基于特色實驗課程的雙創人才培養方案研究

劉曉芳 葉金蕊 李松梅 于榮海

摘 要：為適應國家、社會對高素質人才的需求，構建以學生為主體，注重學生創新創業能力的“雙創”人才培養模式成為高等教育的必然選擇。本文以納米材料與技術專業教學為例，介紹了“雙創”人才培養模式在納米知識體系教學中的重要意義，以及立足培養“雙創”型人才的納米材料實驗教學改革探索思路。

關鍵詞：“雙創”人才培養；納米材料與技術；教學改革實踐

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A

一、引言

創新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。縱觀當今世界各國的教育改革，都不約而同地將著眼點放在提高民族的創新能力和培養創新型人才上。高校是人才培養的重要基地，學生創新精神和創業能力的培養既是社會經濟發展的必然需求，也是提高教育質量的內在要求。

目前，高校人才培養模式在一定程度上還存在注重理論學習，忽略實踐教學的問題，使得學生畢業后普遍缺乏就業所需的基本應用能力和創新能力、創業精神。因此，在傳統教學的基礎上進行再教育，改革傳統意義的人才培養模式，進行“雙創”（創新創業）型人才培養模式的研究與實踐，具有重要的現實意義。

培養“雙創”型人才要把創新和創業教育有機結合，以形成學生的創新創業品格和提高能力為目的；以培養學生的創新創業精神和意識為前提，促使學生的創新思維不斷發展，綜合能力和素質不斷提高，將學生塑造成具有核心競爭力的復合型人才。

本文以納米材料與技術專業教學為例，介紹了“雙創”型人才培養模式在納米知識體系教學中的重要意義，提出了以特色納米實驗課程為依托、立足培養“雙創”型人才的再教育教學的必要性和改革模式探索。

二、“雙創”人才培養模式在納米材料教學中的實踐

（一）納米材料與技術的蓬勃發展及納米產業化的興起

納米材料與納米技術是21世紀最令人矚目的前沿科技研究熱點之一，納米科技的蓬勃發展對眾多研究領域，乃至人類社會的生產生活產生了廣泛而深遠的影響，納米材料的應用和產業化已經成為世界許多國家相繼研究和開發的重點。納米材料的粒子尺寸在1-100nm，其小尺寸、大比表面積和量子尺寸效應使得納米微粒具有不同于常規固體的新特性，表現出奇特的力學、電學、磁學、光學、熱學及化學等多方面的性能，從而使其作為一種新型材料在催化、環保、能源、電子、冶金、宇航、生物和醫學等領域展現出廣闊的應用前景（如圖1），比如納米復合材料涂層、薄膜有機太陽能電池、納米傳感器、納米催化劑、納米儲氫罐、巨磁阻多層膜等。

納米材料的產業化是納米材料得到真正應用的基礎和前提。自20世紀80年代末納米科學技術誕生開始，納米材料的產業化就已經成為人們關注和研究的重點，并取得了一定的經濟和社會效益。美、日、歐盟等許多國家早已意識到納米產業孕育著巨大的機會，而且很有可能對目前的產業結構產生顛覆性影響，因此納米產業成為各國近年來搶占的高地之一。世界發達國家均對納米產業進行戰略性布局，并紛紛投入巨資。許多國際巨頭，如波音、福特、通用、洛克希德、蒂姆肯、豐田等公司也投入巨大的人力物力財力用以支持納米產品的開發和研制。

在這場納米科技的角逐中，我國也取得了一系列世界矚目的成績，納米材料若干領域的出色成果，為我國在這一領域的領先地位提供了有力的支撐。我國的自然科學基金、“863”計劃、“973”計劃以及國家重點實驗室都將納米材料列為優先資助項目。

2006年，國務院頒布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，認為納米科技是中國“有望實現跨越式發展的領域之一”，并設立“納米研究”重大研究計劃。

（二）“雙創”人才培養模式在納米材料教學中的必要性

世界各國納米科技的競賽，依賴于納米人才隊伍的建設。21世紀的高等教育肩負著引導學生走向科學技術最前沿的重責。在教育部2010年公布的高等學校戰略性新興產業相關新專業名單中，納米材料與技術專業被列為新材料領域的代表之一。新時代的納米科技人才，在具備深厚的理論功底和寬廣的知識視野基礎上，創新和創業能力尤為重要。創新是納米材料與技術進步的核心，創業是納米材料產業化的推進器。而當前我國的高等教育重理論輕實踐，畢業生在自主創新創業方面意識差、能力欠缺。

因此，在納米科技迅速發展的大背景下，為滿足社會對納米科技人才的需求，進行“雙創”型人才培養模式的研究與實踐，具有重要的現實意義。

納米知識體系教學包括理論教學和實踐教學，按照“雙創”型人才培養模式的要求，要著力提高學生的創新精神、實踐能力和創業意識，需要進行再教育，并強化和改革實踐教學。

傳統的實驗教學在教學內容、方法和方式等方面都存在許多不足，如實驗內容更新緩慢、與工程實際和前沿知識相脫節；實驗教學上以演示性、驗證性內容為主；教學方法上，多采取教師講解實驗內容，學生按既定步驟完成實驗的方式。在這種教學模式下，學生的創新性思維被禁錮，創造力得不到發揮，缺乏積極性和探索精神。

因此，改革實驗教學內容和方式迫在眉睫，開設開放式、綜合性、設計型特色實驗課程，注重培養和提高學生的實驗技能、科研能力、創新思維、創業意識是目前高等教育領域的一個重要課題。

