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 ed ucation,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｡

图1 工程教育专业认证的毕业要求

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｡

为期一个月的生产实习期间共开展讲座与座谈15 场,内容涵盖专业知识､企业发展和个人职业成长等,尤 其是企业导师和杰出校友这些专业前辈的示范引领,与 学弟学妹面对面沟通,分享从校园到职场的成长历程｡ 图2给出了学生听取讲座后的感悟高频词云｡他们的经 历与感悟让学生们深切体会到为“强国担当”的专业使 命,进而鼓励学生在日常学习与后续工作中努力养成 “大国工匠”所应具备的专业技能与职业精神,培养学生 的专业使命和职业素养教育｡

图2 生产实习中学生听取讲座后的感悟中的高频词

为科学地管理团队,并培养学生的自我管理意识和 能力,2023 年材料科学与工程专业以班级为队伍单位, 专业方向为分组导向,共分为两队六组｡在实习过程中 教学团队还抓住学生中的关键少数,通过先锋协助,网 格管理,即结合专业方向,形成指导老师教师-实习队长 (两位班长)-专业方向小组长(两名党员先锋)-安全员 (入党积极分子)-组员(其他同学)的五级全覆盖网格, 学生干部､学生党员和入党积极分子组成生产实习先锋 队,安全员辅助小组组长,明确分工,细分联络对象,保 证实习队每一位同学的安全｡师生携手等多举措保障生 产实习有序进行,同时培养了学生的责任意识､团队协 作和集体主义等非技术能力｡

5 多维评价,以产评学,彰显实习效果

根据课程的育人目标,带队教师､企业导师､学生三 方参与生产实习效果评价,构建有企业导师参与的师 生､生生互评的多维多元的过程性评价和成长性评价新 体系｡

学生学习效果评价中,特别注重过程评价方法,建 立了定期“检查—反馈—持续改进”机制(图3):教学团 队在实习前通过问卷和测试掌握学生的知识储备及对 生产实习的期待;实习中进行小组中期汇报(PPT),及时 掌握实习效果,规避实习风险和误区;实习末评阅实习 日志和实习报告,进行小组实习答辩汇报(PPT)｡全体实 习学生旁听和参与实习中期和末期汇报考评,做到生生 互评(图4)｡企业导师参与学生实习中和实习末的汇报 答辩,再次实现以产评学｡

图3 生产实习中定期“检查—反馈—持续改进”过程性考核机制 示意图

图4 生产实习中期汇报生生互评结果之一

学生个人实习综合成绩评价采用团队与个人嵌套式评价方式评定:小组综合成绩(满分为30分)与学生 个人表现成绩(满分为70分)之和为学生最终成绩｡小 组综合考核评分依据实习期间小组集体表现,尤其是实 习中期和末期汇报考评完成质量(教师打分+学生打 分);个人表现考核依据学生实习期间的小组中个人贡 献､日常表现､实习日志和实习报告完成质量等｡该评价 方式落实了学生个人与小组荣辱与共,有效增强学生协 作主动性｡

为了直观评价专业生产实习教学改革成效,带队教 师在实习初､中和末期采用了腾讯收集表､纸质版问卷､ 访谈交流和日常观察等形式,纵向比较学生生产实习前 后在知识､能力和价值塑造方面的成长效果,给予学生 成长性评价｡

教师教学效果评价则包含学生线上评教､学生访谈､教师教学反思等多种形式,从政治立场､育人意识､ 教学过程(涵盖教学目标､内容､资源､进度､方法及考 核)等8个方面进行全面评价并凝练出意见建议,为后 续持续改进提供依据和方向｡

三、结束语

锚定材料相关产业对专业技术人才在知识､能力和素养方面的具体要求,教学团队在材料类专业生产实习 教学过程中,以学生为中心,以学生成人成才为目标,探 索和实践了“以产明学,以产促学,以产评学”的产教融 合实践育人模式,使学生们沉浸式了解材料类相关产业 对专业技术人才的具体要求,明晰了学生专业学习和职 业发展的方向和目标,图5为2023年生产实习后学生们给出的就业意向｡教学改革后的生产实习具象化了材 料人的职业责任和国家担当,学生们在后期的专业学习 中一定能够有的放矢,科学高效地靶向成长｡

图5 生产实习后学生们的就业意向

在未来的教学实践中,教学团队将继续紧跟材料相 关产业发展步伐,锐意改革,不断更新迭代教育教学理 念和方法,进一步丰富和完善“三全育人”大格局,引入 人工智能和AI技术,以顺应新工科和工程教育专业认 证等新时代工科教育发展趋势,切实肩负起为党育人､ 为国育才的使命｡

参考文献:

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基金资助:国家级一流本科专业建设“材料科学与工程专业”(教高厅函[2019]46号);国家级一流本科专业建设“材料物理专业”(教高厅函[2021]7号);西安理工大学教学研究项目“‘以产明学,以产促学,以产评学’实践育人模式探索与实践”(xjy2315);西安理工大学教学研究项目“新工科背景下材料类一流专业‘三进三出’工程实践教育体系的构建”(xjy2201);

文章来源:田娜,于晓婧,游才印,等.新工科视域下材料类专业实践育人模式探索与实践[J].高教学刊,2025,11(03):171-174.