王宇，陳剛，王艷芳，張興文，徐平

哈爾濱工業(yè)大學化工與化學學院，哈爾濱 150001

1 概述

創(chuàng)新離不開創(chuàng)新教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才既是我國戰(zhàn)略發(fā)展的需要，也是高校教育教學改革中需要攻克的一項課題，如何構建科學有效的人才培養(yǎng)體系則是攻克這項課題的關鍵。近年來，我們根據黨的教育方針及高等工科教育對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，通過工科化學課程及相關學科人才培養(yǎng)的探索與實踐，遵循“以學生為中心，厚基礎、強實踐、重創(chuàng)新”教育理念，采取“融創(chuàng)相攜，因類施教”的本研貫通式人才培養(yǎng)模式，確立了哈爾濱工業(yè)大學材料化學專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的定位與特色：即融入工科思維，創(chuàng)新育人理念，將理工結合特色貫穿于本、研教學及育人體系中，這也是與理科化學教學和人才培養(yǎng)的根本區(qū)別所在。有別于一般大眾型、適應型人才培養(yǎng)模式，“本研貫通式人才培養(yǎng)”把對學生科研能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)貫穿于本科、研究生的培養(yǎng)全過程[1,2]。

2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念

貫通式培養(yǎng)模式是整合優(yōu)質教育資源，優(yōu)化人才培養(yǎng)體系，對本科教育與研究生教育進行有效銜接的一體化培養(yǎng)模式，也是國內外大學普遍提倡和遵循的人才培養(yǎng)方式[3–6]。哈爾濱工業(yè)大學材料化學專業(yè)從本科階段起，通過導師制和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的實施，使學生得到基本的科研和創(chuàng)新訓練；在研究生階段通過分類培養(yǎng)，明確創(chuàng)新方向，進一步強化其科研能力和創(chuàng)新能力。在人才貫通式培養(yǎng)過程中，主要形成了四個理念：

(1) “理工結合”的課程構建。結合工科院校學科背景，在本科生及研究生基礎課講授中始終將工科特色貫穿于整個課程體系，注重理論與工程、理論與科研的結合，使課程的工科特色更加突出，學以致用。

(2) “以研促專”的教學機制。加強學生專業(yè)基礎教育的內涵更新和外延拓展，將高水平、創(chuàng)新性的科研成果融入到課堂教學和實驗教學，形成了以科研促進課程教學、以科研促進專業(yè)學習，有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的教學機制。

(3) “無縫連接”的學研體系。從本科生科技創(chuàng)新活動開始，通過科技創(chuàng)新這一平臺實現(xiàn)本研學習與研究的自然連接，使學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)分層次、按步驟、有目標地進行。

(4) “量體裁衣”的培養(yǎng)模式。在本科生與研究生的“貫通式”人才培養(yǎng)模式下，根據學生的性格、特長和創(chuàng)新能力，有針對性地通過分類培養(yǎng)的方式打造不同類型的拔尖創(chuàng)新人才。

3 培養(yǎng)方法

本研貫通式創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式注重以課程建設為“點”，以學科專業(yè)建設為“面”，形成“點”“面”結合的培養(yǎng)機制；通過課程建設擴大人才培養(yǎng)的廣度，通過學科專業(yè)建設加深人才培養(yǎng)的深度，實現(xiàn)工科拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。

3.1 創(chuàng)新為本形成課程體系貫通

3.1.1 課程教學中凝練創(chuàng)新思維

與傳統(tǒng)理科院校課程不同，在課程及學科建設中，應注重“融入理工思維，創(chuàng)新育人理念”，將理論–應用–創(chuàng)新的思維方式始終貫通融合于本科生及研究生的課堂及實踐教學中，從而形成課程的創(chuàng)新思維方式，做到教學方法、教學目標統(tǒng)一的要求和標準。

