理工科类拔尖创新人才培养模式探索与实践——以中南大学材料科学与工程学院为例

周 江，易仁杰，蔡圳阳，陈 根，曹鑫鑫，梁叔全

（中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083）

创新是国家培养造就高水平人才队伍的源头活水。培养综合素质高、创新能力强的理工科类拔尖创新人才是现代高水平大学的历史使命，也是建设人才强国的迫切需求，更是高水平研究型大学教育质量的重要标志。根据新时代拔尖创新人才培养规划，分析当下培养模式的不足，建立多层次多维度的人才评价体系，以提升人才“五维能力”为导向，通过革新传统教学模式，开设创新人才实验室，借助创新创业竞赛平台等多渠道实施多元化教学与实践模式、师生联动开展创新实验训练、以竞赛促进、青春赋能等一系列举措，对新时代背景下理工科类拔尖创新人才培养模式作出了有价值的探索和尝试，创建了具有中南特色的理工科类研究生自主创新和学术发展平台，为国家创新战略发展培养了一批高素质的拔尖创新人才。

一 国内理工科学院人才教育培养模式的现状分析

（一）现行大学生创新创业训练常见形式

创新创业训练是国家培养拔尖创新人才的重要途径，旨在通过解决实际问题、培养实践能力来提升学生综合能力。目前创新创业训练的常见形式包括各级创新创业课题、创新创业竞赛、校内工程训练和校企合作实习等。

在这几种类型中，创新创业课题和竞赛是大学生参与面最广、参与人数最多的主要形式，其往往以兴趣爱好为前提、专业知识为驱动力，在相关专业老师的指导下开展，是理工科院系学生理论联系实际、解决科研实践难题、提升创新创业能力的重要训练平台；而校内工程训练则更侧重工程实践训练，以介绍专业相关技能操作并进行实际生产操作为主要形式[1]，培养大国“工匠”。相较于创新创业课题和竞赛，由于校内工程训练设备与场地的投入要求较高，内容相对固定，形式相对单一。除这两类创新创业训练形式以外，校企合作实习日益成为当前理工科专业拓展训练维度、强化工程能力的重要形式，其专业性更强、匹配度更高、集训式特点更加突出，通常由各二级学院统一组织，已经发展为学生专业知识能力培养的重要实践途径[2]。

（二）当前人才培养模式下存在的不足

虽然当前人才培养模式较为完善，但是通过深入调研学生想法并进行理性剖析，发现现有模式仍存在部分不足之处。

1 理论培训粗浅化，专业应用性不强

目前各理工科高校理论培训课程往往以全校性基础课程为主，总体为粗框架、浅程度的理论培训，缺少针对某一具体实际问题的理论指导；同时，课程内容设置以横向拓展为主，侧重谋求全面化、普适化，纵向维度的专业理论拓展不足，因此对学生的吸引力较小，知识应用性不强。

2 训练形式框架化，创新程度较低

从校内工程训练和校企合作实习的内容来看，参观学习通常占据主导，而涉及到动手操作的内容往往以验证性为主，学生个人能够探索操作的范围很窄。这对学生创新能力和工程实践能力的培养形成了束缚，进而导致部分学生对这一框架化的形式产生排斥[3]。

3 考核标准传统化，评价维度受限

传统模式的考核标准大多局限于书面报告、线下答辩，且由于实训内容本身的限制无法对学生实践过程中的创新点进行考核，因此评价权重往往会聚焦于课堂表现与实践报告撰写规范性等方面，忽视了对学生拔尖创新能力的培养与考核评价。

4 创新实践功利化，实际成效较差

在当前“大众创业、万众创新”的大背景下，越来越多的高校学生开始积极参与各类学科竞赛。但随着竞赛成绩与学生评奖评优、升学直接挂钩，出现了部分学生参赛目的与大赛设立初衷发生偏离的现象，部分本科生和研究生参加各类省部级、国家级竞赛的目的只是为了获奖、评优或保研，这种不良风气的出现导致很多乱象出现，如部分学生直接借用老师或博士成果进行参赛、部分竞赛项目的内容“炒剩饭”、部分项目成员“一带多”帮助他人获得竞赛荣誉等。

