材料與化工專業(yè)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐

張楠，牛永生

（安陽工學(xué)院，河南 安陽 455000）

我校研究生“創(chuàng)新孵化項(xiàng)目”設(shè)置于入校第一年，主要目的為強(qiáng)化學(xué)生理論運(yùn)用于實(shí)踐的能力和理論指導(dǎo)創(chuàng)新意識的養(yǎng)成，項(xiàng)目按照專業(yè)內(nèi)涵不同共分為5 類：技術(shù)開發(fā)類、技術(shù)優(yōu)化類、專業(yè)競賽類、建模類及表征設(shè)計(jì)類。技術(shù)開發(fā)類側(cè)重于利用“材料與化工傳輸原理”等工科課程知識，以Aspen Plus 等軟件為主要工具，在導(dǎo)師指導(dǎo)下參與企業(yè)技術(shù)路線和工程設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)，多以橫向項(xiàng)目為實(shí)施平臺；技術(shù)優(yōu)化類側(cè)重于在掌握工程、工藝特性基礎(chǔ)上，以Fluent 軟件為主要工具，模擬、分析操作過程，尋找可優(yōu)化條件；專業(yè)競賽類側(cè)重于在本科生“全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽”及“全國大學(xué)生化工原理暨化工實(shí)驗(yàn)大賽”的指導(dǎo)中發(fā)揮專業(yè)特長及研究特長，深挖實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及虛擬仿真操作中的難點(diǎn)，并針對性提出簡化、優(yōu)化建議，幫助提升戰(zhàn)隊(duì)成績；建模類主要依據(jù)工程原理，依靠數(shù)學(xué)建模完成對過程各參數(shù)影響關(guān)系的推算及分析；表征設(shè)計(jì)類側(cè)重于依靠學(xué)院現(xiàn)有大型儀器設(shè)備及分析檢測手段，在導(dǎo)師培養(yǎng)下，能夠獨(dú)立進(jìn)行設(shè)備操作、圖譜分析并具備依據(jù)檢測基本任務(wù)提出合理分析檢測構(gòu)想的能力。

1 研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實(shí)施方案

1.1 “創(chuàng)新孵化項(xiàng)目”的建設(shè)及實(shí)施

我學(xué)院現(xiàn)有聯(lián)合培養(yǎng)碩士生10 人，依據(jù)學(xué)生導(dǎo)師的科研方向，在結(jié)合學(xué)生就業(yè)意向和發(fā)展意向的前提下進(jìn)行雙向選擇，建設(shè)了“創(chuàng)新孵化項(xiàng)目”五類（表1），在強(qiáng)化專業(yè)能力、研發(fā)能力基礎(chