工科背景下材料化学专业学生创新能力培养方式探索
刘辉+黄剑锋+殷立雄+李军奇+费杰
[摘 要]我国全面推进素质教育的重要内容是大学生创新能力培养。可以在广泛调研和探索的基础上，针对陕西科技大学材料化学专业学生的创新能力的培养，分别从专业培养方案的完善，综合实验基础平台建设和专业综合设计性实验，以及基础推优，提升学生创新能力培养与检验制度等几个方面，提出以基础训练——专业综合实验、重点培养——优秀本科生导师制、研究创新——大学生创新创业训练项目的三层次，一体化材料化学专业学生创新能力培养教学体系，以提高学生的创新能力，培养材料化学专业高素质复合型人才。
[关键词]创新能力;培养模式;大学生;材料化学
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）01-0140-02
材料化学专业是材料与化学等学科相互渗透而形成的交叉学科，主要是通过化学方法进行材料的制备表征及研究材料相关性能的一门学科，是材料科学与工程下的一个二级学科。[1] [2]陕西科技大学（原西北轻工业学院）材料化学专业成立于2005年，作为一所以轻工类工程专业为主，主要培养具有扎实工程实践能力的工程应用型人才的学校，材料化学专业从建立之初无疑也被深深的打上了工程背景的烙印，作为一个理科专业而授予毕业生工学学士学位。而近年来，随着中国高等教育从“专业教育”向“素质（创新教育）教育”观念的转变，以及对人才创新能力培养要求的逐步提高，以及愈来愈强烈的人才竞争，对大学生的素质提出了更高的要求，传统的人才培养模式已不能满足社会对创新型人才的需求。[3] [4]另一方面，随着近年来我校材料科学与工程学院教学科研型办学定位的确立，原有的以强调学生扎实专业基础知识的教学定位已不能满足现实应用型创新人才培养的时代要求。因此，如何使得材料化学专业人才培养与陕西科技大学在工程研究应用方面的一贯优势有机结合，更重要的是如何适应目前社会和经济发展对新形势下创新性人才的需求，使材料化学专业学生既具有坚实的数学和化学基础，又具有系统、扎实的材料科学以及材料化学基本理论与技术，同时还具有较强的科研创新能力是亟待解决的问题。
从新时期社会与经济发展对材料化学专业创新研发型人才的需求以及地方高校提高人才培养质量的关键点出发，重视实践和实验教学，加强学生研发和创新能力培养的改革，通过转变教育观念，加强实践教学改革;构建新的实践教学模式和实践教学体系;优化实践教学内容，重新构建实践教学课程体系，创造良好的实践教学条件及体系。加强实践性教学环节管理与实践，把学生学到的知识与创新实践活动相联系，使学生开拓创新的激情在实践性教学环节中得到历练和培养。[5]正所谓：授之以鱼，不如授之以渔。近年来，我校材料化学专业在广泛调研的基础上，以增强学生创新能力培养为目标，主要通过以下方式对工科背景下材料化学专业学生创新能力培养进行了探索。
一、完善材料化学专业培养方案，强化专业综合实验基础平台建设
以陕西科技大学2013年本科专业项目建设为契机，在原有专业综合实验的基础上，为进一步增强学生的创新能力培养，在专业建设项目进行的同时，有针对性的对培养方案中有关学生实践能力培养部分的内容进行调整和修改，在专业特色课程中引入讨论式教学方法，将现有与专业特色方向课程相关的设计性实验引入学生实践能力培养环节，在专业综合试验中新增与专业教师科研方向与成果相关的，具有自主性和创新性的综合实验内容，强化学生创新能力培养。
1.强化基础实验技能的训练。基础实验知识及基础实验技能是开展科学研究、科学创造的基础，也是学生创新能力培养的首要环节。在基础实验教学体系的运转过程中，重视学生对于基础实验知识的积累，重点突出实验原理和方法的共性，比较不同的实验方法，着重强化基础实验技能训练。
2.增强综合设计性实验体系的综合性。结合专业特色的专业方向，在专业综合实验中引入几个综合性强的实验。同时，形成一种循环体制，使综合设计性体系的实验内容随学科的发展而不断更新。
3.提升研究创新性实验体系的研究性。在模块化、方向性实验中引入教师科研中的研究性实验，使教师的科研和教学成果成为研究性实验的源泉，充实现有实验的研究性。通过研究性实验的训练，培养学生的研究能力和创新思维。
实验过程要高度重视学生的参与性和主动性，实践过程更要注重方法论、创造性科学思维的培养，积极引导学生发现，思考，创新，充分给学生留有自主思考的空间，从根本上摆脱以“教师”为中心，老传统的教学模式，从而提高学生的自主性和综合实践能力，培育学生探究能力及创新潜质。
二、以专业综合设计性实验为突破，探索材料化学专业学生创新能力培养方式
