面向需求的材料學科創(chuàng)新人才培養(yǎng)設(shè)計＊

劉龍飛，唐果寧，顏建輝

(湖南科技大學機電工程學院，湖南湘潭411201)

人才培養(yǎng)受社會科技、經(jīng)濟、政治和文化發(fā)展的影響，尤其是經(jīng)濟發(fā)展的影響。在經(jīng)濟發(fā)展的不同階段，對人才培養(yǎng)有著不同的需求。當前，為保持我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)快速發(fā)展，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)需要進行戰(zhàn)略性調(diào)整。隨之而來，新的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)過程對勞動者的知識結(jié)構(gòu)、工作能力和勞動素質(zhì)提出了新的要求［1］。材料是人類文明與社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料科學與制備技術(shù)的發(fā)展是技術(shù)革新的先導，更是新技術(shù)發(fā)展主導的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵，是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱之一。世界各國在科學研究、產(chǎn)業(yè)政策、教育和人才培養(yǎng)等方面對材料學科給予了重點支持、優(yōu)先發(fā)展的政策。面對我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整對人才的需求，材料學科專業(yè)人才的培養(yǎng)同時肩負著為經(jīng)濟發(fā)展提供高素質(zhì)技術(shù)人才和為學科發(fā)展培養(yǎng)科學家的雙重任務。為順應這一新形勢的要求，發(fā)展面向需求的新時期材料專業(yè)本科教育，培養(yǎng)本科層次的技術(shù)應用型人才和初級學術(shù)型人才成為了新的教育理念和培養(yǎng)目標。

一 科技和經(jīng)濟發(fā)展對材料專業(yè)人才素質(zhì)的基本要求

材料科學既是基礎(chǔ)科學，又是新技術(shù)發(fā)展的先導;因此材料學科教育需要培養(yǎng)適應現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展需要的高級技術(shù)人才和保持技術(shù)不斷更新的科學人才，尤其是創(chuàng)新型人才。材料科學能否滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和科技進步的需要，取決于該學科的改革及建設(shè)能否獲得成功，尤其是人才培養(yǎng)理念的轉(zhuǎn)變。總體來說，面向需求的材料學科專業(yè)創(chuàng)新人才應該具備以下基本素質(zhì):

1.具備正確的價值觀

人才必須具有“真理至上”的價值取向，樹立“唯實惟新、至誠致志”的求真務實精神。對現(xiàn)存的材料科學基本原理和基礎(chǔ)理論，不是不假思索地接受和執(zhí)行，而是持探究的態(tài)度，多問幾個為什么;并且借助實驗技術(shù)的發(fā)展，以更加嚴格謹慎的態(tài)度去驗證;由存惑進而求解，由求解進而求發(fā)展，在發(fā)展的驅(qū)動下實現(xiàn)有所創(chuàng)新。在人類社會進步和科學技術(shù)發(fā)展過程中，每次有重大意義的發(fā)現(xiàn)，大都是由存惑進而求解發(fā)展而來的，是因?qū)Α白蠲黠@的東西”和不引起注意的現(xiàn)象產(chǎn)生疑惑開始的，才產(chǎn)生了對基礎(chǔ)理論或原理在某種程度或某一方面的發(fā)展。在這些創(chuàng)新活動的實施過程中，很容易遭到原有信奉者的反對。人才只有具備正確的價值觀，才能堅持實事求是的科學態(tài)度，具有追求真理和實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的勇氣。

2.具備合理的知識結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，材料科學人才的培養(yǎng)，需要具備比較完整和縝密的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)了解包括自然科學和人文社會科學的基礎(chǔ)知識，并掌握其中相關(guān)性強的部分。科學的發(fā)展都是建立在對已有知識創(chuàng)新和綜合運用的基礎(chǔ)之上的，要培養(yǎng)某一學科或?qū)I(yè)方面的創(chuàng)新人才，必須具備與該學科或?qū)I(yè)相對應的綜合知識和寬泛的相關(guān)學科知識，了解本學科有關(guān)的前沿性知識。對于材料專業(yè)來說，具體包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等材料領(lǐng)域的科學與工程方面較寬的基礎(chǔ)知識，能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能等領(lǐng)域從事科學研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、技術(shù)改造及經(jīng)營管理等方面工作的初級學術(shù)型或高級技術(shù)型人才。

