材料類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的多角度不斷遞進的培養(yǎng)模式探索

摘要：面對未來高技術(shù)的競爭和挑戰(zhàn)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革作為高校教育改革的突破口，如何有效開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才能力培養(yǎng)工作成為本科高校有待解決的問題。本文圍繞如何培養(yǎng)新材料方向具有創(chuàng)新能力的專業(yè)人才、師資隊伍建設(shè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)平臺搭建、輔助體系構(gòu)建和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育機制構(gòu)建等方面構(gòu)建了實驗技能培養(yǎng)體系，探討了本科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才能力培養(yǎng)體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的實驗技能，有利于促進創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的培養(yǎng)和新材料領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新材料；創(chuàng)新型人才；實驗技能培養(yǎng)；高等教育

隨著科技革命的深入推進和全球化的不斷發(fā)展，創(chuàng)新能力已成為國家競爭力的核心要素。材料類專業(yè)作為科技創(chuàng)新的重要基石，其學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)直接關(guān)系到國家科技創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級［13］。因此，探索材料類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效模式，已成為高等教育面臨的重要課題。傳統(tǒng)的材料類專業(yè)學(xué)生往往被動地接受知識，缺乏主動探索和創(chuàng)新的機會，導(dǎo)致其創(chuàng)新能力得不到充分發(fā)展［4］。同時，隨著科技的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的不斷升級，傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式已難以適應(yīng)新的形勢和需求，急需進行改革和創(chuàng)新。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，探索新的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式尤為重要，多角度不斷遞進的培養(yǎng)模式就是在這樣的背景下應(yīng)運而生。該模式強調(diào)從多個角度、多個層面出發(fā)，逐步深入、遞進式地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力［5］。通過這種模式的培養(yǎng)，學(xué)生不僅能夠獲得扎實的專業(yè)知識和技能，還能夠具備獨立思考、勇于創(chuàng)新的精神和實踐能力，從而更好地適應(yīng)未來的社會和職業(yè)發(fā)展［6］。然而，目前關(guān)于材料類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的多角度不斷遞進的培養(yǎng)模式研究仍處于探索階段，缺乏系統(tǒng)的理論框架和實踐經(jīng)驗。因此，本研究旨在深入探索材料類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的多角度不斷遞進的培養(yǎng)模式，以期為高等教育改革和創(chuàng)新提供有益的參考和借鑒。

一、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)

（一）創(chuàng)新能力的構(gòu)成要素

（1）創(chuàng)新思維：創(chuàng)新思維是創(chuàng)新能力的核心，它涉及對已有知識的重新組合、對未知領(lǐng)域的探索以及對傳統(tǒng)觀念的挑戰(zhàn)。在材料類專業(yè)中，創(chuàng)新思維表現(xiàn)為學(xué)生敢于對材料性能、制備工藝等提出新的觀點和方法。

（2）實踐能力：實踐能力是將創(chuàng)新思維轉(zhuǎn)化為實際成果的關(guān)鍵。在材料類專業(yè)中，實踐能力包括實驗操作能力、數(shù)據(jù)分析能力、工程項目實施能力等。

（3）跨學(xué)科融合能力：材料科學(xué)涉及物理、化學(xué)、工程等多個領(lǐng)域，因此，跨學(xué)科融合能力是材料類專業(yè)創(chuàng)新的重要組成部分。學(xué)生需要具備將不同學(xué)科知識整合應(yīng)用于材料研究的能力。

（4）團隊合作與溝通能力：在材料類專業(yè)的創(chuàng)新活動中，團隊合作與溝通能力同樣重要。學(xué)生需要能夠與團隊成員有效溝通、協(xié)作，共同解決問題。

（二）創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理論依據(jù)

（1）創(chuàng)造力投資理論：該理論認(rèn)為創(chuàng)造力是由多個因素共同作用的結(jié)果，包括領(lǐng)域相關(guān)知識、創(chuàng)造性思維和動機等。在材料類專業(yè)中，教育者需要關(guān)注這些因素的協(xié)同發(fā)展，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源和實踐機會，激發(fā)他們的創(chuàng)新動機。

