基于材料學科的學科交叉培養創新人才體系研究

王禹涵，巴素英

（南京航空航天大學，江蘇南京 211106）

創新是推動國家發展的動力。提高人才的創新意識、培養創新型人才，能夠促進我國經濟和社會的發展。材料學科的研究需要不斷深入探索發現，各種新興的理論、技術、觀念、方式等的出現都對高校培養材料學科專業的創新型人才提出了新的要求，創新材料學科的人才培養體系是目前高等教育的重點內容。本文從材料專業出發，通過更新課堂教學模式，實現多元化創新型教學，跨學科、跨專業交叉培養人才，擴大專業人才知識的廣度與深度，培養高素質的創新型材料專業人才。

1 高校材料學科進行學科交叉、培養創新型人才的背景

面對改革的進一步深化，我國社會經濟產業轉型升級加快，“大眾創新”加快了時代前進的步伐[1]。在這樣的環境下，高校作為培養新時代創新復合型人才的主要基地，肩負著重要的時代使命。

創新型人才要求進入社會的大學生既富有創新精神又要有創新思維，具備創新意識，實踐能力強，能夠取得研究性創新成果。

材料學科是新技術革命的先導，既有不斷增加的科學積累，又與相關學科日趨交叉、相互滲透，為社會發展和科技進步提供了大量物質基礎[2]。在材料專業的基礎上，如何利用交叉學科的優勢建立有效的機制，培養創新型高素質人才，值得進一步研究。該方向已有學者進行了材料學科人才培養體系的具體實踐研究，提供了有效的借鑒和標準。

為促進材料學科學術領域的發展，從深度和廣度上拓展材料專業的研究，深度的學科交叉十分必要。學科交叉是指在某一學科的基礎上，結合與之相關聯的其他學科，衍生出新的思路和知識脈絡，催生原創性的重大科學研究，有助于材料專業的學科創新和產業創新。基于材料學科的學科交叉實例討論高校創新人才的具體培養體系，可進一步推動學科交叉融合的有效性研究，進而形成提高學生實踐創新能力的可行手段，增強完善高科技創新型人才的培養體系。

2 高校材料學科創新人才培養現狀

當前，我國高校普遍采用是分專業進行的教學體系，學校—學院—系—專業—班級逐級架構的模式[3]。為在材料專業知識的教學中，基本以教師向學生傳授書面知識和筆試考試考核為主。學生在這種模式下所學習到的材料相關知識都是間接的，實際的動手探究和直接知識的獲得不足。國家要求材料學科創新型人才的實踐能力和直接知識需要占據其自身知識結構的大部分。傳統的高校教育方式不利于培養材料專業創新型人才。就教育方式而言，開放的實踐教育更有利于大學生發現問題，獨立思考，通過對于具體材料的實踐操作，找出解決問題的辦法。高校在進行體系創新時應加強學科交叉，以材料學科為中心，并向聯系緊密的其他相關學科延伸，增加具體的材料實踐環節，培養大學生的辯證思維，提高其創新思維能力。

3 高校材料學科進行學科交叉、培養創新型人才的意義

3.1 有助于探索以興趣為導向的創新型人才培養模式

目前，高校教學大部分都是分科教學，在單個學科開展專業教育，培養學科方面的專業型人才。由于專業知識的局限性，所以培養出的人才大多只了解本學科知識，缺乏素質教育和全局視野，發展受限，創新意識不足。借助學科交叉，學生可以在材料學科的基礎上，學習相關聯學科的內容，例如物理、化學等專業，許多學科與材料學科交叉融合后，有助于推動學科發展并取得突破與進步[4]。學生可以在跨學科、跨專業的培養模式下，體會到學科交叉給材料學科的發展帶來的益處，進一步拓寬視野，形成創新思維，提高對本專業及關聯學科的認知，感受學科交叉的作用。

當下，大部分大學生就業方向尚不明確。材料專業可根據用途、研究方向等的不同對專業發展進行細分。學生通過學科交叉，參加相關的講座、競賽、旁聽教學，能夠幫助自身確定發展方向，創新知識結構。部分高校已經開設了試點班級，在材料專業采用學科交叉的方式培養學生，滿足社會經濟發展的需要，滿足材料發展市場的需求，培養出了具有復合能力的材料專業創新型人才。學科交叉以興趣為導向，科學進行學科交叉，能夠發揮各學科對人才培養的作用，取得良好的成效。

3.2 有助于材料學科創新知識體系，豐富教學內容

知識結構是由材料學科的基礎、專業、相關聯學科的知識和人文素養等知識體系，按照一定的順序進行排列構成的知識脈絡網。高校在培養材料專業創新人才時，需要關注人才知識結構的合理性與科學性。

材料學科的學科交叉實踐可以借鑒中南大學無機非金屬材料工程專業的相關探索經驗。通過學科交叉，將與材料學科相關的學科知識進行重組，創造出新的具備創新特點的知識體系，完善人才培養所需的知識結構。學生通過學習整合后的學科理論知識，能夠加強對材料專業研究及應用方面的掌握，更有利于創新材料研究。

3.3 有助于提高材料專業人才的競爭力，推動社會經濟的發展

高校通過學科交叉培養材料專業的創新型人才，可以拓寬材料專業的就業范圍，提高材料專業復合創新型人才的競爭力。目前，社會發展更需要專業性強的全能型人才[5]。材料專業學科交叉融合培養出的人才，實踐能力、分析問題和解決問題的能力更強，具備多種知識，能夠更好地應對社會實際發展中材料方面所出現的問題。

