关于大学生创新能力全过程培养的研究与实践

蔡苇，符春林，高荣礼，邓小玲，陈刚

关于大学生创新能力全过程培养的研究与实践

蔡苇，符春林，高荣礼，邓小玲，陈刚

针对应用型人才创新能力培养的迫切需求，以重庆科技学院材料专业为例，在第一课堂中设置特色课程，改革课程的教学内容、教学方式和考核方式；在第二课堂中引导大学生参与导师的科研项目，并有针对性地开设特色培训课程。在此基础上，提出了课内外结合的大学生创新能力全过程培养模式。

创新能力；全过程；特色课程；课内外；个性化

在高等教育大众化时期，社会把目光更多地投向了毕业生紧迫的就业形势，解决毕业生就业问题成了政府和高校工作的重中之重。企业对人才的需求非常急迫，提供了大量的就业岗位，但大学生由于各方面能力的欠缺，难以满足企业的要求。造成这种尴尬局面的一个重要原因是高等教育与市场人才需求不匹配。实际上，企业对大学生专业知识的要求并不高，更看重的是其基本素质。大学生基本素质的一个重要组成就是创新能力。然而，现有的教学模式注重对知识的传授，以教师、课堂、教材为中心，通常将教学过程作为知识的静态传递过程，理论和实践脱离，在一定程度上忽视了学生综合素质和创新能力的培养［1］。换言之，现有的人才培养方案与创新能力培养的需求不匹配，尤其是与学生的高层次、个性化发展的需求存在严重冲突。为此，针对社会对应用型人才创新能力培养的急迫需求，以重庆科技学院材料专业为例，构建课内外结合的大学生创新能力全过程培养模式，以提升大学生的就业竞争力和可持续发展能力。

一、大学生创新能力全过程培养模式构建

（一）改革第一课堂，满足大多数大学生创新能力普遍性培养需求

1.特色课程的设置

学生的文献检索、实验设计与数据处理、研究报告及相关文字材料撰写的能力是工科学生创新实践能力的重要组成部分，应在人才培养方案中有针对性地设置特色课程。而在原来的材料专业人才培养方案中仅有科技文献检索与利用课程，难以满足需要。为此，在制定材料专业人才培养方案时，新开设实验设计与数据处理课程、科技论文写作课程，并改进计算机在材料中的应用课程，增加Origin等数据处理软件的内容。这些特色课程的设置对系统培养材料专业学生所必需的科技文献检索、实验设计、数据处理、科技论文写作等能力是非常重要的。此外，由图书馆开设的科技文献检索与利用课程主要讲授的是CNKI、EI、ISI等常见数据库的检索方法，教学内容较宽泛、针对性不强。因而，在科技文献检索与利用课程教学内容中增加部分材料专业必需的常见材料学科相关数据库内容。特色课程的设置，能系统培养材料专业学生的专业文献资料、实验方案设计、实验数据处理、科技论文写作等能力。

2.教学内容和教学方式的改革

为了满足应用型材料专业学生创新能力的培养，在材料物理性能、材料现代测试技术、材料现代测试技术实验、材料物理性能实验、专业综合实验等课程中开展教学内容和教学方式的改革。

理论教学目前仍是教学的主要形式。改进课堂讲授方法，采用启发式、讨论式、问题式和研究式的教育教学方法。教师在课堂上给学生留出足够的时间来思考、提问，并通过教师的引导、启发、点拨，加强师生间、生生间互动，从而提高学生发现、分析和解决问题的能力，促进科学思维和创新能力的培养［2-4］。采用4种做法来优化课堂教学：一是讲重点、讲思路、讲方法［5］。 二是在教学内容上强调一个“用”字［1］，重点教会学生如何用知识。不必太过拘泥于知识的系统性，在教学方法上体现一个“活”字，在教学手段上追求一个“新”字。三是运用启发式教学法培养学生的创新意识，运用讨论式教学法拓展学生的知识面和提高学生的综合素质，运用自学式教学法培养学生的自学能力［6-8］。四是加强实用性、实践性、实际性。在相关课程教学中引入工程案例，比如在材料物理性能课程中讲到“材料的断裂”时可以当年“泰坦尼克号沉没事件”为案例，在材料现代测试技术课程中可以“文物鉴定”的案例来引出X射线衍射等测试方法的应用等。以上改革措施能激发学生运用所学知识解决实际问题的兴趣，使他们充分认识到所学专业知识的重要性，从而逐步引导学生主动深入学习，达到培养创新思维的目的。

