創新型人才培養的探索與實踐

李磊+滕蛟+于廣華+曲選輝

摘 要：探索高校人才培養新模式，培養創新型材料人才，是深化高等教育改革的需要，更是創新型國家建設的要求。北京科技大學在材料類人才培養過程中，依托學科優勢，按照“啟發創新思想、強化創新基礎、培養創新能力”的理念，經過多年的探索和實踐，構建了“四階遞進、三體并舉”的材料類創新型人才培養體系，從而達到培養學生創新精神、提高學生創新能力、增強創新人才培養實效的目的。

關鍵詞：材料專業;創新型人才培養;教育教學改革

黨的十八屆三中全會通過的《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》提出：“創新高校人才培養機制，促進高校辦出特色爭創一流”，對深化教育領域綜合改革作出了重大戰略部署。北京科技大學材料科學與工程學院作為我國材料類人才培養的重要陣地之一，始終將全面深化改革，創新人才培養機制，探索材料類創新型人才培養模式作為學院發展建設的重要任務之一。

材料學科優勢與創新型人才培養改革緊密結合

學科優勢在人才培養改革過程中的作用日趨增強，學校教育教學改革注重依托學科優勢、利用學科資源和平臺。學校的材料學科有著悠久的歷史和優良的傳統，材料科學與工程一級學科所覆蓋的3個二級學科全部是首批國家重點學科、長江學者獎勵計劃特聘教授設崗學科，具有碩士和博士學位授予權，并設有博士后科研流動站。2006年《科學時報》公布的我國大學本科專業排名中，學?！安牧峡茖W與工程專業”在全國設置該專業的887所高校中排名第一;2012年在教育部組織的一級學科評估中，學校材料科學與工程學科名列第二。根據2013年美國ESI數據檢索，學校材料學科全球排名第9位，一直保持在該學科領域的前1%。材料學科匯聚了兩院院士、全國教學名師、長江學者、國家杰出青年基金獲得者、“千人計劃”入選者等大批學界領軍人才，活躍著一大批享譽世界的學術大師和中青年領軍人才。這些教師每年承擔了大量國家重要科研課題，參與眾多國家重大項目，如天宮一號的發射等，同時都活躍在教育教學一線。材料學科擁有國家級材料實驗教學示范中心等眾多國家級、省部級實驗室和工程研究中心，為提高學生創新能力提供了強有力的保障。

作為學校材料專業本科生培養的基地，材料學院長期以來致力于材料類人才培養的改革和發展。20世紀90年代，由柯俊院士主持的“大材料”試驗班改革，提出了“厚基礎，寬口徑”的培養理念，于2001年獲得了學校首個國家級教學成果一等獎，現已成為國內材料專業人才培養的通用模式。在此基礎上，針對材料學科發展及國家對創新型人才的需求，學院依托學科優勢，先后實施了“高水平材料科學人才培養體系的探索與實踐”等3項國家級和5項北京市級教改項目，改革設置了“理科實驗班”“國際班”和“納米班”，探索不同類型人才的培養模式。經過十余年的探索與實踐，學院逐步創建了“四階遞進、三體并舉”的材料類創新型本科人才培養體系，2014年再次獲得國家級教學成果一等獎，也是材料領域唯一的一等獎。

“四階遞進、三體并舉”創新型人才培養體系的內涵與實施

“四階遞進、三體并舉”體系遵循“啟發創新思想、強化創新基礎、培養創新能力”的人才培養理念，針對“四階段”本科生的特點，圍繞激發學習興趣、啟發創新思想、訓練實踐技能、提升創新能力四個方面，依次遞進地開展“四年不斷線”的創新精神及創新能力的培養。同時，依托雄厚的師資力量和先進的科研平臺，強化由師資體系、課程體系、實踐體系構成的“三體”建設，為創新型人才培養提供強有力的保障。

1.“四階遞進”，啟發創新思維，提升創新能力

第一階段—由第一學年構成的激發學習興趣階段。扎實而深厚的工科基礎知識和專業理論知識是開展創新活動的基礎和前提，大學生只有儲備了豐富全面的專業理論知識，才有可能將創新思想付諸實踐。新生初入大學，要面臨一段由高中生向大學生轉變的適應期，在這一時期開展專業教育，激發學生學習興趣已成為各高校的普遍共識。為提高專業教育的實效性，學院自2005年起開設“材料科學與工程導論”這一名師課堂。與普通專業概述課程不同，該課程的主講教師為長江學者、杰出青年等材料學科知名教授;授課方式由大班教學改為“一班一師”小班授課;教學模式也由“灌輸式”講授改革為包含參觀實驗室、小組合作學習等方式的引導式、體驗式教學。該課程為新生創造了“第一時間”與名師接觸、交流的機會。依托名師的人格魅力和最新科研成果，引導學生了解材料學科發展前沿，領略材料領域的無窮魅力，激發學生對材料專業的熱愛和興趣，提升學生內在學習動力，促使學生盡快完成“讓我學”到“我要學”的轉變。同時，學院為每一位本科生配備一名教授擔任其導師，本科生導師將持續四年對學生進行專業引導，幫助學生開闊視野，樹立正確的學習目標，激發學習動力。

