地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的构建与实施

2023-01-25刘凡袁野鄢国平

当代化工研究 2022年9期

＊刘凡袁野鄢国平

（武汉工程大学材料科学与工程学院湖北 430205）

21世纪的综合国力竞争首先是创新型人才的竞争，世界各国均将深度开发人力资源、实现创新驱动发展作为国家战略。新材料和生物医药技术是我国、湖北省“十三五”规划两个重点发展领域，武汉城市圈“两型社会”的建设与中部崛起战略实施，使湖北省经济建设进入了前所未有的高速发展期，同时为功能材料的发展提供了坚实的基础，对材料类创新型人才的需求也必将急剧增加。

目前地方理工类高校均设有材料类专业，并依托各自的学科特色，在教学工作与本科生培养上已取得较好的成果。然而，目前我国地方高校教育与人才培养存在还不完全适应经济社会发展需要、专业结构不尽合理、办学特色不够鲜明、教师队伍培养与培训较薄弱、大学生实践能力和创新创业能力较弱等问题，因此必须进行地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的改革，提高教育现代化水平，提升大学生创新能力与科学研究能力[1-2]。

1.地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的构建

针对目前地方高校教育存在的缺陷与不足，以材料化学专业为例，进行地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的构建与实施，全面贯彻党的教育方针，大力实施“湖北省拔尖创新人才培育计划”“战略性新兴（支柱）产业人才培养计划”和“荆楚卓越教师协同育人计划”，坚持以人为本，建立一套完整的、科学的、适合专业发展方向的创新教学体系，建设一批具有创新特色的系列课程，实施素质教育与本科教学改革工程，提高教育现代化水平，培养与提升大学生创新能力与科学研究能力，培养出高水平、高质量、适合市场需要、掌握本专业所需的基本技能、能从事新产品研发及材料工业生产、质量控制与技术管理的材料领域创新型人才，大力提升材料类专业建设水平与创新人才培养水平，培养德智美全面发展的创新型社会主义建设者与接班人，办好人民满意的教育。

地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的主要内容为：

（1）材料专业创新实践课程群建设。按照现代教育教学理念编写出系列课程教材、课程指导书和教学课件，为学生构建创新知识体系和能力结构提供必要的背景知识和方向性、全面性的指导。建立“选题-设计-实验-结题”为科研环节的创新培养模式，精心构建创新实践教学环节，在实践体系中进行学生创新能力的培养。加强师资队伍建设，全面提高创新教学与科研的整体水平和竞争实力[3]。

（2）创新实践教学体系与教学方法探索，实行全方位开放实验室、实习基地和毕业论文新模式等创新教学方法，建立一套高效的、科学的评价机制[4]。

2.地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的实施方法

实施全面素质教育，创造创新教育与学习条件，培养大学生的创新意识与创新能力，大力提升大学生科研创新能力，培养出大批具有知识创新和技术创新能力的新时代社会主义建设者与接班人。采用的主要实施方法为：

（1）改革教学计划，加强专业创新课程群的建设[5-8]。体现知识-能力-创造的培养规律，以巩固基本知识和训练基本技能为基础，以创新能力培养为导向，实现材料、化学、化工知识和技能综合训练，达到启迪学生科学思维和创新意识的目的。编写新的创新教学计划、新的创新实验指导书、创新实验项目卡片、各创新课程的教学大纲和教案、实习指导书、部分课程的多媒体课件等。

建立“选题-设计-实验-结题”为科研环节的创新培养模式，在大学期间设立学年论文（发现问题：查找文献资料、科研选题）、设计性试验（分析问题：科研课题方案设计）、创新性实验（解决问题：科研课题方案实施与完成）、学术论文（反馈问题：整理总结实验结果、分析数据、撰写学术论文）等四个层次的科研课程，建立一套适合本校材料类专业的创新课堂教学体系，使学生受到科研工作的全链条锻炼与培养。自创《材料学报》大学生内部学术期刊，将大学生撰写的学术论文在该期刊预发表，并推荐优秀论文在学术期刊上正式发表或申请国家专利。从而培养学生实验设计能力、研究能力、综合分析和解决问题以及创新能力。

探索毕业论文环节创新模式。将毕业论文环节纳入“选题-设计-实验-结题”科研环节中，结合指导教师的科研项目，列出研究课题，学生根据兴趣在广泛搜集和整理文献资料、撰写出文献综述和开题报告的前提下，学生与教师进行双向选择，利用教师或专业开放实验室提供的研究环境，在教师指导下从事创新性科研工作，为学生毕业后的工作与继续深造打下基础。

转变教学方式，选择适合大学生的创新性教材。设立材料化学专业课程双语教学模式，实行启发式和讨论式教学，将最新的科研文献资料设置成教材的一部分，由学生查找英文科研文献，阅读分析，完成纸质版报告与Powerpoint报告，在课堂上做口头报告宣讲，学生质疑问答，老师点评讲解，建立教师主导、学生为主体的教学方式。

（2）构建创新实践教学环节，在实践体系中进行学生创新能力的培养[9]。开设特色鲜明的综合与设计性实验。材料类专业综合实验将材料的设计与合成制备、结构表征、性能测试、加工成型与应用、技术改进等各方面的知识结合起来，开设综合型实验。根据教师的科研项目、实际生活、社会需求、学生设想等各方面来源的科研课题，在教师指导下进行项目选题，设立创新设计性实验。学生可根据所学专业特点以及兴趣爱好自主选修。不仅可以进一步让学生更好掌握基础知识与实验方法，而且可以改变基础验证实验的枯燥乏味、生搬硬套的教学，进一步提高学习兴趣、实验创新意识与创新能力。