以学生的专业实验水平为基础，结合材料化学专业优秀本科生导师制，打破以专业基础课程成绩为选拔优秀本科生传统体制，采用具有较高科研素养的和实践能力的学生得到特殊培养的人才选拔和培养体制，培养学生的科研素养及创新能力，同时，可以采用优秀本科生导师制，运用这一教学过程中的主导作用及学生在学习过程中的主体作用，构建以学生创新能力培养为目标的新型教学过程，大胆探索材料化学专业学生创新能力培养方式。
1.鼓励教师在优秀本科生导师制教学过程中依托专业学科研究平台，以科研促进教学，应用于学生理论与实验教学体系中，保障了学生科学素养的培养以及创新思维和实践能力的提高。
2.创设学生研究能力梯度培养机制，让优秀本科生及早进课题组，进实验室。据学生的个人科研素质和兴趣，从二年级就选出一定数量的优秀本科生进入课题组，进入实验室，跟着老师开展科研训练;实施“基础研究训练-研究能力提升-创新思维引导”的梯度培养机制，探索“学以致用”、理论与实践的切入点，提升研究兴趣，培养科研创新的能力。
3.建立完善的优秀本科生选拔与淘汰制度，在学生选拔、分流淘汰、教学激励、专业导师、学业生涯规划等方面，建立完善的教学管理制度和学生管理制度，形成积极向上的学研氛围。
三、基础推优，提升学生创新能力培养与检验制度
以大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛等各类学科竞赛为平台，进一步提升材料化学专业学生创新能力培养。
1.建立大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”参与制度。在参与与申报以上项目的人员选拔过程中，优先考虑经过基础实验能力考查和优秀本科生导师制中具有较高科研素养和创新思维与实践能力的学生参与，并重点参考导师的意见，从而提高参与学生的整体素质。
2.以大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛为切入点，进一步强化和提升学生科研素质和科研素养。对参与以上项目和竞赛的学生进行重点培养，利用专业综合实验室，根据个人的兴趣爱好参与教师的科研项目，为大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”竞赛项目做铺垫。成立固定的科研小组，每个小组配备一名指导教师为科研小组提供技术上的指导和方向上的把握，通过具体的研究课题、自查资料、自拟实验方法进行探索性、创造性实验，进一步提升学生科研素养和研发能力。
3.通过大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛计划项目的参与，进一步提高学生自主创新思维和实践能力培养，进而以科研活动促进教学过程的自主参与程度，拓展学生基础理论学习的自主性和探索性，形成良好的教学、科研相互促进，共同发展的教学与学习模式。
深化本科教育教学的改革，实施科学多样化的人才培养模式，坚持“厚基础，重素质，扬个性，求创新”的育人理念，致力于培养基础扎实、知识面宽、综合素质高、具有创新思维和实践能力的应用型人才。经过几年的专业教学实践和改革，我校材料化学专业以学生科研兴趣和能力培养为主，实现学生由传统的“维持性学习”向“自主创新性学习”的转化，使教学活动真正建立在学生自主学习和主动探索的基础上，从而形成了有利于学生主体精神、创新意识和创新能力健康发展的，宽松的教学环境及新的教学体系。另外，通过多年来的探索与实践，逐步建立了以基础训练——专业综合实验、重点培养——优秀本科生导师制、研究创新——大学生创新创业训练项目的三层次，一体化材料化学专业学生创新能力培养体系，从而提高了学生的自主性和综合性实践能力，培育了学生的探究能力及创新潜质。经过今年的实践，我校已经取得了较好的成效，今后将不断加强改善。
[ 注 释 ]
[1] 易清风，申少华，小球裹，刘清泉，田莉.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[J].广东化工，2011（10）：174-175.
[2] 雷云玲.高等学校创新人才培养的主要问题与对策[J].四川理工学院学报（社会科学版），2008（23）：115-118.
[3] 周远清.大学素质教育：源头、基础、根本[J].中国大学教育，2014（5）：12-14.
[4] 陈传盛，夏清，刘其城，廖红卫，等.材料类本科生创新能力培养的探索与实践[J].科技创新导报，2014（8）：218-219.
