理工科類拔尖創新人才培養模式探索與實踐
——以中南大學材料科學與工程學院為例

周 江，易仁杰，蔡圳陽，陳 根，曹鑫鑫，梁叔全

（中南大學 材料科學與工程學院，長沙 410083）

創新是國家培養造就高水平人才隊伍的源頭活水。培養綜合素質高、創新能力強的理工科類拔尖創新人才是現代高水平大學的歷史使命，也是建設人才強國的迫切需求，更是高水平研究型大學教育質量的重要標志。根據新時代拔尖創新人才培養規劃，分析當下培養模式的不足，建立多層次多維度的人才評價體系，以提升人才“五維能力”為導向，通過革新傳統教學模式，開設創新人才實驗室，借助創新創業競賽平臺等多渠道實施多元化教學與實踐模式、師生聯動開展創新實驗訓練、以競賽促進、青春賦能等一系列舉措，對新時代背景下理工科類拔尖創新人才培養模式作出了有價值的探索和嘗試，創建了具有中南特色的理工科類研究生自主創新和學術發展平臺，為國家創新戰略發展培養了一批高素質的拔尖創新人才。

一 國內理工科學院人才教育培養模式的現狀分析

（一）現行大學生創新創業訓練常見形式

創新創業訓練是國家培養拔尖創新人才的重要途徑，旨在通過解決實際問題、培養實踐能力來提升學生綜合能力。目前創新創業訓練的常見形式包括各級創新創業課題、創新創業競賽、校內工程訓練和校企合作實習等。

在這幾種類型中，創新創業課題和競賽是大學生參與面最廣、參與人數最多的主要形式，其往往以興趣愛好為前提、專業知識為驅動力，在相關專業老師的指導下開展，是理工科院系學生理論聯系實際、解決科研實踐難題、提升創新創業能力的重要訓練平臺；而校內工程訓練則更側重工程實踐訓練，以介紹專業相關技能操作并進行實際生產操作為主要形式[1]，培養大國“工匠”。相較于創新創業課題和競賽，由于校內工程訓練設備與場地的投入要求較高，內容相對固定，形式相對單一。除這兩類創新創業訓練形式以外，校企合作實習日益成為當前理工科專業拓展訓練維度、強化工程能力的重要形式，其專業性更強、匹配度更高、集訓式特點更加突出，通常由各二級學院統一組織，已經發展為學生專業知識能力培養的重要實踐途徑[2]。

（二）當前人才培養模式下存在的不足

雖然當前人才培養模式較為完善，但是通過深入調研學生想法并進行理性剖析，發現現有模式仍存在部分不足之處。

1 理論培訓粗淺化，專業應用性不強

目前各理工科高校理論培訓課程往往以全校性基礎課程為主，總體為粗框架、淺程度的理論培訓，缺少針對某一具體實際問題的理論指導；同時，課程內容設置以橫向拓展為主，側重謀求全面化、普適化，縱向維度的專業理論拓展不足，因此對學生的吸引力較小，知識應用性不強。

2 訓練形式框架化，創新程度較低

從校內工程訓練和校企合作實習的內容來看，參觀學習通常占據主導，而涉及到動手操作的內容往往以驗證性為主，學生個人能夠探索操作的范圍很窄。這對學生創新能力和工程實踐能力的培養形成了束縛，進而導致部分學生對這一框架化的形式產生排斥[3]。

3 考核標準傳統化，評價維度受限

傳統模式的考核標準大多局限于書面報告、線下答辯，且由于實訓內容本身的限制無法對學生實踐過程中的創新點進行考核，因此評價權重往往會聚焦于課堂表現與實踐報告撰寫規范性等方面，忽視了對學生拔尖創新能力的培養與考核評價。

4 創新實踐功利化，實際成效較差

在當前“大眾創業、萬眾創新”的大背景下，越來越多的高校學生開始積極參與各類學科競賽。但隨著競賽成績與學生評獎評優、升學直接掛鉤，出現了部分學生參賽目的與大賽設立初衷發生偏離的現象，部分本科生和研究生參加各類省部級、國家級競賽的目的只是為了獲獎、評優或保研，這種不良風氣的出現導致很多亂象出現，如部分學生直接借用老師或博士成果進行參賽、部分競賽項目的內容“炒剩飯”、部分項目成員“一帶多”幫助他人獲得競賽榮譽等。

