1. 引言
随着全球科技竞争态势的持续加剧，智能材料作为战略性新兴产业的核心基石，其人才培养的质量与效率直接关乎国家科技创新能力的跃升及国际竞争力的增强。在新工科理念的引领下，高等教育正经历一场从传统工科向新兴交叉学科深刻转型的变革，而专业认证制度的实施则为这一转型进程提供质量保障与国际接轨的重要桥梁。新工科与专业认证的协同互动关系中均以成果导向教育(OBE)为基础核心理论支撑，但新工科强调“需求驱动”，专业认证则侧重于“标准驱动”，两者在“需求–标准”互补的背景下，仍存在一定的矛盾。新工科快速响应技术迭代的动态性和融合各学科的多元性，与专业认证标准的稳定性和评价标准的统一性，两者易存在培养重心上的偏差。针对智能材料这一高度集成且具有创新性的学科，其本科人才培养模式的构建需在新工科理念的指导下，深度融入专业认证的标准与要求，旨在实现教育理念、教学内容、方法手段的全面创新与升级。通过打造建构主义理论为支撑的三维模块化课程，深化基于情境学习理论的实践教学体系，根植问题导向学习的项目制教学，全面培养学生的主动跨学科知识整理能力、实践能力、创新思维及解决复杂工程问题的能力，并同时加强伦理责任与国际合作能力的培养[1]。
2. 高校智能材料本科人才培养现状
当前，高校智能材料本科人才培养的现状正展现出多元化与深化发展的态势。随着科技的持续进步和产业的不断升级，智能材料作为新材料领域的一个重要分支，其人才培养已逐渐成为高等教育体系中的核心环节。各高校积极响应国家的创新驱动发展战略，纷纷设立与智能材料相关的专业，旨在培养出一批既拥有扎实理论基础又具备创新能力的高素质人才。
在课程体系的构建方面，高校注重实现跨学科的融合，将材料科学、智能控制、力学、电子信息等多学科的知识进行有机整合，从而形成一个相对完善的课程体系。核心课程如材料科学基础、智能材料原理及设计、智能材料结构设计等，不仅全面覆盖智能材料的基础理论知识，还特别强调其在智能制造、新能源以及生物医用等领域的应用能力培养。与此同时，实践教学环节也得到显著的加强，通过校企合作、实习实训等多种形式，为学生提供丰富的实践机会，有效促进其理论知识向实际技能的转化。
在师资构建维度，高等院校致力于吸引并培养高阶教师团队，其中不乏于智能材料领域具备深厚学术积累及丰富实践经验的专家学者。他们不仅承担着教学任务，亦活跃于科研一线，为学生带来前沿的学术见解与科研辅导。此外，高校还通过设立科研资助项目、激励学生参与科研活动等举措，有效激发学生的科研热情与创新能力。然而，鉴于智能材料技术的快速演进及市场需求的不断变化，高校在智能材料本科专业人才培养过程中仍面临诸多挑战。例如，专业方向的划分需更加精细化，以更好地契合行业需求；课程体系亦需不断优化，以适应技术的持续革新；同时，实践教学资源亦有待进一步扩充，以增强实践教学的成效。因此，高校需持续深化与产业界的合作与交流，紧贴技术前沿的发展动态，灵活调整人才培养策略，以确保所培养的人才能够真正满足社会经济发展的实际需求。
3. 新工科与专业认证概述
3.1. 新工科概念
在探究高等工程教育未来发展路径的过程中，新工科理念适时提出，成为推动工程教育改革的关键指引。所谓新工科，是相对传统工科而言的一种新颖教育理念与实践范式，其核心理念在于积极响应国家发展战略需求及国际竞争新态势，旨在培养适应新兴产业与未来技术变革的高素质、复合型人才。该理念不仅包含人工智能、智能制造、云计算、大数据等前沿科技领域的新兴专业，还涉及传统工科专业的转型与升级，通过学科的交叉融合以及应用理科向工科的拓展，催生出兼具“传承 + 创新”、“交叉 + 融合”、“协同 + 共享”特性的新兴交叉学科。新工科着重强调工程实践与创新能力并重的培养模式，要求学生不仅需掌握深厚的专业知识，还需具备优良的人文素养、广阔的经济视野及强烈的社会责任感，以便更好地应对全球科技与经济的快速变化，引领未来技术与产业的创新发展潮流[2] [3]。
3.2. 专业认证概念
