材料類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)新舉措

王振軍 李輝 俞鵬飛 陳華鑫

摘要：本文結(jié)合材料類(lèi)大學(xué)生特點(diǎn)，提出了大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新舉措，主要包括結(jié)合本科生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)；與課外科技活動(dòng)緊密結(jié)合，提高學(xué)生創(chuàng)新能力；改革教學(xué)方法，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)；強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)實(shí)踐，加強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)；教學(xué)相長(zhǎng)，互相結(jié)合，增加教師和學(xué)生科研成果；等等五個(gè)方面，對(duì)于提高材料類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新能力具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：材料類(lèi)；本科生；創(chuàng)新能力；培養(yǎng)；新舉措

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）39-0048-03

一、前言

隨著材料發(fā)展的日新月異，材料學(xué)科的大學(xué)生更應(yīng)具備較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。如何加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)在材料類(lèi)本科教育過(guò)程中非常關(guān)鍵。這就要求學(xué)生通過(guò)對(duì)材料的研究和開(kāi)發(fā)，用現(xiàn)有知識(shí)獲得未知的知識(shí)，利用已知的知識(shí)解決未知的實(shí)際問(wèn)題，養(yǎng)成良好的創(chuàng)新習(xí)慣；培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，營(yíng)造寬松的學(xué)術(shù)討論氣氛，使學(xué)生能夠通過(guò)良好的學(xué)術(shù)氛圍相互鼓勵(lì)學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

長(zhǎng)安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)學(xué)院）集合了材料類(lèi)的多個(gè)專(zhuān)業(yè)，可結(jié)合新型材料的研究與開(kāi)發(fā)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，本文結(jié)合學(xué)院的材料類(lèi)本科生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)制度，利用“挑戰(zhàn)杯”科技大賽、新材料設(shè)計(jì)大賽等平臺(tái)，改變以往的傳統(tǒng)教學(xué)方法，注重凸顯學(xué)生個(gè)性，以培養(yǎng)學(xué)生為基本，著重提高學(xué)生的自我發(fā)展能力，積極鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維，具體措施如下。

二、結(jié)合本科生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

2011年學(xué)院開(kāi)始實(shí)行本科生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)制度，具體工作流程見(jiàn)圖1。本計(jì)劃原則是根據(jù)學(xué)生的個(gè)人發(fā)展規(guī)劃、科研興趣、公平競(jìng)爭(zhēng)、有序發(fā)展，由學(xué)生工作辦公室根據(jù)《長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)生綜合測(cè)評(píng)實(shí)施辦法》按學(xué)生實(shí)際情況測(cè)算出每個(gè)學(xué)生的綜合測(cè)評(píng)成績(jī)，成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生（綜合測(cè)評(píng)成績(jī)排名一年級(jí)為前10%，二年級(jí)為前20%，三年級(jí)為前30%，智育成績(jī)無(wú)不及格）根據(jù)自己的愿望選擇導(dǎo)師。

導(dǎo)師為科學(xué)研究創(chuàng)造了條件，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究訓(xùn)練，使學(xué)生積極參與和體驗(yàn)科學(xué)研究，引導(dǎo)他們樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度，掌握科學(xué)研究的基本方法，初步形成創(chuàng)新思維，具體工作為：（1）制訂培養(yǎng)計(jì)劃：導(dǎo)師根據(jù)每位學(xué)生的實(shí)際情況制訂培養(yǎng)計(jì)劃，如定期的讀書(shū)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、論文計(jì)劃等。（2）論文選題、制訂研究計(jì)劃和寫(xiě)作提綱：學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下確定論文選題、制訂研究計(jì)劃和寫(xiě)作大綱，閱讀學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、熟悉研究領(lǐng)域；根據(jù)要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成學(xué)生學(xué)年論文、實(shí)習(xí)報(bào)告、畢業(yè)論文評(píng)價(jià)。（3）科研活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)和接受科學(xué)研究的訓(xùn)練，使學(xué)生擁有完整和科學(xué)的研究經(jīng)驗(yàn)，令其在科研訓(xùn)練中樹(shù)立正確的科研態(tài)度，初步掌握科學(xué)研究方法，形成科學(xué)的研究思維；引導(dǎo)學(xué)生參與本人所在研究小組的實(shí)踐和研究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究意識(shí)以及創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科研活動(dòng)并撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文。

項(xiàng)目組配合高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，指導(dǎo)了優(yōu)秀本科生，提出研發(fā)的新材料，如高性能冷再生混合料、隧道防火涂料、高性能陶瓷材料、儲(chǔ)氫功能材料、道路融雪材料、石墨烯材料等。通過(guò)拔尖創(chuàng)新培養(yǎng)計(jì)劃，本科生在項(xiàng)目組教師的指導(dǎo)下參與科學(xué)研究項(xiàng)目，接觸學(xué)科前沿，激發(fā)了自身的主觀能動(dòng)性，培育了思維上的創(chuàng)新，增強(qiáng)了能力上的創(chuàng)新，受到了學(xué)院的表彰。專(zhuān)任教師的主導(dǎo)地位與學(xué)生的主體作用在拔尖人才培養(yǎng)計(jì)劃中得到了充分發(fā)揮，激發(fā)了大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，將學(xué)校優(yōu)秀的資源賦予本科生充分利用，使材料科學(xué)與工程學(xué)院本科教育教學(xué)質(zhì)量得到了極大的提高。