3.具有探究新事物的濃厚興趣

興趣是驅(qū)動科學技術(shù)發(fā)展的強大動力之一，在對自然現(xiàn)象和現(xiàn)有理論興趣的驅(qū)動下，人才能主動產(chǎn)生積極的思考，并付諸行動;這種主動積極的思維和行動，常常能使人處于興奮的狀態(tài)，使人在行動過程中高度地專注它，并對這個過程中的一切現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)變得更加敏感和迅速，反過來驅(qū)動他對其進一步進行鉆研和探索。在興趣驅(qū)動下的思維專注和鉆研活動能誘發(fā)靈感的產(chǎn)生，使人的創(chuàng)造力突然達到超水平發(fā)揮狀態(tài)［2］。如由于極度專注，俄國化學家門捷列夫在夢中完成了反映元素間關(guān)系的元素周期表;阿基米德在洗澡時提出了阿基米德定律。其次，在興趣的驅(qū)動下，人才在探索和行動過程中為了解決困難而加強相關(guān)知識的學習，從而易形成寬厚而又獨特的知識結(jié)構(gòu)，幫助人才實現(xiàn)創(chuàng)新過程和創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。

4.具備創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的能力

創(chuàng)新人才的創(chuàng)新活動過程，也是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，而發(fā)現(xiàn)問題和解決問題都離不開敏銳的觀察能力和思維創(chuàng)新。敏銳的觀察能力可以使人才在創(chuàng)新過程中迅速地獲得全面準確的第一手材料，觀察到新現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)新問題。具備創(chuàng)造性思維的人常以有準備的頭腦去觀察事物，關(guān)注客觀事物的差異性、特殊性，思考感興趣的問題。進而為了完全事物發(fā)展的過程，擅于運用創(chuàng)造性的想象或縝密的邏輯思維來假定空缺的事實，然后利用各種方法和手段來檢驗和修正這種想象，找出正確的客觀規(guī)律。

5.具備百折不饒的心理和身體素質(zhì)

在新事物的探究過程中，往往會遇到各種矛盾和干擾，需要人才在困難面前具有勇往直前的勇氣和不達目的不罷休的毅力，在失敗時不泄氣、不退宿，不屈不撓，能夠經(jīng)受住身體上的磨難和精神上的挫折，始終如一地朝著既定目標前進。如發(fā)明家愛迪生在經(jīng)歷了7 600次失敗終于成功地發(fā)現(xiàn)了一種既經(jīng)濟又耐用的鎢絲作為燈絲材料，并沿用至今;正是這種對新事物探究的堅持和屢敗屢戰(zhàn)的堅忍不拔的精神，成就了他的2 000余項發(fā)明，成為了有史以來最偉大的發(fā)明家。除良好的心理素質(zhì)外，還需具備健碩、機警和忍耐力強等身體條件，健康的身體是人才全面發(fā)展、堅持創(chuàng)新活動和克服重重困難后獲得成功必不可少的重要條件。

二 面向需求的材料學科專業(yè)人才培養(yǎng)模式設(shè)計

科學進步和經(jīng)濟發(fā)展對人才具備的素質(zhì)既有共同之處，又有差異，尤其知識結(jié)構(gòu)的差異。一方面，科學的發(fā)展需要人們不斷開辟新領(lǐng)域、探究新知識和發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律等一切未知的東西，需要培養(yǎng)一些致力于認識世界、發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律、建立科學原理為己任的學術(shù)型人才，這類人才的通常特征表現(xiàn)為與社會實踐、實際應用的關(guān)系不直接、不緊密。但是其建立的科學原理卻是新技術(shù)開發(fā)和發(fā)展的理論基礎(chǔ)，沒有這些科學原理的發(fā)現(xiàn)就談不上技術(shù)進步和新技術(shù)的出現(xiàn)，對材料科學來說尤其如此。另一方面，經(jīng)濟的發(fā)展需要生產(chǎn)效率的提高和新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，主要體現(xiàn)為技術(shù)進步和新技術(shù)的出現(xiàn)。這類人才需要具有將科學原理演變?yōu)楣こ淘砘蚬ぷ髟怼⒒驅(qū)⒐こ淘砘蚬ぷ髟磙D(zhuǎn)化為具體的設(shè)計或方案、或?qū)⒃O(shè)計或方案轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品的能力。面向科學進步和經(jīng)濟發(fā)展的不同需求，需要重新設(shè)計相應的人才培養(yǎng)模式。設(shè)計的基本原則是:獲得基本德育素質(zhì)、智育素質(zhì)和體育素質(zhì)，分別培養(yǎng)具有扎實材料學科基礎(chǔ)理論的科學人才和材料工程技術(shù)及應用的實踐型人才。具體來說，面向需求的材料學科專業(yè)人才培養(yǎng)模式主要包括以下幾個方面:

1.人才培養(yǎng)中的學生主體地位

為了讓學生在有限的時間內(nèi)了解和掌握相關(guān)專業(yè)知識，具備使用所學知識解決問題的能力，教師的引導是不可缺少的，但并不等于說教師在人才培養(yǎng)過程中占主體地位。教師的主要作用是引導和激發(fā)學生學習的主觀能動性和積極性，引導學生如何開展專業(yè)知識的學習，如何將理論知識和實際應用聯(lián)系起來。將“灌輸式”的課堂教學過程轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生自主的學、用和創(chuàng)新。幫助學生了解所學專業(yè)的背景，激發(fā)其對將要從事專業(yè)的興趣，發(fā)揮學生在專業(yè)學習和知識利用中的主體作用。通過讓學生盡早走進實驗室、了解工業(yè)生產(chǎn)和創(chuàng)新實踐，從事創(chuàng)新活動的學習與實踐活動，以激發(fā)學生的學習興趣和主動性，重點培養(yǎng)其從事創(chuàng)新活動的能力。中國有句古話叫“人各有志”，加上個人的成長背景、受教育方式和興趣愛好等方面差異較大，以及社會對人才的需求的多樣化，需要確立以學生為中心的“個性化”人才培養(yǎng)。努力改善教學方式和課程體系，讓學生有更多發(fā)揮個性的機會，充分調(diào)動學生學習的主動性、積極性和潛力，以利于實施“個性化”教學的人才培養(yǎng)方式，提高大學生自學能力、獨立解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

2.培養(yǎng)創(chuàng)新人才必須具備的基本素質(zhì)

鼓勵學生積極參與到校內(nèi)、產(chǎn)學研基地和社會舉辦的各種實踐活動，以提高他們對社會的認知和辨別的能力，引導他們進行運用所學知識于科學研究和技術(shù)開發(fā)的活動。逐步擴大學生對專業(yè)知識構(gòu)成和相應課程學習的選擇自由，體現(xiàn)學生學習的主體地位，引導他們形成“個性化”的知識結(jié)構(gòu)。開設(shè)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)密切相關(guān)的課程，提高人才學習和創(chuàng)新活動方法，培養(yǎng)和提升其創(chuàng)新思維，培養(yǎng)和鍛煉創(chuàng)新能力。或者舉辦創(chuàng)新與實踐專題講座，成立大學生創(chuàng)新活動社團，可望在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力方面產(chǎn)生積極的影響。其次，注重在教學過程中將學生的發(fā)散思維和聚合思維培養(yǎng)相結(jié)合，將直覺思維和邏輯思維相結(jié)合，將想象能力與創(chuàng)新實踐相結(jié)合;既激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題的興趣，又提升其解決問題的能力，激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。科學的人才觀和重用年輕人才是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的又一關(guān)鍵所在，重視和起用新人是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和鼓勵創(chuàng)新的又一重要手段，有助于引導學生形成正確的價值觀，形成獨立思考和自主學習意識，樹立崇高的理想，從而成為具有優(yōu)秀道德品質(zhì)、寬厚的知識結(jié)構(gòu)和健康體魄的綜合性創(chuàng)新人才。

3.建立開放式教學的人才培養(yǎng)機制

開放式教學的人才培養(yǎng)機制需要將單一的課堂教學進行擴展，引導學生自學、積極參與社會實踐和科學研究等活動，逐步擴大實踐教學在整個培養(yǎng)計劃中的比例。逐步豐富實踐教學手段，將以往以驗證為主的實踐教學活動轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴剿骱蛣?chuàng)新發(fā)現(xiàn)為主的知識發(fā)現(xiàn)和知識運用活動中去，回歸工程實踐［3］。逐步加強教學計劃中的設(shè)計和加工環(huán)節(jié)，同時強調(diào)讓學生獲得從事創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新研究的方法。開設(shè)專門訓練創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造力培養(yǎng)的課程，如“科學研究方法論”、“創(chuàng)造技術(shù)”、“智力與創(chuàng)造力訓練”等，并以產(chǎn)學研基地“聯(lián)培”方式，引導學生走出課堂，走向社會，是越來越受到社會各界的歡迎和好評的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

4.開展多形式多途徑的人才培養(yǎng)手段

鼓勵大學生以多種形式參加創(chuàng)新實踐活動。大學教師或多或少承擔了一定的科研任務，鼓勵大學生積極參加到教師的科研活動中去，參與某個課題的實驗和研究活動;現(xiàn)代大學都建立了較多的研究所或產(chǎn)學研研究基地，在適當?shù)膶W習階段，鼓勵學生到校外基地、研究所參加科研活動;建立教師指導，學生積極參加各種創(chuàng)新大賽的活動，不但提供必要的物質(zhì)和設(shè)施的支持，建立健全管理和激勵機制，如技能學分認定;利用假期，到相關(guān)單位或部門開展社會調(diào)查和研究，以使學生接觸到更多的實踐活動和創(chuàng)新氛圍，培養(yǎng)學生獨立學習、觀察、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。開放和建立多種實踐學習渠道，提供大學生真刀真槍地開展創(chuàng)新活動的場所，有利于培養(yǎng)和提高大學生的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力。科學研究相關(guān)的實踐活動在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量方面的作用，日益受到人才培養(yǎng)單位的重視。建立高等院校常規(guī)培養(yǎng)，高校與企業(yè)或科研單位聯(lián)合培養(yǎng)的人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式，以獨特的方式將商業(yè)、管理和技術(shù)融為一體的培養(yǎng)“三項全能人才”。面向新世紀經(jīng)濟發(fā)展帶來的人才需求，復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)越來越得到社會各界的倡導和支持。

5.創(chuàng)造有利于學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“土壤”

學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開創(chuàng)新環(huán)境的建設(shè)，主要有3個方面，一是課堂教學，教師必須轉(zhuǎn)變觀念，以學生為主體，教師為主導，鼓勵學生積極參與教學活動，引導學生討論、質(zhì)疑和發(fā)表自己的見解，充分發(fā)揮學生求知的主體能動性和積極性;二是創(chuàng)新教材建設(shè)，教材是教師教和學生學的主要介質(zhì)，一套好的具有創(chuàng)新精神的教材是開展課堂創(chuàng)新的必要條件之一，不同類別或?qū)哟蔚膶W校需要依據(jù)自身特點開發(fā)面向行業(yè)特點或地域需求的創(chuàng)新教材;三是校園創(chuàng)新文化建設(shè)，開展各種形式的創(chuàng)新活動是校園創(chuàng)新文化建設(shè)的核心內(nèi)容，包括成立學生創(chuàng)新社團，參加和舉辦多種形式的創(chuàng)新競賽，舉辦多種形式的專家報告會，鼓勵學生參與教師科研活動，建立大學生創(chuàng)新實踐基地等;四是建立與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相配套的組織機構(gòu)和一套激勵學生創(chuàng)新的機制，組織、引導和鼓勵學生的創(chuàng)新活動。

三 面向需求的材料學科專業(yè)人才培養(yǎng)體系的設(shè)計

1.教學體系

材料科學與技術(shù)的發(fā)展經(jīng)常與物理、化學等自然基礎(chǔ)科學聯(lián)系在一起，具有涉及面廣、學科交叉性和綜合性強等特點，兼?zhèn)浠A(chǔ)研究和應用研究的屬性。因此，材料專業(yè)人才的培養(yǎng)應在充分考慮其特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合社會發(fā)展對人才素質(zhì)的要求，將理論教學、實踐教學、科學研究3種方式有機銜接與聯(lián)系，構(gòu)建新型教學模式。理論教學要考慮材料學科自身的特點，在注重強調(diào)材料科學基礎(chǔ)教育的同時，還要考慮材料學科與其它學科的交叉、材料基礎(chǔ)研究與技術(shù)應用的差異等。材料專業(yè)實踐教學要注重開發(fā)學生綜合知識運用的能力，多開設(shè)材料設(shè)計性、性能研究性和綜合運用性實驗，強調(diào)材料理論在實踐應用過程中的合理性、差異性和綜合性。創(chuàng)新綜合實驗要引導理論教學和實驗教學中學到的知識和技能用于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

