团结拼搏戮力前行 开拓创新硕果累累
2018-05-18 15:05   材料科学与工程学院

2012年6月,学校第二次党代会胜利召开。材料科学与工程学院积极响应学校建设高水平教学研究型大学的号召,在学校党委和行政的领导和大力支持下,学院全体教师不断开拓创新,在人才培养、学科建设和成果转化等方面取得了一些成绩。

一、大力加强高素质创新型人才培养

2013年,学院被列为湖北省首批高校综合改革试点学院,经过五年的不断探索和尝试,在高素质创新型人才培养方面积累了丰富的教育教学经验。

(一)创新型人才培养模式理论与实践的探索

2013年以来,学院共承担省级教学研究项目7项,校级教学研究项目14项,发表教学研究论文17篇,对专业建设、课程体系、课程教学、课程考试和实践教学都进行了改革尝试,荣获学校教学成果奖一等奖两项,湖北省教学成果奖三等奖两项。

学院对现有四个本科专业进行不断改革创新,专业实力得到了明显提升,目前高分子材料与工程专业为国家特色专业、湖北省品牌专业、湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划专业和湖北省专业综合改革试点专业,无机非金属材料工程专业为湖北省品牌专业和湖北省专业综合改革试点专业,材料物理专业为湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划专业,材料化学专业为湖北省荆楚卓越工程师协同育人计划专业。此外,在艾瑞深中国校友会网《2017中国大学评价研究报告》发布的2017中国大学本科专业排行榜和2017中国大学材料类本科专业排行榜中,我院高分子材料与工程专业排名全国第19位、湖北省第1位。

课程体系改革坚持特色内涵建设原则,以社会需求为导向,构建“平台+模块”课程体系,综合考虑人才培养目标、专业特色内涵建设及学校资源,准确把握课程之间先修后续的逻辑关系,学院重新修订了四个专业培养方案,制定了创新班、双专业班、国际班、工程班培养方案。

学院进一步规范双语课程,对已建成的5门双语课程,要求使用英语原版教材及英文课件,用英语授课课时达到总课时的50%以上。积极推进有条件的学科基础课、专业主干课和专业方向课建设校级网络精品课程,目前已建设成《高分子物理》和《材料科学基础》2门校级网络精品课程。

以能力培养为目的,以专业核心课程为课程组,建立分层次、多模块并与创新能力培养相结合的理论课程体系和实验课程体系,加强网上课程建设。现有省级精品课程《材料科学基础》和《高分子化学与物理》,另有校级在线示范课程2门,校级综合改革课程5门,校级双语课程5门。

课程教学改革坚持以人为本、因材施教原则,以学以致用为导向,弱化“满堂灌”、“填鸭式”教学方式,引导教师开展启发式、讨论式、任务型教学,引导学生进行研究性学习。鼓励有条件的课程将教学内容和过程“网络化”,引导教师利用网络平台组织教学,探索“微课”、“慕课”、“第二课堂”等多元化教学方式,指导和管理学生进行自主学习。通过组织教学督导指导性听课,青年教师讲课、微课、慕课比赛,教学经验座谈会和课程教学研讨会,集体观摩教学,选送青年教师到企业一线进行锻炼,推荐骨干教师到国内外高校进修访学等措施,极大地提高学院青年教师的教学水平,已连续四个学期,学院教师评教在全校评教中排名第1。

课程考试改革坚持过程与结果并重原则,以能力素质为导向,推行课程考核方式改革,加大平时考核次数和成绩比重,引导学生将学习重心转移到平时知识积累和能力素质提高,目前在建校级综合改革课程9门。

实践教学改革坚持厚基础宽口径原则,以人才培养目标为导向,增加综合性、设计性实验的比重,培养学生的综合动手能力和创新意识。加大实践教学改革力度,引导各专业将专业实习“做实”。打造“内外结合”实践教学平台:构建“三实一创”实践教学体系,践行“专业教育、工程教育、创新教育、素质教育”四位一体实验实践人才培养模式。学院建有本科教学实验中心与测试分析平台,现有实验室4000余平方米,万元以上设备210余台套;1个已通过验收的省级实验教学平台,2个省级工程技术研究中心以及2个中央和地方共建实验室项目。现有33个校外实习和实践教学基地,其中2013年以后新增建教学实践基地16个,产学研合作企业10家,新增省级高校教学实践基地1个。

鼓励学生参加各类学科竞赛、科技实践、创新创业训练活动,促进第一课堂与第二课堂的融合。在中国高分子材料创新创业大赛、全国无机非金属材料基础知识大赛、省级大学生创新创业训练计划、数学建模竞赛等各类课外科技竞赛获国家级奖励15项,省级奖励56项。