三、立足培養“雙創”型人才的納米材料實驗教學改革探索

（一）教學方式方法改革探索

以培養具有創新創業能力的復合型人才為目標，納米材料與技術專業的實驗教學必須摒棄傳統實驗的弊端，取消驗證性實驗項目，貫徹以學生創新為中心的教育理念，依托科研團隊和科研平臺開設“納米材料制備與性能研究”特色實驗課程。在實驗內容上將以設計性、開放性和綜合性實驗為主，在教學模式由封閉轉向開放，并建立導師制。教學過程通過導師與學生之間的互動配合完成，注重培養和提高學生的創新能力，采用“啟發——引導——互動”的教學方式。

在教學實踐中，采取“分組教學、導師負責”模式，即學生以3—5人為一實驗小組由各導師負責指導，這種教學模式既能兼顧到實驗設備和實驗時間的限制，也有利于培養學生獨立分析和解決問題的能力，以及團隊精神。每個實驗小組按下列要求獨立完成納米材料制備——性能測試——結果分析的完整實驗過程。首先，在既定大課題方向內，由學生自主查閱文獻資料，選定具體研究題目，設計實驗方案，并與實驗指導教師探討方案的可行性。教師在此環節充分發揮啟發引導作用。然后，學生在教師的指導下（主要從事儀器設備的操作培訓和實驗答疑）獨立完成納米材料的合成制備——性能測試——結果分析和實驗報告（論文）撰寫的全過程。教師在實驗過程中要注重與學生的互動，根據學生的反饋和實驗情況及時給予啟發和建議（如圖2）。此外，特色實驗課程的教學要注重學生科學思維的培養，“納米材料制備及性能研究”是集理論與應用于一體的課程，從對理論的學習和理解的基礎上拓展到材料的應用。因此，培養學生在材料研究和應用領域從“單一應用驅動”到“應用與理論驅動”的材料科學發展模式，即“應用需求——探索新材料——理論闡釋——發現新材料——應用拓展”的科學思維是至關重要的。

（二）教學內容的創新性設計

為培養學生的“雙創”能力，全面改革實驗教學內容，要將企業的需求、最新研究成果及國內外前沿研究方向引入實驗教學，積極構建適應應用型創新人才培養的納米材料與技術專業實驗模塊，培養具有扎實理論功底、熟練實驗操作技能、具有較強的工程實踐能力和強烈的創新創業意識的高素質人才。

納米材料及其制備技術的研究在材料、化工、環境、能源、醫學、國防等重要高新科技領域中發揮著越來越重要的作用，特色實驗課程內容的設計包括以下幾個開放式方向：

磁性納米材料、半導體納米材料、能源納米材料、環境凈化納米材料、光學納米材料、生物納米材料等，如脈沖電子束沉積法/磁控濺射法制備磁性多層膜/顆粒膜、復合吸波材料的制備及性能研究、多級多孔納米材料的結構設計及儲能性能研究、納米材料光催化/發光性能研究、電紡絲法制備納米纖維及其性能研究，熔融甩帶法/電弧熔煉法制備非晶/納米晶合金等。以上實驗大方向的選擇既與納米材料前沿研究、企業需求相接軌，有利于學生了解當前納米材料研究熱點；又具有較大的選擇空間，可以充分調動學生的積極性和創造力，使學生能夠通過查閱文獻自主制定具體研究內容和實驗方案。同時，鼓勵指導教師將科研成果及時融入實驗教學內容，探索出科研平臺服務于實踐教學、服務于學生自主創新平臺的有效途徑，滿足學生自主創新的需求。

另外，許多研究課題與實際生產密切相關，如納米催化劑已在汽車尾氣凈化處理方面成功應用、納米微晶軟磁材料可應用于變壓器、納米薄膜用于制造光電子器件等，學生通過相關實驗研究，可以更深入了解該領域的發展方向、市場前景、技術水平、存在的問題等信息，從而為學生創業提供更多開放性的思路。

此外，學院應充分利用校內外資源，為學生組織高質量的納米材料學術講座、納米產業化報告、企業家講堂，激發學生的創新性想法和創業意識。

（三）建立科學、合理的課程評價體系

特色實驗課程的開設旨在將實驗與教學內容有機結合起來，使學生通過完成實驗深刻掌握納米材料相關理論知識，了解納米材料、納米產業的發展前沿和動向；激發學生的科研興趣，培養和提高學生的創新能力、創業意識，為國家塑造大批具有核心競爭力的雙創型人才。

因此，與注重結果的傳統考核評價方式不同，納米材料實驗課程應該探索新型的考核方式，構建綜合型、多樣化的考核評價體系。應該重視過程性評價，將考核重點放在學生的創新能力、知識運用水平、動手能力方面。

實驗指導教師可以將該課程的考核分為幾部分，包括平時成績（主要包括出勤率、實驗主動性積極性評分等）、 實驗能力考核（主要包括創新能力、知識運用水平、動手能力考核）、實驗完成情況考核、實驗報告和答辯成績。

這種綜合性、多樣化的考核評價體系不僅會增強學生對實驗課程的重視，極大地調動學生學習的積極性與創造性，并且培養和鍛煉了學生的科研能力和科研素質。此外，對于取得創新性成果的實驗項目，教師將指導學生進一步整理、完善實驗數據、撰寫學術論文。

四、結語

在新的形勢下如何加強學生創新精神和創業能力（雙創）的培養是高校人才培養的戰略性問題，也越來越成為我國高等教育改革發展面臨的重要任務。21世紀是納米材料與技術迅猛發展的時代，為振興我國的納米產業，需要大批具有創新創業能力的高素質人才。為適應國家、社會的需求，提出了“雙創”型人才培養模式在納米材料與技術專業再教育教學中的構建思路，但仍有不完善之處有待改進以不斷提升教育質量。

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