基于特色實驗課程的雙創(chuàng)人才培養(yǎng)方案研究

劉曉芳 葉金蕊 李松梅 于榮海

摘 要：為適應國家、社會對高素質人才的需求，構建以學生為主體，注重學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)模式成為高等教育的必然選擇。本文以納米材料與技術專業(yè)教學為例，介紹了“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)模式在納米知識體系教學中的重要意義，以及立足培養(yǎng)“雙創(chuàng)”型人才的納米材料實驗教學改革探索思路。

關鍵詞：“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)；納米材料與技術；教學改革實踐

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A

一、引言

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力?？v觀當今世界各國的教育改革，都不約而同地將著眼點放在提高民族的創(chuàng)新能力和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才上。高校是人才培養(yǎng)的重要基地，學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)既是社會經濟發(fā)展的必然需求，也是提高教育質量的內在要求。

目前，高校人才培養(yǎng)模式在一定程度上還存在注重理論學習，忽略實踐教學的問題，使得學生畢業(yè)后普遍缺乏就業(yè)所需的基本應用能力和創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)精神。因此，在傳統(tǒng)教學的基礎上進行再教育，改革傳統(tǒng)意義的人才培養(yǎng)模式，進行“雙創(chuàng)”（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)）型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐，具有重要的現(xiàn)實意義。

培養(yǎng)“雙創(chuàng)”型人才要把創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)教育有機結合，以形成學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)品格和提高能力為目的；以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和意識為前提，促使學生的創(chuàng)新思維不斷發(fā)展，綜合能力和素質不斷提高，將學生塑造成具有核心競爭力的復合型人才。

本文以納米材料與技術專業(yè)教學為例，介紹了“雙創(chuàng)”型人才培養(yǎng)模式在納米知識體系教學中的重要意義，提出了以特色納米實驗課程為依托、立足培養(yǎng)“雙創(chuàng)”型人才的再教育教學的必要性和改革模式探索。

二、“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)模式在納米材料教學中的實踐

（一）納米材料與技術的蓬勃發(fā)展及納米產業(yè)化的興起

納米材料與納米技術是21世紀最令人矚目的前沿科技研究熱點之一，納米科技的蓬勃發(fā)展對眾多研究領域，乃至人類社會的生產生活產生了廣泛而深遠的影響，納米材料的應用和產業(yè)化已經成為世界許多國家相繼研究和開發(fā)的重點。納米材料的粒子尺寸在1-100nm，其小尺寸、大比表面積和量子尺寸效應使得納米微粒具有不同于常規(guī)固體的新特性，表現(xiàn)出奇特的力學、電學、磁學、光學、熱學及化學等多方面的性能，從而使其作為一種新型材料在催化、環(huán)保、能源、電子、冶金、宇航、生物和醫(yī)學等領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景（如圖1），比如納米復合材料涂層、薄膜有機太陽能電池、納米傳感器、納米催化劑、納米儲氫罐、巨磁阻多層膜等。

納米材料的產業(yè)化是納米材料得到真正應用的基礎和前提。自20世紀80年代末納米科學技術誕生開始，納米材料的產業(yè)化就已經成為人們關注和研究的重點，并取得了一定的經濟和社會效益。美、日、歐盟等許多國家早已意識到納米產業(yè)孕育著巨大的機會，而且很有可能對目前的產業(yè)結構產生顛覆性影響，因此納米產業(yè)成為各國近年來搶占的高地之一。世界發(fā)達國家均對納米產業(yè)進行戰(zhàn)略性布局，并紛紛投入巨資。許多國際巨頭，如波音、福特、通用、洛克希德、蒂姆肯、豐田等公司也投入巨大的人力物力財力用以支持納米產品的開發(fā)和研制。

在這場納米科技的角逐中，我國也取得了一系列世界矚目的成績，納米材料若干領域的出色成果，為我國在這一領域的領先地位提供了有力的支撐。我國的自然科學基金、“863”計劃、“973”計劃以及國家重點實驗室都將納米材料列為優(yōu)先資助項目。

2006年，國務院頒布《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，認為納米科技是中國“有望實現(xiàn)跨越式發(fā)展的領域之一”，并設立“納米研究”重大研究計劃。

