应用型本科院校材料化学专业创新人才培养的探索与实践

朱路平,邴乃慈,汪玲玲,朱志刚,王利军,于　伟,解丽丽,谢华清(上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209)



应用型本科院校材料化学专业创新人才培养的探索与实践

朱路平,邴乃慈,汪玲玲,朱志刚,王利军,于伟,解丽丽,谢华清
(上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209)

摘要:在校大学生课外科技创新活动是大学教育实践环节的重要组成部分,也是学风、班风建设的重要方式和载体。开展和实施大学生科研创新活动是创新人才培养的一种有效途径。以上海第二工业大学这一应用型本科院校的材料化学专业创新人才培养模式的探索与实践为例,进行了分析与阐述。实践证明,以大学生参与科研为切入点的创新人才培养,能够大幅提高学生动手及实践能力,增强学生分析问题和解决问题的能力,实现学生综合素质的全面提升。在促进就业、考研及学风、班风建设等方面具有一定的启发意义。

关键词:应用型本科;材料化学专业;创新人才;培养

0　引言

随着国家经济体制改革不断深入以及经济结构战略性调整的推进,地方经济规模和工业化水平大幅提升,中小企业接受国际先进技术和经验的步伐也不断加快。产业升级和企业的国际化,使得生产过程中的技术含量持续增加,市场对劳动力的技术与职业素质的要求也越来越高。因此,迫切需要知识与技能兼备的高层次应用型人才。应用型本科院校正是在这一背景下得以新建和发展。其不是以学术发展所需要的知识体系来进行学术型人才培养,而是以服务地方经济社会发展为宗旨,以培养面向生产、服务、管理和科研一线的应用型人才作为主要任务。应用型本科院校是我国高等教育体系的重要组成部分,是我国高等教育大众化阶段本科的主力军,是未来本科教育的发展主体。由于我国东西部发展差异性巨大,产业结构高、中端并存,人才需求复杂多样,应用型本科院校人才培养空间很大[1]。

应用型本科人才培养是介于学术型人才和技能型人才培养之间的新型育人模式。与学术型人才注重科学研究,偏重理论学习不同,应用型人才则更注重技术知识,偏重多学科知识的综合应用能力。此外,相对于学术型人才注重运用实践验证理论,应用型人才更注重运用理论指导实践。同时,着重强调掌握职业岗位专业技能,不强求知识结构的系统性和完整性的技能型人才培养,应用型人才培养则在强调扎实的理论教育的同时,更加强调技术体系知识的系统性和完整性,以及应用科学研究的能力、首岗胜任能力、职业发展潜力[2]。因此,应用型人才在知识结构方面,要以行业与职业需求为本位,以技术体系为依据,进行自然科学与人文社会科学相互交融,显性知识与隐性知识并重渗透,从而形成复合性、动态性和先进性的知识结构体系;在能力结构体系方面,则更加注重培养分析和解决实际问题的能力、专业实践能力、创新创造能力,以及社会适应能力和终身学习能力。

上海第二工业大学材料化学专业是基于应用型本科人才培养的特点,以“提高人才培养质量为目标、以课程体系和教学内容为重点、以教学质量评价和监控体系为保证,以教学规范管理为依托,以科研反哺教学为亮点”的思路进行建设的,以电子产品制造绿色化以及从源头上解决电子废弃物资源化的相关技术问题[3]而提出的,以培养具有宽厚化学及材料专业知识、电子信息制造基础知识和电子废弃物资源化技术,从事绿色电子相关材料的设计、合成及相关检测技能的专业技术人才为目标,从而满足微电子相关材料与器件设计和制备、电子废弃物处理处置等高新技术及环保相关产业的需求[4-6]。

1　机遇和挑战

目前,我国微电子信息产业的相关从业人员已超过755万人,约占全部工业从业人员的9%。作为全球最大的微电子信息产品的制造基地,我国每年需要本科层次的绿色电子材料方向的人才高达7万多人。随着微电子信息产业迅猛发展,微电子相关技术快速更新以及为了满足微电子产品的绿色化及电子废弃物资源化的相关要求,使得我国对于绿色电子材料方向的人才需求日益加剧,供需矛盾异常突出[7-8]。然而,作为应用型本科新开专业,立足学校的办学定位,如何充分发挥学院人才优势,服务于国家和地方经济社会发展,并与复旦大学、华东理工大学及上海电力学院等院校的材料化学专业进行错位竞争,形成优势互补,这都对我校材料化学专业本科教育和人才培养提出了更大的挑战,也带来了难得的机遇。

