“產學研”助推材料類專業學生創新創業能力的培養與實踐探索

張興輝，師海雄，李姍姍，牛 騰，姜立萍

(蘭州文理學院 化工學院,甘肅 蘭州 730010)

國務院于2015 年對高校創新創業教育的改革提出了明確要求，創新創業人才既是實施國家創新驅動發展，建設創新型國家的重要基礎和關鍵資源，也是推進我國高等教育教學改革，提升學生就業綜合能力并拓展就業渠道的重要舉措.如何在學好專業技能的同時提高應用型本科院校學生的創新創業能力，培養新時代大學生的創新創業意識、強化創新創業本領，更好地去適應社會對復合型人才的需求，這是各級各類教育管理部門、高等院校、企業和科研院所共同關注的問題.高校是培養專業人才的主陣地，同時也是立德樹人和雙創能力培養的關鍵階段，各高校根據不同的社會需求制定了差異化的培養計劃，培養了過硬的專業知識，在“雙創”的培養上，也通過設置“大學生創新創業訓練計劃”項目，參加創新創業大賽的形式去轉變教育理念，改革傳統的培養模式，強化了創新、創業在專業培養中的地位，有效結合課堂教學與課外創新創業實踐，有一定的效果.但是這種培養模式還比較單一，不夠系統化，沒有將學生的專業學習和雙創培養有機結合起來，也沒有將高校和企業共同參與學生培養的合力發揮出來.因此，本團隊以產學研為依托，系統設置教學內容和過程，可助推學生創新創業能力的全面提升.

新材料是甘肅“十四五”的重點發展產業之一，需要一大批專業能力較強的創新型人才，這就對地方應用型本科院校的教育教學提出了更高的要求.對于材料類專業學生，他們將承擔著改變我國新興材料崛起緩慢以及傳統材料性能欠佳的局面和重任.隨著新工科的提出，在全面推進素質教育的新時代，如何加強對材料類專業學生創造意識和創新創業能力的培養，已成為一個當下急需解決的問題.針對材料類學生的雙創能力培養，傳統方式也是僅限于個別學生的參與，參與面比較窄，而且培養的方式比較單一，不夠系統化，也沒有形成合力；也沒有充分調動學生興趣愛好，學生的創新潛力培養也是被動接受，而且都是停留在簡單的改進和模仿，也沒有真正的提升創新思維和創新能力.因此，針對本專業學生，結合教學實踐構建一套完整的、科學的、有效的雙創能力培養體系至關重要，這對于培養材料類的創新型人才具有非常重要的現實意義.

1 按照新工科的培養要求，明確材料類專業學生的創新創業培養目標

隨著新工科建設的不斷深化，材料類專業的課程體系不斷優化，校企合作更加緊密務實，產學研也在不斷向縱深發展，使得高校材料類專業的人才培養方案的制定、教與學的有效落實、教學過程與效果的監督和評價、教學資源的配置方式以及產業的發展和競爭格局都在隨之變化，創新創業教育也是落實新時代新工科建設和材料類專業培養的有效舉措之一[1-3].它不僅是培養學生對相關學科知識能夠交叉融合并解決復雜的工程問題能力，還應該培養他們的新材料的科技創新能力、新材料的實踐應用能力、新材料相關的創業思維能力，具備一定的專業有關創業技能.這也是新工科背景下材料類專業學生創新創業能力的培養目標，見圖1.

圖1 材料類專業學生創新創業能力的培養目標

從圖1可看出，新材料的科技創新能力是為了提高材料專業技能和通識能力素養，在通過創新創業訓練激發學生的創意潛能；材料的實踐應用能力是通過專業實踐訓練、參加專業競賽、企業實踐鍛煉、創業實踐體驗等手段培養專業創新能力，助力創新成果的轉化；而創業思維能力是在實踐應用的基礎上，讓學生學會走向社會，對產業行業的市場、就業創業的形式、創業的思路與技巧、創業的風險評估等有一個全面的認識和了解，獲取創業的基本知識、提升創業綜合管理能力、鍛煉商業情商、學習評估監測能力等，培養學生擁有基本的創業技能.因此，要達成新工科材料類專業學生的創新創業培養目標，需要校企合作、師生共同努力，充分利用產學研助推雙創能力提升，構建系統的課程體系、實踐平臺、實踐教學改革、項目競賽、教師科研及導師制等為一體的材料類專業創新創業能力培養體系.

