新工科视域下材料类专业实践育人模式探索与实践

摘  要：新工科和工程教育专业认证对各专业的人才培养提出新要求。该文以与多种产业密切相关的材料类专业生产实习为对象，以立德树人为引领，融入专业思政，探索“以产明学，以产促学，以产评学”的产教融合实践育人模式，旨在积极应变顺势，培养知识、能力和价值素养全面过硬的时代新人。

关键词：新工科;产教融合;实践育人;专业思政;人才培养

中图分类号：C961      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）03-0171-04

Abstract： The emerging engineering education and engineering education accreditation have raised new requirements for the cultivation of talents in various engineering majors. This work takes the Specialized Production Practice of majors related to materials as the research object， which is closely related to the various industries. Under the guidance of the moral education， the ideological and political education for engineering majors was merged into the teaching process to explore the practice education model with the integration of industry and education--using the industries to clarify learning， to promote learning， and to evaluate learning. It aims to actively adapt to the trend of new era and cultivate the talents with comprehensive knowledge， abilities， and value literacy.

Keywords： emerging engineering education; integration of industry and education; practical education; ideological and political education for engineering majors; talent cultivation

新工科（Emerging Engineering Education， 简称3E）是主动应对新一轮科技革命和产业变革的战略行动，是新时代工程教育改革的新方向[1-2]。为此，迫切需要培养一大批引领未来技术与产业发展的卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力支持和人才保障，从而应对新一轮科技革命和产业变革所面临的新机遇和新挑战。而以成果导向教育（Outcome based education，简称OBE）为核心理念的工程教育认证也为工科专业学生提出了11条“毕业要求”[3-5]，其中包含5条技术类和6条非技术类，如图1所示。因此，在新工科视域下探索适用于材料类专业人才培养的实践育人模式将有助于进一步在知识、能力和价值素养方面提升学生的综合素质，促进学生满足工程教育专业认证对材料科学与工程专业毕业生的毕业要求，最终培养出符合新时代要求的材料类专业技术人才。

一  工科专业实践教学现状

新工科和工程教育专业认证都明确要求所培养的人才在知识、能力和素养等方面能够适应技术和产业的发展[6-7]。笔者团队长期承担着材料类专业的认识实习和生产实习等实践教学任务。众所周知，专业生产实习是一门重要的实践性必修课，该课程是在学生学习了材料类专业的专业基础课及各专业方向的大部分课程后进行，学生将走进专业相关企业，开展深入细致的参观和驻厂实习。专业生产实习不仅能让学生将专业所学与产业企业实际深度结合，也能让学生切身接触企业和一线工程技术人员，了解未来求职企业行业的大好机会。因此，生产实习过程中蕴含着丰富的实践育人资源，是人才培养过程中实践育人的重要载体。

但在教学实践中，笔者发现专业生产实习中普遍存在以下问题：①专业生产实习育人目标和产业企业用人标准“两张皮”;②教学内容与产业企业生产实际联系较弱甚至脱节;③实践教学过程中的课程思政和学生非技术能力培养缺少具象的方式与载体;④实践教学效果评价方式单一且对后续教学指导性不明确等。

二  材料类专业实践教学改革与实践

着眼于以上问题，笔者团队长期在材料类本科人才培养方面积极探索和实践[8-10]，在不断创新课程思政和实践育人的基础上，以与产业关系密切的材料科学与工程专业生产实习这门实践课程为对象，充分挖掘其实践育人潜力，构建“以产明学、以产促学和以产评学”的产教融合实践育人新模式，在近年的教学实践中探索内容重构、方法创新并初见成效。

（一）  教学研究思路

依据专业所服务的产业领域对人才能力和素养的需求，笔者团队按照“反向设计”的逻辑，以“项目导向”优化实践环节的教学内容，以“问题导向”为教学方法，同时注重过程性评价和成长性评价，有效培养材料科学与工程专业学生工程能力及工程素养，以适应新工科和新发展的需求。

（二）  教学改革具体方法

1  访企会友，需求导向，明晰培养目标

教学团队在生产实习前走访各类企业和校友，获悉相关产业对人才职业能力和职业素养的具体要求，结合材料科学与工程专业的金属材料、表面工程、陶瓷及粉末冶金三个专业方向，为学生筛选充足的典型工件，并做好实习前的沟通与对接工作。

同时以学生为中心，以学生需求为导向，教学团队对参与实习学生进行线上前测和需求摸底。以2023年为例，发现其中有89.6%的同学希望在生产实习过程中能够通过实践巩固与学习专业知识，有83.3%的同学提出想通过实习了解本省内就业市场的需求，66.7%的同学对因专业方向较分散，担心实习内容与方向差异较大。

通过问需于产，问需于生，并结合材料科学与工程专业的培养计划与生产实习的教学大纲，教学团队优化明晰了生产实习的教学目标，这为教学团队更新迭代实习内容提供了重要参考与遵循。

