王宇　張興文　陳剛　孫凈雪

**通訊聯(lián)系人，E-mail:gchen@hit.edu.cn

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)院　黑龍江哈爾濱 150001)

在專業(yè)建設(shè)中培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力

王宇張興文陳剛**孫凈雪

**通訊聯(lián)系人，E-mail:gchen@hit.edu.cn

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)院黑龍江哈爾濱 150001)

摘要結(jié)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)建設(shè)情況，重點闡述了專業(yè)建設(shè)與大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)系以及所獲得的成果。在科技創(chuàng)新中完善專業(yè)建設(shè)，在專業(yè)建設(shè)中為科技創(chuàng)新活動搭建舞臺，著重培養(yǎng)本科生的科學(xué)精神和科研能力。利用專業(yè)建設(shè)和科技創(chuàng)新的協(xié)同育人機制，實現(xiàn)專業(yè)與育人的有機結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞專業(yè)建設(shè)科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)

Exploration on the Cultivation of Undergraduates′ Scientific and

Technological Innovation Ability in Specialty Construction

Wang YuZhang XingwenChen Gang*Sun Jingxue

(SchoolofScience,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,Heilongjiang,China)

AbstractBased on the material chemistry specialty construction of Harbin Institute of Technology, the relationship between the specialty construction and the cultivation of undergraduates′ scientific and technological innovation ability are highlighted. To advance the specialty construction in scientific and technological innovation and to better facilitate scientific and technological innovation in the specialty construction, focuses have been put on the cultivation of students′ scientific spirit and research capacity. By taking the advantage of the synergy between the specialty construction and the scientific and technological innovation, the specialty construction can be well integrated in education to improve students′ comprehensive ability and creativity.

Key WordsSpecialty construction; Scientific and technological innovation; Ability culture

專業(yè)建設(shè)是高校教育質(zhì)量的根本保證，是學(xué)校發(fā)展的重要基礎(chǔ)，直接影響到學(xué)校發(fā)展的整體水平、綜合實力和社會聲譽；并直接關(guān)系到學(xué)校的辦學(xué)特色與人才的質(zhì)量規(guī)格，決定著人才的競爭力[1]。

高等學(xué)校在專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)過程中，應(yīng)該以符合國家發(fā)展戰(zhàn)略需要，滿足社會需求為己任。大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高等教育在新時期的主要歷史使命，是培養(yǎng)大學(xué)生全面成才的有效途徑[2]。從宏觀的角度看，科技創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力；在目前的知識經(jīng)濟時代，大學(xué)生的科技創(chuàng)新活動有助于提高國家和民族的綜合國力與國際競爭力。

為了滿足國家對材料和化學(xué)領(lǐng)域綜合型人才以及學(xué)校專業(yè)建設(shè)整體格局的需要，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)于2002年建立并招生。專業(yè)建立伊始就確立了“高起點，高標準，高水平”的建設(shè)方針，并把培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力作為專業(yè)建設(shè)的一項重要內(nèi)容，通過科技創(chuàng)新活動推動專業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)工作。近年來，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)結(jié)合專業(yè)建設(shè)，大力開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動，對完善專業(yè)教學(xué)內(nèi)容、凝練專業(yè)科研方向、提高專業(yè)建設(shè)水平，以及展開高標準的學(xué)生素質(zhì)教育等方面都起到了重要作用。經(jīng)過幾年的實踐，摸索出了一條以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為主要特色的專業(yè)建設(shè)新途徑。

1科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)與專業(yè)建設(shè)相輔相成

1.1　在科技創(chuàng)新活動中完善專業(yè)課程結(jié)構(gòu)