2 舉措

2.1 構建產學研的人才培養模式和創新創業能力提升教學平臺

構建產學研的助推創新創業的人才培養模式.在材料類專業的學習過程中，為學生多創設真實的學習情境，通過觀看視頻、仿真模擬、現場操作、科研訓練等多種方式，盡最大限度將相關教學內容情境化，以通識類的創新創業課為基礎，以與專業課融合為抓手，將兩類課程有機結合，課程內容分層次安排，滿足不同的學生需求.整合優化材料類專業的課程體系和教學內容，補充新材料的前沿理論、新工藝和新技術，適當加大實踐類教學的課時比重，注重專業技能和創新能力訓練，將創新創業課的內容滲透到實驗、實習、課程設計和畢業論文(設計)等環節.在專業各課程中，結合課程要求和專業課程特點，適時引入課程思政，加強創新創業人格教育、創新創業意識教育、創新創業能力培養.以專題或案例教學方式(見圖2)加強創新創業的通識教育，在專業中充分利用校內創新創業平臺和企業研發平臺，針對企業亟待解決的問題和國內國際研究熱點，在教師的指導下開展一些簡單的創新研究工作，根據市場調研確定切實可行的創業思路，撰寫創業策劃書并認真論證等.

圖2 材料類專業創新創業教育的專題內容

在大學四年的教學過程中，要讓創新創業的課程體系和能力培養貫穿始終，邀請校企合作專家參與材料專業人才培養方案的修訂工作，結合企業行業需求、地方經濟社會發展和畢業生情況，提高人才培養和社會需求的匹配度.比如針對大一新生，可以開展思創融合，將課程思政與創新創業教育高度融合，在材料科學與工程和職業生涯規劃等課程中通過有責任有擔當的大國工匠故事培養他們的愛國情懷.對于大二學生，逐步實施專創融合，將創新創業內容融入到專業課程當中，在材料科學基礎、材料化學性能、材料力學性能等課程中，教授他們學習專業知識的同時，引入學科的前沿領域為其埋下一顆創新創業的種子，引入創新創業的思路和成功案例.對于大三學生，大力推進科創融合，這一階段是學習專業核心課程的關鍵階段，并拓展到部分選修課，比如在新能源材料、陶瓷材料、新型復合高分子材料等課程中，教師可以引入學院部分教師相關的科研方向和研究成果，使學生積極參加教師的科研課題，申報學生科研創新訓練計劃等，結合專業在實踐中開展創新創業活動.大四畢業生是創新創業能力的升華與成果展示階段，學生對所學專業有了更加深刻的理解，學生可以申請自己感興趣的課題，或者以校企合作針對企業擬解決的問題完成畢業設計或畢業論文.經過四年系統的學習和訓練，學生的專業技能、創新創業意識和創新創業潛能得到較大提升.

校企聯合打造雙創平臺，培養實踐創新能力和創業技能.根據現有條件，學院在學校雁苑微林眾創空間的基礎上，成立了化工學院創新創業子空間，構建了“校級-院級-校企合作”三級創新創業教育平臺，校級平臺有雁苑微林眾創空間和蘭州文理學院大學生創新創業孵化基地；學院的平臺主要有化工學院創新創業中心、材料專業綜合實踐基地、產教融合創新基地、新材料研發中心等；校企平臺主要有新疆、內蒙、甘肅和浙江寧波校企合作實踐育人基地.其中學院是培育創新創業訓練項目的主要陣地，也是材料類專業學生進行科學研究、產品及性能創新，組建創新創業團隊，開展學術和創業經驗交流與分享的主要場地.學校層面除了共享雙創平臺外，還應該強化創新創業的協同育人機制，通過科研進行反哺教學，認真組織好國家、省級、校級大學生創新計劃項目，加大創新創業大賽、學科競賽推進力度.發揮好校內、校外訓練基地的聯動作用，加強專業實驗室和研究室建設力度、加大實驗平臺的開放力度、整合利用好校外實踐基地，建立三位一體的創新創業平臺聯動機制，使得學生能夠在臺套充足、設備先進、專業性強，管理規范的教育教學環境中接受系統的材料專業工程實踐訓練并開展科技創新活動.

