材料專業本科生的創新能力培養

高校作為高等教育的主陣地，擔負著培養具有創新意識和創造能力人才的重要任務。材料科學與工程學科發展非常迅速，與人類社會的發展進步息息相關，其發展水平成為一個國家綜合實力的重要標志之一。同時，材料學科的內涵越來越豐富，面對新世紀的經濟發展需求，如何培養適應社會發展需要的具有創新能力的材料類專業高素質人才，也是很多高等院校亟待解決的問題。借鑒國內外各高校的經驗，結合本校的實際情況，筆者在教學方面針對材料類大學生創新能力的培養進行了研究和探索。

一、課程體系的優化

1.實現理論課與實踐環節的有機結合。理論教學是全面實施以培養創新精神和實踐能力為核心的素質教育的主陣地。我們充分發揮理論課堂主渠道作用，把創新教育的有關內容滲透到專業課堂的教學過程中去。同時，實踐教學環節也與之緊密、有機地結合在一起，二者相輔相成。

實踐環節主要包括社會實踐、實驗體系工程實踐和綜合訓練等。材料類專業學生可以通過物理實驗、化學實驗、電工電子實驗、材料分析測試技術實驗，對科學技術原理進行驗證和體會，也可以通過材料性能及制備實驗，對工程技術問題進行綜合實踐，為科學發現和技術創新提供訓練。恩格斯說:“人的智力是按照人如何學會改造自然而發展的。”能力是人在改造客觀世界的實踐中形成和發展的，所以實踐對創新能力的發展起到了至關重要的作用。

2.構建切實可行的工程教育體系。對于材料類專業學生，可以通過計算機輔助設計和機械零件課程設計，使其基本技能得到訓練和強化;通過金工實習和認識實習，使其對工程系統和要素有所實踐和了解;通過專業綜合訓練和畢業設計(論文)，使其獲取知識、運用知識的能力得到全面鍛煉和提高。此外，還要加強校內外實驗、實習基地建設，構建切實可行的工程教育體系。

3.增設選修課，拓寬專業知識面。加強大學生基礎教育外延拓展及構建合理的課程體系非常重要，高校應該增加選修課比重，允許學生跨校、跨系、跨學科選修課程，使學生依托一個專業，著眼于綜合性較強的跨學科訓練。這不僅可以優化學生的知識結構，為在某個專業深造做好準備，同時有利于發展學生的特殊興趣，使之能學有所長，以提高創新的積極性。

對于材料類專業學生，可以在公共基礎課中開設“經濟管理類”“文史哲與藝術類”等兩類課程;在學科基礎課中開設“材料與環境”;在專業課中開設“納米材料與納米技術”“材料科學發展史”。這樣可以使學生根據其興趣面，自主選擇相關課程，通過這些課程反映材料及其相關領域的最新發展狀況，從而達到拓寬專業知識面的目的。

4.改革重點課程的課堂教學。材料類專業的主干課程有:材料科學基礎、材料概論、材料研究與測試方法、固體物理、材料化學、材料物理等。重點對“材料科學基礎”“材料概論”“金屬熱處理原理”等主干課程的課程內容進行大幅度優化與整合。課程建設應以學生為中心，以學生自主學習和知識創新能力培養為主線，設置知識模塊和例題、習題。在教學手段上，主干課程全部實現多媒體教學。在教學方法中，雙語教學、互動式、研究式的教學方法應得以使用與推廣，變被動學習、傳統學習為主動學習、創新學習，使學生的外語水平、創新能力得到顯著提高。

二、理論教學體系的改革創新

掌握深厚扎實的文化知識和專業理論知識是進行創新的基礎和前提。教師在課堂教學中既要有目的、有意識地培養學生的創新能力，又要切實抓好專業理論知識的教學，努力擴展學生的知識面，拓寬學生的視野，為培養其創新能力打下堅實基礎。對于材料類專業學生，在課程設置中，強調材料科學的共性基礎，注重材料的制備、材料的表征、材料的性能、材料應用的基本理論、基本方法和基本實驗基礎，重視實踐能力和創新能力的培養，密切跟蹤材料科學與工程的發展趨勢。把材料學科基礎知識作為重要的理論教學內容，課程設置從學科式課程向整合式課程轉變，專業課程從中心地位向載體地位轉變，課程內容從以學科發展為中心向以培養學生為中心轉變，同時對參與學科科技活動、開展科學研究給予大力的支持，使學生的創新能力得以提升。

三、實驗與工程實踐體系的改革創新

1.改革實驗教學內容。實驗教學應盡可能地發揮學生的主觀能動性，有意識地培養他們獨立自主地展開科研活動的能力和素質。對于材料類專業學生，結合新型的系列化、模塊化的專業實驗教學體系，在現有實驗教學內容的基礎上增設與專業課程相關的實驗內容，開設綜合性、設計性、創造性實驗，主要在材料的組成、制備、性能和結構四個方面對學生進行系統訓練。此外，選拔部分三年級本科生開展“創新杯”活動，提前進入實驗室，參與教師的科研課題，培養學生的創新思維、實踐能力和團隊協作精神，為畢業論文的順利進行提供有力保證。