第二階段—由第二、三學年構成的啟發創新思想階段。創新思想是培養創新人才的核心，是大學生進行創造活動的基礎。2003年學校依托材料學科的國際影響力，創辦了“中國材料名師講壇”，定期邀請國內外材料領域頂尖的學者來校授課，并于2012年公開出版發行《中國材料名師講壇（第一輯）》。該講壇搭建了本科生聆聽大師思想、了解材料發展前沿的平臺，營造了開放包容的創新氛圍，如中國科學院院士薛其坤教授以《拓撲絕緣體：一種新的量子材料》為題介紹了拓撲學、拓撲絕緣體及其優勢和潛力等前沿研究，使現場學生了解到新的材料、新的理念，體會到學科交叉和跨學科合作的重要性。同時，學院及時更新教學內容，開設2個學分的“創造訓練”課程;“理論物理”“量子力學”等課程中增加“計算材料學”“集成計算材料工程”等材料研究新方法的內容。

第三階段—由第三、四學年構成的訓練實踐技能階段。實踐是檢驗真理的唯一標準，是創新之源。[1]實踐技能是創新能力的重要體現。學校材料學科擁有一流的科研平臺、科研團隊，學院依托這些優勢資源，對高年級學生進行實踐技能的訓練。學院設立5間本科生創新計劃專用實驗室，努力做到“使實驗室成為創新人才培養的基地”;本科生科技創新創業訓練項目每年組建80個創新團隊，只有完成項目的學生才能獲得學分;引導學生參與教授主持的國家級、省部級科研項目，為學生進行創新研究提供條件。通過實踐訓練和檢驗，學生受到基本的科研創造訓練，實踐技能得到切實的提高，部分學生的研究成果得到發表或獲得專利授權。

第四階段—由第四學年構成的提升創新能力階段。畢業設計是本科生教育教學的最后一個環節，其目的在于鞏固和提升學生的理論知識，并培養學生綜合運用所學知識獨立提出問題、分析問題和解決問題的能力。畢業設計更是學生前三年學習的深化和升華，是學生創新思想、創新能力全面提升的階段。學院進行改革，使畢業設計貫穿于大四學年，鼓勵學生在第七學期、在教授的指導下開展研究，自己發現問題、分析問題，提出解決對策，第八學期直接進入實驗階段。這一舉措為學生開展畢業設計提供了充足的時間，大大提高了本科生畢業設計的水平和創新性。

2.“三體并舉”，完善培養體系，提供強力保障

培養學生的創新能力離不開師資力量、課堂教學、實踐平臺的保障。學院堅持在教學團隊、課程體系、實踐平臺等方面開展改革，進行師資體系、課程體系、實踐體系“三體”建設，從而滿足學生開展創新活動的需求。

第一，培養創新型教師，建設“師資體系”。創新型教師是培養創新型人才的重要因素之一。只有掌握創新方法和創新知識的教師，才能教會學生如何提出和研究問題，才能對學生開展啟發式教學，培養學生的創新能力。而材料學科的新知識、新技術很多來自于交叉學科，這就要求教師能夠及時更新和掌握國內外材料研究動態，并更新教學內容。材料學院對所有教師開展“創造規律與創造性人才培養的培訓”，樹立教師更新教學內容的意識，提高教師傳授創新方法的能力，取得了一定的效果，部分教師的教學和研究成果得到發表。教學與科研相分離是當前高校教育教學中存在的不利于創新人才培養的現象，為解決這一問題，學院進行考核制度改革：明確規定教授年度考核的標準之一是完成32學時的本科生教學工作，這一規定實現了全部教授均承擔本科生課程;以課程或課程體系為單位開展教學團隊建設，在教師考核中向教學團隊傾斜，積極促進科研團隊與教學團隊相融合。此外，學院注重對教師自身創新能力的培養，教師自身的創新意識和創新能力作為人格魅力之一能夠大力地感染、影響學生。而一個缺乏創新意識的教師，其思維及教學方式只會扼殺學生的創新積極性。[2]

第二，豐富課程和教材內容，優化專業“課程體系”。當前，創新人才培養面臨著高校課程內容和授課方式單一，落后于學科發展，對學生缺乏吸引力的問題。學院要求教師根據材料學科研究領域的最新進展，及時更新補充教學內容，豐富課堂知識，改革教學方式，提升課堂吸引力，培養學生的創新精神，如張躍教授將納米學科的最新研究進展融入“材料科學與工程導論”，采取參觀國家納米中心、體驗電子顯微鏡的使用等授課方式，結課考試將學生分成若干小組，由各小組自主選取納米領域最感興趣的課題進行研究，并通過答辯的方式介紹本組的研究內容。這種授課方式以學生為中心，增強學生課堂參與性，課程內容體現學科前沿，有效地培養了學生創新精神，提升了學生創新能力，每年該課程都受到學生們的一致歡迎。