(1) 本研課程理念一致。將傳統(tǒng)的“指導–接受”轉變?yōu)椤疤剿鳕C發(fā)現(xiàn)”的教學模式，讓學生獨立探索課程內容與自身科研方向的契合點，進而使學生在科研工作中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點。注重科學和課程理論結合，教師分享理論學科前沿成果，拓展學生在相關領域的視野，讓學生接觸最新研究成果的原始文獻，鍛煉學生文獻閱讀和分析能力，進而掌握科學研究的思路和方法。注重教學體系構建，基礎課程教學中讓學生切身體會科學家是如何在具體實驗基礎上通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象→提煉共性→提出理論，建立一個新的學說(歸納創(chuàng)新)，并通過理論指導→因地制宜→實際應用，去指導具體實踐的過程(演繹創(chuàng)新)，使學生了解理論學科課程的基本思維方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新理念。

(2) 小班化授課提升創(chuàng)新思維培養(yǎng)成效。為了充分完成課程討論，基于學生為主體的教學理念，專業(yè)逐步實施小班制授課及項目式學習(PBL)教學模式，主要就是在課堂討論、課下交流以及網絡作業(yè)等環(huán)節(jié)(如早期使用微博留言，近些年主要是雨課堂、校內SPOC等方式)，利用設問和討論方式從已知的現(xiàn)象或前沿科學中提煉出與課程內容相關的實際問題，引導學生主動利用即時分析、課堂討論等方式來解決這些問題，如果學科的課程體系教學旨在教會學生“是什么”，那么促進研究生參與科研工作則要啟發(fā)他們去思考“為什么”。培養(yǎng)學生提出“為什么”，研究“為什么”，解決“為什么”的綜合能力，就是在科研過程中培養(yǎng)了主動創(chuàng)新型的思維模式。依據課堂教學，在本科教學中，鼓勵教師通過問題探究、案例分享、分組討論環(huán)節(jié)設置，幫助學生獲取隱藏在各種知識背后的智慧，培養(yǎng)學生思考、分析和探求真理的綜合能力，使其成為創(chuàng)新型人才。

(3) 以多學科融合教學啟發(fā)創(chuàng)新思維。研究生導師鼓勵指導學生跨專業(yè)、學科選課，使其跳出本學科的既定思維模式，以其他學科的現(xiàn)象、分析方法或者理論知識嘗試解決其研究課題中的科學難點。有效拓寬與提升研究生多學科知識水平，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才“解決問題”的能力。

3.1.2 以課程教學指導創(chuàng)新活動

基礎課程教學中結合工科院校教師既做基礎科學研究同時具有工程應用背景的特點，形成科學研究及工程應用實例與理論融合的教學方式。從大一學期無機化學教學開始進行“引領”，以課程知識講解“實驗過程”與微觀形貌關系，介紹相關科研工程實踐與大一創(chuàng)新年度計劃相關的知識體系結構，如沉淀轉化形成空心結構，應用電極電勢刻蝕貴金屬形成框架結構，用面包制備航天泡沫碳等相關SCI文獻及專利進展，發(fā)掘SCI論文和專利在材料設計方面存在的問題，并結合學院教師的工程實踐背景，找出材料可能應用方向，與大二、大三開展的實踐類課程更好銜接，以材料設計理念引導學生產生創(chuàng)新興趣，形成初步的創(chuàng)新意識，學生在這個階段發(fā)表了多篇基于興趣的教學相關文章[7–10]。大二之后的物化、有機、分析課程注重理論的“深化”，將無機化學課程中的熱力學部分、結構部分、平衡部分分別與物化、有機、分析課程進行有效銜接，加強創(chuàng)新的理論深度，在物化、有機內容中介紹專業(yè)教師研究相關的光催化、電極、復合膜等材料中“材料–結構–性能”機理關系，用身邊實際材料、課程理論進行實訓訓練。在大三、大四的功能材料、材料分析測試技術、薄膜材料制備技術、計算化學等專業(yè)課程內容中，主要為拓寬學生知識面，鼓勵學生將自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目與課程內容結合，啟發(fā)學習。而在研究生階段課程是對以往課程的進一步“強化”銜接，強調理論深度和知識創(chuàng)新，重點學習新知識、新方法，跟蹤學科前沿，最終形成貫通的課程結構。