2.改革實驗教學方法。鼓勵學生進行小制作、小實驗、小發明、小創造活動。改變傳統的老師演示，學生練習的教學方法。鼓勵學生自己精心設計出與課程相關的實驗題目、實驗步驟、實驗工藝，分析實驗現象，總結實驗結果。多給學生動手操作的機會，推動學生創新能力的提高。

3.重視實驗室的建設。建設實驗室的標準應具有先進性、實用性和基礎性，從而達到基礎性和專業性的統一，形成專業基礎實驗與專業實驗的銜接。所有實驗室及其設備對全校師生開放，實驗設備不僅要滿足實驗教學的需要，還要面向科研的需要和學生的科技創新能力的培養。這些設備的服務內容主要有學生創新課題、自選科研課題、本科學生畢業論文實驗、教師科研實驗以及對外分析測試及實驗。探索新專業實驗室的管理運作模式，對實驗人員進行優化組合，對實驗耗材進行科學控制，即對該專業整個實驗教學體系進行整體優化，在專業實驗教學中強化學生的創新能力培養，并實現實驗室本身的高效良性運作。

4.加強校內外實踐教學基地的建設，進一步完善材料類專業學生的工程教育環境。在抓好本校實習、實訓中心建設基礎上，加強同哈爾濱焊接研究所、哈爾濱電機有限責任公司、哈爾濱鍋爐廠、哈爾濱汽輪機廠、哈爾濱量具刃具廠等企業的校企合作，把他們作為長期的校外實習基地，為學生的工程實踐訓練提供良好條件。

四、教學內容的改革創新

根據行業對材料類人才需求的變化，結合學科發展規律，將教學、人才創新培養模式與社會、經濟發展的需求相結合，將最新的工程、技術進展和需求引入教學課堂，強化學生面向社會的能力。大力充實基礎知識，更新基礎理論課教學內容，不斷拓寬學生視野，增加學科前沿知識，精簡傳統知識，減少基礎理論課教學的重復內容;重視實驗技能訓練，改進實驗課教學內容，重點體現內容的先進性、綜合性、實用性，在學時上采取壓縮、合并性質實驗，增加合成制備實驗;淡化專業方向，拓寬專業口徑，加強本學科課程教學。另外，有針對性的開展各層次的知識講座，例如:定期舉辦“材料科學進展”講座或專題報告，介紹材料科學的最新動態。建立素質教育基地，為學生創新能力培養創造條件。鼓勵學生較早地介入專業實驗室、介入教師的科研活動、接觸學科的前沿課題、激勵學生的學習積極性和創新意識。

五、教學方法、教學手段的改革創新

1.采取靈活多樣的教學方法。在課堂教學中，突出重點、精講多練，將基本知識體系講深講透，并積極啟發思維，增加討論。積極實行啟發式、引導式、問題式、討論式的教學方式，激發學生獨立思考和創新意識，切實提高教學質量;科學地安排課內外學時比例，給學生更多的自主學習和獨立思考的空間。通過安排部分內容自學、閱讀一些必要的參考書、撰寫小論文等形式，開闊學生的視野，引導學生提出問題，獨立思考、探索未知。

2.運用先進的教學手段。教學手段單一是制約高校大學生創新能力培養成效的重要因素。先進的教學技術是培養學生創新能力的有效途徑。改革教學手段，采用現代教育技術是實現教學目標、提高教學質量的有效途徑之一，也是教學體系現代化的重要標志之一。在教學活動中，應用和發展計算機輔助教學(CAI)技術，是提高教學效率，推動教學活動個性化法發展，實現開放性教學的需要。現代的可視化和多媒體技術對材料科學的研究和教學提供了直觀的手段，教師根據本專業的專業特色，通過收集素材進行多媒體課件制作，這已在材料類專業的教學中使用和推廣。

六、建立一支具有創新教育能力的師資隊伍

學生創新能力的培養與教師創新能力的高低密切相關，所以提高教師創新教育的能力有助于學生創新能力的發揮。首先，學校應為教師創造良好的工作環境，鼓勵和幫助教師創造性地進行教學。強化教師在創新教育上的積極表現，加強對教師創新教育理論的培訓。定期組織教師到各兄弟院校參觀學習，與其進行經驗交流，或邀請專家蒞臨指導，使教師開闊視野、拓寬思路。其次，對教師的創新教育進行一定的激勵，對其創新成果予以一定的物質和精神獎勵，為創新教育營造良好的氛圍。再次，學校還應根據實際情況實施創新人才引進機制，向社會公開招聘勇于創新的優秀人才。

七、結束語

由于培養模式要反映當代科學、社會、經濟和文化的發展，要與時俱進地不斷進行動態調整，所以大學生創新能力的培養也是一個不斷探索的過程。隨著時代的發展，創新能力的培養會被賦予新的內涵。大學生創新是國家創新體系重要的組成部分，高校應抓住發展機遇，確立現代的辦學理念和辦學特色，積極探索出適合未來社會發展需求的創造型人才的培養模式，從而培養出更多的具有創新能力的高素質人才，為國家的興旺發達和社會的發展進步做出更大貢獻。