实践教学方面的改革，以应用型人才创新能力培养为目标，强调专业知识的运用。为此，以学生的产出（创新能力的提升和实绩产出）为导向，将材料物理性能实验、材料现代测试技术实验课程进行重新规划和设计，将原有的验证性、演示式实验升级为设计性、综合性实验。对专业综合实验和毕业设计（论文）进行改革，将教师科研项目、大学生科技创新项目、企业工程项目经过分解、消化后转化为实验项目。对专业综合实验课程进行全新设计：学生以某一材料为研究对象进行综合训练，既要在实验过程中完成“材料的制备-结构分析-性能测试”，又要在整个研究过程中完成“文献检索-试验方案设计与制定-实验数据处理与分析-研究报告及学术论文写作”，使学生完整而真实地体验材料科学研究的整个流程和方法。由于这些实验项目均来源于教师的科研项目和企业真实的工程项目，学生能够真正接触到高水平的科学研究和真实的工程环境，其创新能力的提升非常显著。因此，这样的实践教学环节除了能实现学生创新能力培养外，还能使学生获得实绩，真正体现产出导向。近年来，已指导学生利用专业综合实验和毕业（设计）论文等实践环节获得的实验数据以第一作者身份发表学术论文12篇（其中SCI收录3篇、EI收录3篇）。

此外，学校已建成纳微复合材料与器件重庆市重点实验室、校级材料分析测试中心等平台，拥有总值8 000多万元的实验设备。针对这些科研平台，结合科研项目、企业工程项目和大学生科技创新项目，将科研成果转化为教学内容，开发一批综合性、设计性实验项目充实到无机非金属材料工程、功能材料、金属材料工程等专业的实践教学体系中（包括教学计划内的实验和课外的开放性实验）。在此基础上，实现了90%以上的实验设备对学生开放使用，这不仅提高了设备利用率，更为重要的是使学生有机会接触并操作比较高端的实验设备，从而提升其对材料科学的兴趣。如在材料现代测试技术实验课程教学中设置“X射线物相定性分析”和“X射线定量分析”实验，让学生亲手操作X射线衍射仪；在材料物理性能实验中设置“材料介电温度特性测定”，让学生亲手操作变温阻抗分析系统。通过高层次、高难度的综合性实验，使学生的兴趣大为提升，使学生的动手能力和创新思维得到提高。

3.课程评价方式的改革

为了调动学生的课堂积极性，对部分理论和实验课程的评价方式进行了针对性的调整。如在电子材料与器件测试技术理论课程中，将学生的成绩来源分为2个部分：一是期末成绩（以期末课程论文进行评定（占60%））；二是平时成绩（占40%）。平时成绩的考核是基于学生平时的客观表现。学生预先自学，在课堂上采用PPT的形式进行讲解，由教师组织学生进行讨论。教师除了考查学生讲解的正确性和流畅度外，还要考查学生讨论的情况，学生参与讨论的情况直接影响其平时成绩。而在实践教学的考核方面，将原来主要依靠实验报告的考核转变为对实验过程的考核。如在专业综合实验课程考核中，学生的成绩来源是多方面的：“实验过程表现+实验完成后的PPT汇报+学术论文”。由于专业综合实验项目均来自于具有较高创新性的科研项目和工程项目，难度较大，学生得到的实验结果并非一定与预期吻合。因此，教师在评定学生成绩时应注重对学生实验过程的考核，关注学生在实验中能力的获得。即使学生获得的是“阴性”实验结果，只要能通过查阅文献、分析原因在PPT汇报中和学术论文中进行合理解释，一样可获得较高的分数。通过以上课程评价方式的改革，学生分析问题、组织表达等综合能力得到了显著提高。同时，由于每个学生都要通过PPT进行实验汇报，较大程度地避免了原来存在的部分学生通过抄袭实验报告来获得成绩的弊端。

（二）依托导师制强化第二课堂，满足部分学生创新能力高层次、个性化培养的需求

本着“多数人受益、少数人提档”的原则，结合大学生导师制，考虑到部分学生对创新创业更高层次的需求，组建了导师团队，重点指导学生参与导师科研项目、大学生科技创新项目、创新创业大赛等，以满足学生创新能力高层次、个性化培养的需求。

1.设计特色培训课程，培养创新实践综合能力

为了对学生创新能力进行针对性培养，导师团队结合学生意见，基于学生能力提升需求，设计了一套材料专业学生特色培训课程，对部分学生进行“分层次、多形式”的培训。培训内容包括实验室与实验设备介绍、学术道德与规范、材料科技文献检索、科研方法论、实验数据处理软件使用、材料专业软件（如 Jade、Image Pro Plus）使用、材料计算软件（如Materials Studio）使用、学术论文撰写与投稿、如何汇报与PPT制作、项目申报书撰写等。这些培训内容基本覆盖了从事材料科学研究所需要的主要能力培养，由导师团队担任授课教师，利用课余时间对学生进行集中培训。此外，针对有创业想法的学生，导师团队除了对他们进行专业能力培训外，还邀请企业高管、学校众创空间负责人对他们进行创业课程培训和创新创业政策解读，并出资支持他们进行创业活动。通过这种组织有序的培训，部分学生的创新创业能力得到了全方位的提升。