2.2 在專業實驗課程中加大綜合設計性實驗項目的權重

在材料類專業教學中，實踐課程占到總學分的30%左右，也是在基礎知識掌握的基礎上培養學生基本專業技能的重要手段.每門實驗課的項目設置中，教師除了安排基本的驗證性實驗項目，強化學生基本專業操作技能外，更應該根據本課程的發展前沿和學院材料專業教師的研究方向，開設一系列探索性和綜合設計性實驗項目，加大這部分項目的比重有助于在專業學習的基礎上拓展學生的專業創新能力.通過這類實驗項目引導材料類專業學生對與材料相關的現象、新材料制備、材料改性等問題進行認真分析和仔細探究，讓學生能夠帶著問題去主動查閱相關的文獻資料，掌握文獻資料查找的一般方法和技巧，同學們之間有一定的團隊協作精神，相互探討提出擬解決的問題、結合所學課程和別人的一些類似研究思路給出如何科學有效解決該問題，并對其進行方案設計和可行性論證，提高設計探索性實驗項目完成的成功率[4].這類實驗項目可以分小組來完成，沒有固定的步驟和思路，沒有相同的實驗結果和一定成功的保證，每一個項目就相當于一個小課題，需要團隊成員分工明確、相互協作，授課教師給與一定的分析與指導.比如在實驗中開設新型陶瓷的改性實驗，高嶺石的理化性能測試實驗，高鋁質耐火澆注料的研發與測試，基于微納多尺度復合型碳基潤滑薄膜材料構筑與性能分析，納米貝氏體鋼空蝕表層微結構動態演變及損傷機制研究，綠色環保涂料的合成與改性等，通過這些探索性實驗項目的訓練，既豐富了學生的知識內涵和解決專業中實際應用問題的能力，又可以結合學生團隊申報創新項目，培養了創新意識，提高了創新能力和水平.另外，在平常學生學習之余，也加大了學院實驗室的開放力度，針對學生的興趣愛好和研究選題，在簽訂了安全承諾書和責任書確保實驗室規范運行和安全的情況下，學院專業實驗室從時間、內容以及空間上對于學有余力的學生全面開放，滿足了材料類專業部分學生日益增長的個性化發展需求，最大限度地激發他們的創新潛能，也體現了堅持以學生為中心的教學理念，提高了學生的學習自主性.

2.3 以產品開發為導向提升學生創新創業能力

每一個實驗項目的開發要堅持以產品為導向，突出應用性，從實驗項目的設計、項目的執行、合成的產品、產品性能測試、成本核算、市場銷售等各個環節，都融合了多門所學專業課的基礎知識和核心內容，比如涉及到材料科學基礎、材料的合成與加工、材料的性能測試、化工安全與環保、化工產品營銷等課程以及材料實驗基本操作技能，在一個實驗項目的整個實施過程中全面培養了學生的創新能力和創業意識.例如在綠色環保涂料的合成與改性實驗項目中，就實施了“市場調研—實訓項目—產品—市場應用”培養模式.首先，學生進行市場調研，查閱近年來的相關文獻，確定目前新型涂料的發展方向，既要環保又要價格低廉，才具備一定的市場競爭能力.隨后是各個項目小組根據擬解決的問題進行科學選題，繼續查閱文獻結合所學知識設計項目實施方案、原料及反應條件控制、具體的實驗步驟，合成路線等，緊接著找實驗任課教師做一些技術指導并修改，小組成員分工開展實驗.各小組針對實驗完成情況在班級內進行產品和思路分享，相互借鑒學習，任課教師進行點評，其實玉米淀粉作為原料合成的涂料進行了比較好的改性，環保上比較理想而且價格也能夠被大家接受.同時，同學們各自進行成本核算，并對其產品包裝設計并進行簡單包裝.隨后在校內進行模擬銷售，訓練學生的語言表達和推銷能力，這也就構成了一個從市場來到市場去的套索性實訓項目的完整過程，在培養學生創新能力的同時，也讓學生在市場中感受創業的魅力.