二 新時代背景下理工科類拔尖創新人才培養模式的探索與構建

（一）以“十四五”規劃中高等教育相關的綱要為依托，開展課程教學工作

2021年3 月，國家發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》中明確指出，培養造就高水平人才隊伍，必須要遵循人才成長規律和科研活動規律，完善人才評價和激勵機制；健全以創新能力、質量、實效、貢獻為導向的科技人才評價體系；弘揚新時代科學家精神，強化科研誠信建設，健全科技倫理體系；倡導敬業、精益、專注、寬容失敗的創新創業文化，完善試錯容錯糾錯機制[4]。

當前國內高校的創新人才培養模式已經取得了一定成績，但對標未來發展綱要，顯然仍需大力探索創新人才培養路徑，可從以下三個維度開展探索。

1 將專業師資引導與創新實踐訓練相結合，構建一對一培養體系

根據拔尖創新人才的培養需求，越來越多的高校已在教育改革工作上取得了一定的成果，簡化繁瑣的課程作業，省去厚重的實驗報告，拓展學生的創新實踐時間，加大實習經費投入，加大與專業對口企業合作力度，保證足夠數量的行業企業協助學校承擔實驗實訓教學任務[5]。但在拔尖人才培養的過程中，很多高校并未注意到要把實踐環境、內容的選擇權交給學生。基于此，中南大學材料科學與工程學院開展了相關探索與實踐，利用專業師資的優勢，引導有科研興趣、科研理想的學生參與到教師團隊的創新實驗訓練中，從而形成專業師資引導→學生參與創新實驗訓練→培養拔尖人才→補充專業師資的良性循環。

2 對理工科類學生優化評價體系，拓寬評價維度

根據新時代拔尖人才培養規劃，建立多層次多維度的人才評價體系，多模塊多類別的人才評價考核成為必然趨勢，高校不僅要豐富學生理論知識，還應該設置科學的實踐課程，培養學生過硬的技術和技能。培養的拔尖創新人才應當同時具備扎實的專業知識和優良的綜合協調能力，而當前理工科類學生素質則呈現明顯地分化[6]。理工科學生的評價體系應該是多維度的，因此，鼓勵各類人才間相互協調合作，才更利于學科發展。在執行方面，高校可以根據自身特點和發展階段，結合學科發展實際，制訂與本校本專業相適配的評價管理辦法和實施方案。在科研成果評價上，要回歸科學研究和技術創新的本源，去除學術泡沫；在人才培養過程中，要為其提供豐富的展示平臺和實踐資源，搭建“傳幫帶”式的人才培養模式。

3 制定與理工科背景相適應的人才培養目標

2020年2 月，科技部和教育部先后印發《關于破除科技評價中“唯論文”不良導向的若干措施（試行）》的通知和《關于規范高等學校SCI 論文相關指標使用 樹立正確評價導向的若干意見》[6-7]，要求全國高校及相關科研單位改進科技評價體系，破除項目評審、機構評估和人才評價中“唯論文”的不良導向，強調對科研成果實施分類評價。新時代拔尖人才必須要具有視野廣、能吃苦、敢擔當、肯探索及善創新等綜合素質。這對人才培養目標的制定提出了挑戰，高校在目標的制定過程中要充分結合國家的戰略發展，綜合學校實際，尊重專業發展。以中南大學材料科學與工程學院碩士研究生培養方案為例，在方案中突出強調了研究生完成基礎課程和參與課外實踐的重要性，同時也對研究生階段的學術成果提出了具體化的要求。為適應拔尖人才的培養，方案可以提出具體的指導思路，以跨專業合作式的課程實踐、創新課題培養學生的創新探索能力；以提供校外國家級、省級課外實踐項目來拓展人才視野，培養綜合素質；以推動產出契合社會發展需求的科研成果為導向，制定與實際相結合的評價指標，為國家發展輸送高素質人才，同時提高人才的社會適應能力。因此，人才的培養目標不宜設置為單一的標準，而應該綜合理論與實踐教學，倡導多元化能力培養。

