在专业建设中培养大学生的科技创新能力

王宇　张兴文　陈刚　孙净雪

**通讯联系人，E-mail:gchen@hit.edu.cn

(哈尔滨工业大学理学院　黑龙江哈尔滨 150001)

在专业建设中培养大学生的科技创新能力

王宇张兴文陈刚**孙净雪

**通讯联系人，E-mail:gchen@hit.edu.cn

(哈尔滨工业大学理学院黑龙江哈尔滨 150001)

摘要结合哈尔滨工业大学材料化学专业建设情况，重点阐述了专业建设与大学生科技创新能力培养的关系以及所获得的成果。在科技创新中完善专业建设，在专业建设中为科技创新活动搭建舞台，着重培养本科生的科学精神和科研能力。利用专业建设和科技创新的协同育人机制，实现专业与育人的有机结合，提高学生的综合素质和创新能力。

关键词专业建设科技创新能力培养

Exploration on the Cultivation of Undergraduates′ Scientific and

Technological Innovation Ability in Specialty Construction

Wang YuZhang XingwenChen Gang*Sun Jingxue

(SchoolofScience,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,Heilongjiang,China)

AbstractBased on the material chemistry specialty construction of Harbin Institute of Technology, the relationship between the specialty construction and the cultivation of undergraduates′ scientific and technological innovation ability are highlighted. To advance the specialty construction in scientific and technological innovation and to better facilitate scientific and technological innovation in the specialty construction, focuses have been put on the cultivation of students′ scientific spirit and research capacity. By taking the advantage of the synergy between the specialty construction and the scientific and technological innovation, the specialty construction can be well integrated in education to improve students′ comprehensive ability and creativity.

Key WordsSpecialty construction; Scientific and technological innovation; Ability culture

专业建设是高校教育质量的根本保证，是学校发展的重要基础，直接影响到学校发展的整体水平、综合实力和社会声誉；并直接关系到学校的办学特色与人才的质量规格，决定着人才的竞争力[1]。

高等学校在专业建设和人才培养过程中，应该以符合国家发展战略需要，满足社会需求为己任。大学生的科技创新能力培养是高等教育在新时期的主要历史使命，是培养大学生全面成才的有效途径[2]。从宏观的角度看，科技创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力；在目前的知识经济时代，大学生的科技创新活动有助于提高国家和民族的综合国力与国际竞争力。

为了满足国家对材料和化学领域综合型人才以及学校专业建设整体格局的需要，哈尔滨工业大学材料化学专业于2002年建立并招生。专业建立伊始就确立了“高起点，高标准，高水平”的建设方针，并把培养学生的科技创新能力作为专业建设的一项重要内容，通过科技创新活动推动专业的发展和人才培养工作。近年来，哈尔滨工业大学材料化学专业结合专业建设，大力开展大学生科技创新活动，对完善专业教学内容、凝练专业科研方向、提高专业建设水平，以及展开高标准的学生素质教育等方面都起到了重要作用。经过几年的实践，摸索出了一条以培养学生创新意识和创新能力为主要特色的专业建设新途径。

1科技创新人才培养与专业建设相辅相成

1.1　在科技创新活动中完善专业课程结构

创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的专业素质，仅仅掌握单一的本学科专业知识很难激发学生的创新兴趣。因此，加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展、构建合理的课程体系及实践课程教学就显得尤为重要。目前，国内各高校的主要做法有：(1) 优化课程结构，按照少而精的原则设置必修课，确保学生具备较为扎实的专业基础知识。(2) 增加选修课比重，允许学生跨系跨专业选修课程，使学生依托一个专业，着眼于综合性较强的跨学科训练。另外，还从软件和硬件两方面为学生提供了获得信息的平台，使学生有机会接触各学科发展前沿，了解科技发展的趋势，掌握学科未来变化的规律。(3) 将科技创新活动引入实践教学。在教师指导下的学生科技创新活动可以做到教与学的互动和教育资源的充分利用，对培养大学生的科技创新能力具有很强的互补性；可为大学生提供更多科技创新的机会，补充课堂教学的不足，使大学生真正做到自主学习，学以致用，主动发展[3]。

