创新型人才培养的探索与实践

李磊+滕蛟+于广华+曲选辉

摘 要：探索高校人才培养新模式，培养创新型材料人才，是深化高等教育改革的需要，更是创新型国家建设的要求。北京科技大学在材料类人才培养过程中，依托学科优势，按照“启发创新思想、强化创新基础、培养创新能力”的理念，经过多年的探索和实践，构建了“四阶递进、三体并举”的材料类创新型人才培养体系，从而达到培养学生创新精神、提高学生创新能力、增强创新人才培养实效的目的。

关键词：材料专业;创新型人才培养;教育教学改革

党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》提出：“创新高校人才培养机制，促进高校办出特色争创一流”，对深化教育领域综合改革作出了重大战略部署。北京科技大学材料科学与工程学院作为我国材料类人才培养的重要阵地之一，始终将全面深化改革，创新人才培养机制，探索材料类创新型人才培养模式作为学院发展建设的重要任务之一。

材料学科优势与创新型人才培养改革紧密结合

学科优势在人才培养改革过程中的作用日趋增强，学校教育教学改革注重依托学科优势、利用学科资源和平台。学校的材料学科有着悠久的历史和优良的传统，材料科学与工程一级学科所覆盖的3个二级学科全部是首批国家重点学科、长江学者奖励计划特聘教授设岗学科，具有硕士和博士学位授予权，并设有博士后科研流动站。2006年《科学时报》公布的我国大学本科专业排名中，学校“材料科学与工程专业”在全国设置该专业的887所高校中排名第一;2012年在教育部组织的一级学科评估中，学校材料科学与工程学科名列第二。根据2013年美国ESI数据检索，学校材料学科全球排名第9位，一直保持在该学科领域的前1%。材料学科汇聚了两院院士、全国教学名师、长江学者、国家杰出青年基金获得者、“千人计划”入选者等大批学界领军人才，活跃着一大批享誉世界的学术大师和中青年领军人才。这些教师每年承担了大量国家重要科研课题，参与众多国家重大项目，如天宫一号的发射等，同时都活跃在教育教学一线。材料学科拥有国家级材料实验教学示范中心等众多国家级、省部级实验室和工程研究中心，为提高学生创新能力提供了强有力的保障。

作为学校材料专业本科生培养的基地，材料学院长期以来致力于材料类人才培养的改革和发展。20世纪90年代，由柯俊院士主持的“大材料”试验班改革，提出了“厚基础，宽口径”的培养理念，于2001年获得了学校首个国家级教学成果一等奖，现已成为国内材料专业人才培养的通用模式。在此基础上，针对材料学科发展及国家对创新型人才的需求，学院依托学科优势，先后实施了“高水平材料科学人才培养体系的探索与实践”等3项国家级和5项北京市级教改项目，改革设置了“理科实验班”“国际班”和“纳米班”，探索不同类型人才的培养模式。经过十余年的探索与实践，学院逐步创建了“四阶递进、三体并举”的材料类创新型本科人才培养体系，2014年再次获得国家级教学成果一等奖，也是材料领域唯一的一等奖。

“四阶递进、三体并举”创新型人才培养体系的内涵与实施

“四阶递进、三体并举”体系遵循“启发创新思想、强化创新基础、培养创新能力”的人才培养理念，针对“四阶段”本科生的特点，围绕激发学习兴趣、启发创新思想、训练实践技能、提升创新能力四个方面，依次递进地开展“四年不断线”的创新精神及创新能力的培养。同时，依托雄厚的师资力量和先进的科研平台，强化由师资体系、课程体系、实践体系构成的“三体”建设，为创新型人才培养提供强有力的保障。

1.“四阶递进”，启发创新思维，提升创新能力

第一阶段—由第一学年构成的激发学习兴趣阶段。扎实而深厚的工科基础知识和专业理论知识是开展创新活动的基础和前提，大学生只有储备了丰富全面的专业理论知识，才有可能将创新思想付诸实践。新生初入大学，要面临一段由高中生向大学生转变的适应期，在这一时期开展专业教育，激发学生学习兴趣已成为各高校的普遍共识。为提高专业教育的实效性，学院自2005年起开设“材料科学与工程导论”这一名师课堂。与普通专业概述课程不同，该课程的主讲教师为长江学者、杰出青年等材料学科知名教授;授课方式由大班教学改为“一班一师”小班授课;教学模式也由“灌输式”讲授改革为包含参观实验室、小组合作学习等方式的引导式、体验式教学。该课程为新生创造了“第一时间”与名师接触、交流的机会。依托名师的人格魅力和最新科研成果，引导学生了解材料学科发展前沿，领略材料领域的无穷魅力，激发学生对材料专业的热爱和兴趣，提升学生内在学习动力，促使学生尽快完成“让我学”到“我要学”的转变。同时，学院为每一位本科生配备一名教授担任其导师，本科生导师将持续四年对学生进行专业引导，帮助学生开阔视野，树立正确的学习目标，激发学习动力。

