以学生为中心的材料类专业应用型创新人才培养体系改革与实践

付 翀, 梁苗苗, 贺辛亥, 王俊勃, 徐 洁, 马建华

(西安工程大学 材料工程学院,陕西 西安 710048)

21世纪初期至今,基于我国创新型国家的建设需求,培养创新人才成为了高校人才培养的核心,教育部多次举办“全国应用型本科教育研讨会”,并探究了本科教育的定位、人才培养模式等,确定了本科教育人才培养方向和理念。尽管近几年理论界对创新人才的培养进行了广泛深入的研究,但仍然存在一些问题,并未达到预期效果。对于当前创新型人才培养中存在的问题以及人才培养模式需进一步深入的讨论分析,并采取有效的措施。随着我国高等教育的发展,人才培养模式也在不断发生变革,如何改革材料类专业人才培养模式,平衡新材料产业发展所急需应用型创新人才的共性培养与学生多元发展的个性培养之间的矛盾,本文提出“一融合、二强化、三面向”的材料类专业应用型创新人才培养体系。

一、以学生为中心材料类专业创新人才培养的意义

在科技深化改革背景下,国家启动了“新工科”建设,以期培养一批创新型科技人才,为中国产业发展和国际竞争力的提升提供支撑。作为培育人才的主阵地,高校肩负着培育新时代创新人才的历史使命[1]。然而,创新性人才培养不足是我国高等教育面临的突出问题,尤其目前我国正处在转变经济发展方式的关键时期,对创新人才的需求非常迫切。

个性化教育是培养学生创新能力的重要路径,如何充分调动学生的主观能动性,提升其创新能力,以满足社会对人才需求的多样化,成为高校教学改革研究的新课题。近年来随着社会经济的快速发展,企业对人才表现出多层次、多样化的需求特点,促使各高校对人才培养模式进行改变[2]。但无论怎么转变,高校都应遵守“以学生为中心”的教育理念,尊重个体差异。然而,我国高等教育长期以来侧重“以教师为中心”,过多地强调共性特征培养,学生基本处于被动地接受知识的地位。当今全球工业领域尤其是新材料领域正处于技术变革和产业升级的转折时期,我国新材料产业与世界强国还存在不小的差距,而传统大众化教育理念显然已不适应新时代创新型人才的培养。因而,围绕共性培养和个性发展间的平衡问题,如何保障新工科创新人才培养的水准,又能以学生为中心,立足学生在卓越成长、复合发展、自主创业等方面的个性化需求,瞄准学生职业目标,找准学生成长过程中存在的问题,增强措施的针对性和可操作性,促进学生个性潜能向创新能力转化,已经成为材料类专业高等教育教学改革的重要方向之一[3-4]。

陕西作为材料大省,“十三五”以来在难熔金属以及稀贵金属、稀土功能材料、生物医用材料、3D打印材料领域等新材料产业发展取得长足进步,2020年新材料工业产值达2 200亿元,较“十二五”期间翻了一番,但在耐高温耐腐蚀合金、高强轻型合金、高性能纤维及复合材料、新能源材料等领域,虽有涉及,但与其他发达省份还有很大差距。作为西部地区唯一一所以纺织服装为特色的综合性高等学校,我校(西安工程大学)不仅在纺织服装用功能面料、材料方面的研究上颇具优势,同时在高性能纤维及纺织复合材料的合成、制备、加工等方面也具有一定特色。因而处于陕西省新材料产业经济发展势头良好的历史机遇下,培养既符合行业需求又具有创新思维的材料类专业人才,是我校材料类专业创新型人才培养体系改革的关键任务[5-7]。坚持把平衡共性培养与满足学生知识诉求多元化和发展多样化作为教育教学改革的重点;坚持把提升人才培养质量作为终极目标,构建“以学生为中心,以个性化教育为理念”的材料类专业创新型人才培养的新模式。这对于当下我国高等教育理念的革新和新材料产业创新人才培养极具重要意义。