第三，提供優良的創新條件和環境，拓寬學生“實踐體系”。常規的實踐教學主要是為扎實學生理論知識進行的輔助性實驗，難以滿足提升學生創新能力的要求。學院依托科研團隊和科研平臺，增加了能夠培養大學生創新能力的實踐教學，包括建設“材料科學基礎”自主學習平臺，建設“材料虛擬實驗室”，舉辦多層次學科競賽、建立校外實習基地等。特別是學院依托國家級材料實驗教學示范中心連續舉辦了四屆金相實驗技能大賽（金相技術是材料科學與工程領域最廣泛應用的、易行有效的研究和檢驗方法，在材料處理的實驗中應用非常廣泛），并于2012年舉辦首屆全國大學生金相技能大賽。通過賽前高強度的訓練鞏固知識，通過競賽提高學生實踐能力和創新意識，搭建學生之間交流、切磋的平臺，這些都是提高學生創新能力的有效方法。學院在鞍山鋼鐵集團、山東鋼鐵集團等大型企業建立校外實習基地，利用假期組織學生到企業實習，了解行業生產過程及發展現狀，使學生在實踐中發現問題、提出問題，再回到學校開展進一步的創新研究。

“四階遞進、三體并舉”人才培養體系實施的效果

幾年來，在這一培養體系的有力驅動下，學校材料類創新型人才培養取得了一定的成效，學生的創新精神和能力得到明顯的提升，人才培養收到良好的社會評價。

1.顯著提升了大學生的創新能力

學院每年均有大量學生到清華大學、北京大學、斯坦福大學及劍橋大學等國內外著名高校、科研院所深造，畢業生深造率達到65%。學生積極參加各種國家級、省部級學科競賽、創新創業競賽，斬獲頗豐，獲得30個國家級、北京市級創新項目獎項，其中全國“挑戰杯”獎項5項。本科生共發表SCI論文179篇，申請專利79項。例如：繆成亮獲2011年度“Charles Hatchett”獎（Nb微合金化領域國際最高獎，33年來首次由中國研究團隊獲得）;王樂在Applied Physics Express、Nature Materials等雜志上發表13篇論文，總影響因子達50.5。

2.營造濃厚的創新氛圍

每年均有多位國外材料領域學者來學院作報告，與師生進行思想交流和思維碰撞?！爸袊牧厦麕熤v壇”已成為我國材料領域最重要的講壇之一，講壇聽眾累計萬余名學生，達到了“以世界大師為學校之大師，以科學之思想為創新之思想”的目標。高水平多層次的學術交流和科技競賽培育了學院濃厚的創新氛圍。

3.收到良好的社會評價

由學院教師編寫的一批教材得到國家、北京市的認可，如國家“十二五”規劃教材《金屬材料學》、北京市精品教材《材料科學基礎》等。這些教材被國內高校材料專業學生廣泛采用?！安牧峡茖W與工程導論”于2013年成功入選“國家級精品視頻公開課”試點建設課程。材料學教學團隊多次獲北京市教學成果獎項。教改工作受到中央電視臺、中國教育電視臺等媒體的關注和報道。謝建新、張躍、曲選輝等應邀在“中國材料研究學會材料教育論壇”“國際材料教育論壇”等論壇作特邀報告10多次。

學院針對材料類本科生，通過“四階遞進、三體并舉”人才培養體系的構筑和實踐，重視啟發創新思想、強化創新基礎、培養創新能力，以教育教學改革來實現創新教育。經過近十年的實施，實現了本科生創新能力的顯著提高，對新時期材料類創新型人才的培養具有重要的示范作用和推廣價值。今后，學院將繼續遵循學生成長規律，在材料類本科生教學實踐的過程中作出新的探索和貢獻，培養出更多適應創新型國家建設需要的創新型人才。

參考文獻：

[1]楊叔子.創新源于實踐[J].實驗室研究與探索，2004，23（7）.

[2]郭子.培養創新型教師的思考[J].理論與當代，2012（10）.

[3] 李雷鵬，王立峰，倪志英.談高校創新型人才培養策略[J].教育探索，2013（12）.

[4] 文峰，曹陽，郝萬軍.材料專業人才培養機制的改革與創新[J].廣東化工，2012，39（5）.

[5] 溫皓，袁中樹.智識教育：創新高校人才培養之思[J].黑龍江高教研究，2010（12）.

（作者單位：北京科技大學材料科學與工程學院）

[責任編輯：于 洋]