（二）“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)模式在納米材料教學中的必要性

世界各國納米科技的競賽，依賴于納米人才隊伍的建設。21世紀的高等教育肩負著引導學生走向科學技術最前沿的重責。在教育部2010年公布的高等學校戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關新專業(yè)名單中，納米材料與技術專業(yè)被列為新材料領域的代表之一。新時代的納米科技人才，在具備深厚的理論功底和寬廣的知識視野基礎上，創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力尤為重要。創(chuàng)新是納米材料與技術進步的核心，創(chuàng)業(yè)是納米材料產業(yè)化的推進器。而當前我國的高等教育重理論輕實踐，畢業(yè)生在自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面意識差、能力欠缺。

因此，在納米科技迅速發(fā)展的大背景下，為滿足社會對納米科技人才的需求，進行“雙創(chuàng)”型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐，具有重要的現(xiàn)實意義。

納米知識體系教學包括理論教學和實踐教學，按照“雙創(chuàng)”型人才培養(yǎng)模式的要求，要著力提高學生的創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)意識，需要進行再教育，并強化和改革實踐教學。

傳統(tǒng)的實驗教學在教學內容、方法和方式等方面都存在許多不足，如實驗內容更新緩慢、與工程實際和前沿知識相脫節(jié)；實驗教學上以演示性、驗證性內容為主；教學方法上，多采取教師講解實驗內容，學生按既定步驟完成實驗的方式。在這種教學模式下，學生的創(chuàng)新性思維被禁錮，創(chuàng)造力得不到發(fā)揮，缺乏積極性和探索精神。

因此，改革實驗教學內容和方式迫在眉睫，開設開放式、綜合性、設計型特色實驗課程，注重培養(yǎng)和提高學生的實驗技能、科研能力、創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)意識是目前高等教育領域的一個重要課題。

三、立足培養(yǎng)“雙創(chuàng)”型人才的納米材料實驗教學改革探索

（一）教學方式方法改革探索

以培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的復合型人才為目標，納米材料與技術專業(yè)的實驗教學必須摒棄傳統(tǒng)實驗的弊端，取消驗證性實驗項目，貫徹以學生創(chuàng)新為中心的教育理念，依托科研團隊和科研平臺開設“納米材料制備與性能研究”特色實驗課程。在實驗內容上將以設計性、開放性和綜合性實驗為主，在教學模式由封閉轉向開放，并建立導師制。教學過程通過導師與學生之間的互動配合完成，注重培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新能力，采用“啟發(fā)——引導——互動”的教學方式。

在教學實踐中，采取“分組教學、導師負責”模式，即學生以3—5人為一實驗小組由各導師負責指導，這種教學模式既能兼顧到實驗設備和實驗時間的限制，也有利于培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力，以及團隊精神。每個實驗小組按下列要求獨立完成納米材料制備——性能測試——結果分析的完整實驗過程。首先，在既定大課題方向內，由學生自主查閱文獻資料，選定具體研究題目，設計實驗方案，并與實驗指導教師探討方案的可行性。教師在此環(huán)節(jié)充分發(fā)揮啟發(fā)引導作用。然后，學生在教師的指導下（主要從事儀器設備的操作培訓和實驗答疑）獨立完成納米材料的合成制備——性能測試——結果分析和實驗報告（論文）撰寫的全過程。教師在實驗過程中要注重與學生的互動，根據(jù)學生的反饋和實驗情況及時給予啟發(fā)和建議（如圖2）。此外，特色實驗課程的教學要注重學生科學思維的培養(yǎng)，“納米材料制備及性能研究”是集理論與應用于一體的課程，從對理論的學習和理解的基礎上拓展到材料的應用。因此，培養(yǎng)學生在材料研究和應用領域從“單一應用驅動”到“應用與理論驅動”的材料科學發(fā)展模式，即“應用需求——探索新材料——理論闡釋——發(fā)現(xiàn)新材料——應用拓展”的科學思維是至關重要的。