2.4 以科研反哺教學并推行導師制培養學生雙創能力

高校教師既承擔著一定量的教學工作，同時也肩負著較重的科研任務，一個合格的教師應該是教學與科研并重，兩手都過硬.一方面，教師在授課的過程中，會將其最新的研究進展和成果潛移默化地引入課堂，讓學生了解了該課程領域的前沿知識，學習了老師的一些通用研究思路，也激發學生的創新欲.另一方面，每一位任課教師都承擔了一定的科研項目，尤其對于沒有研究生的新升本院校，實際上給了本科生更多參與教師科研項目的機會，學生可以作為科研助手加入到教師的科研團隊，幫助教師完成項目的一些階段性工作，這一過程中學生能從中汲取很多研究的營養，這也是教師科研反哺教學，提高學生創新能力的直接表現.另外，對于每屆新生從入校就安排創業輔導報告、企業家分享成功經驗報告會，同時也為學生推行導師制的創新能力培養模式，每位教師根據自己的研究方向在全院公開研究課題，或者針對學生申報的創新創業項目，對每個項目團隊或小組配備專業的指導教師，每位導師分配4-8名學生進行四年的業余時間學生科技活動指導.落實好“一隊一師一課題方向”，即成立一個學生科技創新或創業團隊，由至少一位專業方向的教師去指導，學生成員以老帶新，形成了一個特色鮮明的研究方向和穩定的學生科研梯隊.發揮好學生科技創新團隊的作用，著重培養學生的研究興趣和潛能，養成團隊合作和拼搏精神，定期總結交流各團隊和小組的科技創新方法和成果，只有在平常教學過程中加強了學生創新創業意識和創新創業能力的培養，部分具有科研潛力的專業學生才能夠在各種學科競賽中脫穎而出，獲得優異成績，為其就業和繼續深造打下堅實的基礎，在全院學生中也會起到示范引領作用，形成一種幫、趕、超、拼的良好學習氛圍.

2.5 以項目和競賽為抓手培養創新創業能力

科研能力培養和創新創業訓練是一個循序漸進的系統工程.可見，對于材料類專業學生，從一入校就要對學生進行分類，有針對性地分層次、按計劃結合專業課程進度進行拓展培養，比如成立科技創新團隊、指導文獻和資料查閱、結果處理和數據分析、科技論文寫作及綜合應用和創新能力提升等.其實，參加大創項目和學科競賽也是創新創業能力培養的一個重要實踐環節.為學生在校期間搭建多途徑、開放式的研究項目，比如除了國家級的大學生創新創業訓練計劃外，還應該有校級的大學生科研訓練計劃項目和創業策劃項目，院級的大學生拔尖人才計劃項目等[5-7].通過國家-校級-院級的創新創業訓練項目，讓學生在創新創業實踐中感受創造的激情、體驗創業的快樂與艱辛，磨練意志與毅力，培養開拓創新精神，總結創新創業過程和結果的成功經驗及失敗教訓，不斷積累經驗.參加材料類大學生創新創業學科競賽也是推動高校“實踐創新育人”的重要途徑，在專業教育和雙創教育融合的情況下，以競賽為抓手將專業訓練與創新思維相結合，產學研相結合把研究創新成果轉化成科技創新的產品.利用研究成果和創新作品參加各級各類雙創大賽、交叉學科競賽及雙創活動，不但能夠對成果和作品的先進性、實用性、可行性、創新性分享交流與實踐論證，還能夠對其市場前景和風險進行、評估、調研和分析.材料類學生可以參加高分子材料大賽、全國大學生金相技能大賽、“互聯網 +” 全國大學生創新創業大賽、大學生挑戰杯、化工設計大賽、綠色化工實驗大賽、化工實驗安全大賽、3D 打印大賽、省級校級創新創業大賽等.近三年學生在各級各類大賽中都取得了不俗的成績，學生的考研率也在逐年提升，國家獎學金、勵志獎學金和李政道獎學金獲得者都在創新創業工作中做出了比較好的成績.另外，與各級各類競賽有關的雙創活動、經驗分享會、學術活動、創新創業講座及論壇、項目市場調研及模擬實踐等，在提高學生科研創新的同時，促進并完善了多元化的雙創實踐平臺，繼承了一個個創新創業團隊的優良傳統，加大了創新創業訓練的覆蓋面，更有助于好的創新創業成果的不斷孵化.

3 結語

在新工科背景下，材料類專業學生的創新創業能力培養需要新的理念和系統模式.因此，在明確了培養目標后，通過產學研助推人才培養模式的修訂、系統化的創新創業課程體系的建立和平臺建設，加大綜合設計性實驗的比重，在實驗項目開設中堅持以產品為導向，實施導師制以科研反哺教學，多組織參加科技創新訓練項目和學科競賽等手段和方式，充分調動學生自主創新的積極性，強化學生的實踐應用能力，鼓勵學生積極參與教師的研究課題，全面提升學生發現問題、分析并解決問題的創新創業和實踐應用能力.