专业认证，作为高等教育质量保障体系中的一个核心环节，指的是由专门的认证机构根据既定的标准，对高等教育机构所开设的专业实施外部评价的过程。此过程旨在证明该专业当前及未来能够持续满足既定的人才培养质量标准，为工程技术人才步入工业界提供预备性的教育质量保证。专业认证秉持三大核心理念：以学生为中心、成果导向并持续改进。其中，以学生为中心意味着教育资源与教学安排需围绕学生的成长与毕业要求来组织；成果导向教育则聚焦于学生的学习成果与核心能力的达成情况，并以此作为评价专业教育有效性的依据；持续改进则着重于建立有效的质量监控机制，不断追踪改进效果，推动专业人才培养质量的持续提升。专业认证工作通常吸纳教育专家、行业企业专家及科研院所等多方共同参与，形成同行评价机制，从而确保认证过程的公正性与专业性。随着我国加入《华盛顿协议》等国际互认协议，我国的工程教育专业认证工作迈入新的历史阶段，这不仅促进国内工程教育质量的国际化提升，也为地方高校新工科建设提供明确的方向与标准参照。
4. 新工科与专业认证双重驱动下对智能材料本科人才培养必要性
4.1. 适应国家发展战略需求
在当前全球科技竞争日趋激烈的背景下，国家发展战略对高等教育提出更高要求，着重强调创新驱动与高质量发展。智能材料，作为新兴科技领域的一个关键组成部分，其发展与国家的产业升级、科技进步紧密相连。因此，在新工科建设与专业认证的双重推动下，智能材料本科人才培养的重要性愈发凸显。这既是对国家高新技术领域人才培养迫切需求的积极响应，也是为在新一轮科技革命和产业变革中抢占先机。通过系统地培养智能材料领域的专业人才，可以为国家的战略性新兴产业提供坚实的人才保障，进而推动经济社会持续健康发展，确保国家在全球科技竞争中保持领先地位。
4.2. 满足智材行业人才需求
智能材料行业，作为高新技术产业的前沿领域，其发展势头迅猛，对专业人才的需求亦随之日益增长。然而，当前市场上兼具深厚理论功底与丰富实践能力的智能材料专业人才相对稀缺，这无疑成为制约该行业进一步发展的瓶颈。在新工科建设与专业认证的双重推动下，加强智能材料本科人才的培养，成为满足行业人才需求、推动产业升级的关键举措。通过构建科学合理的课程体系，并强化实验实践与创新能力的培养，可以为学生奠定坚实的专业基础，同时提升其解决实际问题的能力，进而培养出既精通理论又擅长实践的复合型人才。此举不仅能够有效缓解行业人才短缺的现状，还能为智能材料领域的持续创新与发展注入源源不断的活力。
4.3. 助力产学研有效融合
产学研融合被视为驱动科技创新与成果转化的关键路径，其核心环节在于人才培养。在新工科建设与专业认证双重动力的推动下，深化智能材料领域本科人才培养对于促进产学研深度融合具有关键作用。通过强化与行业企业的协作，共同确立培养目标与方案，可以实现教育资源与产业需求的精确匹配，进而增强学生的实践能力与职业素养。此外，借助产学研合作平台，学生得以参与到企业的真实研发项目中，将理论知识应用于解决实际问题，从而深化对专业知识的理解与掌握。此种深度交融的人才培养模式，不仅有益于提升学生的综合素养与创新能力，也为产学研合作构建更为稳固的人才支撑，进一步助推智能材料领域的科技创新与成果转化，实现教育与产业发展的良性互动[4]。
4.4. 应对未来科技挑战与变革
面对未来科技领域的快速变革与不确定性挑战，智能材料作为一项关键性技术，其研发与应用将直接关乎国家在全球科技格局中的地位。在新工科建设与专业认证的双重推动下，强化智能材料本科人才培养，成为应对未来科技挑战、抓住变革机遇的战略性举措。通过培育具备前瞻性思维、跨学科知识和创新能力的智能材料专业人才，旨在为国家在未来科技竞争中构筑坚实的人才基石，确保能在关键技术领域达成突破，引领科技发展的浪潮。
4.5. 促进国际交流与合作
在全球化背景下，国际交流与合作对于科技进步和产业发展的推动作用显得尤为重要。智能材料作为国际科技竞争的关键领域，其人才培养亦需注重培养国际视野与跨文化交流能力。在新工科建设与专业认证的双重动力推动下，强化智能材料本科人才培养，不仅可促进国际学术交流与合作，还能有效提升学生的国际竞争力。通过与国际知名高校及研究机构建立合作伙伴关系，共同实施科研项目与人才培养计划，能够引进国际先进的教育理念和技术资源，为我国智能材料领域的人才培养带来新的活力，并进一步提升我国智能材料科技在国际舞台上的影响力与话语权。
5. 新工科与专业认证双重驱动下的智能材料本科人才培养
5.1. 融合新工科理念，重塑智能材料三维模块课程架构
遵循《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》的指导方针，“推动课堂变革，优化课程结构，构建具备高阶性、创新性和挑战度的课程体系”成为关键任务。在新工科理念的引领下，智能材料本科人才培养亟需打破传统学科壁垒，实现交叉融合与创新发展，同时遵循专业认证要求，保留材料科学基础课的专业性，课程架构不仅要包含专业知识，还需融入创新创业、伦理责任、全球视野等多元化要素[5]。