（2）元認(rèn)知理論：該理論強調(diào)學(xué)習(xí)者對自己學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和調(diào)節(jié)能力。在材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)中，元認(rèn)知能力的培養(yǎng)有助于學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，發(fā)現(xiàn)不足并制定改進策略，從而不斷提升創(chuàng)新能力。

二、國內(nèi)外材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

（一）國內(nèi)材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

近年來，我國高等教育在材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了顯著進步。國內(nèi)高校普遍重視實踐教學(xué)和科研訓(xùn)練，通過實驗室建設(shè)、科研項目支持、校企合作等方式，為學(xué)生提供了豐富的實踐機會和平臺。此外，許多高校還積極推動課程體系改革，增加創(chuàng)新課程和創(chuàng)新實驗，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。然而，目前仍然存在一些問題和挑戰(zhàn)［7］。一方面，部分高校對創(chuàng)新能力的理解尚不深入，僅停留在技能和知識的層面，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維和跨學(xué)科融合能力的培養(yǎng)；另一方面，創(chuàng)新教育資源分配不均，部分高校和地區(qū)缺乏足夠的創(chuàng)新實踐平臺和機會［8］。

（二）國外材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

國外在材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面積累了豐富的經(jīng)驗和成功案例，許多國外高校強調(diào)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，注重學(xué)生的主體性和主動性。他們通過實施問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)（PBL）、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新動力。同時，國外高校還非常重視科研訓(xùn)練和實踐教學(xué)，鼓勵學(xué)生參與科研項目和實驗室工作，培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力。此外，跨學(xué)科融合也是國外創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要特點之一，他們鼓勵學(xué)生選修不同領(lǐng)域的課程，以促進創(chuàng)新思維的發(fā)展。

（三）國內(nèi)外的比較與啟示

通過比較國內(nèi)外材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀，我們可以得到一些啟示。首先，國內(nèi)高校需要加深對創(chuàng)新能力的理解，從多個維度和層面出發(fā)，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力；其次，國內(nèi)高?？梢越梃b國外先進的教學(xué)方法和手段，如PBL、翻轉(zhuǎn)課堂等，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度；再次，加強科研訓(xùn)練和實踐教學(xué)，為學(xué)生提供更多的實踐機會和平臺；最后，促進跨學(xué)科融合也是提升創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果的重要途徑之一，國內(nèi)高?？梢怨膭顚W(xué)生選修不同領(lǐng)域的課程，加強學(xué)科交叉融合。

三、材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程體系與實踐教學(xué)優(yōu)化探討

（一）優(yōu)化課程體系，強化理論與實踐的結(jié)合

在材料類專業(yè)的課程設(shè)置中，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要先優(yōu)化課程體系，確保理論與實踐的緊密結(jié)合。具體而言，可以采取以下措施：

（1）增加實踐課程比重。適當(dāng)減少純理論課程的數(shù)量，增加實驗、實訓(xùn)、課程設(shè)計等實踐課程的比重，使學(xué)生有更多機會親身實踐，加深對理論知識的理解。

（2）整合課程內(nèi)容。對課程內(nèi)容進行整合和優(yōu)化，確保理論與實踐的連貫性和互補性。例如，在理論課程中加入實際應(yīng)用案例，或在實踐課程中引入相關(guān)理論知識，幫助學(xué)生建立理論與實踐之間的聯(lián)系。

（3）引入前沿技術(shù)和最新研究成果。及時更新課程內(nèi)容，引入前沿技術(shù)和最新研究成果，使學(xué)生能夠接觸到最新的知識和技術(shù)，激發(fā)其創(chuàng)新興趣。

（二）實踐教學(xué)：分析實驗、實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。實驗、實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠幫助學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實際情境中，提高其解決問題的能力。

（1）完善實驗教學(xué)體系。建立完善的實驗教學(xué)體系，包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實驗等多個層次。通過實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新思維能力。

（2）加強實習(xí)基地建設(shè)。與相關(guān)企業(yè)、研究機構(gòu)等建立穩(wěn)定的實習(xí)基地，為學(xué)生提供更多的實習(xí)機會。通過實習(xí)，學(xué)生可以深入了解材料類專業(yè)的實際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，為將來的創(chuàng)新活動打下堅實的基礎(chǔ)。