二、以学生为中心的材料类专业创新人才的路径探索

面对当代大学生不断凸显的知识诉求多元化和成长发展多样化的趋势,如何平衡新材料产业发展所急需应用型创新人才的共性培养与满足学生多元发展的个性培养之间的矛盾问题,是目前材料类专业人才培养体系改革过程中一个重要的课题。改革的主要难点:材料类专业人才培养理念滞后,学生共性培养与个性发展不能深度融合;传统材料类专业育人模式与创新型人才培养之间无法匹配,限制了学生个人兴趣专长的发展和创新能力的提高;缺乏材料类专业应用型人才创新能力培养的量化评价体系以及反馈改进机制。因此,“以学生为中心,以个性化教育理念”为指导,与新材料行业发展需求紧密对接,聚焦材料类专业人才创新能力的培养。探索学生共性发展与个性发展的深度融合的“一个融合”;强化以“能力导向、项目驱动”层次递进式的实践能力培养体系,以及应用型人才创新能力培养的量化评价和反馈体系的“两个强化”;构筑基于毕业能力需求的多学科交叉核心课程群,形成面向专业学术类、工程技术类、专业技能类选修课程体系的“三个面向”。在重点培养学生创新能力、责任意识、综合素养、团队精神的基础上,使学生具备满足自身多元化发展需要,以及社会和行业发展需求的综合素质和能力。改革人才培养的整体思路如图1所示。

图1 改革人才培养的整体思路

1.强化材料类专业本科生个性化人才培养理念

将创新能力、责任意识、综合素养、团队精神、多元发展的人才培养理念内化于本科生人才培养方案当中,贯穿于人才培养的各个阶段。探寻个性化与创新培养有机融合的驱动要素、制约因素、推动策略,平衡共性培养和个性发展之间的矛盾(图2)。以该人才培养理念为指导,我校材料学院多次修订了本科生专业人才培养方案,确保了各教学环节的工作落到实处。从2008级本科生开始,持续开展了综合实训类、综合设计类的实践教学;从2013级本科生开始,将科研项目、大创项目和学科竞赛等纳入创新性实践教学环节,并逐步将创新能力培养与科研、双创训练、学科竞赛相结合;从2017级本科生开始,全面深化了课程体系改革,优化了多学科交叉核心课程群,建立了多层次选修课程体系,以促进学生的多元化发展,并以小班化进行教学改革试点,推动教学研究向教学成果转化,提升了项目研究成果的社会推广价值和实践意义。

图2 人才培养的总体理念

2.构建以学生为中心的材料类专业应用型创新性本科人才培养体系

材料类专业应用型创新性本科人才培养体系架构如图3所示。新体系框架:一是构筑基于本科毕业能力需求的多学科交叉核心课程群,并在此基础上构建“专业技能类、专业学术类、工程技术类”多层次选修课程体系;二是持续课堂教学改革,坚持把新技术和新产业的相关内容融入课程教学中,改进教学形式和教学方法,倡导案例教学、项目教学、小组教学等教学方式,引入过程考核评价体系;三是强化创新实践能力的培养,将科研项目、大创项目和学科竞赛等纳入创新性实践教学环节,系统规划各实践教学环节,推进创新能力训练的项目化、课程化和具体化,构建层次递进式创新实践能力培养体系。

图3 材料类专业应用型创新性本科人才培养体系架构

(1)深化课程体系改革。为实现以学生为中心的个性化创新型人才培养目标,在应用型创新人才培养体系架构下,构筑基于本科毕业能力需求的多学科交叉核心课程群,并在此基础上构建以“大类培养—专业培养—个性培养”为主线的多层递进式课程新体系。按照“大类培养—专业培养—个性培养”的主体培养思路,将本科课程体系构建为通识教育课、学科基础课和专业核心课三个层次相互衔接的课程群,在此基础上进一步构建“专业学术类、工程技术类、专业技能类”选修课程方向,本科生在完成专业基础培养后可在三个方向的发展路径中自由选择其中一条,执行个性化的课程计划。一是对于希望通过考研来进行继续深造的学生,通过选修专业学术类课程,对学生实施第一步分层次培养;二是以就业为导向,通过选修工程技术类课程,加强学生的工程应用能力,实施第二步分层次培养;三是针对有专业技能需求的学生,通过金相检验培训、热处理培训、扫描电镜操作培训、红外光谱操作培训等专业技能类选修课程,获得相应的专业技能,实施第三步分层次培养。这一模式的核心就是把选择的自主权交给学生。