第二阶段—由第二、三学年构成的启发创新思想阶段。创新思想是培养创新人才的核心，是大学生进行创造活动的基础。2003年学校依托材料学科的国际影响力，创办了“中国材料名师讲坛”，定期邀请国内外材料领域顶尖的学者来校授课，并于2012年公开出版发行《中国材料名师讲坛（第一辑）》。该讲坛搭建了本科生聆听大师思想、了解材料发展前沿的平台，营造了开放包容的创新氛围，如中国科学院院士薛其坤教授以《拓扑绝缘体：一种新的量子材料》为题介绍了拓扑学、拓扑绝缘体及其优势和潜力等前沿研究，使现场学生了解到新的材料、新的理念，体会到学科交叉和跨学科合作的重要性。同时，学院及时更新教学内容，开设2个学分的“创造训练”课程;“理论物理”“量子力学”等课程中增加“计算材料学”“集成计算材料工程”等材料研究新方法的内容。

第三阶段—由第三、四学年构成的训练实践技能阶段。实践是检验真理的唯一标准，是创新之源。[1]实践技能是创新能力的重要体现。学校材料学科拥有一流的科研平台、科研团队，学院依托这些优势资源，对高年级学生进行实践技能的训练。学院设立5间本科生创新计划专用实验室，努力做到“使实验室成为创新人才培养的基地”;本科生科技创新创业训练项目每年组建80个创新团队，只有完成项目的学生才能获得学分;引导学生参与教授主持的国家级、省部级科研项目，为学生进行创新研究提供条件。通过实践训练和检验，学生受到基本的科研创造训练，实践技能得到切实的提高，部分学生的研究成果得到发表或获得专利授权。

第四阶段—由第四学年构成的提升创新能力阶段。毕业设计是本科生教育教学的最后一个环节，其目的在于巩固和提升学生的理论知识，并培养学生综合运用所学知识独立提出问题、分析问题和解决问题的能力。毕业设计更是学生前三年学习的深化和升华，是学生创新思想、创新能力全面提升的阶段。学院进行改革，使毕业设计贯穿于大四学年，鼓励学生在第七学期、在教授的指导下开展研究，自己发现问题、分析问题，提出解决对策，第八学期直接进入实验阶段。这一举措为学生开展毕业设计提供了充足的时间，大大提高了本科生毕业设计的水平和创新性。

2.“三体并举”，完善培养体系，提供强力保障

培养学生的创新能力离不开师资力量、课堂教学、实践平台的保障。学院坚持在教学团队、课程体系、实践平台等方面开展改革，进行师资体系、课程体系、实践体系“三体”建设，从而满足学生开展创新活动的需求。

第一，培养创新型教师，建设“师资体系”。创新型教师是培养创新型人才的重要因素之一。只有掌握创新方法和创新知识的教师，才能教会学生如何提出和研究问题，才能对学生开展启发式教学，培养学生的创新能力。而材料学科的新知识、新技术很多来自于交叉学科，这就要求教师能够及时更新和掌握国内外材料研究动态，并更新教学内容。材料学院对所有教师开展“创造规律与创造性人才培养的培训”，树立教师更新教学内容的意识，提高教师传授创新方法的能力，取得了一定的效果，部分教师的教学和研究成果得到发表。教学与科研相分离是当前高校教育教学中存在的不利于创新人才培养的现象，为解决这一问题，学院进行考核制度改革：明确规定教授年度考核的标准之一是完成32学时的本科生教学工作，这一规定实现了全部教授均承担本科生课程;以课程或课程体系为单位开展教学团队建设，在教师考核中向教学团队倾斜，积极促进科研团队与教学团队相融合。此外，学院注重对教师自身创新能力的培养，教师自身的创新意识和创新能力作为人格魅力之一能够大力地感染、影响学生。而一个缺乏创新意识的教师，其思维及教学方式只会扼杀学生的创新积极性。[2]

第二，丰富课程和教材内容，优化专业“课程体系”。当前，创新人才培养面临着高校课程内容和授课方式单一，落后于学科发展，对学生缺乏吸引力的问题。学院要求教师根据材料学科研究领域的最新进展，及时更新补充教学内容，丰富课堂知识，改革教学方式，提升课堂吸引力，培养学生的创新精神，如张跃教授将纳米学科的最新研究进展融入“材料科学与工程导论”，采取参观国家纳米中心、体验电子显微镜的使用等授课方式，结课考试将学生分成若干小组，由各小组自主选取纳米领域最感兴趣的课题进行研究，并通过答辩的方式介绍本组的研究内容。这种授课方式以学生为中心，增强学生课堂参与性，课程内容体现学科前沿，有效地培养了学生创新精神，提升了学生创新能力，每年该课程都受到学生们的一致欢迎。