(二)高素质创新型人才培养新的举措

通过开设材料科学与工程创新班、“英语+材料化学”双专业班、材料化学国际班、材料物理战略性新兴(支柱)产业人才培养班,完善实施“四元”人才培养模式,明确“两型两化”(创新型、复合型、国际化、工程化)人才培养途径,培养一批“两型两化”的高素质应用人才。按照“双向选择、自愿为主”的原则,已完成了三个年级材料科学与工程创新班的选拔工作,实施效果良好。依托学校“E+”国家人才培养模式创新实验区,已经在三个年级实施“英语+材料化学”双专业一体化复合型人才培养计划,培养具备较强的跨学科交融能力、较完备跨专业知识结构的复合型应用人才。学院与澳大利亚昆士兰科技大学联合,已于三个年级开设材料化学国际班,该班采用“2+2”培养模式,已有14名学生在此班学习。依托湖北省战略性新兴(支柱)产业人才培养计划,学院在两个年级的材料物理专业中进行工程班试点,通过到企业及科研院所实习及开展校内实训等,全面加强学生工程实践能力训练,结合学院实际情况,培养具有一定特色的工程化人才。

学院自2015年开始在全院推行全员导师制,为所有本科生配备学业导师,充分调动和正确引导学生学习积极性、创造性。学业导师由学术造诣高、责任心强、治学严谨的专业教师,通过学院指定与学生自主选择相结合的方式产生,主要负责指导学生的课程学习、课程选修、各类实践、毕业设计(论文)选题和撰写、制定中长期学习规划等,并了解学生在校学习、生活情况,指导学生就业与考研指导,协助解决有关问题。

进一步完善科研及工程训练制度。学生须在导师指导下进校内实验室及工程实训中心进行科研及工程实训。对有个性特长的学生实行个性化成才方案,学生培养可以不受专业的课程体系限制,在完成本专业学科基础课程的前提下,可以跨学院、跨专业选修课程,或进行自主研究性学习。学院鼓励个性特长生早进课题、早进实验室、早进科研团队,在导师指导下开展科学研究,学生的科研经历和成果可以直接置换课程学分。

探索校企协同培养制度。学生依托武汉化工区内相关企业及“武汉化工新材料研究院”等科研院所的实际生产、设计项目及设备等,进行现场实习实训,接受校企协同培养。为进一步探索校企协同培养机制,与武汉化工区签订战略合作协议并共同组建“武汉化工新材料研究院”,建设校企人才培养协同创新中心,与园区内相关大型企业开展人才定制、联合培养、人员互聘,在打造创新型产业集群和创新型人才等方面取得突破。

(三)高素质创新型人才培养的成果

2013年至今,本科生发表论文近100篇,其中SCI、EI收录接近40篇,获得授权专利30余项,获省优学士学位论文43篇。本科生就业率稳定保持在90%以上,平均考研录取率为32.9%,2017年毕业生考研录取率达到42.79%,破学校历年考研录取率新高,有9个宿舍的学生全部获得读研深造机会,此外还有6人考取国外知名高校,这一现象在当时引来中国青年报、湖北电视台和楚天都市报等多家媒体的广泛报道。

二、全面加强一流学科建设

材料科学与工程学科于2012年被评为湖北省高校一级重点特色学科,2013年获一级学科博士学位授予权,现有“材料学”、“材料物理与化学”和“材料加工工程”3个湖北省“教育厅有关人才计划”特聘教授岗位。

本学科以“湖北省自然科学基金创新群体”、“湖北省教育厅优秀中青年创新团队”为基础,2013年至今其中全国优秀教师1人,教育部新世纪优秀人才支持计划获得者2人,“有关人才计划”计划特聘教授8人,湖北省新世纪高层次人才工程人选6人,湖北省杰出青年基金获得者3人,湖北省优秀青年骨干人才1人,武汉市“黄鹤英才”1人,享受国务院特殊津贴专家1人,武汉市青年科技晨光计划获得者7人。

拥有“湖北省等离子体化学与新材料重点实验室”、“湖北省微波等离子体应用技术研究工程中心”,“湖北省环境材料与膜技术工程技术中心”、“湖北省校企共建汽车橡胶制品研发中心”等科学研究与人才培养基地,与企业共建新型环保与医用材料工程技术研究中心、城市保洁材料及装备工程技术研究中心及节能材料工程中心等多个工程研究中心,形成了特色鲜明的材料科学与工程学科平台。现有实验室7000余平方米,万元以上设备210余台套。