（三）科研訓(xùn)練：討論如何通過參與科研項目、發(fā)表學(xué)術(shù)論文等方式提升學(xué)生的科研能力

科研訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。通過參與科研項目、發(fā)表學(xué)術(shù)論文等方式，學(xué)生可以深入了解科研工作的流程和規(guī)范，提高其科研能力。

（1）鼓勵學(xué)生參與科研項目。設(shè)立科研項目基金，鼓勵學(xué)生自主申報或參與教師的科研項目。通過科研項目的實踐，學(xué)生可以鍛煉其獨立思考、解決問題的能力以及團隊協(xié)作精神。

（2）指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文。鼓勵學(xué)生將研究成果整理成學(xué)術(shù)論文并發(fā)表。通過論文的撰寫和發(fā)表過程，學(xué)生可以提升其學(xué)術(shù)素養(yǎng)和科研能力，同時也為其創(chuàng)新成果的傳播和推廣打下基礎(chǔ)。

（四）創(chuàng)新競賽：介紹如何利用創(chuàng)新競賽等平臺，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和實踐能力

創(chuàng)新競賽是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情和實踐能力的重要平臺。通過參加各類創(chuàng)新競賽，學(xué)生可以展示自己的創(chuàng)新成果并獲得認(rèn)可和鼓勵。

（1）組織校內(nèi)創(chuàng)新競賽。定期舉辦校內(nèi)創(chuàng)新競賽活動，為學(xué)生提供展示自己創(chuàng)新成果的機會。通過校內(nèi)競賽的選拔和推薦，可以鼓勵更多學(xué)生參與到更高層次的創(chuàng)新競賽中去。

（2）提供競賽指導(dǎo)和支持。為參賽學(xué)生提供必要的指導(dǎo)和支持，包括選題建議、技術(shù)指導(dǎo)、經(jīng)費支持等。通過教師的指導(dǎo)和支持，學(xué)生可以更好地準(zhǔn)備和參加競賽并取得更好的成績。

（五）導(dǎo)師制度：探討導(dǎo)師在指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新過程中的作用及如何優(yōu)化導(dǎo)師制度

導(dǎo)師在指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新過程中發(fā)揮著重要作用。優(yōu)化導(dǎo)師制度可以更好地發(fā)揮導(dǎo)師的作用并提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（1）選拔優(yōu)秀導(dǎo)師。選拔具有豐富科研經(jīng)驗和良好教學(xué)能力的教師擔(dān)任導(dǎo)師，優(yōu)秀導(dǎo)師可以為學(xué)生提供更好的科研指導(dǎo)和創(chuàng)新支持。

（2）建立導(dǎo)師評價機制。建立導(dǎo)師評價機制，對導(dǎo)師的指導(dǎo)工作進行定期評估和反饋。通過評價機制可以激勵導(dǎo)師更好地履行指導(dǎo)職責(zé)，并提高其指導(dǎo)效果。

（3）加強師生交流互動。鼓勵師生之間進行更多的交流互動，包括定期的研討會、座談會等形式。通過交流互動可以增進師生之間的了解和信任，并促進創(chuàng)新活動的順利開展。

四、材料類專業(yè)教學(xué)方法改革、教學(xué)資源整合及創(chuàng)新能力評價體系構(gòu)建

（一）教學(xué)方法改革建議

針對材料類專業(yè)的教學(xué)方法改革，以下是一些建議：

（1）引入問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)（PBL）。通過真實世界的問題或案例引入課程，使學(xué)生主動尋找答案，培養(yǎng)其問題解決能力和批判性思維能力。

（2）推行翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)課堂模式，讓學(xué)生在課前通過視頻、在線資源等進行自學(xué)，課堂上則進行深入的討論和實踐操作。

（3）加強項目式學(xué)習(xí)。組織學(xué)生進行小組項目，從實際問題出發(fā)，設(shè)計、實施并展示解決方案，強化團隊合作和實踐能力。

（4）鼓勵跨學(xué)科學(xué)習(xí)。開設(shè)跨學(xué)科課程，鼓勵學(xué)生選修其他領(lǐng)域的課程，培養(yǎng)其跨學(xué)科融合能力和創(chuàng)新思維。