2.課程體系

面向需求的材料專業(yè)課程體系設(shè)置要注重由學科科研式向?qū)I(yè)或行業(yè)特色式轉(zhuǎn)變，將以往中心地位的專業(yè)課程設(shè)置向特色課程轉(zhuǎn)變，課程體系設(shè)置由以學科發(fā)展為中心向以培養(yǎng)專業(yè)或行業(yè)特色學生為中心轉(zhuǎn)變，即以專業(yè)基礎(chǔ)課程、特色課程、擴展課程和實踐課程為框架進行課程體系的優(yōu)化、重組和集成［4］。

(1)專業(yè)基礎(chǔ)課程

專業(yè)基礎(chǔ)課程既要考慮材料學科的專業(yè)性，同樣要重視其學科交叉性，使學生既掌握專業(yè)所需的基礎(chǔ)知識、又具有創(chuàng)新發(fā)展所需的交叉知識，為學生創(chuàng)新能力的發(fā)展和特色人才的培養(yǎng)打下堅實、寬厚的理論和技能基礎(chǔ)。因此，專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置既要滿足學生的創(chuàng)新能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求，又要考慮設(shè)置特色課程的需要，并使人文社會科學、自然科學和工程技術(shù)科學有機結(jié)合，如政治思想教育系列課程、數(shù)學、英語、物理、化學、計算機基礎(chǔ)、環(huán)境保護、資源開發(fā)與利用乃至經(jīng)濟管理等。

(2)特色課程

特色課程的設(shè)置要考慮到經(jīng)濟社會發(fā)展的需求及材料的基礎(chǔ)性和技術(shù)性，緊扣材料科學與工程的四要素，結(jié)合專業(yè)和行業(yè)需求，緊密圍繞行業(yè)對人才的基本要求和培養(yǎng)目標分別設(shè)置的特色課程包括:材料設(shè)計學、材料加工學、材料性能學、材料測試與分析技術(shù)、材料防護學等。

(3)擴展課程

擴展學生知識視野、強化本校、本地域的行業(yè)專業(yè)特色，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)能力，綜合應用所學知識及技能對具體問題進行分析與解決的擴展課程有:材料表面工程、計算機在材料科學中的應用、金屬熱處理原理與工藝、材料失效分析學、材料科學發(fā)展與資源利用等。

(4)創(chuàng)新實踐教學體系

培養(yǎng)學生實驗操作技能和初步的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)能力，使學生逐步建立工程科學意識和創(chuàng)新意識，具有初級的科學或工程實踐經(jīng)歷。反映創(chuàng)新實踐教學的實踐課程分為材料基礎(chǔ)課程教學實踐環(huán)節(jié)、專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)實踐環(huán)節(jié)、專業(yè)行業(yè)特色培養(yǎng)實踐性環(huán)節(jié)三大系列，具體包括材料基礎(chǔ)課程實驗、材料綜合分析實驗 (如材料金相分析實驗、材料失效分析綜合實驗、材料性能綜合實驗、材料加工綜合實驗)、專業(yè)行業(yè)特色實踐、材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育系列實踐、各種生產(chǎn)實習和工藝設(shè)計(熱處理工藝設(shè)計、材料設(shè)計與加工)等。

四結(jié)語

本文從我國現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展及其結(jié)構(gòu)調(diào)整引發(fā)勞動者素質(zhì)要求變化出發(fā)，就面向需求的材料學科專業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)計進行了探索。分析了我國現(xiàn)階段科技和經(jīng)濟發(fā)展對材料學科專業(yè)人才素質(zhì)的基本要求，對在新形勢下面向需求的材料學科專業(yè)人才培養(yǎng)方案和培養(yǎng)體系開展了探索，結(jié)合我校實際情況和湖南省經(jīng)濟發(fā)展的特點進行了具體設(shè)計，為我校進入一本招生后材料學科新的培養(yǎng)方案的制定和完善提供了有益的參考。

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［3］張喜梅.新世紀美國重點理工大學人才素質(zhì)培養(yǎng)要求與人才培養(yǎng)方法模式探索［J］.中國高教研究，2003(2):70-71.

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