(2)持续课堂教学改革。近年来,我校积极引进人才,我院教师队伍得到了大幅扩充,学历水平也大幅提高,现在我院80%的教师具有博士学位,其中不乏“985”“211”高水平大学毕业生,新进教师的科研能力毋庸置疑,但其教学水平仍有待提高。因此,可从学院层面出台提升教师教学能力的举措,提出推进课堂教学质量改革的激励措施。如出台学院一级更加详细的教学奖励制度,以积极推进各类教育教学改革、教学成果的申报、课程建设、讲课比赛,以及指导学科竞赛、创新创业项目等。将这些内容与学院级年终考核办法相挂钩,通过奖惩的双重举措,提高教师对教学工作的重视,提升其教学水平,最终促使青年教师在提升科研能力的同时实现科研反哺教学。

(3)创新实践能力培养。近年来随着大学生创新创业训练项目、各类学科竞赛、产学研协同育人等创新实践平台的不断成熟和完善,本科生主动提升自身创新能力的意识也在不断地加强。然而,目前本科生在参加科技创新活动时,通常是与指导教师临时组建团队的,竞赛完毕或项目完成后即自行解散,这导致科技创新活动难以持久进行;此外,教师本身科研和教学任务较重,难以在学科竞赛和创新创业活动中投入更多的精力。因此改革导师制,合理制定师生互选方案,激励学生参与到其导师的科研工作中,同时建立能够将教师科研项目与学生创新实践有效融合的激励机制,成为解决这一问题的有效途径。本科生从大三开始(至大四毕业,含本科毕业设计阶段)就进入导师的课题组进行实验工作,以科研工作为基础参加各类学科竞赛或创新创业项目,可提升学生的实践能力和创新能力,最终实现学生和导师双赢的目的。

以个性化教育为引导,在教学过程凸显了“以学生中心”的理念,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的责任意识、综合素养、创新能力、团队精神,促进了学生的多元发展。近年来,我院共计有90多位本科生参加全国大学生金相技能大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、陕西省大学生金相技能大赛、SAMPE超轻复合材料桥梁/机翼学生竞赛等,获得省级以上学科竞赛奖20余项。平均每年有30余人参与校级、省级和国家级大学生创新创业训练项目及教师科研课题。丰富的专业学科竞赛极大地提升了学生的创新能力。

3.构筑个性化创新性本科人才培养保障体系

从创新思维、创新能力和综合素养三个维度,以及教学理念、教学过程、教学管理和教学效果四个方面,建立分项评价机制,对教学质量做出全面评判。建立多方位反馈整改机制,对整改情况进行再评价,形成“评价-整改-评价”的提升方案,构筑全方位、立体化的应用型创新性本科人才培养质量评价及反馈体系(图4)。

图4 人才培养质量评价及反馈体系

(1)完善人才培养质量的量化评价体系以及反馈改进机制。对人才培养质量的多种因素进行分析,从培养理念、知识观、教学方法、教学环境和学生科研素质培养五个维度,以及教学理念、教学过程、教学管理和教学效果四个方面确立评价内容,对教学质量做出全面、立体的评判。通过反馈整改机制对整改情况进行再评价,形成“评价-整改-评价”的提升方案。各个环节协调统一,构筑全方位、立体化的个性化人才培养质量评价体系及反馈机制。在评价结果分析基础上,总结人才培养经验,持续改进个性化创新性本科人才培养新模式,提升育人效果。

(2)建立材料类专业“多层次”个性化创新性本科人才培养模式的长效保障机制。通过调查研究、文献研究等方法分析梳理个性化创新型人才培养新模式在实践过程中的运行机制、协调机制、约束机制,从教育教学改革的激励措施、提升本科生创新和实践能力的导师制改革、师资队伍建设、完善人才培养质量评价体系以及反馈改进机制等方面入手,建立个性化创新型人才培养模式的长效保障机制,保证新模式在高效运行过程中的协调统一。

三、结语

(1)以培养学生知识结构多元化、成长发展多样化为目标,构建全面发展与个性发展相结合的个性化人才培养机制,着重围绕以“大类培养—专业培养—个性培养”为主线的多层递进式课程新体系。

(2)将全方位、立体化特征的教学质量评价体系及反馈机制,以及结合教育教学改革的激励措施、提升学生创新和实践能力的导师制改革,按照“一融合、二强化、三面向”模式建立个性化创新型人才培养模式的长效保障机制,可以使学生的实践能力和创新能力得到提升。

(3)个性化的教育必定建立在综合基础素质之上,需要在学生全面发展的基础上进行深化培养。只有认真探究材料类专业学科发展对人才培养提出的新要求,才能获得合理的解决路径,收获教学改革成效,培育出具有扎实理论基础知识、较强创新能力的符合材料类专业发展和国家建设需求的人才。