2.加强过程管理，激发学生的学习兴趣，提升学生创新能力

导师团队带领学生或资助学生参加相关高新技术展会和学术会议，使学生了解材料科学的最新前沿成果，激发学生的学习兴趣。为了掌握学生进行创新实验的进度，导师团队组织学生每周开展一次研讨会，由学生汇报实验进度或科技文献，导师和学生进行充分交流，一起解决实验中的具体问题，获取新的科研信息。同时，导师在充分了解学生进度的基础上，对学生的培养要求进行动态调整，既要避免对学生要求过高使其丧失信心，又要避免要求偏低使学生收获不大。

3.建立激励机制，构筑创新创业良好氛围

建立激励机制，构筑创新创业良好氛围，提升学生积极性，促使学生取得创新性成果。如导师团队可从科研项目中出资资助学生发表论文、申请专利、参与学术交流活动，并对学生取得的成果进行奖励。

二、实践效果

（一）创新成果

近年来，导师团队指导学生获得了丰硕的创新成果：指导学生主持国家级大学生创新项目1项、重庆市创新项目3项、校级优秀创新人才项目3项、校级创新项目30项；指导学生以第一作者身份发表学术论文43篇，其中SCI收录10篇（影响因子2以上的4篇，2区论文3篇）、EI收录3篇、CSCD收录21篇；学生参与发表论文65篇，其中SCI收录34篇（影响因子2以上的6篇，2区论文5篇）、EI收录23篇、CSCD收录4篇；学生申请/授权国家发明专利7项；学生获全国大学生挑战杯重庆市特等奖2项、一等奖和二等奖各1项，全国金相大赛二等奖2项，重庆市科技创新先进个人1项，美国大学生数学建模竞赛二等奖1项、全国大学生数学建模大赛二等奖1项。在此基础上，导师团队获校级教学成果一等奖和二等奖各2项。

（二）学生就业能力和可持续发展能力得到提升

课内外结合的大学生创新能力全过程培养模式在无机非金属材料工程、功能材料、金属材料工程等专业中进行实践，受益学生达800余人。导师团队对200余名学生进行了个性化培养，使他们成长为具有较强创新能力、发展后劲足的优秀大学生。尤为突出的是先后有33名学生进入韩国延世大学（QS世界大学排名105位）、英国斯旺西大学、中科院金属所、电子科技大学、中南大学等国内外知名学府深造，并在研究生阶段展现出扎实的科研基础，受到国内外导师的广泛好评。部分学生毕业后进入现代MOBIS、中电重庆声光电有限公司、中电第二研究所、株洲硬质合金集团有限公司、国电远达、深圳海能达通信等知名企业从事研发和技术支持等高层次工作。此外，还有3名学生毕业后创办企业，展现出极强的创业能力和可持续发展能力。

三、结语

针对社会对应用型人才创新能力培养的急迫需求，为了提升大学生的就业竞争力和可持续发展能力，构建了以培养学生创新能力为中心，采用课堂教学与课外活动结合、实践教学与项目结合、普遍性培养与个性化培养结合的大学生创新能力全过程培养体系。以学生实绩产出为导向，在重庆科技学院材料专业学生培养中进行实践，培养出一批创新能力强、综合素质高、成果丰硕的优秀大学生。

[1]胥群.浅论培养大学生创新能力的方法和途径[J].黑龙江高教研究，2004（4）.

[2]胡鹤玖.大学生创新能力培养[J].中国高教研究，2003（6）.

[3]付启敏.大学生创新能力培养途径探讨[J].长江师范学院学报，2007（5）.

[4]毛玲.浅谈大学生创新能力培养[J].科教文汇，2009（1）.

[5]郝同壬，黄育才.在专业教改中加强素质教育[J].中国高等教育，1998（1）.

[6]曾力.浅谈如何加强高校的学风建设[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版），2011（6）.

[7]杜柏华.浅谈在电子技术的教学中如何培养学生的创新能力[J].电子世界，2013（10）.

[8]苏玉荣.大学生创新能力培养模式研究[D].武汉：武汉理工大学，2013.

（编辑：刘姝）

G642.0

：A

：1673-1999（2017）06-0106-03

蔡苇（1979—），男，博士，重庆科技学院冶金与材料工程学院教授，研究方向为信息功能材料、创新创业教育；符春林（1970—），男，博士，重庆科技学院冶金与材料工程学院教授，研究方向为电子功能材料；高荣礼（1981—），男，博士，重庆科技学院冶金与材料工程学院副教授，研究方向为电子功能材料；邓小玲（1974—），女，硕士，重庆科技学院冶金与材料工程学院副教授，研究方向为电子功能材料；陈刚（1975—），男，硕士，重庆科技学院冶金与材料工程学院副教授，研究方向为功能材料。

2017-03-07

重庆市高等教育教学改革研究项目“应用型本科院校大学生创新能力培养的研究与实践”（103225）；重庆市“三特行动计划”特色学科专业群建设项目“冶金材料特色学科专业群”（201424）；重庆科技学院本科教育教学改革研究重点项目“《材料物理性能》微课资源建设及教学模式改革与实践”（201607）。