王振军 李辉 俞鹏飞 陈华鑫
摘要：本文结合材料类大学生特点，提出了大学生创新能力培养的新举措，主要包括结合本科生拔尖创新人才培养计划，提高学生创新意识；与课外科技活动紧密结合，提高学生创新能力；改革教学方法，增强实验教学，培养学生综合素质；强化专业基础，结合专业实践，加强学生感性认识；教学相长，互相结合，增加教师和学生科研成果；等等五个方面，对于提高材料类大学生创新能力具有参考价值。
关键词：材料类；本科生；创新能力；培养；新举措
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）39-0048-03
一、前言
随着材料发展的日新月异，材料学科的大学生更应具备较强的创新能力。如何加强大学生创新能力培养在材料类本科教育过程中非常关键。这就要求学生通过对材料的研究和开发，用现有知识获得未知的知识，利用已知的知识解决未知的实际问题，养成良好的创新习惯；培养和提高大学生的创新意识和创新能力，营造宽松的学术讨论气氛，使学生能够通过良好的学术氛围相互鼓励学习，共同进步。
长安大学材料科学与工程学院（以下简称学院）集合了材料类的多个专业，可结合新型材料的研究与开发，提高学生的创新能力。因此，本文结合学院的材料类本科生拔尖创新人才培养制度，利用“挑战杯”科技大赛、新材料设计大赛等平台，改变以往的传统教学方法，注重凸显学生个性，以培养学生为基本，着重提高学生的自我发展能力，积极鼓励学生的创新思维，具体措施如下。
二、结合本科生拔尖创新人才培养计划，提高学生创新意识
2011年学院开始实行本科生拔尖创新人才培养制度，具体工作流程见图1。本计划原则是根据学生的个人发展规划、科研兴趣、公平竞争、有序发展，由学生工作办公室根据《长安大学学生综合测评实施办法》按学生实际情况测算出每个学生的综合测评成绩，成绩优秀的学生（综合测评成绩排名一年级为前10%，二年级为前20%，三年级为前30%，智育成绩无不及格）根据自己的愿望选择导师。
导师为科学研究创造了条件，引导学生进行学习和研究训练，使学生积极参与和体验科学研究，引导他们树立正确的科学态度，掌握科学研究的基本方法，初步形成创新思维，具体工作为：（1）制订培养计划：导师根据每位学生的实际情况制订培养计划，如定期的读书计划、实验计划、论文计划等。（2）论文选题、制订研究计划和写作提纲：学生在导师的指导下确定论文选题、制订研究计划和写作大纲，阅读学术文献、熟悉研究领域；根据要求，在规定时间内完成学生学年论文、实习报告、毕业论文评价。（3）科研活动：引导学生进入实验室，学习和接受科学研究的训练，使学生拥有完整和科学的研究经验，令其在科研训练中树立正确的科研态度，初步掌握科学研究方法，形成科学的研究思维；引导学生参与本人所在研究小组的实践和研究，培养学生的科学研究意识以及创新思维和动手能力，鼓励学生积极参与科研活动并撰写学术论文。
项目组配合高校创新人才培养方案，指导了优秀本科生，提出研发的新材料，如高性能冷再生混合料、隧道防火涂料、高性能陶瓷材料、储氢功能材料、道路融雪材料、石墨烯材料等。通过拔尖创新培养计划，本科生在项目组教师的指导下参与科学研究项目，接触学科前沿，激发了自身的主观能动性，培育了思维上的创新，增强了能力上的创新，受到了学院的表彰。专任教师的主导地位与学生的主体作用在拔尖人才培养计划中得到了充分发挥，激发了大学生创新思维和创新意识，将学校优秀的资源赋予本科生充分利用，使材料科学与工程学院本科教育教学质量得到了极大的提高。
三、紧密结合课外科技活动，锻炼学生创新能力
通过课外科技活动能够有效地检验学生综合运用所学理论解决实际问题的能力，同时课外科技活动也能增加学生的自主学习兴趣。结合材料专业的大学生课外科技创新工作，项目组成员积极指导本科生课外科技创新活动，认真仔细制定相关研究课题，并根据每个学生理论基础掌握情况、个人兴趣爱好等进行分层指导。课题内容结合了专业基础理论与材料研究两个方面，使得课题具有一定难度和深度，又具有科研创新的可行性。
鼓励学生结合新材料开发，积极参加教师的科研课题，或者参加学校组织的科技竞赛活动，如创新性实验、挑战杯大赛、新材料设计大赛等，并选派教师指导。鼓励学生承担科技项目，定期指导并检查学生的科技活动，锻炼学生的创新毅力和责任感。通过课外科技活动，参与课题的学生应积极主动阅读文献，培养自身查阅文献的能力和自主学习的能力，增强了同学间的协调合作精神并培养了学生独立的思维能力。大学生对材料专业的兴趣通过科研活动大大提升，参与人数不断增加，使得材料专业的大学生对课外科技活动的认知度和认同度大幅度提升，提高了学生的创新意识。
四、改革教学方法，加强实验教学，培养学生综合素质