以某高校智能材料专业为例，该专业在重塑课程架构的过程中，首先将原有的单一专业课程体系重构为“基础理论 + 专业技能 + 创新实践”的三维模块化课程结构。基础理论课程包含材料科学基础、智能材料原理等，确保学生具备坚实的理论基础；专业技能模块则引入先进制造技术、材料设计与仿真等跨学科课程，旨在增强学生的技术应用能力；创新实践模块则通过设置智能材料研发项目、创新创业实训等课程，鼓励学生积极参与科研活动，解决实际问题。此外，该专业还采用“翻转课堂”的教学模式，课前通过在线平台发布学习资源，课堂时间则主要用于讨论、实验和项目汇报，这一举措有效提升学生的学习主动性与创新能力。
进一步地，该校智能材料专业积极采纳如“雨课堂”与“学习通”等智能教学平台，实现课程资源的数字化与在线化转型。教师通过这些平台，能够方便地发布包括课件、视频教程、实验模拟软件在内的多样化教学资源，而学生则可根据个人的学习进度和理解能力，灵活选择学习内容和时间。特别是“材料模拟实验室”等软件的应用，使学生能在虚拟环境中进行智能材料的结构设计、性能预测等实验活动，显著降低传统实验的成本与风险，同时提高实验的便捷性和安全性。此外，该专业积极建立AI智慧课程，助力教师精确把握学生的学习状况，及时调整教学策略，实现个性化教学。这一系列智能技术工具的应用，不仅构建一个高效且个性化的学习环境，也有效增强智能材料专业学生的自主学习能力和创新实践能力。
5.2. 遵循专业认证标准，强化适应性实践教学体系
专业认证是衡量高等教育质量的关键指标，对智能材料本科人才培养提出明确要求，尤其强调实践教学体系的重要性。遵循专业认证标准，智能材料专业需构建一套包含实验、实训、实习及创新活动的全方位实践教学体系，以确保学生能够获得充分的实践锻炼，并提升其解决复杂工程问题的能力[6]。以导师制为基础，打造团队式实践教学体系，学生通过在团队内承担角色，实现能力进阶，既满足认证对实践成果的要求，又呼应新工科对产业适配性的追求。
某大学智能材料专业在强化实践教学体系方面，采取多项具体举措。首先，借助校企合作平台，该专业建立智能材料研发实验室和生产线实习基地，使学生能直接参与企业项目，运用MATLAB、ANSYS等先进软件进行材料性能的模拟与优化，以及智能材料产品的设计与测试。其次，实施“导师制”，确保每位学生都能与一位具有丰富行业经验的教师或企业专家配对，在专业领域的创新或创业赛道进行不断的实践，并定期举办跨学科讲座与工作坊，邀请不同领域的专家学者进行学术交流，鼓励学生团队协作，针对行业痛点提出创新性的解决方案，并参加相关创新创业赛事，在更高的层面上接受点评与指导，以此检验并提升学生的综合实践能力，该专业学生的创新创业赛事也取得了显著突破，如图1所示。作为新工科建设专业，这些举措的实施，不仅显著提升学生的实践技能与创新能力，也为教育与产业的紧密对接奠定了实践基础。
Figure 1. Statistics of innovation and entrepreneurship competitions for students majoring in intelligent materials in a certain university
图1. 某高校智能材料专业学生创新创业赛事统计
5.3. 引入项目制教学法，“新”“专”协同锤炼学生创新能力
在新工科理念与专业认证的双重推动下，智能材料本科人才培养需进一步强调学生实践能力和创新能力的培养。项目制教学法，作为一种以学生为中心、着重实践与创新的教学模式，对于锤炼学生的专业技能及解决实际问题的能力具有显著效果。根据《工程教育认证标准》的要求，“课程体系应秉承学生中心、产出导向和持续改进的理念，并注重理论与实践的深度融合”。通过引入项目制教学法，让学生参与到真实或模拟的工程项目中，不仅能够深化其对智能材料理论知识的理解，还能在实践中培养其创新思维和团队协作能力，从而为未来的职业生涯奠定坚实基础[7]。
