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摘要：“功能材料”属于国家战略新兴产业本科专业，肩负着国家战略发展新需求、国际竞争新形势和立德树人新要求的责任。“四位一体”是融“工程教育、强化基础、突出实践、重视创新”为一体的人才培养模式，强化学生工程教育和基础教育，坚持产教融合和科教融汇，重视创新创业能力培养，着力提升其综合能力。本文以功能材料专业为研究对象，以提高人才培养质量为目的，广泛调研同类院校同类专业人才培养模式及创新举措，基于“四位一体”构建应用型人才培养模式，通过调研-实践-改进的循环，形成一套完整的人才培养模式。

关键词：功能材料；专业建设；四位一体；人才培养模式

功能材料是新材料领域的核心，主要可分为光、电、磁、热、结构和生物功能材料。“新工科”建设要求通过新人才培养方案、新教学体系、新教学模式等改革，培养具有创新精神和实践能力，能够在功能材料等领域从事产品设计、研发、生产及管理，并解决复杂工程问题的高素质复合型人才。新工科建设的“天大行动”中提出“探索建立工科发展新范式”、“问产业需求建专业，构建工科专业新结构”。“北京指南”中指出，要落实“以学生为中心，成果导向、持续改进的工程教育专业认证理念”。目前某些院校在功能材料专业课程设置上系统性不强，重理论轻实践，与企业之间的合作缺乏深度。因此，布局新兴工科“功能材料”专业建设，注重人才培养模式的创新，对于推进科教融汇、产学融合、校企合作至关重要。

从新工科专业发展来说，发挥地方高校新兴本科“功能材料”专业对区域经济发展和产业转型升级的支撑作用也是必要的。人才培养模式在实现人才培养目标的过程中起着最为关键的作用，但目前在“新工科”建设背景下，缺乏对功能材料专业人才培养模式的针对性研究。此外，积极探索应用型本科院校“功能材料”专业人才培养模式，对培养出高素质的工程应用型人才具有重要意义。

1．“功能材料”专业人才培养模式国内高校调研情况简介

随着国家产业政策的调整和社会对功能材料人才需求的迅速增长，教育部于2010年将功能材料专业确定为国家战略性新兴产业本科专业，目前开设功能材料专业的学校有40多所。苏州科技大学围绕环境功能材料和绿色光电功能材料两大热点方向，实施卓越工程师人才培养模式[1]。常熟理工学院以长三角地区行业需求为导向，提出了功能材料专业综合化、一体化实验模式[2，3]。东北大学秦皇岛分校建立了“导师-研究生-本科生-导师”培养模式，以实现对本科生精准化、个性化的培养目标[4]。西安建筑科技大学建立了一套包括验证性实验、综合性实验、综合性设计、创新意识训练和毕业论文创新研究的完整创新能力培养体系，实施了“2+1+1”人才培养模式[5，6]。大连民族大学按照特设专业特色培养，提出了“注重过程化教学、能力培养、兴趣式教学”的创新人才培养模式[7]。同济大学积极探索本-硕-博贯通的功能材料课程体系，为提升教学质量和学科交叉型各学位层次的人才培养体系建设提供一种新思考[8]。

2．功能材料专业“四位一体”人才培养模式的改革思路

在新工科背景下对应用型本科院校功能材料专业人才培养模式的现状进行调研，并在此基础上分析构建基本框架，以“工程教育、强化基础，突出实践，重视创新”为抓手，对人才培养模式进行改革和实践，切实提高人才培养质量。

（1）基于“新工科”建设内涵，重构专业课程体系，修订人才培养方案

基于OBE工程教育理念、《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》和材料行业标准，修订功能材料专业的人才培养方案，开展新工科模式下的教育教学改革。实施“四位一体”的人才培养模式。充分利用互联网的资源优势，坚持产教融合、科教融合，实施“本科生导师制”，着力提升学生的理论基础和创新实践能力。

（2）聚焦功能材料专业人才培养问题，深化课程教学改革

课程是教学内容的载体，是人才培养的核心要素。在教育部《材料类教学质量国家标准》的规范与要求指导下，依据本专业的专业定位和人才培养目标，结合行业及高校调研数据，设置课程体系。以学生为中心、以产出为导向设置人才培养目标，构建专业教育与职业教育融通的课程体系。探索教育教学形态创新研究，推动优质教学资源开放共享。基于现代信息化平台和互联网技术，构建基于OBE理念的线上线下混合式教学模式，融入“产业+课堂+科研+竞赛”相融合的教学思路，达到提升学生解决复杂工程技术难题的能力，为新兴产业输送新工科人才。构建虚实结合的智慧学习环境、打造资源共享的开放式育人平台。探究学习成果评估方式，建立多元化评价体系，提高学生的“自我效能感”和自主学习热情。

