“产学研”助推材料类专业学生创新创业能力的培养与实践探索

张兴辉，师海雄，李姗姗，牛 腾，姜立萍

(兰州文理学院 化工学院,甘肃 兰州 730010)

国务院于2015 年对高校创新创业教育的改革提出了明确要求，创新创业人才既是实施国家创新驱动发展，建设创新型国家的重要基础和关键资源，也是推进我国高等教育教学改革，提升学生就业综合能力并拓展就业渠道的重要举措.如何在学好专业技能的同时提高应用型本科院校学生的创新创业能力，培养新时代大学生的创新创业意识、强化创新创业本领，更好地去适应社会对复合型人才的需求，这是各级各类教育管理部门、高等院校、企业和科研院所共同关注的问题.高校是培养专业人才的主阵地，同时也是立德树人和双创能力培养的关键阶段，各高校根据不同的社会需求制定了差异化的培养计划，培养了过硬的专业知识，在“双创”的培养上，也通过设置“大学生创新创业训练计划”项目，参加创新创业大赛的形式去转变教育理念，改革传统的培养模式，强化了创新、创业在专业培养中的地位，有效结合课堂教学与课外创新创业实践，有一定的效果.但是这种培养模式还比较单一，不够系统化，没有将学生的专业学习和双创培养有机结合起来，也没有将高校和企业共同参与学生培养的合力发挥出来.因此，本团队以产学研为依托，系统设置教学内容和过程，可助推学生创新创业能力的全面提升.

新材料是甘肃“十四五”的重点发展产业之一，需要一大批专业能力较强的创新型人才，这就对地方应用型本科院校的教育教学提出了更高的要求.对于材料类专业学生，他们将承担着改变我国新兴材料崛起缓慢以及传统材料性能欠佳的局面和重任.随着新工科的提出，在全面推进素质教育的新时代，如何加强对材料类专业学生创造意识和创新创业能力的培养，已成为一个当下急需解决的问题.针对材料类学生的双创能力培养，传统方式也是仅限于个别学生的参与，参与面比较窄，而且培养的方式比较单一，不够系统化，也没有形成合力；也没有充分调动学生兴趣爱好，学生的创新潜力培养也是被动接受，而且都是停留在简单的改进和模仿，也没有真正的提升创新思维和创新能力.因此，针对本专业学生，结合教学实践构建一套完整的、科学的、有效的双创能力培养体系至关重要，这对于培养材料类的创新型人才具有非常重要的现实意义.

1 按照新工科的培养要求，明确材料类专业学生的创新创业培养目标

随着新工科建设的不断深化，材料类专业的课程体系不断优化，校企合作更加紧密务实，产学研也在不断向纵深发展，使得高校材料类专业的人才培养方案的制定、教与学的有效落实、教学过程与效果的监督和评价、教学资源的配置方式以及产业的发展和竞争格局都在随之变化，创新创业教育也是落实新时代新工科建设和材料类专业培养的有效举措之一[1-3].它不仅是培养学生对相关学科知识能够交叉融合并解决复杂的工程问题能力，还应该培养他们的新材料的科技创新能力、新材料的实践应用能力、新材料相关的创业思维能力，具备一定的专业有关创业技能.这也是新工科背景下材料类专业学生创新创业能力的培养目标，见图1.

图1 材料类专业学生创新创业能力的培养目标

从图1可看出，新材料的科技创新能力是为了提高材料专业技能和通识能力素养，在通过创新创业训练激发学生的创意潜能；材料的实践应用能力是通过专业实践训练、参加专业竞赛、企业实践锻炼、创业实践体验等手段培养专业创新能力，助力创新成果的转化；而创业思维能力是在实践应用的基础上，让学生学会走向社会，对产业行业的市场、就业创业的形式、创业的思路与技巧、创业的风险评估等有一个全面的认识和了解，获取创业的基本知识、提升创业综合管理能力、锻炼商业情商、学习评估监测能力等，培养学生拥有基本的创业技能.因此，要达成新工科材料类专业学生的创新创业培养目标，需要校企合作、师生共同努力，充分利用产学研助推双创能力提升，构建系统的课程体系、实践平台、实践教学改革、项目竞赛、教师科研及导师制等为一体的材料类专业创新创业能力培养体系.