創(chuàng)新能力來源于寬厚的基礎(chǔ)知識和良好的專業(yè)素質(zhì)，僅僅掌握單一的本學(xué)科專業(yè)知識很難激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣。因此，加強學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)教育的內(nèi)涵更新和外延拓展、構(gòu)建合理的課程體系及實踐課程教學(xué)就顯得尤為重要。目前，國內(nèi)各高校的主要做法有：(1) 優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，按照少而精的原則設(shè)置必修課，確保學(xué)生具備較為扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識。(2) 增加選修課比重，允許學(xué)生跨系跨專業(yè)選修課程，使學(xué)生依托一個專業(yè)，著眼于綜合性較強的跨學(xué)科訓(xùn)練。另外，還從軟件和硬件兩方面為學(xué)生提供了獲得信息的平臺，使學(xué)生有機會接觸各學(xué)科發(fā)展前沿，了解科技發(fā)展的趨勢，掌握學(xué)科未來變化的規(guī)律。(3) 將科技創(chuàng)新活動引入實踐教學(xué)。在教師指導(dǎo)下的學(xué)生科技創(chuàng)新活動可以做到教與學(xué)的互動和教育資源的充分利用，對培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力具有很強的互補性；可為大學(xué)生提供更多科技創(chuàng)新的機會，補充課堂教學(xué)的不足，使大學(xué)生真正做到自主學(xué)習(xí)，學(xué)以致用，主動發(fā)展[3]。

1.2　在科技創(chuàng)新活動中優(yōu)化專業(yè)的人才培養(yǎng)機制

充分調(diào)動師生參與科技創(chuàng)新活動的積極性，是大學(xué)生科技創(chuàng)新活動具有持久性和廣泛性的保障，同時對專業(yè)建設(shè)具有重要的促進作用。因此，有必要根據(jù)專業(yè)建設(shè)需要，制訂大學(xué)生科技創(chuàng)新表彰獎勵制度，將大學(xué)生科技創(chuàng)新表彰獎勵體系化、制度化；將科技創(chuàng)新激勵機制與課程改革、學(xué)分設(shè)置、學(xué)生評價、推薦保研等掛鉤。通過實施科技創(chuàng)新學(xué)分制，對參加校級及以上各類學(xué)科競賽比賽獲獎，研究成果、科技發(fā)明獲得專利，所創(chuàng)作的作品獲得省級以上獎勵的學(xué)生給予創(chuàng)新學(xué)分獎勵和免試保送攻讀碩士學(xué)位研究生的資格。這些措施可有效激勵和引導(dǎo)學(xué)生把更多的精力投入到各種科研和創(chuàng)新活動中，調(diào)動學(xué)生參加科創(chuàng)活動的積極性，培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)專業(yè)的熱愛和興趣。同時，對指導(dǎo)教師應(yīng)建立以能力和業(yè)績?yōu)閷?dǎo)向、科學(xué)的人才評價機制，以能否帶領(lǐng)學(xué)生完成科研課題和學(xué)生能否做好科研實踐作為考核評價教師教學(xué)業(yè)績與教師崗位聘任的重要依據(jù)，激發(fā)教師對于指導(dǎo)科技創(chuàng)新的積極性、主動性和責(zé)任心。

1.3　利用科技創(chuàng)新活動實現(xiàn)專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

大學(xué)生科技創(chuàng)新是一項具有廣泛群眾基礎(chǔ)的工作，應(yīng)該吸引盡可能多的學(xué)生參加到科研科技活動中來。同時現(xiàn)代科學(xué)研究工作是離不開研究團隊和梯隊的。因此，組織團隊、培養(yǎng)合作精神是科技創(chuàng)新活動的重要目的。我們采取了以老帶新，逐步參與，培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生帶頭人的方法，以人為本，人盡其才，發(fā)揮團隊的最大效益，使專業(yè)的大學(xué)生科技創(chuàng)新活動有序地發(fā)展。三、四年級的學(xué)生已積累了各種專業(yè)知識和初步的動手能力，直接參與創(chuàng)新課題的愿望很強烈。因此，他們可以在導(dǎo)師的指導(dǎo)下或根據(jù)自己的愛好，選擇合適的專業(yè)方向進行實驗設(shè)計、方案實施、數(shù)據(jù)處理、理論分析等環(huán)節(jié)，最后提交書面報告或撰寫研究論文。一、二年級學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和動手能力相對薄弱，可在科創(chuàng)團隊中以跟、學(xué)為主，通過研究性課程的學(xué)習(xí)，初步掌握信息的收集及資料的簡單分析，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研興趣。我們采用這種傳、幫、帶的團隊體系，逐步培養(yǎng)了一支較穩(wěn)定的大學(xué)生科技創(chuàng)新隊伍，形成了大學(xué)生科技創(chuàng)新活動 “可持續(xù)發(fā)展”的良性循環(huán)，也為專業(yè)建設(shè)從教學(xué)和科研方面提供了不間斷的推動力和優(yōu)秀的創(chuàng)新人才儲備。