二 新时代背景下理工科类拔尖创新人才培养模式的探索与构建

（一）以“十四五”规划中高等教育相关的纲要为依托，开展课程教学工作

2021年3 月，国家发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》中明确指出，培养造就高水平人才队伍，必须要遵循人才成长规律和科研活动规律，完善人才评价和激励机制；健全以创新能力、质量、实效、贡献为导向的科技人才评价体系；弘扬新时代科学家精神，强化科研诚信建设，健全科技伦理体系；倡导敬业、精益、专注、宽容失败的创新创业文化，完善试错容错纠错机制[4]。

当前国内高校的创新人才培养模式已经取得了一定成绩，但对标未来发展纲要，显然仍需大力探索创新人才培养路径，可从以下三个维度开展探索。

1 将专业师资引导与创新实践训练相结合，构建一对一培养体系

根据拔尖创新人才的培养需求，越来越多的高校已在教育改革工作上取得了一定的成果，简化繁琐的课程作业，省去厚重的实验报告，拓展学生的创新实践时间，加大实习经费投入，加大与专业对口企业合作力度，保证足够数量的行业企业协助学校承担实验实训教学任务[5]。但在拔尖人才培养的过程中，很多高校并未注意到要把实践环境、内容的选择权交给学生。基于此，中南大学材料科学与工程学院开展了相关探索与实践，利用专业师资的优势，引导有科研兴趣、科研理想的学生参与到教师团队的创新实验训练中，从而形成专业师资引导→学生参与创新实验训练→培养拔尖人才→补充专业师资的良性循环。

2 对理工科类学生优化评价体系，拓宽评价维度

根据新时代拔尖人才培养规划，建立多层次多维度的人才评价体系，多模块多类别的人才评价考核成为必然趋势，高校不仅要丰富学生理论知识，还应该设置科学的实践课程，培养学生过硬的技术和技能。培养的拔尖创新人才应当同时具备扎实的专业知识和优良的综合协调能力，而当前理工科类学生素质则呈现明显地分化[6]。理工科学生的评价体系应该是多维度的，因此，鼓励各类人才间相互协调合作，才更利于学科发展。在执行方面，高校可以根据自身特点和发展阶段，结合学科发展实际，制订与本校本专业相适配的评价管理办法和实施方案。在科研成果评价上，要回归科学研究和技术创新的本源，去除学术泡沫；在人才培养过程中，要为其提供丰富的展示平台和实践资源，搭建“传帮带”式的人才培养模式。

3 制定与理工科背景相适应的人才培养目标

2020年2 月，科技部和教育部先后印发《关于破除科技评价中“唯论文”不良导向的若干措施（试行）》的通知和《关于规范高等学校SCI 论文相关指标使用 树立正确评价导向的若干意见》[6-7]，要求全国高校及相关科研单位改进科技评价体系，破除项目评审、机构评估和人才评价中“唯论文”的不良导向，强调对科研成果实施分类评价。新时代拔尖人才必须要具有视野广、能吃苦、敢担当、肯探索及善创新等综合素质。这对人才培养目标的制定提出了挑战，高校在目标的制定过程中要充分结合国家的战略发展，综合学校实际，尊重专业发展。以中南大学材料科学与工程学院硕士研究生培养方案为例，在方案中突出强调了研究生完成基础课程和参与课外实践的重要性，同时也对研究生阶段的学术成果提出了具体化的要求。为适应拔尖人才的培养，方案可以提出具体的指导思路，以跨专业合作式的课程实践、创新课题培养学生的创新探索能力；以提供校外国家级、省级课外实践项目来拓展人才视野，培养综合素质；以推动产出契合社会发展需求的科研成果为导向，制定与实际相结合的评价指标，为国家发展输送高素质人才，同时提高人才的社会适应能力。因此，人才的培养目标不宜设置为单一的标准，而应该综合理论与实践教学，倡导多元化能力培养。