（二）理論聯系實際，創新辦學模式，深化產教融合

對于高等教育來說，傳統的理論與實踐分開的教學方法已不適應當前教育背景的需要，優化教學方法成為現階段的緊迫任務。這不僅對教師的知識、技能與教學能力提出更多元化的要求，也是對拔尖人才培養模式與實現路徑的全面審視。多元化是教學改革的新特點[8]，是指將原有單一、僵化的教學模式轉變為形式多樣、手段多樣、渠道多樣及課堂與實踐相交織的教學模式。

近年來，中南大學材料科學與工程學院推行了一系列人才培養政策，如“本-博”拔尖創新人才培養計劃、創新人才培養實驗室項目、大學生創新創業訓練計劃、聯合學習團隊計劃（USC）、24 小時實驗室和“材子踐定”社會實踐工作室等。學院提供了多元化的路徑選擇，學生能夠自主申請項目、自由開展創新實踐探索，最終將所得到的成果發表或參加各類學科競賽，因此越來越多的本科生能夠在本科階段就深度參與實驗室科研實踐，自主探索本專業領域內有待解決的科研實踐項目，并在全國“互聯網+”“挑戰杯”“創青春”等權威大賽中連續斬獲佳績。而學院則通過統一策劃安排、給予經費支持、規范教師指導頻次和團隊過程式考核等一系列手段，保障了這種人才培養模式的可監測、可調整、可落地，這種激勵度高、吸引度大、效果好的人才培養模式深受師生喜愛。

習近平總書記曾對高等教育提出過要求：要牢牢把握服務發展、促進就業的辦學方向，深化體制機制改革，創新各層次各類型職業教育模式，堅持產教融合、校企合作，堅持工學結合、知行合一。創新辦學模式、推行產教融合的目的是為了避免理工科專業的學生理論脫離實踐，考慮到工科背景下人才培養模式的多元性，在人才培養過程中，可以劃分為通識教育培養、職業能力培養、實訓能力培養、創新創業能力培養及思想理論培養五個方面，各方面又可進一步細化，如圖1所示。

圖1 新體系理工科類拔尖創新人才培養模式的構建示意

其中，通識教育培養主要指生活常識、社會適用能力、自我調節能力及自主學習能力，這些是每個大學生必須具備的素養和能力；職業技能培訓包含相關專業的學生所需具備專業理論基礎、專業實踐培訓、對行業前沿的了解。高校在培養人才的過程中需要引導學生了解企業招聘的需求，對其進行就業指導，學院與學校就業指導中心應該建立緊密地聯系，把就業中心的信息“引進來”，將學院掌握的就業信息通過就業中心“走出去”；實訓能力培養包含專業理論聯系實踐的轉化能力、社會適應能力，還包含儀器原理和操作環節的講解培訓。新時代背景下理工科人才不僅要有一定的理論基礎和實踐能力，還要具有較強的創新創業能力。創新是社會進步的靈魂，創業是推動經濟社會發展、改善民生的重要途徑[9]。創新創業人才的培養包含前沿科研理論的培訓、專業領域研究熱點推介以及學科創新競賽指導，引導學生主動探索。立德樹人是教育的根本，高等教育也不例外，思想理論培養是新時代大學生勇于擔當、投身祖國建設的必修課，教育引導大學生用青春和理想擁抱未來，用奮進和奉獻書寫人生，匯聚同心共筑中國夢的磅礴力量是高等教育過程中必不可少的關鍵一環。