组织学生参加大学生校长基金、大学生学术科技活动基金、校友创新创业基金、“材料设计大赛”研究创新实验项目、省级与国家级大学生创新创业训练计划项目、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、大学生节能减排社会实践与科技竞赛等科学研究工作，鼓励学生自觉参与创新创业活动，强化学生实践能力与创新创业能力培养，充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性，培养学生的创新思维和创新意识，增强学生的创新能力和创业能力。

（3）建立多层次分类培养的人才培养模式。进行“大类专业招生与分类培养”的改革，建立2+2材料化学中外交流班及中外联合培养项目、材料化学辅修英语专业、“荆楚卓越教师协同育人计划”材料化学专业、材料化学（普通）专业等多层次分类培养的人才培养模式，并设立了大学生100%全面成才计划[10]。

①2+2中外交流班及中外联合培养项目：学生从大类专业招生的生源中进行选拔，进入2+2中外交流班及中外联合培养项目学习。在国内学习2年，然后在澳大利亚大学学习2年，满足学分要求后，获得两所大学的本科大学文凭与毕业证。主要是培养高端科技创新人才，其毕业生中80%学生出国深造，20%学生读研。已有四届学生成功赴澳留学，并荣获国际优秀学生奖学金，现已有一届学生顺利毕业。

②材料化学辅修英语专业：学生实行高考直接招生，进入材料化学辅修英语专业学习。满足学分要求后，获得英语与材料专业本科大学文凭与毕业证。主要是培养高端科技创新人才，高素质管理经营复合人才，其毕业生中50%学生出国深造，35%学生读研，15%学生在著名企业高端就业。

③“荆楚卓越教师协同育人计划”材料化学专业：与国内外高校、科研院所、厂矿企业联合建立“订单式”人才培养模式，学生实行大类专业招生与分类培养，进入“荆楚卓越教师协同育人计划”材料化学专业学习，主要培养卓越工程师应用型人才。满足学分要求后，获得材料专业本科大学文凭与毕业证，其毕业生中5%学生出国深造，35%学生读研，15%学生在著名企业高端就业，45%学生普通就业。

④材料化学专业：学生实行大类专业招生与分类培养，进入材料化学专业学习。满足学分要求后，获得材料专业本科大学文凭与毕业证。主要是培养高端科技创新人才，高素质管理经营复合人才与工程师。

（4）建立材料专业“三实一创”的教学体系，培养适合市场需要的应用型人才。遵循高等教育规律，全面实施素质教育，通过对学生在校期间主要进行以“实训、实验、实习和创新”（“三实一创”）为核心的人才培养模式改革与实践，构建材料专业“三实一创”的教学体系，建立一套完整、科学、适合本专业方向的教学体系，培养适合市场需要的各类高素质创新型、复合型和工程型应用人才。

按照因材施教、分层次培养的原则，对实践性教学环节进行整合，对课程体系、教学内容、教学方法、管理体制等诸方面进行改革、建设与实践，切实提高实践课程的教学水平和教学质量，加大人才培养方案中实践环节的比重，突出实践锻炼、能力培养，以达到培养“具有扎实的材料、化学与化工理论功底，熟练的实验操作技能，严谨的工程实践能力，强烈的创新意识”的“厚基础、重实践、求创新”、德才兼备的高素质应用型人才和拔尖创新人才的目标。

（5）建立一套高效的、科学的评价机制。改革现行的考试制度，采取灵活多样的考试方法，建立有利于学生创新能力培养的激励机制，做到知识、能力和素质的综合考评，提高创新意识与创新能力。

（6）加强师资队伍建设，提高创新教学与科研的整体水平和竞争实力。建设富有活力、高素质、创新能力强、工程应用能力强的高水平教师队伍。鼓励教师参加教学改革与创新，并将成果运用到教学活动中。改变过去以“授业”为主的教学方式，激发学生独立思考和创新的意识，积极创造条件，让学生积极参与教学过程，营造民主、宽松的创新氛围，激发学生进行独立思考，培养学生的科学精神和创新思维，引导学生从被动学习转变为主动学习，有效提高教学质量。

提升教师教育教学理念，更新教育观念，培养创新意识和创新能力。教师要从知识的传授者变为学生学习的指导者和科技创新活动的导演，学生由被动的接受者转为学习的主体。要求教师对本学科的前沿理论和交叉学科的最新理论深入了解，并善于将教育科研成果运用到教学当中。

将教师的科研成果转化为实验内容。将有基础和实验条件的科研成果转化为综合与设计性实验内容。构建一套开放实验预约系统，实现实验室全方位开放，让大学生利用课余时间进行课题研究，为学生提供自主式、合作式和研究式的学习条件与平台。

3.地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式改革的成果

地方高校材料类专业大学生创新能力培养模式的构建与实施，提高了学生学习的兴趣、实验创新意识与创新能力，充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性，获得了较好的教学效果，达到预期目标。自实施以来，学生主持基金项目40余项，发表学术论文40余篇，申请专利20余项，获得各级竞赛奖励80余项。并进一步采用以点及面，从局部到全面的实行方法，寻找好的思路与方法，获取经验教训，进行改进，然后再扩大到其他理工科专业进行借鉴与实施，最后推广至全校以及地方兄弟高校各专业的人才培养模式的改革。全面提高人才培养质量，为国家培养出各类高水平、高质量、适合市场需要的创新型人才。