1.2　在科技创新活动中优化专业的人才培养机制

充分调动师生参与科技创新活动的积极性，是大学生科技创新活动具有持久性和广泛性的保障，同时对专业建设具有重要的促进作用。因此，有必要根据专业建设需要，制订大学生科技创新表彰奖励制度，将大学生科技创新表彰奖励体系化、制度化；将科技创新激励机制与课程改革、学分设置、学生评价、推荐保研等挂钩。通过实施科技创新学分制，对参加校级及以上各类学科竞赛比赛获奖，研究成果、科技发明获得专利，所创作的作品获得省级以上奖励的学生给予创新学分奖励和免试保送攻读硕士学位研究生的资格。这些措施可有效激励和引导学生把更多的精力投入到各种科研和创新活动中，调动学生参加科创活动的积极性，培养学生对所学专业的热爱和兴趣。同时，对指导教师应建立以能力和业绩为导向、科学的人才评价机制，以能否带领学生完成科研课题和学生能否做好科研实践作为考核评价教师教学业绩与教师岗位聘任的重要依据，激发教师对于指导科技创新的积极性、主动性和责任心。

1.3　利用科技创新活动实现专业的可持续发展

大学生科技创新是一项具有广泛群众基础的工作，应该吸引尽可能多的学生参加到科研科技活动中来。同时现代科学研究工作是离不开研究团队和梯队的。因此，组织团队、培养合作精神是科技创新活动的重要目的。我们采取了以老带新，逐步参与，培养训练学生带头人的方法，以人为本，人尽其才，发挥团队的最大效益，使专业的大学生科技创新活动有序地发展。三、四年级的学生已积累了各种专业知识和初步的动手能力，直接参与创新课题的愿望很强烈。因此，他们可以在导师的指导下或根据自己的爱好，选择合适的专业方向进行实验设计、方案实施、数据处理、理论分析等环节，最后提交书面报告或撰写研究论文。一、二年级学生的专业基础和动手能力相对薄弱，可在科创团队中以跟、学为主，通过研究性课程的学习，初步掌握信息的收集及资料的简单分析，培养学生的创新意识和科研兴趣。我们采用这种传、帮、带的团队体系，逐步培养了一支较稳定的大学生科技创新队伍，形成了大学生科技创新活动 “可持续发展”的良性循环，也为专业建设从教学和科研方面提供了不间断的推动力和优秀的创新人才储备。

2专业建设为科技创新活动提供有力保障

2.1　紧密结合专业教学开展切实可行的大学生科创活动

大学生科技创新活动要紧密结合专业教学，这样才能有旺盛的生命力。近几年，针对学生科技创新能力的培养，我们在教学方法上进行了多方位的改革和探讨，从知识层面、实践层面、应用层面等多方面入手，从最开始的文献查阅，到独立申报课题、制定研究方案、实施研究内容以及最后的总结研究成果、撰写科学论文等一系列工作，把学生引入科学研究的殿堂，培养他们的专业学习兴趣和积极性，提高他们提出问题、分析问题、解决问题的能力。在专业课教学中，我们注重将化学理论基础与大学生科技创新活动相结合，使专业基础课教学对本科生的科技创新活动起到了“夯实基础、拓展思维”的促进作用。如材料化学专业物理化学课程的开课时间与大学生科技创新活动开始时间相吻合，而物理化学又是该专业必不可少的理论基础，因此鼓励学生将所学物理化学基本原理用于科技创新活动。近年来，该专业学生通过这种方式获国家级大学生科技创新项目6项，获校大学生科技创新一等奖5次。同时，我们还注意结合专业研究方向，组织学生拟定研究课题，查找文献资料，撰写课题申报书。课题批准后，以锻炼学生为目的，教师只是全程指导，绝不代劳。经过学生的艰苦努力，不少课题都取得了较好成绩，有的已转化成产品服务于社会，有的在国内外学术杂志上发表了文章。整个课题的实施过程，是学生全面提高的过程。不仅让学生学到了材料化学知识，更重要的是培养了学生对科学、对专业的热爱，锻炼提高了他们多方面的能力。