2  反向设计，构建模块，优化教学内容

依据专业所服务的产业领域对人才能力和素养的需求，教学团队按照“反向设计”的逻辑，聚焦行业认知、实战能力和价值塑造等，构建“4+1”生产实习教学内容模块，其中，“4”指：①驻一访多，感知专业担当;②深耕专业知识，践行生产一线;③延伸专业知识，探访周边企业群;④材料为我，我为材料——感悟“职业使命”。“1”则是特别增设1项内容——访企拓岗，结合前测结果及学生中陕西生源占比高的特点，驻访企业期间，聚焦驻陕企业特设招聘宣讲环节，实现学生与企业面对面，助力学生学业职业规划。“4+1”模块化实习内容确保师生在整个生产实习过程中，目标明确，同向同频，为生产实习提质增效。

3  产学融合，项目导向，做实实习过程

2023年材料科学与工程生产实习的核心内容概括为“八访一驻，工程+科研+工程，讲座与座谈”等多个主题，切实落实生产实习大纲中的参观实习、定点实习、讲座报告及座谈主要任务。

“八访一驻”：2023年实习队包含材料科学与工程转细分的金属材料工程、材料表面工程、陶瓷及粉末冶金三个专业方向的学生。针对不同方向学生的需求，教学团队组织赴陕西5家具有行业代表性的材料相关企业进行参观学习，其中包括陕西非凡士三维科技有限公司、西安瑞福莱钨钼有限公司、陕西微弧强化科技有限公司、隆基绿能科技股份有限公司和华星电子有限公司，分别对口实习队的金属、表面、陶瓷专业方向。参观过程中，邀请企业工程师带领学生实地参观产品生产工艺、检测平台、产品展示区等，全面了解企业的材料研发和生产流程，详细了解几个关键工艺环节，解释生产技术原理，回答学生问题。同时观摩企业实验室，了解材料设计、制备、表征和测试的具体操作。组织相关材料专家举办讲座，内容覆盖了材料分类、性能评价、设计原则和应用实例等。让学生全面系统地学习材料科学知识，同时提高问题解决能力和工程意识。学生在与企业工程师交流与沟通过程中学习他们解决实际材料问题的思路和方法，并了解就业信息，开拓视野。最终完成通过“八访”实现了行业初探、访企拓岗的目标。

此外，围绕驻厂企业——西安标准热处理有限责任公司，参观其上、下游公司：西安标准电梯有限公司、陕西重型机械制造有限公司以及西安海红轴承有限公司，引领学生了解热处理之前的机械加工流程以及热处理后的工件应用实景，进而了解热处理零件所经历的全流程。

“工程+科研+工程”：生产实习队在具有国企代表性的西安标准热处理有限责任公司驻厂实习14天，依托企业提供的项目案例——工程技术问题，学生自由组合形成攻关团队，采用“认知—实践—认知—再实践—认知”的闭环模式，即“入厂前方案—入厂后方案—对比分析后最终方案”的模式，团队协作完成对具体工件的“科研级”分析，并将最终方案交由企业导师评价。

教学团队探索了“工程+科研+工程”的闭环实践模式。首先，学生进入工厂，现场学习零件实物及企业制定的实际工艺方案，并通过与企业指导教师的讨论理解实际方案的制定原理，在现场进行企业级分析检测。其次，学生从工厂拿回同炉试样块，在校进行科研级分析检测，建立工艺-组织-性能之间的关系，为深入研究性能机理提供重要支撑，此外，通过最新科研文献查阅，找出最新文献所给出的理论热处理工艺与现行实际工艺间的差异。最后，学生返厂与企业专家进行汇报讨论，分析理论方案与实际方案的优劣，明确科研与实际生产之间的差异，与此同时，工厂方也通过与学生的交流分析获取到最新的工艺方案，为现存工艺问题寻找出了新型解决方案。实习采用“了解实习零件制备工艺全流程—入厂后学习热处理工艺—文献对比及科研级性能表征—工厂交流以及工艺反馈与讨论”的模式，根据不同专业方向针对性地分配实习零件，如金属方向学生聚焦固溶处理、调质处理进行零件热处理与分析;表面方向学生选定表面超音频淬火及表面高频淬火处理进行零件热处理与分析;而陶瓷方向学生针对表面陶瓷化目标离子渗氮、气体渗氮进行零件热处理与分析。

这一创新举措实现了以产促学，以产评学，同时也发挥了以学优产的作用。学生可以明确地认知到科研与实际应用之间的差异，为后续更脚踏实地地解决真科学问题而进行科研奠定基础。

4  多措并举，先锋协助，具象实践育人

生产实习是专业育人的极佳载体与抓手，然而由于生产实习综合性强，思政育人的融入点很多且比较分散，容易出现思政育人导向不明确，每个学生关注点不同，育人效果因人而异的问题。

针对这一问题，2023年生产实习聚焦“具有工匠精神的职业责任”和“学有所用的强国担当”两方面，邀请企业工程技术人员兼任企业导师，带队老师、企业导师和杰出校友现身说法，开展价值引领和职业素养教育，用身边人身边事切实引领学生在实习中体会职业责任、感悟专业担当。在体会职业责任的具体实施过程中，带队教师引导学生细化关注点，从法律法规、环境保护、成本控制和产品质量检验等方面体会工程师的职业责任。在感悟“强国重器”的具体实施过程中，学生在实习过程及与校友和专家交流的过程中，切实体会到材料在促进国家快速发展方面的重要性，在生产一线深刻认知自己参与的工艺在全材料领域中的重要性。