張強(qiáng) 劉丹 夏昕 郟凌 韓秀麗 王玉金

摘 ?要：結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)的特點(diǎn)，文章探索了優(yōu)化專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、改革人才培養(yǎng)模式的途徑與方法。以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程為基礎(chǔ)，提升學(xué)生理論水平;以學(xué)科競賽為抓手，激發(fā)學(xué)生研發(fā)興趣;以校企合作為手段，擴(kuò)寬學(xué)生培養(yǎng)途徑;以年度項(xiàng)目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)為支撐，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，這些方法可以有效地提高材料科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);材料科學(xué)與工程;大學(xué)生;實(shí)踐

中圖分類號(hào)：C640 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2022）02-0051-04

Abstract： Combining the characteristics of materials science and engineering major， the ways and methods of optimizing innovation and entrepreneurship education and reforming the training model for talents have been explored in this article. The students' theoretical level is improved based on innovation and entrepreneurship courses; the students' interest in research and development is stimulated by participating in subject competitions; the university-enterprise cooperation is used to broaden students' training channels; the students' practical ability is strengthened using annual project， innovation and entrepreneurship training， graduation project， etc. It has been verified in practice that these methods can effectively improve the innovation and entrepreneurship ability of college students majoring in materials science and engineering.

Keywords： innovation and entrepreneurship; materials science and engineering; college students; practice

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的新時(shí)期國家戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃下，需要高等學(xué)校加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和改革貫穿學(xué)生培養(yǎng)的全過程[1-3]。因此，如何掌握規(guī)律，培養(yǎng)具有“雙創(chuàng)”能力的大學(xué)生并推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的良性發(fā)展，是高等學(xué)校教育中需要積極思考的問題。

新材料是高新技術(shù)的重要組成部分，是提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)能級(jí)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)進(jìn)步、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保證國防安全的重要推動(dòng)力。隨著材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新的發(fā)展，對(duì)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育及其可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)為例，針對(duì)目前創(chuàng)新人才培養(yǎng)不足的現(xiàn)狀，探索了優(yōu)化專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、改革人才培養(yǎng)模式的途徑和方法，從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程建設(shè)、學(xué)科競賽、校企合作和年度項(xiàng)目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)等角度出發(fā)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一、材料科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀

目前，在材料科學(xué)與工程專業(yè)本科教學(xué)過程中， 為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新能力的進(jìn)一步掌握， 設(shè)置了讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)，如認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)等，對(duì)工科學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)起到了一定作用。但在實(shí)際實(shí)施過程中， 由于其在整體教學(xué)環(huán)節(jié)中是零星呈現(xiàn)、碎片化的，加上學(xué)生理論學(xué)習(xí)任務(wù)繁重， 多數(shù)學(xué)生僅僅是流于形式， 其動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí)并未得到系統(tǒng)的鍛煉和提高。

總結(jié)來說，目前的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中存在如下的問題[4-7]：

（一）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程與實(shí)踐體系不健全

目前高校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育多以補(bǔ)充知識(shí)的形式融入基礎(chǔ)課程或者專業(yè)課程，即使部分學(xué)校建立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)課程，但是其課程體系仍然缺少層次、邏輯結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)性。同時(shí)，缺少與理論課配套的實(shí)踐類課程，難以提供廣泛、有效的實(shí)踐平臺(tái)，導(dǎo)致僅僅在課堂教學(xué)中灌輸創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識(shí)，缺乏實(shí)戰(zhàn)性和應(yīng)用性，滯后于科技創(chuàng)新發(fā)展對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的迫切需求。

（二）目前國內(nèi)高校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練主要集中在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是本科生畢業(yè)前的最后學(xué)習(xí)階段，能夠反映出本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，對(duì)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)具有關(guān)鍵性作用。但是，很多情況下畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性不足、缺乏專業(yè)特色，體現(xiàn)在選題陳舊、與專業(yè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新或者行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)脫軌，研究方法、設(shè)計(jì)思路也缺乏創(chuàng)新。因此，學(xué)生興趣不大，僅僅程序化地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，沒有得到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練選題及形式不夠多元化

材料科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練選題比較單一，沒有涵蓋新材料設(shè)計(jì)及原理、熱處理工藝、學(xué)術(shù)論文及學(xué)科競賽等多個(gè)方面。且創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的指導(dǎo)形式仍是單一指導(dǎo)模式，容易造成疏忽和紕漏。

（四）青年指導(dǎo)教師經(jīng)驗(yàn)不夠，缺乏校企聯(lián)合的多元化指導(dǎo)