2.2　结合专业和教师研究工作开展科技创新活动选题

爱因斯坦指出：发现问题比解决问题更重要。如何选题是大学生科研创新活动的重要一环，既要有创新意义和实际价值，又要有切实可行、适宜大学生研究实践的方案路线。我们在此方面的体会有两点：一是要结合实际，二是实行导师制，选择与教师研究方向相关的课题。这样既便于教师指导，又可使学生尽早地参加到教师的研究工作中，学到更多的科学知识与方法。近几年，材料化学专业在能量转换材料研究方面已形成特色，尤其是在太阳能光催化材料和热电能量转换材料领域的研究处于国内先进水平，在AdvFunctMater、EnergyEnvironSci等国际权威杂志上发表了多篇研究论文，研究成果得到了国内外同行的认可。我们在这些研究的基础上，为本科生量身定制课题，使本科生能够接触到国际前沿课题，研究工作具有高起点，高视角。如在2009年的科技创新活动中，专业教师结合纳米热电材料的研究课题，指导材料化学专业的4名学生进行了PbTe基热电材料的科技创新活动。由于研究基础好、起点高、上手快，在教师的指导下，他们顺利完成了研究内容，并以学生为第一作者在国际知名杂志JournalofPhysicalChemistryC(IF 4.814)上发表了论文。在整个课题实施的2年时间过程中，学生不辞辛苦，团结协作，合理分工，放弃了许多休息时间去查找资料，做了大量的工作，得到了很好的训练。

2.3　结合开放实验室开展科技创新活动

我们在专业建设初期就设立了开放实验室，不少学生申请参加了开放实验室活动。我们把开放实验室的工作和大学生科技创新活动相结合，让前者工作成为申报创新课题的基础，这样既为申报课题打下良好的基础，积累了研究数据，完成了前期工作，同时也锻炼了学生，形成了团队。如在申报制备纳米光催化剂的课题之前，通过学生在开放实验室活动中的先期实验结果，为课题的申报积累了较好的资料；可行的前期成果和合理的研究团队，使申报的国家级大学生科技创新课题顺利通过。

2.4　在专业建设中建立杰出人才培养的特殊机制

拔尖创新人才培养不足是我国高等教育目前存在的突出问题，解决这个问题需要付出长期的努力。在专业建设过程中，要将重点放在发现、选拔拔尖学生，因材施教，吸引学术大师参与以及加强国际化交流、培养等方面，探索有效机制。对具备专业特长和创新潜质的学生，可实行导师制、小班化、个性化、国际化培养的“一制三化”模式，让他们尽早熟悉科研环境，进入科研状态，参与重大项目。如材料化学专业2007级的一名学生，由于成绩优异、能力突出，成为专业重点培育对象；该生在科技创新活动中经过其自己的不断努力和导师的重点培养，在大四时即在环境类知名杂志JournalofHazardousMaterials(IF 3.925)发表了论文；由于科技创新成果突出，他还获得了第7届中国青少年科技创新奖，是哈尔滨工业大学首位获得该奖励的本科生。目前该生已获全额奖学金在美国攻读博士学位。

3完善专业建设和科技创新的协同育人机制

如果离开专业这个平台，科技创新人才的培养就如同无源之水；如果缺少优秀人才的不断加入，则科技创新水平的提高也会变成空中楼阁。建立协同育人机制，就是要吸引社会资源投入人才培养，探索建立高校与科研院所、行业企业联合培养人才的新机制。这种“产学研”合作是提高大学生科技创新活动社会性和实践性的重要途径，是现代社会的新型教育模式，即充分利用专业研究和企业不同的教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势，实现书本理论与实践能力相结合的教育形式，增强学生“爱科学，学科学，用科学”的科技意识。