三、緊密結(jié)合課外科技活動(dòng)，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力

通過(guò)課外科技活動(dòng)能夠有效地檢驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)課外科技活動(dòng)也能增加學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合材料專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新工作，項(xiàng)目組成員積極指導(dǎo)本科生課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，認(rèn)真仔細(xì)制定相關(guān)研究課題，并根據(jù)每個(gè)學(xué)生理論基礎(chǔ)掌握情況、個(gè)人興趣愛(ài)好等進(jìn)行分層指導(dǎo)。課題內(nèi)容結(jié)合了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論與材料研究?jī)蓚€(gè)方面，使得課題具有一定難度和深度，又具有科研創(chuàng)新的可行性。

鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合新材料開(kāi)發(fā)，積極參加教師的科研課題，或者參加學(xué)校組織的科技競(jìng)賽活動(dòng)，如創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、挑戰(zhàn)杯大賽、新材料設(shè)計(jì)大賽等，并選派教師指導(dǎo)。鼓勵(lì)學(xué)生承擔(dān)科技項(xiàng)目，定期指導(dǎo)并檢查學(xué)生的科技活動(dòng)，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新毅力和責(zé)任感。通過(guò)課外科技活動(dòng)，參與課題的學(xué)生應(yīng)積極主動(dòng)閱讀文獻(xiàn)，培養(yǎng)自身查閱文獻(xiàn)的能力和自主學(xué)習(xí)的能力，增強(qiáng)了同學(xué)間的協(xié)調(diào)合作精神并培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立的思維能力。大學(xué)生對(duì)材料專(zhuān)業(yè)的興趣通過(guò)科研活動(dòng)大大提升，參與人數(shù)不斷增加，使得材料專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生對(duì)課外科技活動(dòng)的認(rèn)知度和認(rèn)同度大幅度提升，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

四、改革教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)

針對(duì)材料專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，教學(xué)模式以討論方式進(jìn)行，重點(diǎn)講授材料的制備工藝、性能特點(diǎn)及工程應(yīng)用，讓學(xué)生在思考中理解所學(xué)知識(shí)，加深學(xué)生印象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神。每一部分講授結(jié)束后，教師提出一些問(wèn)題，安排學(xué)生針對(duì)這些問(wèn)題課后進(jìn)行準(zhǔn)備，先分組討論，然后到課堂上或在自習(xí)輔導(dǎo)時(shí)間進(jìn)行相同組別的討論，就問(wèn)題進(jìn)一步討論，針對(duì)討論產(chǎn)生的問(wèn)題，教師布置新的討論問(wèn)題，最后進(jìn)行討論問(wèn)題的總結(jié)，讓同學(xué)書(shū)寫(xiě)討論報(bào)告和課后作業(yè)，加強(qiáng)對(duì)討論內(nèi)容的理解和深入，具體步驟見(jiàn)圖2。

此外，增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生操作能力提高，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。課程教學(xué)工作充分結(jié)合學(xué)生所學(xué)的材料專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合新材料開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改革教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新；新材料開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合。項(xiàng)目組艾濤副教授長(zhǎng)期從事本科生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作，革新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和內(nèi)容，設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力（圖3），編寫(xiě)了新的《無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱》，減少驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，增加綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，為教師和學(xué)生的交流創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力并開(kāi)發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。另外，項(xiàng)目組在任教課程考試中注重所學(xué)知識(shí)與試驗(yàn)操作能力的結(jié)合，理論與實(shí)踐并重，著重測(cè)試學(xué)生在理解、掌握、結(jié)合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的綜合能力和實(shí)踐能力，在承擔(dān)的課程如《道路工程材料》、《工廠設(shè)計(jì)概論》和《新型功能材料》等課程考試卷面內(nèi)容中包含了基礎(chǔ)理論和材料綜合應(yīng)用等方面，凸顯對(duì)學(xué)生綜合能力的要求。

五、強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)實(shí)踐，加強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)