2　创新人才培养的探索与实践

近年来,环境与材料工程学院紧紧围绕学校“知识型高技能创新人才”的人才培养目标,立足学院特点,全面落实“三全育人”工程。自2007年学院开设材料化学专业以来,该专业一直着力于绿色电子材料方向,坚持市场需求和就业导向,以成人、成才、成长、成功的“四成”教育为目标,构建以培养应用能力为主,融知识传授、技能拓展、实践实训“三位一体”的培养体系。在创新人才培养方面进行了多方位的探索和实践,积极组织、开展大学生科技创新活动,并以此为切入点,以点带面,在学风建设和宽口径培养高素质创新性应用人才方面取得了显著的成效,形成了鲜明的特色。

2.1主动实践,完善科技创新体系

提高学生科技创新能力、实践能力,培养高素质创新性应用人才一直是院系队伍建设和学生培养的出发点和落脚点。近年来,以此为目标,经过不断探索和实践,根据学生不同阶段的知识结构、兴趣爱好等特点,建立了以学生参与教师科研为切入点、大学生创业创新训练计划为重点、高水平大学生科技创新竞赛(“上汽杯”、“创造杯”等)为关键点的大学生科技创新体系。

2.1.1建立高水平指导教师队伍,为科技创新活动提供智力支持

材料化学专业背靠上海第二工业大学两大重点学科:上海高校一流学科(B类)培育学科(材料科学与工程)和上海市重点学科(电子废弃物资源化及环境功能材料)。在上述重点学科的建设中,院系引进了高水平的领军人才,建立了一支年青的博士创新群体。目前,材料化学专业建立了以东方学者(3 人)、曙光学者(4人)为专业带头人的师资队伍。其中,具有高级职称的12人,教授5人。教师以中青年教师为主,具有博士学位的专任教师占96%。近5年来,材料化学专业的全体教师都承担和参与了与专业相关的科学研究,主持并完成了包括国家高技术研究发展计划(863计划)、国家自然科学基金、上海市自然科学基金、上海市科委重点基础研究项目、上海市教委重点研究项目等省部级以上的科研课题,具有较强的科学研究实力。为了充分发挥人才优势,在学院统一规划部署下,新生一入学,就启动师生结对活动,通过建立师生联系制度,使教师融入到学生当中,走进学生的情感世界,感受学生的喜怒哀乐,做学生的朋友,真正关爱学生;鼓励和引导学生参与教师科研活动;积极指导学生参与国家、上海市及学校的各类科技创新活动,极大地促进了学生对材料化学相关专业知识的感知,提高了学生分析问题、解决问题和实践动手的能力。到目前为止,材料化学专业的主讲教师每人都有4～8名本科生参加自己的科研小组,人均指导1～2项大学生创业创新训练计划项目。正是有了这样一支甘于奉献的高水平指导教师队伍,才使得学院的科技创新活动得以长足的发展。在优势学科引领专业发展的同时,实现了科研反哺教学,极大地推动了教学质量的提高。

2.1.2构建锐意进取的学生科技活动梯队,为科技创新活动提供优秀人才

通过师生结对活动,教师能够及时发现学生的兴趣爱好、个性特点,通过构建不同的科技活动小组和科技创新梯队,逐步形成大一培养兴趣打基础,大二、大三参与科技实践活动,提高个人能力,并组队进行创业创新计划项目的申报和参加相关竞赛的模式。这样既可以最大可能地吸收具有创新和进取精神的学生参与到科技创新活动中来,又能有针对性地在培养和分级选拔的基础上组织优秀的学生进行项目的申报和参加竞赛,努力争取最佳成绩。