本学科近几年来主持和承担国家863、973计划、国家自然科学基金等国家级科研项目40余项,主持省科技厅、省教育厅、武汉市科技局等科研项目50余项,获得国家科技进步二等奖2项,湖北省技术发明奖二等奖1项,湖北省科技进步奖二等奖及三等奖各1项,获授权发明专利150余项,鉴定成果8项,发表论文700余篇,被三大检索收录论文300余篇。

本学科平均每年培养本科生450余人,硕博士研究生100余人,培养的硕士毕业生在湖北省内乃至中南地区具有较大影响,为地方经济建设输送了大批高层次应用型人才,毕业生深受用人单位欢迎,为学校赢得了良好的社会声誉。

本学科围绕“十三五”国家科技创新规划和国家战略性新兴产业发展规划对新材料的建设规划和发展要求,重点建设包括分离膜材料与应用技术、先进等离子体技术与应用、肿瘤靶向生物医用材料和功能高分子材料四个研究方向,通过四个研究方向延伸十七个研究团队的协调发展,提升整个材料科学与工程学科的实力。

分离膜材料与应用技术团队于2016年与湖北省鄂州市昌达资产经营有限公司达成了“碳化硅陶瓷膜产业化项目投资合作协议”,共同出资成立了湖北迪洁膜科技有限责任公司,建成了国内首家碳化硅膜材料及组件的生产线,已在强酸提纯、油水分离、发酵等行业成功应用。该成果具有耐高温、耐化学侵蚀、机械强度好、渗透通量大、可清洗性强、孔径分布窄、使用寿命长等特点,在技术上处于国内领先水平。

先进等离子体技术与应用方向在国内独创性地将等离子体技术与新型功能薄膜材料作为主要研究对象,在等离子体化学气相沉积设备研发、等离子体辅助化学气相沉积技术开发和新型功能薄膜材料工艺研发等方面取得了一些独创性的成果,自主研发的多型号等离子体设备在国内数十所高等院校和科研机构得到应用,相关研究成果在2013年和2017年分别获得两次国家技术发明二等奖;团队在国家战略性材料金刚石薄膜研究方面处于国内领先,正在研发的大面积金刚石膜光学窗口是国家大科学ITER项目急缺的关键材料;本研究方向为国家光电子产业基地——“武汉·中国光谷”输送了大批IC芯片、LED芯片、光纤、平板显示等领域的高层次工程技术人才。

肿瘤靶向生物医用材料研究团队已成功研制一系列肿瘤靶向成像效果好,灵敏性高,用药量少,毒性低,成像时间长的肿瘤靶向分子影像诊断探针以及一系列抗癌活性高、疗效好、副作用小的肿瘤靶向性高分子缓释药物。已承担和完成国家自然科学基金、国家重点研发计划重点专项课题、“863”计划项目、教育部新世纪优秀人才支持计划项目等项目30余项,发表SCI论文100余篇,编写专著与教材7部,获发明专利30余项,国际先进鉴定成果3项及省技术发明二等奖等。

功能高分子材料团队依托学校大化工建设及高分子材料与工程国家级特色专业建设,经过多年的不断发展,已在光电功能材料与器件、油田高分子、3D打印高分子以及环境功能高分子等方面形成了自己的特色,并在服务湖北省经济建设方面取得了一定的成绩。目前已取得教育部二等奖2项,湖北省科技进步二等奖1项,三等奖2项,化工协会科技进步奖2项;主持国家自然科学基金8项;近三年发表论文104篇,其中SCI收录论文60余篇,获授权发明专利45项。出版专业教材《聚合物加工实验教程》和《包装工程综合实验教程》两部,撰写英文专著2部。

本学科在国际合作与交流方面已进行了大量探索。已主持建立中澳“武汉-布里斯班(Wuhan-Brisbane)功能高分子材料国际科研创新联盟”,联合开展肿瘤靶向生物医用材料研发等领域的国际科研、教学与学术交流等工作,并实现中澳各校之间教师互访与交流、硕士博士研究生的联合培养。此外还创建了英语+材料化学”双学位专业、与澳大利亚昆士兰科技大学联合建立“2+2材料化学”中外交流班,积极探索地方高校专业人才培养模式,努力培养新时期高素质复合型创新人才;已与美国密歇根州立大学、美国罗切斯特理工学院、加拿大阿尔伯塔大学和加拿大莫哈克理工学院建立长效联系机制,已邀请法国科学中心知名专家、中组部首批有关人才计划专家胡国华教授来校合作,聘请瑞典查尔姆斯理工大学王二刚教授为我校“有关人才计划”讲座教授。本学科成功组织承办2012年全国高分子材料科学与工程研讨会(2012年10月16日-20日),并于2017年8月举办了2017光电技术与应用研讨会,邀请了中国科学院院士华南理工大学曹镛教授等知名专家教授来我院进行讲座报告,提升我院材料科学与工程学科的影响力。