针对材料专业特点，教学模式以讨论方式进行，重点讲授材料的制备工艺、性能特点及工程应用，让学生在思考中理解所学知识，加深学生印象，培养学生的科学创新精神。每一部分讲授结束后，教师提出一些问题，安排学生针对这些问题课后进行准备，先分组讨论，然后到课堂上或在自习辅导时间进行相同组别的讨论，就问题进一步讨论，针对讨论产生的问题，教师布置新的讨论问题，最后进行讨论问题的总结，让同学书写讨论报告和课后作业，加强对讨论内容的理解和深入，具体步骤见图2。
此外，增强实践环节，使学生操作能力提高，培养学生的创新精神。课程教学工作充分结合学生所学的材料专业特点，结合新材料开发和实验教学，改革教学方法，引导学生创新；新材料开发与实验室教学相结合。项目组艾涛副教授长期从事本科生实验的教学工作，革新了实验教学的方法和内容，设计了综合性实验，强调学生的动手能力（图3），编写了新的《无机非金属材料工程专业实验教学大纲》，减少验证实验，增加综合型、设计型实验，为教师和学生的交流创造更多的机会，培养了学生的动手动脑能力，增强了学生独立思考的能力并开发了学生的创新思维。另外，项目组在任教课程考试中注重所学知识与试验操作能力的结合，理论与实践并重，着重测试学生在理解、掌握、结合运用所学知识解决问题的综合能力和实践能力，在承担的课程如《道路工程材料》、《工厂设计概论》和《新型功能材料》等课程考试卷面内容中包含了基础理论和材料综合应用等方面，凸显对学生综合能力的要求。
五、强化专业基础，结合专业实践，加强学生感性认识
项目组在教学过程中重视学生专业基础知识教学和学生基础能力的培养，根据教学指导委员会工作安排，举行了无机非金属材料基础知识竞赛选拔，促进了学生对基础知识掌握，丰富了材料学科的知识内涵。项目组组织学生参加了教育部无机非金属材料教学指导委员会主办的第一届全国高校无机非金属材料基础知识竞赛（图4）。本次竞赛由济南大学承办，西安建筑科技大学、华南理工大学、武汉理工大学和南京工业大学协办，题目以无机非金属材料教学指导委员会制定的专业规范为基础，重点考察专业规范中界定的基础课程核心知识点，全国56所高校的84支代表队近300人参加。项目组指导了一支代表队参加，经过必答题和抢答题的激烈竞争环节，最终获得优秀奖。无机非金属材料基础知识竞赛每两年举办一次，对学生交流和大学生基础知识提高起重要作用。
另外，材料认识和生产实习是培养材料专业本科生在实际工程中实践能力的关键所在。通过实习，可使学生获得材料生产管理知识、材料知识的感性认识、各类材料的工艺流程基本概念等，使学生综合素质得到提高。因此，应重视材料专业学生认识实习这一环节。项目组将教学过程与认识实习和生产实习紧密结合，增强学生对材料的整体认识，培养创新能力。
材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业的认识实习的时间安排在大二的下学期，在进行专业基础课程教学之前，使学生对本专业的学习有一个基本的认识。实习内容安排、人员数量、教学计划的安排以及实习费用的支出均会影响实习时间的长短，认识实习的深入性和效果也与实习时间密切相关。教学计划规定的实习时间是一周，时间较短，因此，根据实习目的和教学内容，确定该专业学生的认识实习内容为新型功能材料厂中新材料的认知，学生们普遍反映内容充实，时间紧凑，能够将书本所学材料知识与实际相结合，达到了实习的要求。学生通过认识实习和生产实习，把自己的课堂所学与实际应用相结合，不断提高自己的实践技能和创新能力。
六、教学相长，互相结合，增加教师和学生科研成果
从事材料类教学的教师一直坚持将理论研究和实践工作相结合，材料类大学生课外科技活动迅速发展，学生高度认同课外科技活动并积极参与到活动中去，且在课外科技活动中硕果累累，同时大大提高了学院教师的科研创新水平。另外，材料类专业的大学生依托学院的拔尖创新人才培养制度对所学专业产生了浓厚的兴趣。在指导教师的悉心指导下，共指导学生类相关科技竞赛项目立项10余项，有30多名同学参加，发表论文7篇，参与申请国家专利3项；学生在国家专利申请、中英文科研论文写作等方面获得了很大的提高；部分毕业生因课外科技成果突出和创新能力强被免试保送同济大学、西安交通大学等著名大学攻读研究生，或毕业后赴国外攻读研究生，他们的科研能力得到了教师的肯定。
七、结语
以新材料开发为载体，结合本科生拔尖创新人才培养计划，紧密结合课外科技活动，改革教学方法，加强实验教学，强化专业基础，结合专业实践，教学相长，塑造了大学生科学研究的创造性思维，提高了大学生科学研究的创新性能力。
然而，材料类部分大学生的创新能力仍需继续提高，因为许多大学生满足于现状，自己缺乏创新能力提高的信心；有些学生也想提高创新能力，但不知道从何做起。这就需要通过具体的措施，进一步对其加强培养和锻炼。另外，大学生学生创新能力的培养还有很长的路要走，而且是一个漫长且无规律的过程，建议政府和高校在“大众创业、万众创新”的国家战略指引下，加强大学生创新能力培养，提高大学生的创新能力。
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