項(xiàng)目組在教學(xué)過(guò)程中重視學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)和學(xué)生基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，根據(jù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)工作安排，舉行了無(wú)機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)競(jìng)賽選拔，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握，豐富了材料學(xué)科的知識(shí)內(nèi)涵。項(xiàng)目組組織學(xué)生參加了教育部無(wú)機(jī)非金屬材料教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的第一屆全國(guó)高校無(wú)機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)競(jìng)賽（圖4）。本次競(jìng)賽由濟(jì)南大學(xué)承辦，西安建筑科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)和南京工業(yè)大學(xué)協(xié)辦，題目以無(wú)機(jī)非金屬材料教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的專(zhuān)業(yè)規(guī)范為基礎(chǔ)，重點(diǎn)考察專(zhuān)業(yè)規(guī)范中界定的基礎(chǔ)課程核心知識(shí)點(diǎn)，全國(guó)56所高校的84支代表隊(duì)近300人參加。項(xiàng)目組指導(dǎo)了一支代表隊(duì)參加，經(jīng)過(guò)必答題和搶答題的激烈競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)，最終獲得優(yōu)秀獎(jiǎng)。無(wú)機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)競(jìng)賽每?jī)赡昱e辦一次，對(duì)學(xué)生交流和大學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)提高起重要作用。

另外，材料認(rèn)識(shí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)是培養(yǎng)材料專(zhuān)業(yè)本科生在實(shí)際工程中實(shí)踐能力的關(guān)鍵所在。通過(guò)實(shí)習(xí)，可使學(xué)生獲得材料生產(chǎn)管理知識(shí)、材料知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)、各類(lèi)材料的工藝流程基本概念等，使學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高。因此，應(yīng)重視材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)這一環(huán)節(jié)。項(xiàng)目組將教學(xué)過(guò)程與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)緊密結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)材料的整體認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

材料科學(xué)與工程學(xué)院無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的時(shí)間安排在大二的下學(xué)期，在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)之前，使學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。實(shí)習(xí)內(nèi)容安排、人員數(shù)量、教學(xué)計(jì)劃的安排以及實(shí)習(xí)費(fèi)用的支出均會(huì)影響實(shí)習(xí)時(shí)間的長(zhǎng)短，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的深入性和效果也與實(shí)習(xí)時(shí)間密切相關(guān)。教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的實(shí)習(xí)時(shí)間是一周，時(shí)間較短，因此，根據(jù)實(shí)習(xí)目的和教學(xué)內(nèi)容，確定該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)內(nèi)容為新型功能材料廠中新材料的認(rèn)知，學(xué)生們普遍反映內(nèi)容充實(shí)，時(shí)間緊湊，能夠?qū)?shū)本所學(xué)材料知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，達(dá)到了實(shí)習(xí)的要求。學(xué)生通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，把自己的課堂所學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，不斷提高自己的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。

六、教學(xué)相長(zhǎng)，互相結(jié)合，增加教師和學(xué)生科研成果

從事材料類(lèi)教學(xué)的教師一直堅(jiān)持將理論研究和實(shí)踐工作相結(jié)合，材料類(lèi)大學(xué)生課外科技活動(dòng)迅速發(fā)展，學(xué)生高度認(rèn)同課外科技活動(dòng)并積極參與到活動(dòng)中去，且在課外科技活動(dòng)中碩果累累，同時(shí)大大提高了學(xué)院教師的科研創(chuàng)新水平。另外，材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生依托學(xué)院的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)制度對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)下，共指導(dǎo)學(xué)生類(lèi)相關(guān)科技競(jìng)賽項(xiàng)目立項(xiàng)10余項(xiàng)，有30多名同學(xué)參加，發(fā)表論文7篇，參與申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利3項(xiàng)；學(xué)生在國(guó)家專(zhuān)利申請(qǐng)、中英文科研論文寫(xiě)作等方面獲得了很大的提高；部分畢業(yè)生因課外科技成果突出和創(chuàng)新能力強(qiáng)被免試保送同濟(jì)大學(xué)、西安交通大學(xué)等著名大學(xué)攻讀研究生，或畢業(yè)后赴國(guó)外攻讀研究生，他們的科研能力得到了教師的肯定。

七、結(jié)語(yǔ)

以新材料開(kāi)發(fā)為載體，結(jié)合本科生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃，緊密結(jié)合課外科技活動(dòng)，改革教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)實(shí)踐，教學(xué)相長(zhǎng)，塑造了大學(xué)生科學(xué)研究的創(chuàng)造性思維，提高了大學(xué)生科學(xué)研究的創(chuàng)新性能力。

然而，材料類(lèi)部分大學(xué)生的創(chuàng)新能力仍需繼續(xù)提高，因?yàn)樵S多大學(xué)生滿(mǎn)足于現(xiàn)狀，自己缺乏創(chuàng)新能力提高的信心；有些學(xué)生也想提高創(chuàng)新能力，但不知道從何做起。這就需要通過(guò)具體的措施，進(jìn)一步對(duì)其加強(qiáng)培養(yǎng)和鍛煉。另外，大學(xué)生學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還有很長(zhǎng)的路要走，而且是一個(gè)漫長(zhǎng)且無(wú)規(guī)律的過(guò)程，建議政府和高校在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的國(guó)家戰(zhàn)略指引下，加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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