高校新進(jìn)青年教師大部分為博士畢業(yè)，一直在校園內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)和科研活動(dòng)，少有在企業(yè)工作或者合作研究的經(jīng)歷，因而缺少工程背景和工程實(shí)踐能力。并且，這部分教師博士畢業(yè)后直接從事教學(xué)工作，缺乏材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專門訓(xùn)練和工程實(shí)踐能力的培訓(xùn)，難以提煉創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練指導(dǎo)課題，也不能有效提高大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能。

二、材料科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐

針對(duì)當(dāng)前專業(yè)教育中學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的不足，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)開展了多元化的改革和實(shí)踐。如圖1所示，多舉措平行實(shí)施，優(yōu)化專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，改革人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)優(yōu)秀、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、實(shí)踐水平高，且具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的材料科學(xué)與工程專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才。

（一）健全創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系

在貼合高校教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，專業(yè)優(yōu)化、完善了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程設(shè)置。目前，針對(duì)大一到大三的學(xué)生，已經(jīng)開設(shè)了新生研討課、創(chuàng)新研修課、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課等系列課程。同時(shí)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育納入人才培養(yǎng)方案，貫穿專業(yè)教育和人才培養(yǎng)全過程，將專業(yè)知識(shí)傳授與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練有機(jī)融合，不斷深化工程科技拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)內(nèi)涵，促進(jìn)專業(yè)教師將最新優(yōu)秀科研成果及時(shí)凝練固化為課程教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的專業(yè)研發(fā)興趣和能力，為學(xué)生從事基于材料科學(xué)與工程專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)夯實(shí)基礎(chǔ)。

課程設(shè)置秉承了科學(xué)性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性的原則。首先，基于開展科技創(chuàng)新活動(dòng)的一般規(guī)律、普遍方法和創(chuàng)新理論，開設(shè)通識(shí)性的創(chuàng)新思維與方法課程，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、關(guān)注社會(huì)、發(fā)現(xiàn)問題、多角度思考的系統(tǒng)性思維能力，如新生研討課金屬基復(fù)合材料研究中的“道”與“術(shù)”、創(chuàng)新研修課新材料研發(fā)應(yīng)用典型案例與啟示等。其次，結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)前沿挑戰(zhàn)以及最新成果中的創(chuàng)新脈絡(luò)和典型技術(shù)，開設(shè)“專創(chuàng)融合”的創(chuàng)新思維與方法課程，培養(yǎng)學(xué)生基于專業(yè)的批判性思維和創(chuàng)造性思維能力，如創(chuàng)新研修課電子顯微分析技術(shù)及其在新材料研究中的應(yīng)用、石墨烯及其器件、芯片用熱沉材料、新材料的高通量制備和表征，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課殼聚糖生物材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等。第三，針對(duì)材料領(lǐng)域有重大影響的高水平賽事，圍繞相關(guān)賽事的宗旨目標(biāo)、參與流程、知識(shí)基礎(chǔ)、實(shí)用技能、實(shí)踐指導(dǎo)等環(huán)節(jié)開設(shè)競賽指導(dǎo)類課程，在高峰體驗(yàn)和挑戰(zhàn)自我中培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽指導(dǎo)與集訓(xùn)類課程材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽競賽指導(dǎo)等。通過健全的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系，系統(tǒng)提升學(xué)生的理論水平，培養(yǎng)其在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中所需要的素養(yǎng)和精神，激發(fā)研究興趣，啟發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

（二）學(xué)科競賽，激發(fā)興趣

學(xué)生參加學(xué)科競賽對(duì)于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)興趣、能力培養(yǎng)都具有重要意義。在參與材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)科競賽的過程中，涉及構(gòu)思設(shè)計(jì)、作品準(zhǔn)備、校內(nèi)初選、組委會(huì)篩選、現(xiàn)場答辯等環(huán)節(jié)。學(xué)生利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，通過查閱資料、課外閱讀、小組討論、向指導(dǎo)教師請(qǐng)教等方式，找出解決問題的方法，可以充分起到邏輯思維鍛煉和專業(yè)理論實(shí)踐的目的，其過程可以激發(fā)學(xué)生的興趣，是一種培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的實(shí)踐過程。并且，競賽題目也接近工程實(shí)際，做好競賽題目還可以培養(yǎng)學(xué)生具備解決一定復(fù)雜工程問題的能力，也符合工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的需求。

例如，專業(yè)一直鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加中國大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。學(xué)生通過參加此類競賽，夯實(shí)了材料科學(xué)和熱處理專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)化了提出問題、分析問題和實(shí)踐應(yīng)用解決復(fù)雜工程問題的能力，激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的興趣和動(dòng)力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的自主性，提升了自我成就感。同時(shí)，學(xué)生通過組團(tuán)參加比賽，鍛煉實(shí)踐、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作、組織管理能力，有助于培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神、勇于投身實(shí)踐的拔尖創(chuàng)新人才。