（3）推进“新工科”产学研协同育人，提高应用型人才培养质量

实践教学是培养学生应用能力和工程能力的主要载体。立足应用型人才培养目标，系统化构建贯穿全过程的实践课程体系。大力推进产教融合、打造产学三级驱动的“全方位实践”系统，注重专业和职业的对应，实验和实训的衔接。使学生除掌握专业基本理论外，还掌握必要的工程基础知识；接受专业实验技能、工程实践、科学研究与工程设计方法的基本训练，将学生能力从专业基础的起点逐步提升到行业企业应用的入口。

3．功能材料专业“四位一体”人才培养模式的改革方案

（1）立足新工科思维及创新教育要求，构建产出导向的工程人才培养模式

功能材料人才培养方案强化实践教学，突出实验实训内容的基础性和应用性，注重学生的应用能力。站在“以本为本”的基石上，适应功能材料领域新技术、新业态、新模式的需求。专业教学指导委员会制定了以“对接行业、重构课程、产教融合、职业培养”为特色的人才培养方案。着眼“新的工科”和“工科的新要求”，围绕专业建设与社会需求的适应度、人才培养目标与培养效果的达成度、教师队伍和教学资源条件的保障度、质量保障运行的有效度、学生和社会的满意度，更新知识体系、创新工程教育方式。

（2）坚持学科专业一体化建设，打造专业特色

功能材料专业是国家战略性新增专业、面向江苏省和南京市新材料和生物医药产业发展对应用人才需求而设立的。新材料是南京市七大战略性新兴产业之一，产业规模占工业比重逐年上升。南京市对照国家重点发展的七大战略性新兴产业，明确了七大类11个领域和方向的战略性新兴产业，其中多个方向与新材料产业相关，如：生物医药与医疗器械、新一代信息技术等。基于此，功能材料专业围绕南京新材料产业和生物医药、信息技术产业发展需要，紧密跟踪新材料产业最新技术，确定了生物功能材料为专业特色。2025年我国生物功能材料市场规模将达到万亿元，成为世界第二大生物功能材料市场，约占全球市场份额的22%。江苏省拥有生物功能材料上市和新三板企业107家，到2025年生物医药产业规模力争突破2400亿元，对人才需求巨大。本专业以行业和产业需求为导向，实行产教深度融合，构建“工程教育、强化基础，突出实践，重视创新”的四位一体的人才培养模式，并将其贯穿于人才培养全过程，逐层递进的实践体系保证了学生专业能力及职业素养的培养，为社会经济发展培养了大批高素质应用型人才。

（3）全体实行本科导师制培养，促进学生的实践应用能力培养

功能材料专业与企业、行业单位共建了多个实习实训基地。毕业论文的指导老师有多人入选江苏省科技副总，承担江苏省产学研合作项目、横向课题等。学生的毕业论文选题来自功能材料企业的一线需要，以实验为实践为基础的毕业论文比例大于95%。本专业经过不断地探索和实践，建立了一套与课内教学配套的行之有效的课外教学体系，包含课外实践活动、学科竞赛、校企联合教学等。课外实践活动主要通过各类兴趣小组和开放实验项目进行；考虑到国家和省市及行业协会竞赛的准入门槛，为了扩大竞赛的普及面，学院还定期组织各类学科竞赛；此外还通过配备学生创新导师、开放实验室等形式开展课外创新活动。

（4）以学生为中心，构建专业教育与职业教育融通的课程体系，积极进行教学资源建设

功能材料专业着眼于有国际视野、有担当的应用型人才培养，整合优化、提升拓展现有校企合作育人成果及资源，将学历教育与职业素养的培养有机融合；探索产教协同新模式、校企合作新形式，共同营造精品课程、优秀教材、示范基地等多维发展的育人局面。依据《功能材料人才培养方案指导意见》开展实践，专业教学指导委员会制定了以功能材料实践能力培养为核心，专业教育与职业教育融通的课程体系（图1），通过产教研深度融合机制加以落实。功能材料专业老师承担江苏省产学研合作项目、横向课题等项目，将产学研合作项目的内容转化为大学生的开放实验室项目、科教融合项目，提升学生的应用能力。