近些年，結合人才培養(yǎng)構建方式及課程改革，專業(yè)內基礎課程建設成果顯著，物理化學課程為省精品課程，無機化學MOOC課程獲首批國家精品在線開放課程，無機化學、有機化學、物理化學均獲得省一流本科課程，并以一流課程支撐一流專業(yè)，材料化學專業(yè)被評為省一流本科專業(yè)。結合改革方式，已獲批國家級教改項目1項，省重點及一般教改項目10余項，校教改項目20余項。

3.1.3 實踐教學中提升學生創(chuàng)新能力

專業(yè)建設過程中重視實踐教學工作，突出工科特色。

(1) 與企業(yè)合作找實驗課程方向。與理科院校傾向于研究基礎領域前沿理論的特點相比，工科院校特點是與企事業(yè)單位合作較多，有更多機會開展企業(yè)聯(lián)合進行技術改造、開發(fā)及應用方面的科研工作。因此結合學院建設了眾多學研基地，專業(yè)教師在校內重視實踐、實訓內容。專業(yè)結合課程理論和教師的企業(yè)橫向課題方向推出材料化學綜合實驗、功能材料設計實驗、材料化學課程設計等內容，以企業(yè)需求為導向，開展實驗教學工作，整個實踐課程比重占整個大學學分比重超25%。

(2) 以國家戰(zhàn)略需求凸顯實踐創(chuàng)新方式。利用學校航天特色，在實驗室內利用已有的理論知識、技術基礎進行新知識、新技術創(chuàng)造活動的過程對學生起到了最好的示范作用，如結合膜材料制備內容介紹專業(yè)教師在航天領域相關成果，在“風云四號”氣象衛(wèi)星的干涉式大氣垂直探測儀中，使用了系內教師研制和生產的低揮發(fā)、抗輻照、高太陽吸收率超黑涂層和膠膜，及為確?！疤靻栆惶枴杯h(huán)繞器上五星紅旗材質能歷經太空環(huán)境考驗，使用了系內教師開發(fā)出的集抗輻照、低揮發(fā)和耐高低溫交變等性能于一體的特種功能材料等等，結合這些身邊領域應用的課程思政內容，激發(fā)學生參與實驗、創(chuàng)新實驗的熱情。這些實踐內容引入與學科前沿接軌，避免了專業(yè)課教材滯后與科研快速更新之間的矛盾，實現(xiàn)本科生-研究生培養(yǎng)的高起點。

結合教學及人才培養(yǎng)成效，獲省教學成果一等獎1項、二等獎1項，校教學成果一等獎3項、二等獎2項，并依托本專業(yè)教學成果，學院獲中國學位與研究生教育學會研究生教育成果二等獎1項。編寫了符合工科教學特色的“十一五”國家級規(guī)劃教材《物理化學》、“十二五”工信部研究生規(guī)劃教材《高等無機化學》、“雙一流”建設精品出版工程研究生教材《高等材料物理化學》和“工科基礎化學系列”教材《有機化學》各一部。

3.2 以大創(chuàng)活動為主線，形成本科到研究生的貫通

以高規(guī)格嚴要求激發(fā)學生創(chuàng)新動力，讓學生認識到大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動既鍛煉能力，同時也會對研究生階段的科研工作有較大的促進作用。哈工大材料化學專業(yè)2002年建成，2004年系內教師討論開展導師制教學，導師作為學生引路人，結合學生學業(yè)預期，進行本碩士、博士階段的提前規(guī)劃。把本科當研究生培養(yǎng)，碩士當博士培養(yǎng)，博士當教師培養(yǎng)，在這種培養(yǎng)模式下，每個學歷畢業(yè)的學生，在創(chuàng)新能力和論文寫作水平及規(guī)范性方面都取得了明顯的提升，不自覺地就實現(xiàn)了自身創(chuàng)新能力的貫通。近年來，哈工大材料化學專業(yè)本科生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的比例均在90%以上，教師指導大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃立項100余項，其中國家級項目20余項。參加科技創(chuàng)新學生以第一作者身份在ACS Appl. Mater. Inter.(IF = 7.50)、J. Hazard. Mater.(IF = 6.07)等國際知名刊物上發(fā)表SCI論文10余篇。本專業(yè)學生2次代表哈工大參加全國大學生科技創(chuàng)新論壇，并獲“卓越杯”大學生化學新實驗設計競賽一等獎2次，挑戰(zhàn)杯大學生學術科技作品競賽二等獎2次。2011年專業(yè)本科生獲得第七屆“中國青少年科技創(chuàng)新獎”。在中國科學評價研究中心公布的本科專業(yè)排名中，哈工大材料化學專業(yè)一直為名列前茅的5星專業(yè)。近兩年，在大類招生模式下，本科生導師制模式已得到學院認可并在學院全面開展。