（二）理论联系实际，创新办学模式，深化产教融合

对于高等教育来说，传统的理论与实践分开的教学方法已不适应当前教育背景的需要，优化教学方法成为现阶段的紧迫任务。这不仅对教师的知识、技能与教学能力提出更多元化的要求，也是对拔尖人才培养模式与实现路径的全面审视。多元化是教学改革的新特点[8]，是指将原有单一、僵化的教学模式转变为形式多样、手段多样、渠道多样及课堂与实践相交织的教学模式。

近年来，中南大学材料科学与工程学院推行了一系列人才培养政策，如“本-博”拔尖创新人才培养计划、创新人才培养实验室项目、大学生创新创业训练计划、联合学习团队计划（USC）、24 小时实验室和“材子践定”社会实践工作室等。学院提供了多元化的路径选择，学生能够自主申请项目、自由开展创新实践探索，最终将所得到的成果发表或参加各类学科竞赛，因此越来越多的本科生能够在本科阶段就深度参与实验室科研实践，自主探索本专业领域内有待解决的科研实践项目，并在全国“互联网+”“挑战杯”“创青春”等权威大赛中连续斩获佳绩。而学院则通过统一策划安排、给予经费支持、规范教师指导频次和团队过程式考核等一系列手段，保障了这种人才培养模式的可监测、可调整、可落地，这种激励度高、吸引度大、效果好的人才培养模式深受师生喜爱。

习近平总书记曾对高等教育提出过要求：要牢牢把握服务发展、促进就业的办学方向，深化体制机制改革，创新各层次各类型职业教育模式，坚持产教融合、校企合作，坚持工学结合、知行合一。创新办学模式、推行产教融合的目的是为了避免理工科专业的学生理论脱离实践，考虑到工科背景下人才培养模式的多元性，在人才培养过程中，可以划分为通识教育培养、职业能力培养、实训能力培养、创新创业能力培养及思想理论培养五个方面，各方面又可进一步细化，如图1所示。

图1 新体系理工科类拔尖创新人才培养模式的构建示意

其中，通识教育培养主要指生活常识、社会适用能力、自我调节能力及自主学习能力，这些是每个大学生必须具备的素养和能力；职业技能培训包含相关专业的学生所需具备专业理论基础、专业实践培训、对行业前沿的了解。高校在培养人才的过程中需要引导学生了解企业招聘的需求，对其进行就业指导，学院与学校就业指导中心应该建立紧密地联系，把就业中心的信息“引进来”，将学院掌握的就业信息通过就业中心“走出去”；实训能力培养包含专业理论联系实践的转化能力、社会适应能力，还包含仪器原理和操作环节的讲解培训。新时代背景下理工科人才不仅要有一定的理论基础和实践能力，还要具有较强的创新创业能力。创新是社会进步的灵魂，创业是推动经济社会发展、改善民生的重要途径[9]。创新创业人才的培养包含前沿科研理论的培训、专业领域研究热点推介以及学科创新竞赛指导，引导学生主动探索。立德树人是教育的根本，高等教育也不例外，思想理论培养是新时代大学生勇于担当、投身祖国建设的必修课，教育引导大学生用青春和理想拥抱未来，用奋进和奉献书写人生，汇聚同心共筑中国梦的磅礴力量是高等教育过程中必不可少的关键一环。

