納米纖維材料平臺的教研一體化服務(wù)和實踐改革探索

郭 勤,苗瑾超,張宏舉,李守柱,潘學(xué)聰

(新疆理工學(xué)院 能源化工系,新疆 阿克蘇 843000)

應(yīng)用型本科院校在我國人才培養(yǎng)體系中起著重要作用,是培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的搖籃?？蒲胁粌H能提高教師應(yīng)用理論的能力,將科研成果應(yīng)用于課堂教學(xué)和實驗實踐中也能提高教師的教育教學(xué)水平,在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)起到重要的作用[1]。然而目前中西部地區(qū)應(yīng)用型院校普遍存在資金短缺、師資力量薄弱和科研條件不足的問題,直接影響了大學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),如何切實提高中西部應(yīng)用型本科院校學(xué)生科研創(chuàng)新能力,培養(yǎng)出高質(zhì)量應(yīng)用型人才是一項重要課題[2]。

新疆理工學(xué)院自成立以來一直把辦學(xué)定位立足于服務(wù)南疆和阿克蘇經(jīng)濟社會發(fā)展、服務(wù)于“一帶一路”經(jīng)濟帶建設(shè),培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型應(yīng)用型人才,為新疆社會發(fā)展和人民生活水平提高貢獻一份力量。作為新建應(yīng)用型本科院校,目前我校教師科研能力和教學(xué)經(jīng)驗不夠,培訓(xùn)管理人員和實驗人員不足,學(xué)校實驗室不夠完善,不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,同時也制約著提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。良好的科研平臺能促進學(xué)科的研究和成果的轉(zhuǎn)化,教學(xué)科研協(xié)同發(fā)展對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)也具有重要的作用,對提升人才的培養(yǎng)質(zhì)量具備重要意義[3]。我們基于納米纖維材料平臺從服務(wù)和實踐創(chuàng)新能力建設(shè)改革兩個方面開展了教學(xué)科研一體化實踐教學(xué)改革探索,對大學(xué)生創(chuàng)新能力的提高具有很好的效果。

1 納米纖維材料平臺的構(gòu)建特色

1.1 緊密契合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展構(gòu)建區(qū)域特色科研平臺

學(xué)校根據(jù)發(fā)展辦學(xué)定位,緊密結(jié)合“一帶一路”經(jīng)濟帶建設(shè)和新疆經(jīng)濟社會發(fā)展人才需求,以服務(wù)新疆能源化工支柱產(chǎn)業(yè)和阿克蘇特種紡織產(chǎn)業(yè)為重點,構(gòu)建“納米纖維膜材料與器件科研平臺”?！翱蒲衅脚_”以耐高溫納米纖維催化劑載體、偏遠(yuǎn)農(nóng)村高鹽水處理和PM2.5空氣過濾特種納米纖維膜材料合成與器件制備為主要研究方向,充分發(fā)揮科研平臺在學(xué)科體系中的引領(lǐng)作用,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)過程裝備與控制工程和能源化學(xué)工程專業(yè)建設(shè)及實踐體系構(gòu)建,突出服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展,將科研平臺與地方特色產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢結(jié)合,以服務(wù)新疆經(jīng)濟社會需求,解決產(chǎn)業(yè)難點和行業(yè)痛點為目標(biāo)動態(tài)調(diào)整科研方向。

1.2 打造高質(zhì)量學(xué)科團隊

納米纖維材料平臺立足于新疆社會經(jīng)濟發(fā)展實際和研究方向創(chuàng)新團隊構(gòu)建模式,采用引進高水平人才和校內(nèi)培養(yǎng)人才并重的方式聚集優(yōu)秀人才,通過選拔學(xué)科帶頭人、引進學(xué)科高層次人才,積極開展學(xué)術(shù)交流、充分利用“傳幫帶”和“訪學(xué)交流”機制培養(yǎng)青年教師,構(gòu)建合理的學(xué)科團隊和學(xué)術(shù)梯隊[2]。目前,納米纖維材料平臺在主要研究方向上都組建了專業(yè)、學(xué)歷和年齡結(jié)構(gòu)合理,呈梯次合理分布的高水平人才隊伍。

1.3 以“對口援疆”為契機,強化科研平臺建設(shè)

2015年以來,浙江省組織以浙江工業(yè)大學(xué)、浙江理工大學(xué)和寧波大學(xué)等為主的6所省屬重點高校對我校進行對口幫扶,學(xué)校緊緊把握發(fā)展機遇,借助“浙江對口援疆”契機優(yōu)先打造過程裝備與控制工程和能源化學(xué)工程優(yōu)勢學(xué)科群。學(xué)校吸取浙江高校科研平臺建設(shè)先進經(jīng)驗,充分利用過程裝備與控制工程和能源化學(xué)工程專業(yè)實驗實訓(xùn)平臺建設(shè)的契機,突出服務(wù)阿克蘇地區(qū)重點發(fā)展的能源化學(xué)工程產(chǎn)業(yè)和特種紡織工程產(chǎn)業(yè),加大投入、整合資源建設(shè)了高水平的納米纖維材料平臺。浙江省“對口援疆”團隊在科研平臺場地設(shè)計和設(shè)備選型等方面進行指導(dǎo),納米纖維材料平臺充分利用浙江省“對口援疆”契機強化學(xué)校內(nèi)部科研機構(gòu)建設(shè),在科研團隊培育、高水平項目申報和青年教師聯(lián)合培養(yǎng)方面,采取了一系列開放合作、協(xié)同創(chuàng)新的有效措施來激發(fā)學(xué)校教師的活力和創(chuàng)造力;搭建產(chǎn)、學(xué)、研一體化可持續(xù)發(fā)展的科研平臺[4]。