某大学智能材料专业在项目制教学法的应用上进行积极探索，并有效锤炼学生的创新能力，借助专业配备的先进材料测试仪器和仿真软件，例如扫描电子显微镜和COMSOL Multiphysics，使学生能够进行科学严谨的实验和模拟。特别设计“智能材料在环保领域的应用开发”项目，要求学生团队全程参与，从市场调研、材料选择、结构设计到原型制作。在此过程中，学生不仅学习智能材料的最新研究成果，如形状记忆材料、自修复材料等，还掌握材料测试、数据分析、项目管理等一系列实用技能。为支持项目的顺利实施，学校配备先进的材料测试仪器和仿真软件，例如扫描电子显微镜和COMSOL Multiphysics，使学生能够进行科学严谨的实验和模拟。
聚焦于智能材料的前沿领域，意味着人才培养过程需不断融入最新科研成果，并鼓励跨学科交叉融合，其核心目标是培养具备前瞻视野和创新应用能力的人才。构建以科研为导向的学习生态系统，激发学生探索精神，培养其解决复杂工程问题的能力，是实现这一核心目标的关键路径。在项目制引导下，专业推行产学研一体化模式，“将学习过程与实际工作紧密结合”，旨在使学生在真实的工作环境中锻炼实操技能，同时促进学术研究与产业创新的深度融合，从而培养出既精通理论又擅长实践的高素质智能材料人才。该专业学生在前述导师制基础上，加入专业教师团队，以团队形式参与教师科研项目中，接触柔性电子、智能传感与自修复材料等前沿方向的研究，进一步地学习运用深度学习算法来优化材料结构设计，或探索新型环保智能材料的研发。同时，专业邀请企业专家共同参与课程设计，确保教学内容与产业需求紧密相连，保持教学的实用性和前瞻性。这种深度的产学研一体化模式不仅显著提升学生的实操技能和创新能力，还成功促进多项科研成果的产业化，实现教育与产业的双赢局面。
在产学研融入项目制教学过程中，由于学生专业知识薄弱，与项目的复杂性、前沿性不匹配，导致学生对项目理解不透彻，与企业专家的沟通阻碍较大。专业教师在其中则为“润滑剂”，一方面不断给学生讲解相关专业知识，提升其专业和创新能力，另一方面，专业教师架起学生与企业的沟通桥梁，在深度参与项目的过程中，学生更容易将“知识”与“工程”相互转化理解，将知识学“活”用“活”，并在实践中不断提出新的疑问，建立“学–用–疑–学”的闭路增益模型。
通过不断接触和参与项目，学生不仅成功地将理论知识转化为实际应用，还学会如何在团队中进行有效沟通、协作，并解决实际问题，从而极大地提升其创新和工程实践能力。这一实践成果充分证明，项目制教学法是锤炼智能材料本科学生创新能力的有效路径。
6. 结语
在新工科建设与专业认证的双重推动下，智能材料本科专业的人才培养正经历深刻的变革与创新过程。本研究虽在智能材料本科人才培养模式上进行了探索，但仍存在一定局限性：① 案例普适性不足，本研究关注地方院校的智能材料专业建设，实施效果与该校的学科基础、地域产业资源等紧密相关，对于不同层次、不同地域的高校而言，该模式的适配性仍需进一步验证；② 短期效果主导，长期跟踪不足，目前全国智能材料专业建设仍处于起步阶段，本研究案例中尚未产生毕业生，因此实践结果主要聚焦于学生在校期间的综合素养提升(如课程成绩、创新竞赛表现)，毕业生进入行业后的长期发展有待持续追踪；③ 多学科、产学研的融合深度仍有待进一步优化，智能材料仍在萌芽发展中，其研究层次和社会地位亟需明确，与企业和学科的融合机制仍在探索中，尚不足以形成可复制的协同育人范式。
高校正不断探索适应未来社会需求的智能人才培养模式，总结不同类型高校在课程体系重构、实践平台建设、产学研合作等方面的差异化路径，提炼适用于不同场景的共性规律与个性策略；通过智能工具AI等持续追踪在校学生和毕业生的行为数据，精细化探索产学研融合育人新模式。这既是响应国家发展战略需求的重要举措，也是满足行业人才需求、应对未来国际化科技挑战与变革的关键路径。通过这些积极举措，我们有信心为智能材料领域培育出更多高素质、具有创新能力的人才，为国家在全球科技竞争中的持续领先地位注入不竭的动力。
基金项目
① 安徽省高等学校质量工程新建专业质量提升项目，智能材料与结构新建专业质量提升项目(2023xjzlts024)；②安徽省质量工程项目线上线下混合式一流课程，无机材料物理性能(2024xsxx022)；③ 安徽理工大学校级教育教学改革研究重点项目，“OBE理念下《无机材料物理性能》教学创新与课程思政模式探索”；④ 安徽理工大学校级质量工程项目智慧课程，无机材料物理性能(xjzhkc2025070)；⑤ 安徽省研究生教育教学改革研究一般项目，CDIO理念下学术型研究生一级学科综合实验教学改革(2024jyjxggyjY174)。
NOTES
*通讯作者。