基于材料创新设计大赛培养“五有”人才

2019-02-16徐玉娟李晓伟温广武

山东化工 2019年22期

耿欣，徐玉娟，李晓伟，温广武

(1.山东理工大学材料科学与工程学院，山东淄博 255000;2.山东理工大学工程陶瓷研究院，山东淄博 255000)

近些年来,我国高等学校毕业生人数逐年增加,2019年大学毕业生人数高达834万,比2018年增加了14万,再创历史新高。而企业对员工的创新、解决问题、沟通和团队合作等能力的要求也越来越高，导致大学生就业压力增大。创新创业教育是拓宽就业渠道的重要途径,是推动我国经济发展的基石[1]。因此为帮助大学生更好的实现就业， 2017年12月29日，中华人民共和国教育部发布《关于推动高校形成就业与招生计划人才培养联动机制的指导意见》。完成创新创业教育改革，推动高校形成就业与招生计划、人才培养联动，促进高校毕业生实现更高质量和更充分就业,是高等教育主动适应国家经济社会发展需要、提高高校人才培养质量的重要工作[2]。

山东理工大学提出“有社会责任、有创新精神、有专门知识、有实践能力、有健康身心的应用型高级专门人才”(简称“五有”人才)的人才培养目标[3]。深入实施《山东理工大学大学生研究与创新训练计划》《山东理工大学大学生创业培育计划》，制定学校创新创业竞赛项目管理办法，以“挑战杯”“创青春”“互联网+”等创新创业竞赛为龙头，全面推行“一专业一赛事”；同时提供相应的资金支持和服务保障体系，引导各学院紧密结合学科专业特色及优势，举办精品赛事。实现赛训结合、以赛促训，催生优秀项目和成果，提升学生对创新创业知识的综合运用与整合创新能力。山东理工大学材料科学与工程学院也高度重视学生创新精神、研究能力的培养，加强创新创业平台建设与资源共享，建立科研、教学实验室面向学生开放机制，实现科研平台与教学平台深度融合。学院于2013年开始与创新创业学院共同举办材料创新设计大赛，旨在深化创新创业教育改革，培养学生的创新意识和实践能力，引导、支持、鼓励学生开展科技创新活动，展示科技创新成果，培育一批有创新潜质和研究能力的优秀人才。比赛每年一届，迄今为止已成功举办六届。

1 培养大学生的“五有”能力

本文通过指导大二学生参加材料创新设计大赛，以“新型MXene/聚合物复合吸波材料的制备”项目为依托，培养了学生的“五有”能力。

1.1 有专门知识

本项目所依托的实验平台为工程陶瓷研究院，其成立于2017年，是山东理工大学首批成立的六个校级研究机构之一。此外还是国家工业陶瓷工程技术研究中心、工程陶瓷制备技术国家地方联合工程研究中心、山东省陶瓷基复合材料工程技术研究中心、山东省高校先进复合材料重点建设实验室等国家和山东省科研平台的共建单位。拥有良好的实验条件，齐全的材料制备、组织结构表征设备等，为学生提供实验场所和重要技术支撑。

工程陶瓷研究院通过制定严格的实验室安全管理条例和实验室设备操作规程，以培养学生良好的科研习惯并将实验风险控制在最低限度。参赛学生需要完成研究院所安排安全测试、防火演习以及大型仪器的操作培训(如热压炉、磨床、陶瓷内圆切样机、XRD等)，方可开始进行实验活动。此外，笔者会定期安排材料学专业方面的培训，比如X'pert high score plus、Origin和Endnote等专业软件的使用、中英文科研信息检索、实验数据统计分析、科技论文写作，包括材料创新设计大赛申请书的撰写等。在研究院和笔者的系统培训下，参赛学生不仅迅速适应实验室的环境，而且动手能力不断加强。

此外，在日常的课堂专业课程学习当中，学生能够自觉提出问题并在授课老师指导下不断拓展专业领域的宽度和深度，科学视野不断开阔。

1.2 有创新精神

由于我国教育领域长期受到传统教育模式的影响,使得许多高校在对大学生的科技素养进行培养时,仍旧采取灌输式教学模式,这势必难以满足对大学生科学能力与科学精神的培养要求,无法有效锻炼大学生的创新思维[4]。为培养学生的创新思维，当学生具有扎实的实验基本技能后，笔者向学生介绍正在进行的科研项目和已拥有的科研基础。结合学生的科研兴趣方向、专业知识基础以及接受和理解能力，将复杂深奥的科研课题进行有效拆解，使复杂问题简单化，分配给学生可执行的科研工作，避免学生对课题产生遥不可及的感觉，因对项目无从着手从而使其积极性受挫；同时笔者采用任务驱动、交互式、启发引导式教学法，通过设置问题向学生布置文献调研和实验设计等任务，最后通过学生PPT讲述的方式进行工作汇报，并回答老师和同学所提出的问题，逐步培养学生自学、总结概括、批判性思维等能力；此外，加强学生对课题的宏观框架建设，项目的背景、目标、创新特色和技术路线一目了然，有利于提高学生的逻辑性和对项目的整体把控。

以学校举办的材料创新设计大赛为契机，以“新型MXene/聚合物复合吸波材料的制备”项目为驱动，充分发挥大学生主体地位，鼓励他们运用各种手段和方法进行研究性、合作性、实践性和创造性地学习，此过程充分调动学生自主学习的积极性并培养其创新能力。基于笔者对二维MXene材料的研究基础，因其具有低密度、高比表面积、高强度以及优异的吸波性能，所以MXene材料在吸波领域具有极大的应用潜力。此外，由于人体长期处于手机、电脑等电子产品产生的电磁辐射下，会产生感到身体疲累，免疫机能下降等症状，学生团队萌生出将MXene与布料相结合的想法，制造一种防辐射布料，可大大降低电磁波对人体健康的危害。该想法极具创造性和可执行性，并且学生将笔者的研究内容有效转化为大学生科技竞赛作品。

1.3 有实践能力和社会责任

在项目的实施过程中，学生首先对项目“新型MXene/聚合物复合吸波材料的制备”进行可行性调研分析，然后对该项目进行有效拆解、分工并执行。本项目涉及多学科内容，团队跨学科组建队员，通过自学相关专业知识和文献调研，讨论并确认了项目实施的具体内容；基于所依托平台拥有的实验条件，材料制备和测试等设备，确定了聚合物基体材料、设计技术路线和工艺参数等实验细节；根据团队成员的专业和擅长领域，分配了不同的任务，大大提高了项目执行效率，有效锻炼了每一位团队成员的实际操作能力和实践创新精神。在此过程中，笔者作为辅助角色，帮助学生调整和完善实验工艺，促进了项目的落地实施。

1.4 有健康身心

在项目实施过程中，项目进行并非一帆风顺，遇到过很多困难和挫折。比如项目前期采用热压法制备MXene与聚甲基丙烯酸甲酯(简称PMMA)复合材料，成品致密度不高且透光度低，结果不如人意。笔者了解到该情况后对团队成员进行心理疏导，缓解和释放他们的压力，让他们理解实验失败乃是常事，要泰然面对不好的实验结果并积极解决问题。小组成员通过重新做文献调研并请教高分子领域的专家，通过更改实验方法，最终成功制备出致密高透光度的MXene/PMMA复合材料。学生在完成此项目过程中，培养了勇敢、乐观面对所遇到的困难和挫折的心态，并提高了积极寻求解决方案的能力。