2 举措

2.1 构建产学研的人才培养模式和创新创业能力提升教学平台

构建产学研的助推创新创业的人才培养模式.在材料类专业的学习过程中，为学生多创设真实的学习情境，通过观看视频、仿真模拟、现场操作、科研训练等多种方式，尽最大限度将相关教学内容情境化，以通识类的创新创业课为基础，以与专业课融合为抓手，将两类课程有机结合，课程内容分层次安排，满足不同的学生需求.整合优化材料类专业的课程体系和教学内容，补充新材料的前沿理论、新工艺和新技术，适当加大实践类教学的课时比重，注重专业技能和创新能力训练，将创新创业课的内容渗透到实验、实习、课程设计和毕业论文(设计)等环节.在专业各课程中，结合课程要求和专业课程特点，适时引入课程思政，加强创新创业人格教育、创新创业意识教育、创新创业能力培养.以专题或案例教学方式(见图2)加强创新创业的通识教育，在专业中充分利用校内创新创业平台和企业研发平台，针对企业亟待解决的问题和国内国际研究热点，在教师的指导下开展一些简单的创新研究工作，根据市场调研确定切实可行的创业思路，撰写创业策划书并认真论证等.

图2 材料类专业创新创业教育的专题内容

在大学四年的教学过程中，要让创新创业的课程体系和能力培养贯穿始终，邀请校企合作专家参与材料专业人才培养方案的修订工作，结合企业行业需求、地方经济社会发展和毕业生情况，提高人才培养和社会需求的匹配度.比如针对大一新生，可以开展思创融合，将课程思政与创新创业教育高度融合，在材料科学与工程和职业生涯规划等课程中通过有责任有担当的大国工匠故事培养他们的爱国情怀.对于大二学生，逐步实施专创融合，将创新创业内容融入到专业课程当中，在材料科学基础、材料化学性能、材料力学性能等课程中，教授他们学习专业知识的同时，引入学科的前沿领域为其埋下一颗创新创业的种子，引入创新创业的思路和成功案例.对于大三学生，大力推进科创融合，这一阶段是学习专业核心课程的关键阶段，并拓展到部分选修课，比如在新能源材料、陶瓷材料、新型复合高分子材料等课程中，教师可以引入学院部分教师相关的科研方向和研究成果，使学生积极参加教师的科研课题，申报学生科研创新训练计划等，结合专业在实践中开展创新创业活动.大四毕业生是创新创业能力的升华与成果展示阶段，学生对所学专业有了更加深刻的理解，学生可以申请自己感兴趣的课题，或者以校企合作针对企业拟解决的问题完成毕业设计或毕业论文.经过四年系统的学习和训练，学生的专业技能、创新创业意识和创新创业潜能得到较大提升.

校企联合打造双创平台，培养实践创新能力和创业技能.根据现有条件，学院在学校雁苑微林众创空间的基础上，成立了化工学院创新创业子空间，构建了“校级-院级-校企合作”三级创新创业教育平台，校级平台有雁苑微林众创空间和兰州文理学院大学生创新创业孵化基地；学院的平台主要有化工学院创新创业中心、材料专业综合实践基地、产教融合创新基地、新材料研发中心等；校企平台主要有新疆、内蒙、甘肃和浙江宁波校企合作实践育人基地.其中学院是培育创新创业训练项目的主要阵地，也是材料类专业学生进行科学研究、产品及性能创新，组建创新创业团队，开展学术和创业经验交流与分享的主要场地.学校层面除了共享双创平台外，还应该强化创新创业的协同育人机制，通过科研进行反哺教学，认真组织好国家、省级、校级大学生创新计划项目，加大创新创业大赛、学科竞赛推进力度.发挥好校内、校外训练基地的联动作用，加强专业实验室和研究室建设力度、加大实验平台的开放力度、整合利用好校外实践基地，建立三位一体的创新创业平台联动机制，使得学生能够在台套充足、设备先进、专业性强，管理规范的教育教学环境中接受系统的材料专业工程实践训练并开展科技创新活动.

