基于學科交叉融合的復合型創新人才協同培養模式探索

吳賢文， 向延鴻， 李佑稷， 陳 上， 劉志雄， 吳顯明

（吉首大學a.化學化工學院；b.化學國家級實驗教學示范中心，湖南吉首416000）

0 引 言

我國錳鋅釩資源豐富，在國民經濟中占有重要地位，而湖南省錳鋅釩儲量又居全國前列，湖南湘西更有“錳都釩海之稱”。但長期以來錳鋅釩資源利用方式單一，產品附加值低、能耗高、造成的環境問題嚴重。高校創新人才培養質量不足，是造成這種現象的根本原因［1-5］。因此，如何培養復合型創新人才是包括錳鋅釩行業在內各產業快速和可持續發展的關鍵［6-7］。

時代已進入了創新發展階段，黨的十八大明確提出了創新驅動發展戰略，創新發展已確定為國家戰略。創新需要復合型人才，然而，單一的學科已難以支撐行業創新快速發展，單一的專業教師和教學機構也難以培養出復合型人才［8］。因此，基于學科交叉融合跨學院、跨學科、跨專業的協同培養模式是復合型創新人才成長的有效路徑［9-16］。

1 復合型創新人才協同培養模式的實施過程

（1）組建協同創新中心及教改實驗班。2015 年牽頭高校聯合中南大學、廣西師范大學以及湘西自治州礦產與新材料技術創新服務中心、花垣縣強樺礦業有限責任公司、湘西自治州豐達合金科技有限公司、湖南匯鋒高新能源有限公司、湖南眾鑫新材料科技有限公司等成立“錳鋅釩產業技術協同創新中心”。然后在吉首大學化學師范、化學工程與工藝、環境工程、機械設計制造及其自動化、電氣工程及其自動化、材料科學與工程、計算機科學與技術等本科專業的低年級學生中進行招生。組建“錳鋅釩新材料與儲能技術”“錳鋅釩產業設備”“錳鋅釩產業智能與信息化”“資源利用與環境保護”4 個本科教改實驗班，每個班配置一名班主任。在不影響正常教學秩序的前提下，利用業余時間邀請牽頭單位和參與單位的技術骨干、知名專家、企業家給學生進行人文熏陶、創新創業培訓、專業知識講座和專業技能培訓，豐富理論教學內容。

（2）組建學生團隊，院系協同培養。每屆教改實驗班圍繞錳鋅釩產業三大科研方向每年設置約20 項“本科生研究性學習與創新性實驗計劃項目”，均與錳鋅釩產業相關，其課題來源于協同創新中心骨干教師的科研項目。每個項目團隊由不同學院、不同專業的教改班學生自由組建，不超過5 人，且至少1 名骨干教師指導每個項目的具體實施。因此，每個項目由不同學院不同專業的學生協同完成，每個學生可以接受不同學院、不同專業骨干教師的協同指導，從而達到學生在不同院系協同培養、共享科研平臺資源的目的。

（3）校企聯合培養，共享實踐教學平臺。湖南匯鋒高新能源有限公司、湖南眾鑫新材料科技有限公司等企業既是牽頭高校本科生的見習、實習基地，也是“協同創新中心”的核心參與單位，教改實驗班組織學生到參與單位進行見習、實習；鼓勵學生到參與單位完成畢業設計或畢業論文，由企業技術骨干和高校骨干教師協同指導。因此，通過校企聯合培養、共享實踐教學平臺，實現資源優化配置。

（4）豐富實驗教學內容，完善實驗教學開放機制。牽頭高校于2016 年集中進行本科人才培養方案修訂，協同創新中心的骨干教師針對實驗教學內容出謀劃策。如在無機化學實驗中，設置了“軟錳礦制取高錳酸鉀”“用銅、鎘渣回收硫酸鋅”等實驗；在分析化學實驗中，設置了“軟錳礦中MnO2含量的測定”“電解錳廢液中重金屬元素的測定”“石煤中釩含量的測定”等實驗。這些修訂融合了武陵山片區錳鋅釩礦產資源區域特色，豐富了實驗教學內容。同時，項目改革團隊成員還設置了“LiMn2O4@ Li2MnO3核殼結構材料的制備與電化學性能研究”“高活性納米材料二氧化錳的制備及應用”等多項開放實驗課題，讓教改班學生走進開放實驗室，進一步完善實驗教學開放機制。