[5] 周立亚，龚福忠，兰宇卫，等.构建研究型实验教学法，培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2011（5）：127-129.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]我国全面推进素质教育的重要内容是大学生创新能力培养。可以在广泛调研和探索的基础上，针对陕西科技大学材料化学专业学生的创新能力的培养，分别从专业培养方案的完善，综合实验基础平台建设和专业综合设计性实验，以及基础推优，提升学生创新能力培养与检验制度等几个方面，提出以基础训练——专业综合实验、重点培养——优秀本科生导师制、研究创新——大学生创新创业训练项目的三层次，一体化材料化学专业学生创新能力培养教学体系，以提高学生的创新能力，培养材料化学专业高素质复合型人才。
[关键词]创新能力;培养模式;大学生;材料化学
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）01-0140-02
材料化学专业是材料与化学等学科相互渗透而形成的交叉学科，主要是通过化学方法进行材料的制备表征及研究材料相关性能的一门学科，是材料科学与工程下的一个二级学科。[1] [2]陕西科技大学（原西北轻工业学院）材料化学专业成立于2005年，作为一所以轻工类工程专业为主，主要培养具有扎实工程实践能力的工程应用型人才的学校，材料化学专业从建立之初无疑也被深深的打上了工程背景的烙印，作为一个理科专业而授予毕业生工学学士学位。而近年来，随着中国高等教育从“专业教育”向“素质（创新教育）教育”观念的转变，以及对人才创新能力培养要求的逐步提高，以及愈来愈强烈的人才竞争，对大学生的素质提出了更高的要求，传统的人才培养模式已不能满足社会对创新型人才的需求。[3] [4]另一方面，随着近年来我校材料科学与工程学院教学科研型办学定位的确立，原有的以强调学生扎实专业基础知识的教学定位已不能满足现实应用型创新人才培养的时代要求。因此，如何使得材料化学专业人才培养与陕西科技大学在工程研究应用方面的一贯优势有机结合，更重要的是如何适应目前社会和经济发展对新形势下创新性人才的需求，使材料化学专业学生既具有坚实的数学和化学基础，又具有系统、扎实的材料科学以及材料化学基本理论与技术，同时还具有较强的科研创新能力是亟待解决的问题。
从新时期社会与经济发展对材料化学专业创新研发型人才的需求以及地方高校提高人才培养质量的关键点出发，重视实践和实验教学，加强学生研发和创新能力培养的改革，通过转变教育观念，加强实践教学改革;构建新的实践教学模式和实践教学体系;优化实践教学内容，重新构建实践教学课程体系，创造良好的实践教学条件及体系。加强实践性教学环节管理与实践，把学生学到的知识与创新实践活动相联系，使学生开拓创新的激情在实践性教学环节中得到历练和培养。[5]正所谓：授之以鱼，不如授之以渔。近年来，我校材料化学专业在广泛调研的基础上，以增强学生创新能力培养为目标，主要通过以下方式对工科背景下材料化学专业学生创新能力培养进行了探索。
一、完善材料化学专业培养方案，强化专业综合实验基础平台建设
以陕西科技大学2013年本科专业项目建设为契机，在原有专业综合实验的基础上，为进一步增强学生的创新能力培养，在专业建设项目进行的同时，有针对性的对培养方案中有关学生实践能力培养部分的内容进行调整和修改，在专业特色课程中引入讨论式教学方法，将现有与专业特色方向课程相关的设计性实验引入学生实践能力培养环节，在专业综合试验中新增与专业教师科研方向与成果相关的，具有自主性和创新性的综合实验内容，强化学生创新能力培养。
1.强化基础实验技能的训练。基础实验知识及基础实验技能是开展科学研究、科学创造的基础，也是学生创新能力培养的首要环节。在基础实验教学体系的运转过程中，重视学生对于基础实验知识的积累，重点突出实验原理和方法的共性，比较不同的实验方法，着重强化基础实验技能训练。
2.增强综合设计性实验体系的综合性。结合专业特色的专业方向，在专业综合实验中引入几个综合性强的实验。同时，形成一种循环体制，使综合设计性体系的实验内容随学科的发展而不断更新。
3.提升研究创新性实验体系的研究性。在模块化、方向性实验中引入教师科研中的研究性实验，使教师的科研和教学成果成为研究性实验的源泉，充实现有实验的研究性。通过研究性实验的训练，培养学生的研究能力和创新思维。
实验过程要高度重视学生的参与性和主动性，实践过程更要注重方法论、创造性科学思维的培养，积极引导学生发现，思考，创新，充分给学生留有自主思考的空间，从根本上摆脱以“教师”为中心，老传统的教学模式，从而提高学生的自主性和综合实践能力，培育学生探究能力及创新潜质。
二、以专业综合设计性实验为突破，探索材料化学专业学生创新能力培养方式