2.2 在专业实验课程中加大综合设计性实验项目的权重

在材料类专业教学中，实践课程占到总学分的30%左右，也是在基础知识掌握的基础上培养学生基本专业技能的重要手段.每门实验课的项目设置中，教师除了安排基本的验证性实验项目，强化学生基本专业操作技能外，更应该根据本课程的发展前沿和学院材料专业教师的研究方向，开设一系列探索性和综合设计性实验项目，加大这部分项目的比重有助于在专业学习的基础上拓展学生的专业创新能力.通过这类实验项目引导材料类专业学生对与材料相关的现象、新材料制备、材料改性等问题进行认真分析和仔细探究，让学生能够带着问题去主动查阅相关的文献资料，掌握文献资料查找的一般方法和技巧，同学们之间有一定的团队协作精神，相互探讨提出拟解决的问题、结合所学课程和别人的一些类似研究思路给出如何科学有效解决该问题，并对其进行方案设计和可行性论证，提高设计探索性实验项目完成的成功率[4].这类实验项目可以分小组来完成，没有固定的步骤和思路，没有相同的实验结果和一定成功的保证，每一个项目就相当于一个小课题，需要团队成员分工明确、相互协作，授课教师给与一定的分析与指导.比如在实验中开设新型陶瓷的改性实验，高岭石的理化性能测试实验，高铝质耐火浇注料的研发与测试，基于微纳多尺度复合型碳基润滑薄膜材料构筑与性能分析，纳米贝氏体钢空蚀表层微结构动态演变及损伤机制研究，绿色环保涂料的合成与改性等，通过这些探索性实验项目的训练，既丰富了学生的知识内涵和解决专业中实际应用问题的能力，又可以结合学生团队申报创新项目，培养了创新意识，提高了创新能力和水平.另外，在平常学生学习之余，也加大了学院实验室的开放力度，针对学生的兴趣爱好和研究选题，在签订了安全承诺书和责任书确保实验室规范运行和安全的情况下，学院专业实验室从时间、内容以及空间上对于学有余力的学生全面开放，满足了材料类专业部分学生日益增长的个性化发展需求，最大限度地激发他们的创新潜能，也体现了坚持以学生为中心的教学理念，提高了学生的学习自主性.

2.3 以产品开发为导向提升学生创新创业能力

每一个实验项目的开发要坚持以产品为导向，突出应用性，从实验项目的设计、项目的执行、合成的产品、产品性能测试、成本核算、市场销售等各个环节，都融合了多门所学专业课的基础知识和核心内容，比如涉及到材料科学基础、材料的合成与加工、材料的性能测试、化工安全与环保、化工产品营销等课程以及材料实验基本操作技能，在一个实验项目的整个实施过程中全面培养了学生的创新能力和创业意识.例如在绿色环保涂料的合成与改性实验项目中，就实施了“市场调研—实训项目—产品—市场应用”培养模式.首先，学生进行市场调研，查阅近年来的相关文献，确定目前新型涂料的发展方向，既要环保又要价格低廉，才具备一定的市场竞争能力.随后是各个项目小组根据拟解决的问题进行科学选题，继续查阅文献结合所学知识设计项目实施方案、原料及反应条件控制、具体的实验步骤，合成路线等，紧接着找实验任课教师做一些技术指导并修改，小组成员分工开展实验.各小组针对实验完成情况在班级内进行产品和思路分享，相互借鉴学习，任课教师进行点评，其实玉米淀粉作为原料合成的涂料进行了比较好的改性，环保上比较理想而且价格也能够被大家接受.同时，同学们各自进行成本核算，并对其产品包装设计并进行简单包装.随后在校内进行模拟销售，训练学生的语言表达和推销能力，这也就构成了一个从市场来到市场去的套索性实训项目的完整过程，在培养学生创新能力的同时，也让学生在市场中感受创业的魅力.