（5）以學科專業競賽為契機，鼓勵學生創新創業。協同創新中心積極引導教改實驗班學生參加錳鋅釩產業相關學科專業競賽，強化專業技能，提升專業水平；同時，骨干教師潛心指導教改班學生圍繞錳鋅釩產業科技創新參加“挑戰杯”“互聯網+”等比賽，提升學生創新創業意識，并在每年年底遴選一批優秀學生和優秀指導老師予以表彰。

（6）理順協同培養機制，實現教學相長。“錳鋅釩產業技術”協同創新中心圍繞“跨學科跨專業教改實驗班交叉性復合型人才培養機制”以及“錳鋅釩產業技術應用型人才的協同培養機制”2 個主題每年設置了10 項左右的“教學改革研究項目”，理順協同育人培養機制，闡明“錳鋅釩產業技術”復合型創新人才協同培養模式的內涵，實現教學相長。

2 復合型創新人才協同培養模式的教育教學方案

（1）突破學科和部門限制。針對單一教學機構難以培養出復合型創新人才的問題，利用“協同創新中心”的學科、平臺等資源，各種機制體制以及各單位之間的合作關系，對本科生進行復合創新能力的協同培養。

（2）利用學科交叉融合的“復合培養復合”模式。“復合培養復合”，是指由不同學院、不同學科和專業學生組成的跨學科和跨專業本科教改實驗班，由這些不同學科和專業教改班學生組成若干科研和相關創新或創業團隊，以及由不同專業背景教師和不同學院老師組成的培養團隊，以此培養出具有學科和專業交叉融合能力的復合型創新人才。

（3）采取“復合團隊+復合班+復合教育”的三階培養模式。復合團隊是指是由來自不同學院、不同學科和專業的學生組成一個項目組，復合班是指5 ～7個研究方向大致相同的復合團隊組建一個實驗班，復合教育是指教改實驗班學生接受“人文熏陶、創新創業培訓、專業知識講座、專業技能培訓、科研創新訓練”等復合型教育和培養。即采取“復合團隊+復合班+復合教育”的三階培養模式，確保學生學科和專業融合能力的同步發展。

（4）以骨干教師的項目為載體。骨干教師的項目是復合團隊復合能力提升的載體，讓復合團隊進行具體的科研和創新，以項目的開展和實施將學科交叉融合的復合型人才培養落到實處。

3 復合型創新人才協同培養模式的理論與實踐成效

基于“錳鋅釩產業”復合型創新人才協同培養模式的探索與實踐，自2015 年以來，項目取得了豐碩的理論研究成果，項目成員已申請了相關省級及以上教學改革研究課題3 項，校級教學改革研究課題22 項，省級及以上科研課題27 項；團隊成員指導教改實驗班學生申請了省級及以上“大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目”4 項，校級科研創新課題43 項。團隊編寫人文哲學及管理類書籍1 本，編著錳鋅釩產業系列叢書4 部，編寫化學實驗安全手冊1 本，在省級及以上刊物上發表教學改革研究論文17 篇。復合型創新人才協同培養模式實踐成效顯著。

（1）學生專業技能、科研創新能力明顯提高。教改實驗班學生專業基本功扎實，每年考研率超過40%。教改班學生積極參加化工設計、化學實驗技能大賽、化學化工作品競賽，專業技能提升較快，獲得省部級及以上獎勵多達50 次，發表科研學術論文80 篇，其中，SCI、EI檢索論文50 篇，申請發明專利約40 件。

（2）學生動手操作能力、創新創業水平成效顯著。化工、物電和計算機專業的學生組建了“錳鋅釩產業智能與信息化”教改實驗班，學生團隊齊心協力協同開發了錳電解過程自動控制系統，該系統能在現場實現對電解槽溫度、pH 值和錳液補充的自動控制功能，并將錳電解過程參數實時保存和傳送到服務器，以用作數據分析和遠程終端控制。錳電解自動化控制系統的完成，填補了國內該技術領域的空白。該項成果進一步表明，學生動手操作能力明顯增強，不同專業的學科交叉融合有利于復合型人才的培養和創新成果產出。自2015 年以來，教改班學生積極參加挑戰杯、互聯網+等創新創業大賽，其成績突出，獲得省部級及以上獎勵20 余項，校級一、二、三等獎多達40 項。