依托于湖北省教育厅著名科学家来鄂讲学计划的资助,本学科每年都有1人次国外知名高校或研究单位的专家教授来校交流。2010年国际知名CVD金刚石制造公司英国元素六(Element six)公司研发部总监Geoffrey Scarsbrook博士来中国考察CVD金刚石膜发展情况,首站即选择我校等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,表明本学科在该领域的研究已取得了较好的国际知名度。此外,与本学科方向相关的科研论文在Nanoscale、Nano Letters、J. Mater. Chem. B等国际著名SCI收录期刊上得到发表,特别是2016年我院第一单位发表在国际材料类知名期刊Journal of Materials Chemistry A(一区Top)上基于非富勒烯受体太阳能电池材料的论文《Non-fullerene small molecule acceptors based on phenylene diumides》在不到一年时间内已被国际同行引用60余次,同时入选ESI高被引论文,有效地提升了本学科在国际上的影响力。

三、狠抓科研成果转化与社会服务

本学科十分重视科研成果为国家和地区的经济服务,近几年来,本学科注重学科的交叉融合,在分离膜材料与应用技术、先进等离子体技术与应用、肿瘤靶向生物医用材料和功能高分子材料等研究方向形成了较大的优势和特色,近几年平均每年申请发明专利80余项,每年获授权发明专利40余项,目前专利转让数目呈逐年递增趋势。

分离膜材料与应用技术方向已逐步形成了具有自主知识产权的分离膜材料制备及其在环境保护领域应用的成套技术,2016年与湖北省鄂州市昌达资产经营有限公司共同出资成立了湖北迪洁膜科技有限责任公司,注册资本3800万,项目组以知识产权的形式持股比例达50.4%,建成了国内首家碳化硅膜材料及组件的生产线,该项成果转化金额达到1915.2万元,持续受到中央电视台财经频道、新华社、人民日报、中国青年报、中国化工报等主流媒体的广泛报道。

先进等离子体技术与应用研究方向在等离子体化学气相沉积设备研发、等离子体辅助化学气相沉积技术开发和新型功能薄膜材料工艺研发等方面取得了一些独创性的成果,自主研发的多型号等离子体设备在国内数十所高等院校和科研机构得到应用。此外,该研究方向研发了制备光纤预制棒用的微波等离子体化学气相沉积反应腔,该成果应用于湖北长飞光纤光缆有限公司,将光纤预制棒的直径由22毫米提高到32毫米和42.6毫米,显著提高了企业的生产效率。研发了国内首台套75kW微波等离子体化学气相沉积装置并用于金刚石厚膜的制备,将金刚石的成膜直径提高到300mm,同时开发的具有完全知识产权的新型中高气压的微波等离子体化学气相沉积装置为国内60多所高校和研究所采用,用于金刚石沉积时可将沉积速率提高到10-100微米/小时,该研究成果正为湖北省鄂州市金刚石产业的转型升级提供技术支持。通过多个等离子体源的阵列集成,完成了大面积微波等离子体系统的研制。在国内首次使用6根1.5米长狭缝天线组成平面阵列,产生大面积平面表面波微波等离子体,成功在1.1×1.4m2的平板玻璃表面制备均匀的微米晶硅膜,沉积速度达到12纳米每秒,比传统的射频等离子体法0.1纳米每秒的沉积速度提高近120倍。制备的微晶硅单层膜的光电转化率达到7%,多层膜光电转换率达到13%。

功能高分子材料研究方向至2016年6月,已创造直接经济效益2370余万元,其中油田应用1920万元,产品生产450万元。打破国外技术垄断,产品价格仅为国外同类50%,节约成本超过7000余万元,出口创汇1000余万元。本省企业中南橡胶集团应用项目成果,完成自适应膨胀封隔器的工业化生产。对推动湖北省在油气工程开发领域的技术进步具有积极作用,具有显著的社会效益。产品替代国外大型油服公司产品,打破国外技术垄断,为中石化华北分公司、中石油哈萨克斯坦等项目的有效开发提供了有力支持,产生了巨大的经济效益和社会效益。

此外,学院还积极探索院地合作,2017年学院与辽宁省阜新市细河区开展了产学研合作项目,并在细河区共建“辽宁点石技术研究院”,共同开展新材料、新技术的研发及其成果转化,服务地区科技与经济发展。

五年来学院的快速发展受到了社会媒体的广泛关注,国内知名媒体“新材料在线”对我院刘治田院长进行了专访,并作了题名为“武汉工程大学材料学院院长刘治田:探索人才培养新机制,服务地方经济快发展”的专题报道,向社会很好地宣传了我院近几年积累的经验。

关闭窗口
站内搜索:
 热点关注