2專業(yè)建設(shè)為科技創(chuàng)新活動提供有力保障

2.1　緊密結(jié)合專業(yè)教學(xué)開展切實可行的大學(xué)生科創(chuàng)活動

大學(xué)生科技創(chuàng)新活動要緊密結(jié)合專業(yè)教學(xué)，這樣才能有旺盛的生命力。近幾年，針對學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們在教學(xué)方法上進行了多方位的改革和探討，從知識層面、實踐層面、應(yīng)用層面等多方面入手，從最開始的文獻查閱，到獨立申報課題、制定研究方案、實施研究內(nèi)容以及最后的總結(jié)研究成果、撰寫科學(xué)論文等一系列工作，把學(xué)生引入科學(xué)研究的殿堂，培養(yǎng)他們的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力。在專業(yè)課教學(xué)中，我們注重將化學(xué)理論基礎(chǔ)與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動相結(jié)合，使專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)對本科生的科技創(chuàng)新活動起到了“夯實基礎(chǔ)、拓展思維”的促進作用。如材料化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)課程的開課時間與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動開始時間相吻合，而物理化學(xué)又是該專業(yè)必不可少的理論基礎(chǔ)，因此鼓勵學(xué)生將所學(xué)物理化學(xué)基本原理用于科技創(chuàng)新活動。近年來，該專業(yè)學(xué)生通過這種方式獲國家級大學(xué)生科技創(chuàng)新項目6項，獲校大學(xué)生科技創(chuàng)新一等獎5次。同時，我們還注意結(jié)合專業(yè)研究方向，組織學(xué)生擬定研究課題，查找文獻資料，撰寫課題申報書。課題批準后，以鍛煉學(xué)生為目的，教師只是全程指導(dǎo)，絕不代勞。經(jīng)過學(xué)生的艱苦努力，不少課題都取得了較好成績，有的已轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品服務(wù)于社會，有的在國內(nèi)外學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表了文章。整個課題的實施過程，是學(xué)生全面提高的過程。不僅讓學(xué)生學(xué)到了材料化學(xué)知識，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生對科學(xué)、對專業(yè)的熱愛，鍛煉提高了他們多方面的能力。

2.2　結(jié)合專業(yè)和教師研究工作開展科技創(chuàng)新活動選題

愛因斯坦指出：發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要。如何選題是大學(xué)生科研創(chuàng)新活動的重要一環(huán)，既要有創(chuàng)新意義和實際價值，又要有切實可行、適宜大學(xué)生研究實踐的方案路線。我們在此方面的體會有兩點：一是要結(jié)合實際，二是實行導(dǎo)師制，選擇與教師研究方向相關(guān)的課題。這樣既便于教師指導(dǎo)，又可使學(xué)生盡早地參加到教師的研究工作中，學(xué)到更多的科學(xué)知識與方法。近幾年，材料化學(xué)專業(yè)在能量轉(zhuǎn)換材料研究方面已形成特色，尤其是在太陽能光催化材料和熱電能量轉(zhuǎn)換材料領(lǐng)域的研究處于國內(nèi)先進水平，在AdvFunctMater、EnergyEnvironSci等國際權(quán)威雜志上發(fā)表了多篇研究論文，研究成果得到了國內(nèi)外同行的認可。我們在這些研究的基礎(chǔ)上，為本科生量身定制課題，使本科生能夠接觸到國際前沿課題，研究工作具有高起點，高視角。如在2009年的科技創(chuàng)新活動中，專業(yè)教師結(jié)合納米熱電材料的研究課題，指導(dǎo)材料化學(xué)專業(yè)的4名學(xué)生進行了PbTe基熱電材料的科技創(chuàng)新活動。由于研究基礎(chǔ)好、起點高、上手快，在教師的指導(dǎo)下，他們順利完成了研究內(nèi)容，并以學(xué)生為第一作者在國際知名雜志JournalofPhysicalChemistryC(IF 4.814)上發(fā)表了論文。在整個課題實施的2年時間過程中，學(xué)生不辭辛苦，團結(jié)協(xié)作，合理分工，放棄了許多休息時間去查找資料，做了大量的工作，得到了很好的訓(xùn)練。