2.1.3形成合理有效的激励机制,调动学生参与科技创新的积极性

在科技创新活动中,本着为学生服务的宗旨开展工作,同时将科技创新活动与学生自身的发展相挂钩,形成一套合理的激励机制。在院系层面上,积极鼓励学生参与各种科技创新、竞赛活动,将相关科技创新活动成绩与学年度的综合测评,日常评优、评奖,创新学分认定以及出国(境)交流学习等工作紧密结合起来,充分调动学生参与科技创新活动的积极性和热情,促进优良学风、班风的形成。实践表明,通过合理有效的激励机制,在调动学生参与科技创新活动的积极性和热情的同时,以科技创新活动为媒介,极大地提高了学生的分析问题、解决问题及实践动手的能力,涌现出一批学业成绩优秀、科研能力强的学生。

2.2积极探索,提高学生综合素质

创新意识、创新思维和创新能力的培养和造就是新形势下高等学校高素质人才培养的核心任务之一[7]。通过大学生参与教师科研、进行创业创新训练和大学生科技竞赛等科技创新活动,有助于挖掘大学生的创造性潜能,拓宽大学生的知识领域,训练大学生的专业技能,提高大学生的创新意识、创新思维和创新能力[9]。为了进一步提高学生的综合素质,院系在完善科技创新体系、营造科技创新氛围的同时,还在理论教学和实践环节中进行了探索和实践,积极开展大学生科研创新活动。

2.2.1课程教学与科研创新活动相结合

优化课程体系是当代高等学校课程教学改革的共同趋势,在课程教学过程中充分强调课程的前沿性、综合性和系统性。课程教学与科研训练相结合,就是要求教师通过深入系统的科学研究,把握科学发展的前沿,以科研促教学,优化课程体系,充实教学内容,改革教学方法,建立有利于课程教学与科学研究相结合的教育教学环境和氛围[7]。以翻转课堂、章节讨论、课程大作业、科技小论文等形式,进行互动式教学和研讨,并融入教学的全过程,逐步形成由“点”到“线”再到“面”的创新能力培养的新模式。材料化学专业教师结合自身的科研工作情况,在课程教学的各个环节中及时介绍本专业、本学科发展的新方向和最新研究成果。如利用石墨烯规模化生产,氮、磷、硫掺杂合成竹节状碳纳米管,半导体光催化降解污染物等方面的研究优势,引入“材料制备”、“材料设计”、“材料应用”等课程的课堂教学与实验实践教学环节中,取得了良好的效果。

2.2.2实践教学与科研创新活动相结合

在实践教学环节中,以学科和研究课题为依托,以科研促教学,科研与教学互动,教研相长,及时地将取得的科研成果引入实践教学环节之中,更新、丰富实践教学内容。在传授基础理论和实践知识的同时,向学生传授科学研究的方法,并且将与课程相关的最新科技和手段及时传授给学生,激发学生的创新思维。材料化学专业教师以科研项目为依托,开发了“人造琥珀的制作”、“有效吸收电磁辐射涂料的合成”、“SnO2@CNx负极材料的高容量铝壳锂离子电池设计”等多个实验教学项目;研制了“纳米合成超声反应系统”、“用于3G手机电池防护的自复保险丝”等,锻炼了学生的科研实践动手能力。以专业课程平台、独立实践环节的见习和实习为主线,以通识课程平台与学科基础课程平台为基础,以实验的综合性、设计性、创新性项目为重点,通过材料的设计、制备、性能及应用等,构建新的实践教学体系,全面提高学生的创新能力和综合实践能力。在教师的指导下,材料化学专业的学生将所学运用于创新实践活动,在全国光华创业大赛等各类科技创新活动中均取得了不错的成绩:获得“全国光华创业精神大奖”,上海市大学生“创造杯”大赛三等奖,“挑战杯”上海市大学生创业大赛铜奖,上海市高校化学实验竞赛三等奖等近20个奖项;获批国家级、上海市级及校级大学生创业创新训练计划项目50余项。