(1) 通过专业和企业联合，建立产学结合共赢模式。例如，我们借助学校与朗达电池集团的联合实验平台，使科技创新的电极材料制备小组在与企业接触过程中，了解企业在实际生产中的相关需求，熟悉电池组装过程及测试环节，通过实物展示使学生直接接触生产实践，做到理论和实践相结合。同时，企业的技术研发人员通过与科技创新小组的师生进行交流，可以了解电极材料在国际上的最新研究进展及制备电极材料的新思路。正是基于这种互惠模式，使我们在与企业的合作中受到广泛好评，同时也提高了专业学生的就业竞争力。

(2) 通过专业和研究院所合作，实现学研并举模式。例如，科技创新光催化小组通过与中国电子科技集团公司相关工作人员联系合作，熟悉了其相关研究组对于气敏材料的研发需求，结合在光催化材料制备过程中的形貌合成技术，提供了多种气敏材料氧化物的形貌制备方法，并探索了材料形貌对气敏性能的影响，为相关研究人员提供了应用研发素材。通过这种交流学习过程，可使学生了解科研院所在应用研究中的研发思路和研究手段，让学生更深切地体会到科技创新活动是自主创新而非“自己创新”。同时该类合作模式也为储备相应的研发型人才打下了基础，真正实现了学研并举。

基于多种合作模式，不断完善产、学、研链条建设，带动了专业发展，实现了人才分流培养，形成了就业、读研的全方位学生培养模式，避免了人才扎堆堵路的现象。同时，专业、企业、科研院所及学生等多方都有所受益，达到了促进人才培养的目的。

4结果与展望

在国家和学校大学生创新性实验计划项目的资助下，近年来，哈尔滨工业大学材料化学专业本科生参加科技创新活动的比例均在70%以上，近3年获得国家级大学生创新性实验计划项目4项，有多个小组获得校大学生科技创新一、二等奖，2009年和2010年连续两年代表哈尔滨工业大学分别参加了在南京大学和大连理工大学举办的全国大学生创新论坛；其中2005级、2006级及2007级3名学生分别以第一作者身份在化学类国际知名杂志JournalofPhysicalChemistryC、CatalysisLetters和环境类知名杂志JournalofHazardousMaterials上发表了论文，并申报了4项国家发明专利。他们的成果得到了来自全国各高校参会师生的高度评价和肯定，扩大了专业的影响力，促进了专业建设。通过参加科技创新活动，材料化学专业近3年的毕业生中获校级以上优秀奖 13人次，2人获得优秀毕业论文，2人获得省级优秀毕业生。总之，在学校搭建的材料化学科技创新平台上，由专业导师为学生指点迷津，使材料化学专业本科生在创新中得以成长，这是我们在大学生科技创新活动中的最大收获。

实践证明，结合专业建设培养大学生的科技创新能力，不仅可以辅助课内教学，使学生加深对课堂知识的理解，拓展相关学科的知识量，协助科学研究和技术开发，而且对培养大学生的道德品质、意志情操、责任感和使命感，以及对大学生价值观、世界观、人生观的形成，都能起到重要的推动作用。哈尔滨工业大学材料化学专业本科生科技创新活动的实践表明：专业建设孕育了科技创新活动成果，同时科技创新活动也充实了学生专业知识的应用范围。可以说，开展科技创新活动不仅明显增强了学生对专业的兴趣和责任感，扩大了专业知名度，同时对于培养和提升材料化学专业学生的综合素质也是一条行之有效的途径。

参考文献

[1]陈家玉,李晓明,曹石珠,等.现代大学教育,2008(6):102

[2]吴明全,田懿.教育与职业,2010(35):179

[3]朱永林.教育探索,2006(6):11

中图分类号O6；G64

doi:10.3866/pku.DXHX20150226