2.3　結(jié)合開放實驗室開展科技創(chuàng)新活動

我們在專業(yè)建設(shè)初期就設(shè)立了開放實驗室，不少學(xué)生申請參加了開放實驗室活動。我們把開放實驗室的工作和大學(xué)生科技創(chuàng)新活動相結(jié)合，讓前者工作成為申報創(chuàng)新課題的基礎(chǔ)，這樣既為申報課題打下良好的基礎(chǔ)，積累了研究數(shù)據(jù)，完成了前期工作，同時也鍛煉了學(xué)生，形成了團隊。如在申報制備納米光催化劑的課題之前，通過學(xué)生在開放實驗室活動中的先期實驗結(jié)果，為課題的申報積累了較好的資料；可行的前期成果和合理的研究團隊，使申報的國家級大學(xué)生科技創(chuàng)新課題順利通過。

2.4　在專業(yè)建設(shè)中建立杰出人才培養(yǎng)的特殊機制

拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)不足是我國高等教育目前存在的突出問題，解決這個問題需要付出長期的努力。在專業(yè)建設(shè)過程中，要將重點放在發(fā)現(xiàn)、選拔拔尖學(xué)生，因材施教，吸引學(xué)術(shù)大師參與以及加強國際化交流、培養(yǎng)等方面，探索有效機制。對具備專業(yè)特長和創(chuàng)新潛質(zhì)的學(xué)生，可實行導(dǎo)師制、小班化、個性化、國際化培養(yǎng)的“一制三化”模式，讓他們盡早熟悉科研環(huán)境，進入科研狀態(tài)，參與重大項目。如材料化學(xué)專業(yè)2007級的一名學(xué)生，由于成績優(yōu)異、能力突出，成為專業(yè)重點培育對象；該生在科技創(chuàng)新活動中經(jīng)過其自己的不斷努力和導(dǎo)師的重點培養(yǎng)，在大四時即在環(huán)境類知名雜志JournalofHazardousMaterials(IF 3.925)發(fā)表了論文；由于科技創(chuàng)新成果突出，他還獲得了第7屆中國青少年科技創(chuàng)新獎，是哈爾濱工業(yè)大學(xué)首位獲得該獎勵的本科生。目前該生已獲全額獎學(xué)金在美國攻讀博士學(xué)位。

3完善專業(yè)建設(shè)和科技創(chuàng)新的協(xié)同育人機制

如果離開專業(yè)這個平臺，科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)就如同無源之水；如果缺少優(yōu)秀人才的不斷加入，則科技創(chuàng)新水平的提高也會變成空中樓閣。建立協(xié)同育人機制，就是要吸引社會資源投入人才培養(yǎng)，探索建立高校與科研院所、行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。這種“產(chǎn)學(xué)研”合作是提高大學(xué)生科技創(chuàng)新活動社會性和實踐性的重要途徑，是現(xiàn)代社會的新型教育模式，即充分利用專業(yè)研究和企業(yè)不同的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢，實現(xiàn)書本理論與實踐能力相結(jié)合的教育形式，增強學(xué)生“愛科學(xué)，學(xué)科學(xué)，用科學(xué)”的科技意識。

(1) 通過專業(yè)和企業(yè)聯(lián)合，建立產(chǎn)學(xué)結(jié)合共贏模式。例如，我們借助學(xué)校與朗達電池集團的聯(lián)合實驗平臺，使科技創(chuàng)新的電極材料制備小組在與企業(yè)接觸過程中，了解企業(yè)在實際生產(chǎn)中的相關(guān)需求，熟悉電池組裝過程及測試環(huán)節(jié)，通過實物展示使學(xué)生直接接觸生產(chǎn)實踐，做到理論和實踐相結(jié)合。同時，企業(yè)的技術(shù)研發(fā)人員通過與科技創(chuàng)新小組的師生進行交流，可以了解電極材料在國際上的最新研究進展及制備電極材料的新思路。正是基于這種互惠模式，使我們在與企業(yè)的合作中受到廣泛好評，同時也提高了專業(yè)學(xué)生的就業(yè)競爭力。

