1、成果简介及主要解决的教学问题

新工科建设背景下，新一轮科技革命和产业变革发展迅速，全球对多样化、创新型的卓越工程科技人才提出了更高更新的要求。北京科技大学无机非专业原有的人才培养理念、课程知识架构和实践育人模式，已难以满足新形势下新工科建设的需求。基于此，无机非专业积极开展教育教学改革，在人才培养内涵、课程知识体系和实践育人模式等方面进行探索与实践，构建了“内涵为本，课程为基，实践为径”的无机非专业“三线联动”的新工科人才培养新模式（图1）。开展培养目标顶层设计，发展了重传统、识变革的“一核二元三阶四维”人才培养内涵；全面优化课程体系结构，构建了厚基础、宽口径的“五平台+四模块”多层次课程体系；深入推进产教融合协同育人，创立了拓平台、强融合的“三体并举+四维联动”的实践育人模式。所构建的人才培养模式满足国家发展战略、无机非金属材料学科发展前沿和行业重大需求，在新工科人才培养中发挥了重要作用。

图1 无机非专业“三线联动”的新工科人才培养模式

本成果主要解决的教学问题包括：

1）专业特色不鲜明，原有的人才培养内涵难以适应新技术变革

作为冶金行业院校传统专业，无机非专业开设初期将专业方向定位为服务冶金行业的以耐火材料为主的传统无机结构材料。然而随着半导体信息、能源环境、双碳等新兴行业的发展，专业人才培养需求已经逐渐从传统钢铁耐材向新型无机功能材料发展，原有的人才培养理念，对行业新发展和新技术的关注不足，多学科交叉缺乏，因而难以适应时代发展和产业变革，无法培养满足我国无机非金属材料行业发展需求的卓越工程技术人才。

2）课程体系不完善，原有的知识模块难以构成全链条理论体系

传统无机非专业的课程设置具有鲜明的行业特点，课程内容和实验项目大多围绕水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等传统方向，其知识结构与半导体、光电功能晶体、新能源材料等新兴无机材料差异巨大，在企业需求和学校培养模式匹配上暴露了显著问题。另外，原有课程体系“重工艺”而“轻理论”，课程深度较粗浅，知识体系相对薄弱，知识链条不完备，学生对专业知识的理解更多地停留在传统无机非金属材料的组成、制备和性能等宏观知识，无法深入地从原子、电子等基本理论层次来理解和认识材料的功能化起源和性能多样性，难以为将来的创新创业和职业发展奠定夯实的理论基础。

3）产出导向不深入，原有的实践环节难以满足新工科建设需求

原有的专业实践环节存在教学内容陈旧，教学方法仍与理论教学相类似，前沿性及工程背景不足等问题，学生对实际生产中的新技术、新工艺认识有限，学生的创新意识与创新能力无法得到充分训练。此外，校外企业实践平台主要集中在耐火领域，与专业人才发展需求之间的差距逐步扩大，且企业参与积极性不高，由于校企联动不足，专业实践与企业需求脱钩，导致创新实践与行业结合不紧密，协同育人不深入，在专业交叉融合方面及对产业的支撑、引领方面都体现不够，学生的工程思维培养欠缺，与新工科建设要达到的人才培养目标有显著差距。

2、成果解决教学问题的方法

本成果构建了“内涵为本，课程为基，实践为径”的无机非专业“三线联动”的新工科人才培养新模式，成果解决以上教学问题的方法主要包括：

1）重传统、识变革，发展了“一核二元三阶四维”的人才培养内涵

本专业以“面向国家发展战略、无机非金属材料学科发展前沿和行业重大需求”的人才培养目标为核心，充分凝练学科特色，实施专业结构动态调整，不断优化人才培养模式，持续推进教育教学改革（图2）。在坚持传统特色专业的同时，积极引入无机非金属学科前沿，形成“传统耐火结构材料”+“新型无机功能材料”的“二元”特色专业方向，同时积极探索半导体材料、新能源材料、光电器件等与传统无机非金属材料的交叉融合，构建了传统学科与新兴方向相融合的学科专业“新结构”。基于知识探究、能力培养、人格养成、价值引领的“四位一体”育人理念，立足专业内涵建设，从“基础-拔高-创新”三个阶段， “学科知识、综合素质、创新能力、思想价值”四个维度进行人才培养方案的顶层设计，构建了具有逻辑性、体系化的“一核二元三阶四维”人才培养矩阵（图3）。通过定期修订培养目标和毕业要求，更新教学体系和教学内容，打通专业内涵与行业需求的“最后一公里”，旨在提升学生培养质量，满足新形势对无机非工程技术人才的需求。

图2 无机专业持续推进人才培养改革

图3 无机非专业“一核二元三阶四维”的人才培养内涵

2）厚基础、宽口径，构建了“五平台+四模块”的分层次课程体系

无机非专业进一步明确毕业要求与课程体系之间的对应关系，按照“加强基础理论，注重交叉融合，凝炼专业核心”的总体思路，全面优化课程结构。增设《量子力学》、《固体物理学》、《结构化学》等专业基础课程，加强课程体系的高阶性、创新性和挑战度，强化“厚基础”人才培养理念；开设《电化学基础》、《半导体材料导论》、《高温材料的工程应用》等专业特色课程，紧跟学科发展最前沿，侧重多学科交叉融合，实施“宽口径”的专业教学模式。将课程体系分为“公共通识-学科平台-实践创新-学科核心-专业拓展”五大课程平台，理顺各课程之间的内在衔接关系，合理地设置开课先后顺序，使课程之间无缝对接。进一步凝练专业核心方向，将专业拓展课分为“能源存储与转换、环境净化与催化、极端服役材料、功能陶瓷设计与应用”具有专业特色的四个方向模块，并且按照基础类重点课程à兴趣启发类课程à研究型课程的顺序进行开课，鼓励学生针对单一模块进行系统深入的学习，提供个性化学习方案。通过构建“五平台+四模块”的课程体系（图4，图5），使专业特色更为鲜明，课程体系的系统性和延续性进一步加强。

图4 无机非专业“五平台+四模块”的分层次课程体系

图5 无机非专业的具体课程体系设置

3）拓平台、强融合，创立了“三体并举+四维联动”的实践育人新模式

无机非专业以培养学生解决复杂工程问题能力为目标，积极构建产出导向的立体化产教融合协同育人模式（图6）。基于专业特色和学科发展方向，在确保传统特色实践基地的基础上，先后拓展了京东方、中国航天科工集团、潮州三环集团、中环光伏材料等新型无机功能材料多元实践平台。以科研项目为牵引，建立企业导师队伍，实现企业兼职教师及产业教授进课程，同时将企业的实际需求作为本科毕业论文选题的重要来源，全面提升企业在实践育人环节的参与度。 通过“专业学生-主讲教师-企业导师”的深度合作，实现“三体并举”的产教融合协同育人，畅通学校与企业人才培养通道，推动从单一的学生实习转为校企双方融合发展、互利互惠的实践新模式。此外，专业从企业对新工科人才实践创新能力的需求出发，开展“课内实验-企业实习-创新训练-毕业设计”实践课程体系的反向设计，打造“四维联动”的实践教学格局，新增《专业课程设计》等全链条实践环节，不断更新优化实践教学内容，从理论到实践、从通识到专业、从课堂到课外全方位促进学生工程实践能力、工程素养和创新创业能力的培养。

图6 无机非专业“三体并举+四维联动”的实践育人模式