（5）引入行業(yè)專家講座。定期邀請行業(yè)專家進行講座或工作坊，讓學(xué)生接觸前沿技術(shù)和行業(yè)動態(tài)，拓寬視野。

（二）教學(xué)資源整合

為創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供有力支持，需要整合校內(nèi)外教學(xué)資源，以下是一些策略：

（1）校內(nèi)資源整合。將圖書館、實驗室、研究中心等資源進行有效整合，形成統(tǒng)一的資源平臺，方便學(xué)生使用。

（2）校企合作。與企業(yè)合作建立實習(xí)基地、聯(lián)合實驗室等，共享技術(shù)和設(shè)備資源，為學(xué)生提供更多實踐機會。

（3）在線資源利用。利用MOOCs等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)選擇和學(xué)習(xí)路徑。

（4）校友資源挖掘。挖掘校友資源，建立校友聯(lián)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，為學(xué)生提供職業(yè)發(fā)展建議和人脈資源。

（三）評價體系構(gòu)建

構(gòu)建科學(xué)的創(chuàng)新能力評價體系是評估培養(yǎng)效果的關(guān)鍵，以下是一些建議：

（1）多元化評價。結(jié)合課程成績、實驗報告、項目成果、競賽表現(xiàn)等多個維度進行評價，全面反映學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（2）過程性評價。注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，如課堂討論、團隊合作、問題解決能力等，以評促學(xué)。

（3）創(chuàng)新性評價。重點評價學(xué)生的創(chuàng)新思維、實踐能力和跨學(xué)科融合能力，鼓勵其進行原創(chuàng)性研究和探索。

（4）反饋性評價。及時給予學(xué)生反饋，幫助他們了解自己的優(yōu)點和不足，并制訂改進計劃。

（四）多維度遞進培養(yǎng)模式的實施策略

多維度遞進培養(yǎng)模式旨在從多個層面和角度培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，以下是一些實施策略：

（1）基礎(chǔ)層培養(yǎng)。通過基礎(chǔ)課程和實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識和技能，為后續(xù)創(chuàng)新活動打下基礎(chǔ)。

（2）拓展層培養(yǎng)。通過跨學(xué)科課程、選修課程和實踐項目等，拓寬學(xué)生的知識面和技能領(lǐng)域，激發(fā)其創(chuàng)新思維。

（3）研究層培養(yǎng)。鼓勵學(xué)生參與科研項目、發(fā)表學(xué)術(shù)論文等，培養(yǎng)其科研能力和創(chuàng)新精神。

（4）競賽層培養(yǎng)。組織學(xué)生參加各類創(chuàng)新競賽，如“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)青春”等，提升其創(chuàng)新實踐能力和團隊協(xié)作能力。

（5）產(chǎn)業(yè)層培養(yǎng)。通過校企合作、實習(xí)實踐等方式，讓學(xué)生接觸實際產(chǎn)業(yè)環(huán)境，了解其需求和挑戰(zhàn)，為將來的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)做好準(zhǔn)備。

綜上所述，通過教學(xué)方法改革、教學(xué)資源整合和創(chuàng)新能力評價體系構(gòu)建等多方面的努力，我們可以實施多維度遞進培養(yǎng)模式，有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，為材料類專業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入新的活力。

結(jié)語

在材料類專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中，我們提出了一系列綜合策略，涵蓋了教學(xué)方法改革、教學(xué)資源整合以及創(chuàng)新能力評價體系的構(gòu)建。這些策略相互關(guān)聯(lián)、相互促進，共同構(gòu)成了多維度遞進培養(yǎng)模式的核心內(nèi)容。通過實施綜合策略，我們能夠有效地提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，推動材料類專業(yè)的持續(xù)發(fā)展。同時，這些策略也為我們提供了一個全面、系統(tǒng)的培養(yǎng)框架，有助于培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的優(yōu)秀人才，為社會的科技進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻。

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作者簡介：趙振新（1994—），男，漢族，山西太原人，博士，講師，研究方向：材料科學(xué)與工程。