（二）教學內容的創(chuàng)新性設計

為培養(yǎng)學生的“雙創(chuàng)”能力，全面改革實驗教學內容，要將企業(yè)的需求、最新研究成果及國內外前沿研究方向引入實驗教學，積極構建適應應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的納米材料與技術專業(yè)實驗模塊，培養(yǎng)具有扎實理論功底、熟練實驗操作技能、具有較強的工程實踐能力和強烈的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識的高素質人才。

納米材料及其制備技術的研究在材料、化工、環(huán)境、能源、醫(yī)學、國防等重要高新科技領域中發(fā)揮著越來越重要的作用，特色實驗課程內容的設計包括以下幾個開放式方向：

磁性納米材料、半導體納米材料、能源納米材料、環(huán)境凈化納米材料、光學納米材料、生物納米材料等，如脈沖電子束沉積法/磁控濺射法制備磁性多層膜/顆粒膜、復合吸波材料的制備及性能研究、多級多孔納米材料的結構設計及儲能性能研究、納米材料光催化/發(fā)光性能研究、電紡絲法制備納米纖維及其性能研究，熔融甩帶法/電弧熔煉法制備非晶/納米晶合金等。以上實驗大方向的選擇既與納米材料前沿研究、企業(yè)需求相接軌，有利于學生了解當前納米材料研究熱點；又具有較大的選擇空間，可以充分調動學生的積極性和創(chuàng)造力，使學生能夠通過查閱文獻自主制定具體研究內容和實驗方案。同時，鼓勵指導教師將科研成果及時融入實驗教學內容，探索出科研平臺服務于實踐教學、服務于學生自主創(chuàng)新平臺的有效途徑，滿足學生自主創(chuàng)新的需求。

另外，許多研究課題與實際生產密切相關，如納米催化劑已在汽車尾氣凈化處理方面成功應用、納米微晶軟磁材料可應用于變壓器、納米薄膜用于制造光電子器件等，學生通過相關實驗研究，可以更深入了解該領域的發(fā)展方向、市場前景、技術水平、存在的問題等信息，從而為學生創(chuàng)業(yè)提供更多開放性的思路。

此外，學院應充分利用校內外資源，為學生組織高質量的納米材料學術講座、納米產業(yè)化報告、企業(yè)家講堂，激發(fā)學生的創(chuàng)新性想法和創(chuàng)業(yè)意識。

（三）建立科學、合理的課程評價體系

特色實驗課程的開設旨在將實驗與教學內容有機結合起來，使學生通過完成實驗深刻掌握納米材料相關理論知識，了解納米材料、納米產業(yè)的發(fā)展前沿和動向；激發(fā)學生的科研興趣，培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)意識，為國家塑造大批具有核心競爭力的雙創(chuàng)型人才。

因此，與注重結果的傳統(tǒng)考核評價方式不同，納米材料實驗課程應該探索新型的考核方式，構建綜合型、多樣化的考核評價體系。應該重視過程性評價，將考核重點放在學生的創(chuàng)新能力、知識運用水平、動手能力方面。

實驗指導教師可以將該課程的考核分為幾部分，包括平時成績（主要包括出勤率、實驗主動性積極性評分等）、 實驗能力考核（主要包括創(chuàng)新能力、知識運用水平、動手能力考核）、實驗完成情況考核、實驗報告和答辯成績。

這種綜合性、多樣化的考核評價體系不僅會增強學生對實驗課程的重視，極大地調動學生學習的積極性與創(chuàng)造性，并且培養(yǎng)和鍛煉了學生的科研能力和科研素質。此外，對于取得創(chuàng)新性成果的實驗項目，教師將指導學生進一步整理、完善實驗數(shù)據(jù)、撰寫學術論文。

四、結語

在新的形勢下如何加強學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力（雙創(chuàng)）的培養(yǎng)是高校人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略性問題，也越來越成為我國高等教育改革發(fā)展面臨的重要任務。21世紀是納米材料與技術迅猛發(fā)展的時代，為振興我國的納米產業(yè)，需要大批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質人才。為適應國家、社會的需求，提出了“雙創(chuàng)”型人才培養(yǎng)模式在納米材料與技術專業(yè)再教育教學中的構建思路，但仍有不完善之處有待改進以不斷提升教育質量。

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