4 基于材料學科的學科交叉培養創新型人才的定位

4.1 教學研究堅持跨專業、跨學科培養人才

在進行材料學科與其他學科的融合教學研究時，需要結合創新型人才的培養計劃，針對其培養目標進行準確定位。材料學科的創新型人才培養目標是培養出善于發現和解決在材料學科中出現的新情況，具有批判性思維和創新意識的復合型人才。目前在材料學科的教學過程中，專業教學的知識面較窄，只掌握這些知識很難解決在實際操作過程中出現的困難，因此需要學生學習其他相關學科的知識，多學科知識相融，并形成新的知識結構，才能更快、更好地解決科學實驗中出現的問題。在培養材料學科的創新型人才時，除了要求學生學習材料學科的專業知識之外，還需要學生加深對相關專業的認知和學習，學科交叉進行培養[5]。學校方面應做到更新材料專業人才培養的教育體系，通過開展關聯學科的專業講座、校園貼吧問答、分發宣傳資料等方式，在相關學科知識發展現狀、未來展望、實踐研究等方面加強教育，這樣能夠使材料學科的學生增強對專業領域和相關學科的認知，對本學科產生濃厚的興趣。學校還可以通過對材料學科的學生開設其他相關學科的課堂教學課程，提升學生的知識結構和綜合能力，引導學生提前規劃未來的就業方向，制定相應的能力提升計劃。

4.2 產業發展充分利用實踐進行計劃調整與發展

材料學科隸屬工科，學科的發展與社會產業的發展息息相關。從因果關系來說，正是因為產業發展對社會產生了新的需求，才推動了人才創新，并為人才創新提供了方向；而人才創新則反過來為產業的發展提供了高素質的勞動力和深入研究的驅動力。

21世紀以來，我國材料行業迅速發展。而隨著經濟全球化，我國的材料產業受到了一定的沖擊，產業競爭愈加激烈。材料學科的復合創新型人才的培養需要結合目前我國產業發展的現狀，分析材料產業的人才市場需求，并根據人才市場的需求持續調整創新型人才的培養計劃，完善多學科交叉進行教學的課程體系，增加大學生的實踐活動，培養社會需要、有利于產業發展的創新型人才。

4.3 結合社會發展，培養符合國情的材料學科創新型人才

任何事物的發展都有其特定的規律。進行材料學科創新型人才的培養同樣受到我國國情的影響。結合我國的國情制定適用于高校的材料學科創新型人才培養體系，有利于推動社會經濟的發展。通過長期的實踐教學，積累相關的經驗，形成有利于我國材料學科創新型人才培養的方法，才能構建適用于我國高校的科學教育體系。

5 基于材料學科的學科交叉培養創新型人才的策略研究

5.1 立足材料學科，發展特色課程，開拓學生思維

教學研究者可以通過加強整體課程設置，使課堂教學實現層次化與模塊化。教師多利用校內開設的公共課堂和專業知識基礎課，采用學科交叉共存的模式，立足材料學科，拓寬與材料學科相關學科的學習途徑，開設在材料產業發展與學科研究過程中關系密切的跨學科、跨專業課程，實現多學科共存互融。擴展學生的知識面，使學生形成自身的知識內化體系，創新學生思維，順利實現材料學科的開放型發展目標。

5.2 堅持整合教育資源，更新課程設置

在進行學科課程設置時，要堅持整合教育資源，充分利用好學校資源與社會資源。教師應強調學生注意材料產業和材料學科發展的背景，拓寬學生的視野，重視學生創新思維的培養，改善高校創新型人才培養方案，優化材料學科的課程體系，對課程內容進行多學科內容的融合與更新，并設置配套資料，打造優質的高校創新型人才培養體系。

5.3 打造開放式學習交流平臺，加強實踐探究與溝通

進行實驗教學研究時，相關人員需要堅持資源共享，合理利用資源，建設開放型、涵蓋多學科內容的實驗教研室。首先，在建設實驗室時應就創新實驗室的建設和管理制度，修改化學實驗室、有機材料實驗室等的分類，統一建設涵蓋多學科的實驗教研室[6]。要做到打破學科壁壘，合理利用資源，提高對資金的利用效率，保證各類實驗儀器的前沿性和利用率，建立相關的實驗教研室、外訓基地、校企合作實驗點等。通過各種實踐教學，結合學校承接的科研項目和檢驗研究成果的實驗，形成“學習-探索-創新”的遞進式實踐教學方法，建立能夠促進學生積極主動進行實驗和研究的教研平臺。

5.4 學科交叉，創新知識體系，深挖師資價值

加強學科交叉，深挖師資價值，可以有效促進教師在教學科研中的創新。學校需要打破原有的以專業師資進行環境封閉式教學為主的教學管理方式，允許學生跨專業、跨學科選擇課程，利用好理工科的資源優勢，形成由多學科專業教師組成的科學、合理、優質的多學科材料工程專業教師團隊，保障高校多學科創新人才的培養。

6 結語

事物的發展都有其自身的規律。高校要遵循學科發展規律，打破學科間的壁壘，加強關聯學科的交叉與創新。高校應結合材料學科的特點，加強材料專業的改革與發展，堅持以市場為導向，以繼承、創新、協調發展的人才培養理念，培養材料專業的復合創新型人才，助力學生的職業發展。