科研训练在城市学院材料加工学科培养实用型人才中的实施模式

陈翠欣+薛海涛+丁俭+李永艳+李宝娥+李海鹏

摘要：当前材料加工学科本科生的培养目标为创新型和工程型的人才培养。本文结合河北工业大学城市学院学生特点及培养目标，从教学模式、科研创新项目、第二课堂开展、校企合作等方面进行阐述，探讨了科研训练在我校城市学院材料加工学科的具体实施模式。

关键词：城市学院；材料加工；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）25-0133-02

面对目前客观存在的尖锐的毕业生供需矛盾，以及学生在接受高等教育时自主选择权利的日益加大，如何吸引优秀的学生报考材料加工学科，将其培养成新世纪所需要的具有创新性、全面性和综合性的高素质人才；如何使材料加工学科的毕业生能更好地适应社会，为产业界服务；如何为毕业生创造更多的就业机会，这些日益成为每个材料教育工作者，尤其是材料教育的管理工作者值得思索的问题，这些问题也成为材料加工学科专业课程教学中的关键问题。为此，许多学者就材料科学与工程类学科教学内容与课程体系改革进行了广泛的探索和研究，例如该学科如何组织，课程如何设置，对各个层次的学生提供什么样的教育等问题。近些年来，面对目前本科生培养和就业存在的问题，国内外很多大学纷纷调整了本科生人才的培养目标，并将科研训练引入到创新和实用型人才的培养中。美国哈佛大学的校长曾指出：“教育应使学生具有良好的创新性，让学生善于观察和思考，这样才能帮助学生成为更完美和更成功的人。”麻省理工学院在本科生教育中也十分注重帮助学生培养成熟的个性以及对问题的理解力，除给予学生大量的自由学习机会外，同时鼓励学生对喜欢的专业领域进行学习和探索，培养学生学习的独立性和解决问题的创造力，从而适应当今社会的需要和挑战[1]。因此很多大学把科研训练纳入到本科生教学体系中[1-3]。麻省理工学院将本科生教学和科研训练相结合，重新评价和更新了本科生教学实施方案，将不适应社会需求和学生综合发展的课程删除和学时压缩。加州大学伯克利则是设置了相关的科学研究课程，例如教师的科研研究、教师指导下的独立研究和毕业论文等，学生可以自主选择课程，项目完成后可以获得20学分以上。在国内，为了培养创新和使用型人才，许多著名大学也纷纷开展本科生科研训练项目，对本科生科研训练的实施进行了研究和探讨[4-7]，因此本科生科研正在成为本科生教育改革的一个重要趋势。本文将针对河北工业大学城市学院材料加工学科的学生特点及培养目标，探讨科研训练在培养实用型创新人才中的实施模式。

一、存在问题

材料加工是一个涉及机械、电子、计算机和材料等多方面的交叉学科，随着新型材料的不断涌现以及其在工业中的应用，材料加工学科受到了越来越高的重视。而且材料加工作为一种应用型的本科专业要求学生既要有扎实的基础知识和大量的专业知识，还要有良好的工程素养和动手能力。针对材料加工学科的特殊性，国外的一些高校对本科生课堂教学进行了改革，其目标为帮助每个学生在学习中发展最大潜能，提倡案例教学和互动式、团队合作教学，培养学生的自主性、协作精神和创新能力。与国外材料加工学科相比，我国材料加工学科存在许多问题，主要有：（1）作为一种应用型工程专业，在教学计划中存在课程设置不合理，教学内容陈旧，教学内容与实际工程实践脱节等现象；（2）教学资源不足，设备陈旧短缺；（3）所培养的学生实践动手能力较差，不能满足企业对人才的实际需求，难以快速适应社会。对于我校，通过近些年的教学发现，城市学院教学中存在的显著问题是：课程体系设置与本一相同，但是与本一学生相比，城市学生的基础理论知识较薄弱，上课的积极主动性较差，接受能力较弱，在相同的师资配备以及教学体系条件下，大部分城市学生所体现出的综合能力明显落后于本一学生。因此对于城市学生的教学，目前重点应该解决的问题是：（1）如何改变当前专业课的教学模式，挖掘学生的学习潜力，提高认识问题和解决问题的能力；（2）如何拓展专业课程的实践活动，增强动手能力，培养实用型的专业人才，适应目前的就业需求。