（三）校企合作，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

以校企合作為手段，發(fā)揮企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和高校知識(shí)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成產(chǎn)教結(jié)合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的外循環(huán)，擴(kuò)寬學(xué)生培養(yǎng)途徑。一方面，專業(yè)積極推進(jìn)卓越工程師計(jì)劃與工程領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計(jì)劃的有效實(shí)施，加強(qiáng)與行業(yè)、企業(yè)部門的協(xié)同合作，共同建設(shè)校外創(chuàng)新實(shí)踐育人平臺(tái)。同時(shí)，嘗試行業(yè)、企業(yè)參與學(xué)校的專業(yè)規(guī)劃、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)，聘請(qǐng)校外行業(yè)企業(yè)專家為本科生授課、提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)與評(píng)價(jià)，探索與行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制。

例如，專業(yè)長期與寧波江豐電子材料股份有限公司、齊齊哈爾濱翔科新材料有限公司等企業(yè)合作，在學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下，開展基于工程領(lǐng)軍人才的企業(yè)實(shí)習(xí)，為學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)和機(jī)會(huì)，為使其成為具有工程領(lǐng)導(dǎo)能力的高水平復(fù)合型人才創(chuàng)造環(huán)境和條件，著力培養(yǎng)知識(shí)豐富、綜合競爭力強(qiáng)的高素質(zhì)專門人才。同時(shí)，積極開展教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目的建設(shè)，擴(kuò)大實(shí)施深度，以項(xiàng)目支撐提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)質(zhì)量。

（四）強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力

圍繞創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，專業(yè)構(gòu)建了大一年度項(xiàng)目、大二和大三創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、大四畢業(yè)設(shè)計(jì)全鏈條、多層次的實(shí)踐培養(yǎng)體系，貫穿全年級(jí)、覆蓋全體學(xué)生。進(jìn)行基于案例、項(xiàng)目、任務(wù)等構(gòu)架下的實(shí)踐模式，由本科生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行科創(chuàng)訓(xùn)練和畢業(yè)設(shè)計(jì)選題，緊密聯(lián)系當(dāng)前行業(yè)和科技發(fā)展、充分結(jié)合學(xué)生科研深造或就業(yè)方向，探索探究式、研討式、開放式、問題導(dǎo)向式的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方法;學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)，自主進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，自主開展科學(xué)研究或工程實(shí)踐工作，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

同時(shí)，積極完善學(xué)生實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)。如圖2所示，專業(yè)逐步建成了國家級(jí)、省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家級(jí)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室等多級(jí)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)體系，為材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生提供了多元化創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)，豐富了學(xué)生的實(shí)踐途徑。加大力度建設(shè)虛擬仿真實(shí)踐項(xiàng)目（如晶體極射投影虛擬仿真項(xiàng)目、針對(duì)新材料與裝備關(guān)鍵構(gòu)件熱加工過程的三傳仿真平臺(tái)等），拓展實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度、延伸教學(xué)時(shí)間和空間、提升教學(xué)質(zhì)量和水平，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

圖2 學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)

三、實(shí)踐成效

通過以上措施，積極引導(dǎo)學(xué)生選修創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，參加學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練和校外企業(yè)實(shí)習(xí)，打造出專業(yè)師生共同參與、學(xué)習(xí)實(shí)踐結(jié)合、校企協(xié)同育人的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特色，有效地提高了材料科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。近5年，專業(yè)本科生利用豐富的材料科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)，獲得中國大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽特等獎(jiǎng)和一等獎(jiǎng)、教育部大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)年會(huì)“優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”一等獎(jiǎng)、中國大學(xué)生高性能復(fù)合材料科技創(chuàng)新競賽特等獎(jiǎng)和其他國家級(jí)競賽獎(jiǎng)勵(lì)共60余項(xiàng)，獲得了一批高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果（代表性成果如表1所示），成效明顯。

四、結(jié)束語

高校是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的主力軍之一，優(yōu)化專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、改革人才培養(yǎng)模式才能培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型專業(yè)人才。因此，將立德樹人作為教育教學(xué)根本任務(wù)、將深化優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為改革的途徑，這是目前材料科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。通過對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的探索，從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系、學(xué)科競賽、校企合作、實(shí)踐能力培養(yǎng)等角度出發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)，立足創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的可持續(xù)發(fā)展，才能有效提升專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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