2 納米纖維材料平臺的服務(wù)創(chuàng)新能力建設(shè)

2.1 整合校內(nèi)資源,完善科研平臺功能

將科研平臺建設(shè)納入到學(xué)院專業(yè)建設(shè)和實驗實訓(xùn)教學(xué)平臺建設(shè)統(tǒng)籌規(guī)劃,實現(xiàn)科學(xué)研究和實踐教學(xué)協(xié)同發(fā)展,構(gòu)建一套合理的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系,在優(yōu)化學(xué)校資源配置的同時解決科研平臺建設(shè)中的困難。納米纖維材料平臺在建設(shè)過程中遇到了場地不足、水電改造困難以及大型設(shè)備購置資金短缺等基礎(chǔ)性問題,在統(tǒng)籌過程裝備與控制工程專業(yè)和能源化學(xué)工程專業(yè)實驗室建設(shè)過程中,將科研平臺納入過程裝備和化工基礎(chǔ)實驗中心統(tǒng)一規(guī)劃聯(lián)合建設(shè)。納米纖維材料平臺充實了專業(yè)實驗教學(xué)條件,同時將基礎(chǔ)化學(xué)、分析化學(xué)和化工原理等課程實踐教學(xué)的部分設(shè)備納入平臺,即完善了科研平臺的功能,又有效的利用了資源,對科研平臺的良好運轉(zhuǎn)和教學(xué)科研一體化發(fā)展人才培養(yǎng)模式改革奠定基礎(chǔ)。

2.2 加大跨學(xué)科平臺建設(shè)力度,全面提升學(xué)科平臺研發(fā)創(chuàng)新能力

緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,積極推進科研平臺的規(guī)劃和資源整合,加大跨學(xué)科科研內(nèi)容的整合和納米纖維膜材料與器件研究領(lǐng)域的應(yīng)用,建立以學(xué)術(shù)研究為核心的組織結(jié)構(gòu),提高科研團隊的素質(zhì)水平,提升科研平臺和研發(fā)創(chuàng)新能力。積極發(fā)揮科研平臺對多學(xué)科的協(xié)同性與包容性,構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研緊密融合的運行機制,完善對外合作式科研體制建設(shè),使交叉學(xué)科、綜合學(xué)科研究領(lǐng)域在科研平臺茁壯成長[4]。

2.3 抓住地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展機遇,強化科研平臺服務(wù)地方能力

納米纖維材料平臺依托學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科,激勵學(xué)科團隊圍繞服務(wù)于南疆經(jīng)濟發(fā)展和行業(yè)需求,積極開展科研攻關(guān)項目[5];緊抓“一帶一路”經(jīng)濟帶建設(shè)的歷史機遇,將科研和地方經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合,實現(xiàn)科研平臺和企業(yè)緊密合作,開展一系列具有針對性和實用性的科研課題[7],承擔(dān)地方重大研究項目和科研成果轉(zhuǎn)化課題,提高科研平臺的科研能力,強化科研平臺的服務(wù)能力,贏得發(fā)展機遇,例如科研平臺在“無機納米耐高溫氣凝膠催化劑載體材料制備及性能研究”方向獲得1項自治區(qū)自然科學(xué)聯(lián)合基金,為解決新疆太陽能多晶硅產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物的資源化利用開展了“以四氯化硅為原料制備特種納米纖維膜”課題研究,將特種納米纖維膜材料應(yīng)用于南疆偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村飲用水凈化的“基于納米纖維膜材料的南疆飲用水凈化研究”分別獲得阿克蘇地區(qū)“科技興阿”基金和阿克蘇“地區(qū)人才”基金支持。

3 納米纖維材料平臺的實踐創(chuàng)新能力建設(shè)