三 “服務特需”為人才培養量身定制方案和活動

（一）更新傳統實驗教學課程模式

現階段對于本科生的教育主要分為理論教學和專業實踐兩部分。前者以教師課堂講解為主，學生單獨完成課程作業，統一參加專業考試；而本科階段的實訓實踐主要包含認知和生產實習兩部分，兩者都有固定的學習模式，具有很強的系統性，但均存在難以有機互融的難題[10]。中南大學材料科學與工程學院將學生按專業興趣分為材料物理、材料化學、材料學和材料加工工程四個方向培養，其相應的專業實踐課程設置也對應分門別類，做到了精準匹配，而非統一化、集中化的強制課程安排。為保證實踐教學效果，學院在教學改革工程中加大投入，建立了“中南大學-中國鋁業公司工程實踐教育中心”“中南大學-寶鈦集團工程實踐教育中心”和“中南大學-南山鋁業股份有限公司工程實踐教育中心”3 個國家級工程實踐教育平臺[5]和近百個校院級工程實踐教育平臺。與此同時，學院還聘任了90 余位材料領域的高新企業專家進課堂，進一步豐富專業實踐課程，為拔尖人才培養提供更完善的孵化平臺。

（二）設立創新人才培養實驗室

中南大學材料科學與工程學院自1998 年起設立了創新人才培養實驗室，經過二十余年的探索與實踐發現，該培養機制能顯著提高本科生動手能力、創新能力與科研能力。學院每年投入約40 萬元成本打造創新人才培養實驗室，選拔有創新熱情、有探索精神的學生參與實際科研課題項目并給予項目啟動經費支持。鼓勵同學們自由探索，激發同學們的創新意識、拓寬學生思維方式，同時每個團隊還配備一名指導老師，通過對項目進展進行持續性考評，給予學生團隊不同額度的中期經費、尾期經費并建立相應的評獎評優政策。反之，學生團隊項目成效也直接影響指導老師的課時獎勵方案。通過師生協同激勵，促進學生能創造性地運用所學知識，分析問題并解決問題，引導工科學生從書本走向實踐、從課堂走向實驗室，培養創新創業型人才。

近年來，學院努力推進新工科建設背景下注重課堂與科研實踐相結合的理工科類人才培養模式改革，以創新人才培養實驗室為抓手，通過這一特色品牌項目培養了一大批優秀的人才。僅以本項目組為例，每年可幫助20 余名本科生系統掌握常用科研技能，協助碩、博士開展科學研究，以第一作者或參與者的身份在國際權威期刊上發表論文20 余篇，有效提升了其創新思維和科研實踐能力，多名本科生和研究生獲得省級、校級優秀畢業生，先后進入英國牛津大學、劍橋大學、帝國理工學院，新加坡國立大學，香港中文大學、香港科技大學、香港城市大學、清華大學及中國科學院等著名高校或者科研院所進一步深造。

（三）借助創新創業競賽賦能青春

大眾創業、萬眾創新是培育和催生經濟社會發展新動力的必然選擇。從要素驅動、投資驅動轉向創新驅動的大趨勢是理工科高校應當主動承擔、布局謀篇的一項重大任務。近年來，國家在促進在校大學生創新創業方面已經設立了很多創新創業競賽，包括全國“互聯網+”“挑戰杯”“創青春”等創新創業競賽和課外科技作品競賽。中南大學材料科學與工程學院采取了“培育—提升—產出”三步走策略推進學生積極參與創新創業類競賽。首先，鼓勵教師基于實際情況提報相應有潛質的項目；其次邀請企業高管、投資人對項目進行評估判斷，進而開展一系列專門培訓提升，實現參與學生綜合素質和創新創業能力的整體提升；再通過參加校級、省級、國家級競賽產出成果。該策略經多年實踐取得顯著成效。近年來，學院累計獲得中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽總決賽金獎1 項、銀獎4 項、銅獎2 項，獲得全國“挑戰杯”“創青春”大賽的金獎2 項、銀獎6 項，通過“以賽促學、以賽促教、以賽賦能”的形式，提升了學生的創新創業能力，加快了科研成果產業化，促進了高素質的拔尖創新人才的培養。

四 結束語

理工科類拔尖創新人才培養模式的探索與實踐，需要一代又一代教育工作者前仆后繼。中南大學材料科學與工程學院聚焦拔尖創新人才培養，剖析理工科高校的育人模式，多維度優化辦學模式，提出了構建多維評價體系與培養目標、實施多元化教學與實踐模式、師生聯動開展創新實驗訓練、打造五維能力提升品牌活動、以競賽促進青春賦能等一系列舉措，有效促進了創新創業型拔尖人才的培養。