以学生的专业实验水平为基础，结合材料化学专业优秀本科生导师制，打破以专业基础课程成绩为选拔优秀本科生传统体制，采用具有较高科研素养的和实践能力的学生得到特殊培养的人才选拔和培养体制，培养学生的科研素养及创新能力，同时，可以采用优秀本科生导师制，运用这一教学过程中的主导作用及学生在学习过程中的主体作用，构建以学生创新能力培养为目标的新型教学过程，大胆探索材料化学专业学生创新能力培养方式。
1.鼓励教师在优秀本科生导师制教学过程中依托专业学科研究平台，以科研促进教学，应用于学生理论与实验教学体系中，保障了学生科学素养的培养以及创新思维和实践能力的提高。
2.创设学生研究能力梯度培养机制，让优秀本科生及早进课题组，进实验室。据学生的个人科研素质和兴趣，从二年级就选出一定数量的优秀本科生进入课题组，进入实验室，跟着老师开展科研训练;实施“基础研究训练-研究能力提升-创新思维引导”的梯度培养机制，探索“学以致用”、理论与实践的切入点，提升研究兴趣，培养科研创新的能力。
3.建立完善的优秀本科生选拔与淘汰制度，在学生选拔、分流淘汰、教学激励、专业导师、学业生涯规划等方面，建立完善的教学管理制度和学生管理制度，形成积极向上的学研氛围。
三、基础推优，提升学生创新能力培养与检验制度
以大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛等各类学科竞赛为平台，进一步提升材料化学专业学生创新能力培养。
1.建立大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”参与制度。在参与与申报以上项目的人员选拔过程中，优先考虑经过基础实验能力考查和优秀本科生导师制中具有较高科研素养和创新思维与实践能力的学生参与，并重点参考导师的意见，从而提高参与学生的整体素质。
2.以大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛为切入点，进一步强化和提升学生科研素质和科研素养。对参与以上项目和竞赛的学生进行重点培养，利用专业综合实验室，根据个人的兴趣爱好参与教师的科研项目，为大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”竞赛项目做铺垫。成立固定的科研小组，每个小组配备一名指导教师为科研小组提供技术上的指导和方向上的把握，通过具体的研究课题、自查资料、自拟实验方法进行探索性、创造性实验，进一步提升学生科研素养和研发能力。
3.通过大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛计划项目的参与，进一步提高学生自主创新思维和实践能力培养，进而以科研活动促进教学过程的自主参与程度，拓展学生基础理论学习的自主性和探索性，形成良好的教学、科研相互促进，共同发展的教学与学习模式。
深化本科教育教学的改革，实施科学多样化的人才培养模式，坚持“厚基础，重素质，扬个性，求创新”的育人理念，致力于培养基础扎实、知识面宽、综合素质高、具有创新思维和实践能力的应用型人才。经过几年的专业教学实践和改革，我校材料化学专业以学生科研兴趣和能力培养为主，实现学生由传统的“维持性学习”向“自主创新性学习”的转化，使教学活动真正建立在学生自主学习和主动探索的基础上，从而形成了有利于学生主体精神、创新意识和创新能力健康发展的，宽松的教学环境及新的教学体系。另外，通过多年来的探索与实践，逐步建立了以基础训练——专业综合实验、重点培养——优秀本科生导师制、研究创新——大学生创新创业训练项目的三层次，一体化材料化学专业学生创新能力培养体系，从而提高了学生的自主性和综合性实践能力，培育了学生的探究能力及创新潜质。经过今年的实践，我校已经取得了较好的成效，今后将不断加强改善。
[ 注 释 ]
[1] 易清风，申少华，小球裹，刘清泉，田莉.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[J].广东化工，2011（10）：174-175.
[2] 雷云玲.高等学校创新人才培养的主要问题与对策[J].四川理工学院学报（社会科学版），2008（23）：115-118.
[3] 周远清.大学素质教育：源头、基础、根本[J].中国大学教育，2014（5）：12-14.
[4] 陈传盛，夏清，刘其城，廖红卫，等.材料类本科生创新能力培养的探索与实践[J].科技创新导报，2014（8）：218-219.
[5] 周立亚，龚福忠，兰宇卫，等.构建研究型实验教学法，培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2011（5）：127-129.
[责任编辑：钟 岚]
