基于材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽培養(yǎng)“五有”人才

耿 欣，徐玉娟，李曉偉，溫廣武

(1.山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255000;2.山東理工大學(xué) 工程陶瓷研究院，山東 淄博 255000)

近些年來(lái),我國(guó)高等學(xué)校畢業(yè)生人數(shù)逐年增加,2019年大學(xué)畢業(yè)生人數(shù)高達(dá)834萬(wàn),比2018年增加了14萬(wàn),再創(chuàng)歷史新高。而企業(yè)對(duì)員工的創(chuàng)新、解決問(wèn)題、溝通和團(tuán)隊(duì)合作等能力的要求也越來(lái)越高，導(dǎo)致大學(xué)生就業(yè)壓力增大。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是拓寬就業(yè)渠道的重要途徑,是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石[1]。因此為幫助大學(xué)生更好的實(shí)現(xiàn)就業(yè)， 2017年12月29日，中華人民共和國(guó)教育部發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)高校形成就業(yè)與招生計(jì)劃人才培養(yǎng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制的指導(dǎo)意見(jiàn)》。完成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，推動(dòng)高校形成就業(yè)與招生計(jì)劃、人才培養(yǎng)聯(lián)動(dòng)，促進(jìn)高校畢業(yè)生實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量和更充分就業(yè),是高等教育主動(dòng)適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要、提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要工作[2]。

山東理工大學(xué)提出“有社會(huì)責(zé)任、有創(chuàng)新精神、有專(zhuān)門(mén)知識(shí)、有實(shí)踐能力、有健康身心的應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才”(簡(jiǎn)稱(chēng)“五有”人才)的人才培養(yǎng)目標(biāo)[3]。深入實(shí)施《山東理工大學(xué)大學(xué)生研究與創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃》《山東理工大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)培育計(jì)劃》，制定學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽項(xiàng)目管理辦法，以“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)青春”“互聯(lián)網(wǎng)+”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽為龍頭，全面推行“一專(zhuān)業(yè)一賽事”；同時(shí)提供相應(yīng)的資金支持和服務(wù)保障體系，引導(dǎo)各學(xué)院緊密結(jié)合學(xué)科專(zhuān)業(yè)特色及優(yōu)勢(shì)，舉辦精品賽事。實(shí)現(xiàn)賽訓(xùn)結(jié)合、以賽促訓(xùn)，催生優(yōu)秀項(xiàng)目和成果，提升學(xué)生對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用與整合創(chuàng)新能力。山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院也高度重視學(xué)生創(chuàng)新精神、研究能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)建設(shè)與資源共享，建立科研、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生開(kāi)放機(jī)制，實(shí)現(xiàn)科研平臺(tái)與教學(xué)平臺(tái)深度融合。學(xué)院于2013年開(kāi)始與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院共同舉辦材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，旨在深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，引導(dǎo)、支持、鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)，展示科技創(chuàng)新成果，培育一批有創(chuàng)新潛質(zhì)和研究能力的優(yōu)秀人才。比賽每年一屆，迄今為止已成功舉辦六屆。

1 培養(yǎng)大學(xué)生的“五有”能力

本文通過(guò)指導(dǎo)大二學(xué)生參加材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，以“新型MXene/聚合物復(fù)合吸波材料的制備”項(xiàng)目為依托，培養(yǎng)了學(xué)生的“五有”能力。

1.1 有專(zhuān)門(mén)知識(shí)

本項(xiàng)目所依托的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為工程陶瓷研究院，其成立于2017年，是山東理工大學(xué)首批成立的六個(gè)校級(jí)研究機(jī)構(gòu)之一。此外還是國(guó)家工業(yè)陶瓷工程技術(shù)研究中心、工程陶瓷制備技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心、山東省陶瓷基復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心、山東省高校先進(jìn)復(fù)合材料重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室等國(guó)家和山東省科研平臺(tái)的共建單位。擁有良好的實(shí)驗(yàn)條件，齊全的材料制備、組織結(jié)構(gòu)表征設(shè)備等，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和重要技術(shù)支撐。

工程陶瓷研究院通過(guò)制定嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室安全管理?xiàng)l例和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備操作規(guī)程，以培養(yǎng)學(xué)生良好的科研習(xí)慣并將實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)控制在最低限度。參賽學(xué)生需要完成研究院所安排安全測(cè)試、防火演習(xí)以及大型儀器的操作培訓(xùn)(如熱壓爐、磨床、陶瓷內(nèi)圓切樣機(jī)、XRD等)，方可開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。此外，筆者會(huì)定期安排材料學(xué)專(zhuān)業(yè)方面的培訓(xùn)，比如X'pert high score plus、Origin和Endnote等專(zhuān)業(yè)軟件的使用、中英文科研信息檢索、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、科技論文寫(xiě)作，包括材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽申請(qǐng)書(shū)的撰寫(xiě)等。在研究院和筆者的系統(tǒng)培訓(xùn)下，參賽學(xué)生不僅迅速適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境，而且動(dòng)手能力不斷加強(qiáng)。

此外，在日常的課堂專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)當(dāng)中，學(xué)生能夠自覺(jué)提出問(wèn)題并在授課老師指導(dǎo)下不斷拓展專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的寬度和深度，科學(xué)視野不斷開(kāi)闊。