（3）團隊教學業務水平逐漸提高，協同育人實現教學相長。自2015 年以來，項目團隊1 人評為教授，2人評為副教授，項目負責人于2017 年評為“吉首大學青年科技之星”，2018 年獲得“湖湘青年英才計劃資助”；2017 年團隊1 人榮獲“湖南省普通高校教學能手”稱號；2018 年2 人入選“湖南省青年骨干教師”。項目團隊教學業務水平逐漸提高，團隊成員榮獲第四屆全國高校青年教師教學競賽三等獎、國家課堂教學競賽湖南省選拔賽理科組第一名、湖南省教師課堂教學競賽一等獎、湖南省教師信息化教學競賽一等獎、校級微課競賽一等獎（2 名）、校級教師課堂教學競賽一等獎和三等獎、校級教師實驗教學競賽一等獎和二等獎。

4 復合型創新人才協同培養模式的特色與創新

以“錳鋅釩產業技術協同創新中心”為平臺，利用其體制機制組教改實驗班，研究其運行機制和管理模式，運用學科交叉融合的“復合培養復合”模式，采取“復合團隊+復合班+復合教育”的三階培養模式，研究教改實驗班學生的成長規律。為礦業經濟發展和行業振興培養具有學科和專業交叉融合能力的“錳鋅釩產業”復合型創新人才，為武陵山片區的區域經濟發展和脫貧攻堅提供寶貴的經驗。

（1）教育理念和教學模式創新。人才培養對接地方錳鋅釩礦產資源，并服務地方。將培養學生人文素質、專業與科研水平以及創新創業能力的教育理念貫穿于教學內容、教學方法、教學管理等教學環節，構建了“錳鋅釩產業”復合型創新人才的培養方案，形成了協同單位協同育人的新教學模式，這是本成果的一大創新點。

（2）教學內容和教學形式創新。面向錳鋅釩產業人才培養開設相關通識教育、專業教育和創新創業培訓課程，豐富理論教學內容；采用科研創新能力培養、專業與創新創業競賽、錳鋅釩產業相關企業實習三位一體的實踐教學形式，最終彌補錳鋅釩產業人才存在動手能力不足、綜合與創新能力低下等系列問題。其教學內容和教學形式體現了理論與實踐協同的人才培養方案是本成果的又一創新之處。

（3）協同育人體制機制創新。組建教改實驗班，采用新的教學組織形式，共享中心內部所有資源，共享教學和科研平臺，豐富理論和實踐教學內容，完善實驗教學開放機制，跨校協同指導，校企聯合培養，完善人才培養方案，為新時代全面振興本科教育奠定了基礎。

5 復合型創新人才協同培養模式的社會反響

（1）促進了本科教學質量工程建設。依托本項目，學校獲得了湖南省力學與工程虛擬仿真實驗教學中心和湖南省雙創示范基地等本科教學和創新創業平臺。學科交叉融合的協同培養內容和經驗，進入“材料科學與工程”及“化學”等專業的創新人才培養方案，并作為學校復合型創新人才的培養藍本。

（2）得到國內專家的高度評價，并被兄弟院校應用和借鑒。“復合培養復合”方式和“復合團隊+復合班+復合教育”的三階本科人才協同培養模式進一步應用于本校研究生人才培養，得到了中南大學、廣西師范大學、中山大學等單位專家的一致好評，并被光明日報、中國教育報、新華網等主流媒體報道。先后有銅仁學院、湖南城市學院、湖南文理學院等省內外高校同行前來參觀交流。

6 結 語

以“錳鋅釩行業”為例，利用“錳鋅釩產業技術湖南省2011 計劃協同創新中心”的人才資源、資金保障及體制機制，組建了跨學院、跨學科、跨專業的教學改革實驗班，探索了學科交叉融合的復合型創新人才協同培養模式。開展因材施教，創新、創業、就業聯動的人才培養新局面。利用學科交叉融合的“復合培養復合”模式，采取“復合團隊+復合班+復合教育”的三階培養模式，研究教改實驗班學生的協同培養模式以及復合型創新人才的成長規律，最終培養出真正具有復合創新能力的人才。然而，“錳鋅釩產業”應用復合型創新人才的協同培養模式正處于探索中，其運行周期短，需進一步接受實踐的檢驗。