3.3 以分類拔尖型創(chuàng)新人才為目標，形成了人才培養(yǎng)的貫通

通過分類實踐“凝練”創(chuàng)新方向，依據本科生、研究生的“貫通式”培養(yǎng)模式，在本科階段，結合課堂、實驗、大創(chuàng)活動等形式，初步考查學生能力，在研究生階段，結合分類實踐，確定分類培養(yǎng)方式。在形成創(chuàng)新理念、具備創(chuàng)新能力的基礎上，進一步根據學生的性格、特長和創(chuàng)新能力為其進行“量體裁衣”式的培養(yǎng)方案設計，通過“分類培養(yǎng)”的方式造就不同類型的拔尖創(chuàng)新人才。在初步能力考查和個性結構分類的基礎上，形成學生的雙軌制培養(yǎng)，即引導學生分別向研究型和管理型兩個主要的方向發(fā)展。讓部分自主鉆研精神強、基礎知識扎實的學生深入前沿領域的基礎研究工作。同時，鼓勵社會能力強、溝通能力強的學生積極參與學生、社會活動，為將來在管理崗位、銷售崗位的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新活動積累經驗。通過讓研究生在課程學習階段提前鍛煉創(chuàng)新性思維，接觸創(chuàng)新性活動，讓他們在創(chuàng)新人才成長的道路上凝練出符合自身特點的創(chuàng)新方向。

在貫通培育模式下，研究生培養(yǎng)的質量得到了極大提升。根據本科階段學生表現(xiàn)出的能力、優(yōu)勢和興趣方向，在量體裁衣、分類培養(yǎng)的指導思想下，近年來培養(yǎng)出了以獲得全國百篇優(yōu)秀博士論文提名獎為代表的科研拔尖人才；以世界500強某大型國企某公司最年輕總經理和航天科工集團某所科技管理部長等為代表的管理拔尖人才；以吉林某環(huán)保集團有限公司及寧波市某節(jié)能科技有限公司總經理為代表的創(chuàng)業(yè)拔尖人才。在科學研究創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面，2010年以來材料化學專業(yè)貫通式培養(yǎng)研究生連續(xù)在Nat. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.及Adv. Mater.等化學類頂級期刊上發(fā)表了10余篇原創(chuàng)性科研工作論文。1人獲全國百篇優(yōu)博論文及提名獎，5人獲哈工大優(yōu)博論文，3人獲教育部博士生學術新人獎，2人獲省優(yōu)秀碩士論文。1團隊獲哈工大“十佳研究生團隊”稱號，2人獲哈工大研究生“十佳英才”稱號，3人獲寶鋼基金會優(yōu)秀學生獎。學生骨干活動創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面，數人擔任過哈工大校研究生會副主席及院學生會主席等職務，1人代表哈工大參加第六期全國大學生骨干培訓班(哈工大2人之一，擔任培訓班班長，獲優(yōu)秀學員稱號，受到胡錦濤同志接見)。近年來，由于在人才培養(yǎng)方面的突出貢獻，材料化學系的物理化學學科已成為哈工大參加全國學科評估的化學龍頭學科。

4 結語

在實現(xiàn)貫通式創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中，要強化專業(yè)教師的“引領”作用，結合院校特點，鼓勵教師將科研業(yè)務融入提升教學。在此基礎上，通過在課程體系教學過程中“融入”創(chuàng)新理念，科研過程中“提升”創(chuàng)新能力，實踐過程中“凝練”創(chuàng)新方向，拓寬化學化工類研究生由“本科”“研究生”向“創(chuàng)新人才”蛻變的通路。