（5）探索教育教学形态创新研究，推动优质教学资源开放共享。

构建新型教学方法体系，探索教育教学形态创新研究，推动优质教学资源开放共享，建设了线下、线上、线上线下混合式、虚拟仿真多种模式的专业课程群。把握人才培养的核心要素，在课程建设成果的积累上，继续推动信息技术与教育教学深度融合。对已建有的省级在线课程、校级在线开放课程等网络课程建-用并进，构建高阶性专业“金课”群。持续推进精品资源共享课程、研究性课程、双语课程、金课和课程思政的建设工作；构建虚实结合的智慧学习环境、打造资源共享的开放式育人平台。学院拥有适应“互联网+”课程教学需要的智慧教室，教师们利用智慧教学给学生进行“翻转课堂”、“课程思政示范课程”等专业教学。

（6）加强师资队伍建设，提升教育教学能力，促进专业发展

以课程群建设为抓手，课程群的设置以学科研究方向为依托，形成专业特色鲜明的核心课程群，例如以生物功能材料方向为核心，构建功能材料的课程群。积极推动教学团队教师申报校级优秀课程、精品课程、研究性课程和创新创业课程等。把握人才培养的核心要素，在课程建设成果的积累上，继续推动信息技术与教育教学深度融合。鼓励教师将科研和教学相结合，提升教师的专业水平、产学研用的能力。

为主动应对新一轮科技革命与产业变革、“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部积极推进“新工科”建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”，为应用型本科高校新工科专业的改革与创新提供了思路，探索符合新工科要求的新兴本科专业的人才培养模式成为工科教育者和研究者的重要课题。本论文将“四位一体”的人才培养模式引入到应用型本科新工科专业建设中，充实了该领域研究的内涵，提出了研究新思路。本论文主要以“新工科”背景下功能材料“四位一体”人才培养模式的改革与实践为例，从工程教育、强化基础、突出实践、重视创新四个维度构建人才培养方案，为其更广泛地应用提供科学、规范、有序的实施参考方案。

参考文献

[1] Feng Chen， Chengbao Liu*， Juanchao Qian， et al. Improvement of Talent Training Quality in the Specialty of Functional Materials through the Scientific Research-Promoted Teaching Mode[J]. Frontiers in Educational Research， 2019， 2（2）：52-57.

[2] 赵俊锋，韦波， 刘龙飞. 功能材料创新课程的实践与探索[J].山东化工， 2020， 49（ 23） ： 238-242．

[3] 赵俊锋， 殷仕龙， 王旭红. 功能材料专业大学生创新项目指导的体会及感想[J].山东化工， 2016， 45 （22）：133-134.

[4] 王志远， 田康辉， 姜顺达等. 本科生导师制人才培养模式的探索与优化—以东北大学秦皇岛分校功能材料专业为例[J].高教学刊， 2021，10：155-159.

[5] 贺格平， 薛建锋， 尹洪峰等. 功能材料专业人才培养模式探索—基于国家战略性新兴产业[J].新西部， 2015， 32： 135-139．

[6] 魏剑， 金丹， 孙可为等. 功能材料专业创新人才培养模式探索与实践[J].新西部， 2014， 33： 120．

[7] 于乃森， 赵英， 董大朋等. 民族院校特设专业“功能材料”专业教学体系构建及实践探究[J].教育现代化， 2020， 7（07）：58-59.

[8] 林健. 新工科理念下的本硕博贯通功能材料课程体系建设思考[J].教育现代化， 2019， 6（45）：19-21.

第一作者简介：张小娟（1983—），汉，女，江苏盐城人，教授，博士，功能材料专业负责人，江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人，江苏省“333工程”第三层次培养对象，江苏省“六大人才高峰”高层次人才，校级教学名师，主要从事功能材料的研究。

通讯作者简介：赵媛（1989-），汉，女，河北石家庄，讲师，博士，主要从事功能材料的设计、合成及性能研究。

基金项目：江苏高校“青蓝工程”青中年学术带头人培养对象项目，“功能材料工艺课程设计”校级科教融合课程项目（jit-2024-17）。