二、实施模式

科研能力训练是学生创造能力和实践能力培养的一个重要方法，是培养创新实用人才的主要途径。我国高等教育法明确规定了高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专业人才，所培养的学生应系统地掌握所学专业的基础理论知识，具备分析问题必需的基本技能，具有从事本专业相关工作的基本能力。因此在本科毕业生教学中应注重学生自主发现问题的能力，并能通过基础知识的学习提出解决问题的具体措施并加以实施，从而使学生具备一定的科研能力和实际动手能力[5，8，9]。但是科研能力的训练不是一朝一夕就可以实现，需要教育工作者进行全方位的探索和思考，这需要对本科生的教学体系及教学模式进行改革，使学生在大学四年中进行科研能力的慢慢积累[10]。学生参与科研训练的途径有两种：校企合作和科研探索。校企合作可以充分利用学校和企业的不同教育资源，将理论知识与实际生产经验有机结合在一起，学生可以通过横向项目的参与，连接专业知识在生产中的实际应用，增强学生的实践技能，开拓视野，为毕业打下良好的基础，增强学生的社会竞争力。科研探索鼓励学生以知识、技术创新和研究方法创新为主的课题，最终目的是培养学生的创新能力和实践能力。在我校，为提高教育教学水平和人才培养质量，提高大学生实践创新能力，对教学模式、教学方法等方面进行了相应的改革。

1.开展了本科生创新创业活动——“大学生创新创业训练计划”项目。学校创新训练项目是本科生个人或团队在导师指导下，自主完成创新性实验项目设计、方法选择、设备和材料的准备、实验的实施、数据处理与分析、总结报告撰写等工作。学校给予一定的经费支持，并设立了创新与拓展类学分模块，项目结题后，学生可获得相应的学分。在项目的实施过程中，学生从选题、资料查询、方案设计、方案实施到数据搜集、整理，直接进行全程工作，促使学生理解学科的发展动态，将理论知识与科研实践相结合，提高实践能力。其作用更体现在：（1）学生的组织管理能力得到极大锻炼；（2）获得资料及文字表达能力得以提高；（3）掌握科学研究的程序以及获取实验数据和分析利用数据的方法；（4）学生资助获取知识以及独立分析问题、解决问题的能力提高；（5）为学生提供了实际训练的机会，在研究中提高大学生科研创新和实践动手能力，使科学研究与人才培养有机地结合在一起。endprint

2.采用基于问题式、交流式的教学模式（Problem Based Learning，简称PBL模式）[11]，偏重于启发式教学，为学生营造了独立思考和自主研究的平台。该教学理念是在教学中结合科研问题和工程案例，强化学生“因为解决工程问题的需要必须学习该理论”的工程意识和责任意识，激发学生学习热情和兴趣。讲课过程中根据各部分知识特点引入工程案例，并注重基础理论与工程和科研实践的融合、注重启发和诱导式教学，淡化学生对课程知识的死记硬背，注重学生对该模块知识体系的宏观把握和综合理解，精简细节知识的讲解和陈述。

3.采用团队式教学方式，根据专业教学内容，教师设计一系列的研究课题，学生3～5人一组，自由选择研究课题，并明确规定每人的任务。根据项目的研究目标，每个研究小组通过查询相关的文献资料，制订出具体的试验方案并加以实施，试验后对所得数据进行准确地分析和处理，最终达到课题的研究目标。在科研项目的实施过程中，教师全程进行指导，学生完成后撰写研究报告，教师和学生沟通对研究成果进行评价。

4.拓展实践教学，将理论课程的部分实验搬到相关企业，增强学生对实际生产中存在问题的认识；另外让学生积极参与企业生产中的实际项目，增强学生的创新性和解决实际问题的能力。

5.开展第二课堂教学，通过独立阅读、集体讨论和写科技小论文或报告的形式鼓励学生随时提问，形成自己的观点，着重培养学生的独立学习和思考能力、分析问题和解决问题的能力。

6.定期举办专题讲座或报告，介绍专业最新知识动态；参加国际工程师培训，了解和掌握行业的技术规程和国际标准，与世界接轨。

7.将毕业设计和科研相结合，改变目前毕业设计时间短、老师安排学生照做的现状，增强学生的实际动手能力和理论知识的运用能力。

为了适应国家经济的发展和社会的需求，培养创新型人才是“人才强国”战略和建设创新型国家的主要内容，也是我校人才培养的重要目标。城市学院材料加工学科作为工程特色显著的专业，在课程体系的设计及教学方案的实施过程中必须注重培养学生的创新和解决问题的能力。通过企业实际课题和科研探索的实施，可以促进学校人才培养模式改革，增强学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才的需要。因此科研训练的实施将促进学生学习的积极主动性和创造性，激发学生的创新思维，从而培养出具有较强工程实践能力的专业人才，彰显我校“工学并举”办学特色。

参考文献：

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[5]蒋永荣，李天熠，蒋东云，农以宁.本科生科研创兴团队构建模式的探索与实践[J].桂林电子科技大学学报，2008，28（4）：376-378.

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[9]刘莎莎，王彤.高校本科生科研研究综述[J].牡丹江教育学院学报，2011，11（5）：65-66.

[10]乐娟，任正德.本科生科研能力培养途径探析[J].中国冶金，2012，（4）：48-50.

[11]林锐利，刘芳.PLB教学在我国高校教学现实实用情况探讨[J].黑龙江教育，2008，（1）：98-100.

基金项目：河北工业大学城市学院教学改革专项研究项目；河北工业大学教学改革项目；高等学校专业综合改革试点项目。endprint