2.2.3毕业设计(论文)与科研创新活动相结合

毕业设计(论文)是高等学校人才培养中重要的实践环节,目的是培养学生综合运用所学知识提高综合分析问题、解决问题的能力。毕业设计(论文)与科研创新活动相结合,是要求教师在满足毕业论文设计(论文)实践的前提下,尽量结合教师的科研课题、工厂生产及社会实际。2008年在院系的统一协调下,材料化学专业的学生和教师进行师生结对,学生主动联系指导教师,可以及早参与和融入教师所在课题组的科研活动。通过大一培养兴趣、打基础,大二参与实践、提高能力,大三开展专业相关的课题研究,并结合学生开展课题的情况,确定其研究课题能否直接转为毕业设计(论文)课题。例如石墨烯是一种新型的纳米材料,具有优异的性能,是目前材料科学领域一个研究热点。因此,部分指导教师提出了与石墨烯相关的课题研究,学生大一时就涉入其中,通过文献检索了解课题的研究现状、目的和意义,以及后期相关的实验情况,最终直接转为毕业设计(论文)课题,并分别由四位学生独立完成。目前材料化学专业大部分学生参与教师科研的课题都能够直接转为毕业设计(论文)课题。通过师生结对—学生参与教师科研—转为毕业设计(论文)的方式,一方面,学生能够围绕教师的科研工作进行较为深入的探索实践,在导师引导下自觉地发现问题、解决问题,并主动跟踪学科和学术前沿,运用科学思维、创造精神和实践精神去提高科研创新能力。实践证明,通过毕业设计(论文)与科研创新活动相结合的方式进行创新人才培养可以获得较好的科研成果。近几年,材料化学专业学生与老师合作在《Nanotechnology》《Journal of Applied Physics》《ACS Applied Materials &Interfaces》《Materials Letters》《陶瓷学报》等国内外刊物上发表学术论文20余篇,SCI收录近10篇。另一方面,由于较早地参与毕业设计(论文)的课题研究,既可以保证学生的毕设质量,又为学生考研、考证及毕业实习腾出了时间,免去了学生对毕设与考研、考证和毕业实习难以兼顾的担忧。近几年来,参与科技创新活动的学生中已有多人被录取为日本筑波大学、丹麦科技大学、上海理工大学、上海师范大学、浙江理工大学等院校的研究生。多人在实习期间以扎实的专业基础,良好的实践动手能力和分析、解决问题的能力,以及积极的工作态度获得了用人单位的好评并签约。材料化学专业的毕业签约率、就业率均居学校前列。

2.3加强引导、营造科技创新氛围

在推进学生科技创新活动的过程中,努力开展校园科技文化建设,加强在广大师生中的组织、宣传和引导,积极营造浓郁的参与科技创新活动的氛围[10]。在促进大学生进行科技创新活动的工作中,通过四项措施来加以实现。首先,充分发挥学院、系、班导师的组织优势,加大宣传力度,积极开展参与教师科研等科技创新活动的宣传;其次,加强大学生开展创业创新训练计划项目的立项指导;第三,通过集中评优、表彰以及学生现身说法等方式,加强在广大学生中的引导;第四,通过“请进来”、“走出去”等方式,努力营造浓厚的科技创新的氛围。例如,邀请上海市知识产权局、同济大学、上海大学、中科院技术物理所、美国华盛顿大学、美国加州理工学院、美国拉摩尔大学(Lamar University)等国内外科技专家学者前来开展科学、科技类论坛与讲座;选派教师、学生到上海杉杉科技、上海安澄环保科技、江苏悦达墨特瑞新材料科技有限公司、台湾龙华科技大学、台湾朝阳科技大学、德国Tech-Protect公司、芬兰萨沃尼亚理工大学等境内外的企业、科研院所见(实)习、参访等,进而提高教师指导和学生参与课外科技活动的“三创(创意、创新、创业)”意识和能力。

经过近几年的努力,材料化学专业的科技创新工作正由单点突破,发展为学生普遍参加的良好状态,学生积极主动地要求参与科技创新活动,在一定程度上促进和推动了学风、班风建设。首先,在科技创新活动中强化了学生的组织纪律性。严明的组织纪律性、严谨的科学态度、严密的逻辑性,是科技创新最强有力的保证。在进行科技创新活动时,学生不仅要严格遵守相关科学研究的规则和要求,还要充分协调学业与科研活动间的矛盾和冲突,合理安排时间,提高学习和科技创新活动的效率,在潜移默化中形成良好的学习习惯和科研素养。学生中已有多人先后获得了国家奖学金、上海市奖学金及校奖学金。通过积极参与教师科研、科技创新活动,提高了学生的团队意识和集体荣誉感,形成一种“学—赶—帮—超”的良好氛围,带动了学风建设。目前,上海第二工业大学材料化学专业大部分同学参与了教师科研或大学生创业创新训练计划,学生的专业基本理论和技能水平有了很大提高,四级通过率保持在90%以上,六级通过率超过30%;多人获得教师资格证、会计证等技能证书。每个班级都先后获得了校“优良学风示范班”、“先进集体”等荣誉称号。其次,科技创新活动激发了学生的学习兴趣和求知欲,营造了良好的学习氛围。通过科技创新活动引导学生认同学习的重要性,有效地控制学习行为,形成一种共同的心理氛围和价值取向,使学生学有所用,用有所得,得有所感。