(2) 通過專業(yè)和研究院所合作，實現(xiàn)學(xué)研并舉模式。例如，科技創(chuàng)新光催化小組通過與中國電子科技集團公司相關(guān)工作人員聯(lián)系合作，熟悉了其相關(guān)研究組對于氣敏材料的研發(fā)需求，結(jié)合在光催化材料制備過程中的形貌合成技術(shù)，提供了多種氣敏材料氧化物的形貌制備方法，并探索了材料形貌對氣敏性能的影響，為相關(guān)研究人員提供了應(yīng)用研發(fā)素材。通過這種交流學(xué)習(xí)過程，可使學(xué)生了解科研院所在應(yīng)用研究中的研發(fā)思路和研究手段，讓學(xué)生更深切地體會到科技創(chuàng)新活動是自主創(chuàng)新而非“自己創(chuàng)新”。同時該類合作模式也為儲備相應(yīng)的研發(fā)型人才打下了基礎(chǔ)，真正實現(xiàn)了學(xué)研并舉。

基于多種合作模式，不斷完善產(chǎn)、學(xué)、研鏈條建設(shè)，帶動了專業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)了人才分流培養(yǎng)，形成了就業(yè)、讀研的全方位學(xué)生培養(yǎng)模式，避免了人才扎堆堵路的現(xiàn)象。同時，專業(yè)、企業(yè)、科研院所及學(xué)生等多方都有所受益，達到了促進人才培養(yǎng)的目的。

4結(jié)果與展望

在國家和學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目的資助下，近年來，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)本科生參加科技創(chuàng)新活動的比例均在70%以上，近3年獲得國家級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目4項，有多個小組獲得校大學(xué)生科技創(chuàng)新一、二等獎，2009年和2010年連續(xù)兩年代表哈爾濱工業(yè)大學(xué)分別參加了在南京大學(xué)和大連理工大學(xué)舉辦的全國大學(xué)生創(chuàng)新論壇；其中2005級、2006級及2007級3名學(xué)生分別以第一作者身份在化學(xué)類國際知名雜志JournalofPhysicalChemistryC、CatalysisLetters和環(huán)境類知名雜志JournalofHazardousMaterials上發(fā)表了論文，并申報了4項國家發(fā)明專利。他們的成果得到了來自全國各高校參會師生的高度評價和肯定，擴大了專業(yè)的影響力，促進了專業(yè)建設(shè)。通過參加科技創(chuàng)新活動，材料化學(xué)專業(yè)近3年的畢業(yè)生中獲校級以上優(yōu)秀獎 13人次，2人獲得優(yōu)秀畢業(yè)論文，2人獲得省級優(yōu)秀畢業(yè)生?？傊趯W(xué)校搭建的材料化學(xué)科技創(chuàng)新平臺上，由專業(yè)導(dǎo)師為學(xué)生指點迷津，使材料化學(xué)專業(yè)本科生在創(chuàng)新中得以成長，這是我們在大學(xué)生科技創(chuàng)新活動中的最大收獲。

實踐證明，結(jié)合專業(yè)建設(shè)培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，不僅可以輔助課內(nèi)教學(xué)，使學(xué)生加深對課堂知識的理解，拓展相關(guān)學(xué)科的知識量，協(xié)助科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)，而且對培養(yǎng)大學(xué)生的道德品質(zhì)、意志情操、責(zé)任感和使命感，以及對大學(xué)生價值觀、世界觀、人生觀的形成，都能起到重要的推動作用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)本科生科技創(chuàng)新活動的實踐表明：專業(yè)建設(shè)孕育了科技創(chuàng)新活動成果，同時科技創(chuàng)新活動也充實了學(xué)生專業(yè)知識的應(yīng)用范圍。可以說，開展科技創(chuàng)新活動不僅明顯增強了學(xué)生對專業(yè)的興趣和責(zé)任感，擴大了專業(yè)知名度，同時對于培養(yǎng)和提升材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)也是一條行之有效的途徑。

參考文獻

[1]陳家玉,李曉明,曹石珠,等.現(xiàn)代大學(xué)教育,2008(6):102

[2]吳明全,田懿.教育與職業(yè),2010(35):179

[3]朱永林.教育探索,2006(6):11

中圖分類號O6；G64

doi:10.3866/pku.DXHX20150226