3.1 激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情

傳統(tǒng)的本科教育一般以學(xué)習(xí)理論知識為主,對實踐和技能操作訓(xùn)練不夠重視,應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求在傳授理論知識的同時加強實踐技能和創(chuàng)新方法的訓(xùn)練,及時讓學(xué)生了解與課程相關(guān)的科研成果,鍛煉專業(yè)技能。納米纖維材料平臺的建設(shè)加強了教學(xué)與科研的相互促進,以科研活動將理論與實踐緊密結(jié)合,提高了教學(xué)質(zhì)量[5]。通過參加科研項目研究相關(guān)的試驗和技能訓(xùn)練,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動性和積極性都有了較大提高。依托納米纖維材料平臺將理論知識和實踐教學(xué)緊密結(jié)合,對過程裝備與控制工程專業(yè)級和能源化學(xué)工程專業(yè)共200多名學(xué)生,通過科研平臺參觀介紹和科研項目階段性成果匯報,吸納學(xué)生參加科研平臺大學(xué)生創(chuàng)新科研項目。前后共有30多名學(xué)生加入科研平臺創(chuàng)新團隊,通過運用無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)等相關(guān)知識開展無機納米纖維膜材料制備及應(yīng)用系列研究,拓寬了學(xué)生的專業(yè)知識和學(xué)術(shù)視野,學(xué)生的創(chuàng)造潛能和科研素質(zhì)得到了提升。通過定期召開科研組會討論科研中的問題及展望,推進學(xué)生科研活動的有效開展,挖掘其潛力,為開展科研實踐打下良好基礎(chǔ),提高了學(xué)生的創(chuàng)新和科研能力。

3.2 開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目

納米纖維材料平臺為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目提供技術(shù)指導(dǎo)、場地支持、政策引導(dǎo)和創(chuàng)業(yè)孵化[6]:科研平臺自建成以來,先后承擔(dān)了5項師生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,引導(dǎo)學(xué)生申請了7項校內(nèi)創(chuàng)新課題,參與師生達到20人次,2019年參加中國復(fù)合材料學(xué)會新型復(fù)合材料大賽獲得全國“三等獎”。通過改革人才培養(yǎng)模式、實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目,顯著提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)適應(yīng)于我國經(jīng)濟發(fā)展變革的高水平應(yīng)用型人才。

3.3 加快實踐課程體系建設(shè)

納米纖維材料平臺的建設(shè)加快了以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程體系建設(shè):針對能源化學(xué)工程專業(yè),在開設(shè)《無機及分析化學(xué)》《有機化學(xué)及實驗》《物理化學(xué)》等課程實驗教學(xué)之外設(shè)置了以實踐教學(xué)為主的《化學(xué)基礎(chǔ)實驗》課程。為加強理論和實踐相結(jié)合,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,在每學(xué)期的17～18周開設(shè)以創(chuàng)新實踐教學(xué)為主的“小學(xué)期”教學(xué),設(shè)置“基礎(chǔ)化學(xué)實驗技能訓(xùn)練”“專業(yè)綜合實驗訓(xùn)練”“機械工程訓(xùn)練”“化工原理課程設(shè)計”“過程設(shè)備課程設(shè)計”相關(guān)實踐和課程設(shè)計。充分利用科研平臺“耐高溫納米纖維催化劑載體”研究成果開展大學(xué)生《能源轉(zhuǎn)化催化原理》課程創(chuàng)新實踐教育和“能源化工學(xué)科前沿”課程學(xué)習(xí),提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和實踐創(chuàng)新能力[7]。

3.4 培養(yǎng)畢業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力

吸收畢業(yè)生參與納米纖維材料平臺項目組的科研內(nèi)容,將科學(xué)研究過程和畢業(yè)實踐教學(xué)緊密結(jié)合,促進教學(xué)科研一體化發(fā)展。項目負(fù)責(zé)老師指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計[8],結(jié)合科研平臺研究項目和學(xué)生知識水平情況安排畢業(yè)設(shè)計實驗,做到每人一題,學(xué)生在實驗中能夠相互配合,教師隨時監(jiān)督指導(dǎo)。借助完善的科研平臺和科研項目,導(dǎo)師的指導(dǎo)、學(xué)生能將科研和學(xué)習(xí)緊密結(jié)合,變被動接受知識為主動研究問題、解決問題,從而熟悉科研的基本步驟,掌握不同的研究方法,提高創(chuàng)新能力[9]。在論文開題階段就讓學(xué)生圍繞論文主題查閱資料,思考后提出創(chuàng)新性課題和實施方案,導(dǎo)師根據(jù)論文主題在選題、開題報告、研究方案指定和實施等各個方面進行指導(dǎo),使學(xué)生掌握選題、查閱文獻和撰寫研究報告等方面的技能,提高學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)[10]。

4 結(jié) 論

通過構(gòu)建基于納米纖維材料平臺的教學(xué)科研一體化發(fā)展教學(xué)模式,探索從科研平臺的構(gòu)建特色和服務(wù)創(chuàng)新能力建設(shè)到大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的多層次協(xié)同創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[11],能對常規(guī)實驗教學(xué)產(chǎn)生促進與補充,形成創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提升的人才培養(yǎng)新模式。教學(xué)科研相融合的教學(xué)模式讓師生在創(chuàng)新實踐教學(xué)活動中共同提升,學(xué)生在潛移默化中將理論知識應(yīng)用于實踐,強化了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),也提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

本文得到了新疆理工學(xué)院校級科研項目(XLZ1903)的資助。