三 “服务特需”为人才培养量身定制方案和活动

（一）更新传统实验教学课程模式

现阶段对于本科生的教育主要分为理论教学和专业实践两部分。前者以教师课堂讲解为主，学生单独完成课程作业，统一参加专业考试；而本科阶段的实训实践主要包含认知和生产实习两部分，两者都有固定的学习模式，具有很强的系统性，但均存在难以有机互融的难题[10]。中南大学材料科学与工程学院将学生按专业兴趣分为材料物理、材料化学、材料学和材料加工工程四个方向培养，其相应的专业实践课程设置也对应分门别类，做到了精准匹配，而非统一化、集中化的强制课程安排。为保证实践教学效果，学院在教学改革工程中加大投入，建立了“中南大学-中国铝业公司工程实践教育中心”“中南大学-宝钛集团工程实践教育中心”和“中南大学-南山铝业股份有限公司工程实践教育中心”3 个国家级工程实践教育平台[5]和近百个校院级工程实践教育平台。与此同时，学院还聘任了90 余位材料领域的高新企业专家进课堂，进一步丰富专业实践课程，为拔尖人才培养提供更完善的孵化平台。

（二）设立创新人才培养实验室

中南大学材料科学与工程学院自1998 年起设立了创新人才培养实验室，经过二十余年的探索与实践发现，该培养机制能显著提高本科生动手能力、创新能力与科研能力。学院每年投入约40 万元成本打造创新人才培养实验室，选拔有创新热情、有探索精神的学生参与实际科研课题项目并给予项目启动经费支持。鼓励同学们自由探索，激发同学们的创新意识、拓宽学生思维方式，同时每个团队还配备一名指导老师，通过对项目进展进行持续性考评，给予学生团队不同额度的中期经费、尾期经费并建立相应的评奖评优政策。反之，学生团队项目成效也直接影响指导老师的课时奖励方案。通过师生协同激励，促进学生能创造性地运用所学知识，分析问题并解决问题，引导工科学生从书本走向实践、从课堂走向实验室，培养创新创业型人才。

近年来，学院努力推进新工科建设背景下注重课堂与科研实践相结合的理工科类人才培养模式改革，以创新人才培养实验室为抓手，通过这一特色品牌项目培养了一大批优秀的人才。仅以本项目组为例，每年可帮助20 余名本科生系统掌握常用科研技能，协助硕、博士开展科学研究，以第一作者或参与者的身份在国际权威期刊上发表论文20 余篇，有效提升了其创新思维和科研实践能力，多名本科生和研究生获得省级、校级优秀毕业生，先后进入英国牛津大学、剑桥大学、帝国理工学院，新加坡国立大学，香港中文大学、香港科技大学、香港城市大学、清华大学及中国科学院等著名高校或者科研院所进一步深造。

（三）借助创新创业竞赛赋能青春

大众创业、万众创新是培育和催生经济社会发展新动力的必然选择。从要素驱动、投资驱动转向创新驱动的大趋势是理工科高校应当主动承担、布局谋篇的一项重大任务。近年来，国家在促进在校大学生创新创业方面已经设立了很多创新创业竞赛，包括全国“互联网+”“挑战杯”“创青春”等创新创业竞赛和课外科技作品竞赛。中南大学材料科学与工程学院采取了“培育—提升—产出”三步走策略推进学生积极参与创新创业类竞赛。首先，鼓励教师基于实际情况提报相应有潜质的项目；其次邀请企业高管、投资人对项目进行评估判断，进而开展一系列专门培训提升，实现参与学生综合素质和创新创业能力的整体提升；再通过参加校级、省级、国家级竞赛产出成果。该策略经多年实践取得显著成效。近年来，学院累计获得中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛金奖1 项、银奖4 项、铜奖2 项，获得全国“挑战杯”“创青春”大赛的金奖2 项、银奖6 项，通过“以赛促学、以赛促教、以赛赋能”的形式，提升了学生的创新创业能力，加快了科研成果产业化，促进了高素质的拔尖创新人才的培养。

四 结束语

理工科类拔尖创新人才培养模式的探索与实践，需要一代又一代教育工作者前仆后继。中南大学材料科学与工程学院聚焦拔尖创新人才培养，剖析理工科高校的育人模式，多维度优化办学模式，提出了构建多维评价体系与培养目标、实施多元化教学与实践模式、师生联动开展创新实验训练、打造五维能力提升品牌活动、以竞赛促进青春赋能等一系列举措，有效促进了创新创业型拔尖人才的培养。