第三，提供优良的创新条件和环境，拓宽学生“实践体系”。常规的实践教学主要是为扎实学生理论知识进行的辅助性实验，难以满足提升学生创新能力的要求。学院依托科研团队和科研平台，增加了能够培养大学生创新能力的实践教学，包括建设“材料科学基础”自主学习平台，建设“材料虚拟实验室”，举办多层次学科竞赛、建立校外实习基地等。特别是学院依托国家级材料实验教学示范中心连续举办了四届金相实验技能大赛（金相技术是材料科学与工程领域最广泛应用的、易行有效的研究和检验方法，在材料处理的实验中应用非常广泛），并于2012年举办首届全国大学生金相技能大赛。通过赛前高强度的训练巩固知识，通过竞赛提高学生实践能力和创新意识，搭建学生之间交流、切磋的平台，这些都是提高学生创新能力的有效方法。学院在鞍山钢铁集团、山东钢铁集团等大型企业建立校外实习基地，利用假期组织学生到企业实习，了解行业生产过程及发展现状，使学生在实践中发现问题、提出问题，再回到学校开展进一步的创新研究。

“四阶递进、三体并举”人才培养体系实施的效果

几年来，在这一培养体系的有力驱动下，学校材料类创新型人才培养取得了一定的成效，学生的创新精神和能力得到明显的提升，人才培养收到良好的社会评价。

1.显著提升了大学生的创新能力

学院每年均有大量学生到清华大学、北京大学、斯坦福大学及剑桥大学等国内外著名高校、科研院所深造，毕业生深造率达到65%。学生积极参加各种国家级、省部级学科竞赛、创新创业竞赛，斩获颇丰，获得30个国家级、北京市级创新项目奖项，其中全国“挑战杯”奖项5项。本科生共发表SCI论文179篇，申请专利79项。例如：缪成亮获2011年度“Charles Hatchett”奖（Nb微合金化领域国际最高奖，33年来首次由中国研究团队获得）;王乐在Applied Physics Express、Nature Materials等杂志上发表13篇论文，总影响因子达50.5。

2.营造浓厚的创新氛围

每年均有多位国外材料领域学者来学院作报告，与师生进行思想交流和思维碰撞。“中国材料名师讲坛”已成为我国材料领域最重要的讲坛之一，讲坛听众累计万余名学生，达到了“以世界大师为学校之大师，以科学之思想为创新之思想”的目标。高水平多层次的学术交流和科技竞赛培育了学院浓厚的创新氛围。

3.收到良好的社会评价

由学院教师编写的一批教材得到国家、北京市的认可，如国家“十二五”规划教材《金属材料学》、北京市精品教材《材料科学基础》等。这些教材被国内高校材料专业学生广泛采用。“材料科学与工程导论”于2013年成功入选“国家级精品视频公开课”试点建设课程。材料学教学团队多次获北京市教学成果奖项。教改工作受到中央电视台、中国教育电视台等媒体的关注和报道。谢建新、张跃、曲选辉等应邀在“中国材料研究学会材料教育论坛”“国际材料教育论坛”等论坛作特邀报告10多次。

学院针对材料类本科生，通过“四阶递进、三体并举”人才培养体系的构筑和实践，重视启发创新思想、强化创新基础、培养创新能力，以教育教学改革来实现创新教育。经过近十年的实施，实现了本科生创新能力的显著提高，对新时期材料类创新型人才的培养具有重要的示范作用和推广价值。今后，学院将继续遵循学生成长规律，在材料类本科生教学实践的过程中作出新的探索和贡献，培养出更多适应创新型国家建设需要的创新型人才。

参考文献：

[1]杨叔子.创新源于实践[J].实验室研究与探索，2004，23（7）.

[2]郭子.培养创新型教师的思考[J].理论与当代，2012（10）.

[3] 李雷鹏，王立峰，倪志英.谈高校创新型人才培养策略[J].教育探索，2013（12）.

[4] 文峰，曹阳，郝万军.材料专业人才培养机制的改革与创新[J].广东化工，2012，39（5）.

[5] 温皓，袁中树.智识教育：创新高校人才培养之思[J].黑龙江高教研究，2010（12）.

（作者单位：北京科技大学材料科学与工程学院）

[责任编辑：于 洋]