1.2 有創(chuàng)新精神

由于我國(guó)教育領(lǐng)域長(zhǎng)期受到傳統(tǒng)教育模式的影響,使得許多高校在對(duì)大學(xué)生的科技素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),仍舊采取灌輸式教學(xué)模式,這勢(shì)必難以滿(mǎn)足對(duì)大學(xué)生科學(xué)能力與科學(xué)精神的培養(yǎng)要求,無(wú)法有效鍛煉大學(xué)生的創(chuàng)新思維[4]。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，當(dāng)學(xué)生具有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本技能后，筆者向?qū)W生介紹正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目和已擁有的科研基礎(chǔ)。結(jié)合學(xué)生的科研興趣方向、專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)以及接受和理解能力，將復(fù)雜深?yuàn)W的科研課題進(jìn)行有效拆解，使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，分配給學(xué)生可執(zhí)行的科研工作，避免學(xué)生對(duì)課題產(chǎn)生遙不可及的感覺(jué)，因?qū)?xiàng)目無(wú)從著手從而使其積極性受挫；同時(shí)筆者采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、交互式、啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)法，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題向?qū)W生布置文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等任務(wù)，最后通過(guò)學(xué)生PPT講述的方式進(jìn)行工作匯報(bào)，并回答老師和同學(xué)所提出的問(wèn)題，逐步培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、總結(jié)概括、批判性思維等能力；此外，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課題的宏觀框架建設(shè)，項(xiàng)目的背景、目標(biāo)、創(chuàng)新特色和技術(shù)路線(xiàn)一目了然，有利于提高學(xué)生的邏輯性和對(duì)項(xiàng)目的整體把控。

以學(xué)校舉辦的材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為契機(jī)，以“新型MXene/聚合物復(fù)合吸波材料的制備”項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮大學(xué)生主體地位，鼓勵(lì)他們運(yùn)用各種手段和方法進(jìn)行研究性、合作性、實(shí)踐性和創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，此過(guò)程充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性并培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。基于筆者對(duì)二維MXene材料的研究基礎(chǔ)，因其具有低密度、高比表面積、高強(qiáng)度以及優(yōu)異的吸波性能，所以MXene材料在吸波領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。此外，由于人體長(zhǎng)期處于手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁輻射下，會(huì)產(chǎn)生感到身體疲累，免疫機(jī)能下降等癥狀，學(xué)生團(tuán)隊(duì)萌生出將MXene與布料相結(jié)合的想法，制造一種防輻射布料，可大大降低電磁波對(duì)人體健康的危害。該想法極具創(chuàng)造性和可執(zhí)行性，并且學(xué)生將筆者的研究?jī)?nèi)容有效轉(zhuǎn)化為大學(xué)生科技競(jìng)賽作品。

1.3 有實(shí)踐能力和社會(huì)責(zé)任

在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生首先對(duì)項(xiàng)目“新型MXene/聚合物復(fù)合吸波材料的制備”進(jìn)行可行性調(diào)研分析，然后對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行有效拆解、分工并執(zhí)行。本項(xiàng)目涉及多學(xué)科內(nèi)容，團(tuán)隊(duì)跨學(xué)科組建隊(duì)員，通過(guò)自學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和文獻(xiàn)調(diào)研，討論并確認(rèn)了項(xiàng)目實(shí)施的具體內(nèi)容；基于所依托平臺(tái)擁有的實(shí)驗(yàn)條件，材料制備和測(cè)試等設(shè)備，確定了聚合物基體材料、設(shè)計(jì)技術(shù)路線(xiàn)和工藝參數(shù)等實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)；根據(jù)團(tuán)隊(duì)成員的專(zhuān)業(yè)和擅長(zhǎng)領(lǐng)域，分配了不同的任務(wù)，大大提高了項(xiàng)目執(zhí)行效率，有效鍛煉了每一位團(tuán)隊(duì)成員的實(shí)際操作能力和實(shí)踐創(chuàng)新精神。在此過(guò)程中，筆者作為輔助角色，幫助學(xué)生調(diào)整和完善實(shí)驗(yàn)工藝，促進(jìn)了項(xiàng)目的落地實(shí)施。

1.4 有健康身心

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，項(xiàng)目進(jìn)行并非一帆風(fēng)順，遇到過(guò)很多困難和挫折。比如項(xiàng)目前期采用熱壓法制備MXene與聚甲基丙烯酸甲酯(簡(jiǎn)稱(chēng)PMMA)復(fù)合材料，成品致密度不高且透光度低，結(jié)果不如人意。筆者了解到該情況后對(duì)團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行心理疏導(dǎo)，緩解和釋放他們的壓力，讓他們理解實(shí)驗(yàn)失敗乃是常事，要泰然面對(duì)不好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并積極解決問(wèn)題。小組成員通過(guò)重新做文獻(xiàn)調(diào)研并請(qǐng)教高分子領(lǐng)域的專(zhuān)家，通過(guò)更改實(shí)驗(yàn)方法，最終成功制備出致密高透光度的MXene/PMMA復(fù)合材料。學(xué)生在完成此項(xiàng)目過(guò)程中，培養(yǎng)了勇敢、樂(lè)觀面對(duì)所遇到的困難和挫折的心態(tài)，并提高了積極尋求解決方案的能力。

2 結(jié)束語(yǔ)

最終，該學(xué)生團(tuán)隊(duì)獲得材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)，提升了團(tuán)隊(duì)的自信心和榮譽(yù)感。通過(guò)材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，不僅培養(yǎng)了小組成員創(chuàng)新能力和問(wèn)題解決能力，也激發(fā)出學(xué)生對(duì)材料專(zhuān)業(yè)的濃厚興趣。