；学校老师工程实践指导能力有待加强；企业教学队伍仍不够稳定；对大学生工程素质与创新能力的综合评估体系尚未完善；毕业学生情况的信息跟踪体系尚未建立,等等.因此,在未来教学实践中,将针对这些问题开展持续改进,不断深化教学改革.
四、结语
在工程教育专业认证体系引导下,认真解读与研讨“大工程观”教育理念是建设工程教育专业认证平台的基础,也是工程教育改革的关键.中南大学材料科学与工程专业基于“大工程观”教育理念,对复杂工程背景下的人才培养模式进行了一系列教学改革与实践,通过多学科交叉融合以及强化工程实践和个性化培养,使大学生的创新能力和工程素质稳步提高,毕业学生得到了就业单位的高度认可.但持续改进的任务仍然艰巨,建立与国际接轨的工程教育质量保障体系,推进教学体制的深化改革,强化学生工程素质和创新能力培养,促进本专业学生的全球就业,任重而道远.
参考文献：
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[编辑：何彩章]
评论,此文是一篇关于中南大学和大工程观和工程专业方面的材料科学论文题目、论文提纲、材料科学论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
参考文献：
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