3　结语

几年来的实践和探索显示,通过参与科技创新活动,学生的学业成绩普遍有所提高,实践动手能力、分析和解决问题的能力有所增强,得到了用人单位的充分肯定。同时在申请境外研究生及考研的过程中,积极参与科技创新活动的同学表现出较为明显的优势。大学生课外科研活动是课堂教学的延续,是大学教育实践的重要组成部分,也是学风、班风建设的重要载体。在高校中积极开展课外科研活动,不仅实现了课堂教学与课外实践活动相结合,而且有利于最新的科研成果向基础实验教学转化。在丰富教学内容的同时促进了学风、班风建设。开展和实施大学生科研创新活动是培养创新人才的一种有效途径。

参考文献:

[1]鲁嘉华.应用型本科地方院校“专、兼”人才培养的思考[J].中国大学教学,2014(11):38-42.

[2]沈健.江苏应用型本科院校人才培养的若干思考[J].江苏高教,2014(4):6-9.

[3]朱路平,邴乃慈,王利军.“封装材料与工艺”课程教学的探索与实践[J].教育界,2014(3):88-89.

[4]解丽丽,谢洪勇,汪健华,等.“材料化学专业导论”教学质量保障系统初探[J].课程研究,2012(2):35-37.

[5]袁昊,王利军,朱路平,等.紧跟社会需求,培养高素质绿色电子材料专业人才[J].陕西教育(高教),2010(4/5):73.

[6]王利军,袁昊,朱路平,等.绿色电子材料专业人才培养与社会需求关系探讨[J].陕西教育(高教),2010(4/5):56.

[7]汪金辉,耿淑琴,侯立刚,等.中美微电子专业高等工程教育比较研究[J].中国现代教育设备,2012(17):84-86.[8]张晓新.我国微电子产业发展的问题与建议[J].半导体技术,2003,28(10):8-11.

[9]朱道立,王康乐,陈佩林,等.大学生科研创新能力培养和优良学风建设的改革与实践[J].微生物学通报,2013,40(2):328-333.

[10]李海霞,清林,贾顺莲.应用型本科高校实施大学生科研创新项目的探索与建议[J].价值工程,2012,24(1):254-255.

Exploration and Practice of Cultivating Innovative Talents for Material Chemistry Specialty in Application-Oriented Regular Universities

ZHU Luping,BING Naici,WANG Lingling,ZHU Zhigang WANG Lijun,YU Wei,XIE Lili,XIE Huaqing
(School of Environmental and Materials Engineering,Shanghai Polytechnic University,Shanghai 201209,P.R.China)

Abstract:University students’extra-curricular scientific research activity is an important component of the practice part in college education.It is also an important way and carrier of constructing the study and class mode.The development and implementation of the undergraduate innovation activities for scientific research is an effective approach for training innovative talents.It focuses on analyzing the exploration and practice of cultivating innovative talents in application-oriented regular universities by taking material chemistry specialty of Shanghai Polytechnic University for example.It has been proved that students’comprehensive quality can be improved greatly and their ability of practice,the ability to analyze and solve problems can be enhanced through innovative talents cultivation of involving in the practice of scientific research.The research offers enlightenment on employment promotion,postgraduate entrance exams,construction of study and class mode,etc.

Keywords:application-oriented regular universities;material chemistry specialty;innovative talents;cultivating

基金项目:上海高校本科重点教学改革项目、上海市教委重点课程建设项目、上海第二工业大学材料科学与工程一级学科点建设项目资助

通信作者:朱路平(1976–),男,湖北人,博士,副教授,主要研究方向为环境友好功能材料。电子邮箱:lpzhu@sspu.edu.cn。

收稿日期:2015-04-13

文章编号:1001-4543(2016)01-0070-05

中图分类号:G640

文献标志码:B