2.4 以科研反哺教学并推行导师制培养学生双创能力

高校教师既承担着一定量的教学工作，同时也肩负着较重的科研任务，一个合格的教师应该是教学与科研并重，两手都过硬.一方面，教师在授课的过程中，会将其最新的研究进展和成果潜移默化地引入课堂，让学生了解了该课程领域的前沿知识，学习了老师的一些通用研究思路，也激发学生的创新欲.另一方面，每一位任课教师都承担了一定的科研项目，尤其对于没有研究生的新升本院校，实际上给了本科生更多参与教师科研项目的机会，学生可以作为科研助手加入到教师的科研团队，帮助教师完成项目的一些阶段性工作，这一过程中学生能从中汲取很多研究的营养，这也是教师科研反哺教学，提高学生创新能力的直接表现.另外，对于每届新生从入校就安排创业辅导报告、企业家分享成功经验报告会，同时也为学生推行导师制的创新能力培养模式，每位教师根据自己的研究方向在全院公开研究课题，或者针对学生申报的创新创业项目，对每个项目团队或小组配备专业的指导教师，每位导师分配4-8名学生进行四年的业余时间学生科技活动指导.落实好“一队一师一课题方向”，即成立一个学生科技创新或创业团队，由至少一位专业方向的教师去指导，学生成员以老带新，形成了一个特色鲜明的研究方向和稳定的学生科研梯队.发挥好学生科技创新团队的作用，着重培养学生的研究兴趣和潜能，养成团队合作和拼搏精神，定期总结交流各团队和小组的科技创新方法和成果，只有在平常教学过程中加强了学生创新创业意识和创新创业能力的培养，部分具有科研潜力的专业学生才能够在各种学科竞赛中脱颖而出，获得优异成绩，为其就业和继续深造打下坚实的基础，在全院学生中也会起到示范引领作用，形成一种帮、赶、超、拼的良好学习氛围.

2.5 以项目和竞赛为抓手培养创新创业能力

科研能力培养和创新创业训练是一个循序渐进的系统工程.可见，对于材料类专业学生，从一入校就要对学生进行分类，有针对性地分层次、按计划结合专业课程进度进行拓展培养，比如成立科技创新团队、指导文献和资料查阅、结果处理和数据分析、科技论文写作及综合应用和创新能力提升等.其实，参加大创项目和学科竞赛也是创新创业能力培养的一个重要实践环节.为学生在校期间搭建多途径、开放式的研究项目，比如除了国家级的大学生创新创业训练计划外，还应该有校级的大学生科研训练计划项目和创业策划项目，院级的大学生拔尖人才计划项目等[5-7].通过国家-校级-院级的创新创业训练项目，让学生在创新创业实践中感受创造的激情、体验创业的快乐与艰辛，磨练意志与毅力，培养开拓创新精神，总结创新创业过程和结果的成功经验及失败教训，不断积累经验.参加材料类大学生创新创业学科竞赛也是推动高校“实践创新育人”的重要途径，在专业教育和双创教育融合的情况下，以竞赛为抓手将专业训练与创新思维相结合，产学研相结合把研究创新成果转化成科技创新的产品.利用研究成果和创新作品参加各级各类双创大赛、交叉学科竞赛及双创活动，不但能够对成果和作品的先进性、实用性、可行性、创新性分享交流与实践论证，还能够对其市场前景和风险进行、评估、调研和分析.材料类学生可以参加高分子材料大赛、全国大学生金相技能大赛、“互联网 +” 全国大学生创新创业大赛、大学生挑战杯、化工设计大赛、绿色化工实验大赛、化工实验安全大赛、3D 打印大赛、省级校级创新创业大赛等.近三年学生在各级各类大赛中都取得了不俗的成绩，学生的考研率也在逐年提升，国家奖学金、励志奖学金和李政道奖学金获得者都在创新创业工作中做出了比较好的成绩.另外，与各级各类竞赛有关的双创活动、经验分享会、学术活动、创新创业讲座及论坛、项目市场调研及模拟实践等，在提高学生科研创新的同时，促进并完善了多元化的双创实践平台，继承了一个个创新创业团队的优良传统，加大了创新创业训练的覆盖面，更有助于好的创新创业成果的不断孵化.

3 结语

在新工科背景下，材料类专业学生的创新创业能力培养需要新的理念和系统模式.因此，在明确了培养目标后，通过产学研助推人才培养模式的修订、系统化的创新创业课程体系的建立和平台建设，加大综合设计性实验的比重，在实验项目开设中坚持以产品为导向，实施导师制以科研反哺教学，多组织参加科技创新训练项目和学科竞赛等手段和方式，充分调动学生自主创新的积极性，强化学生的实践应用能力，鼓励学生积极参与教师的研究课题，全面提升学生发现问题、分析并解决问题的创新创业和实践应用能力.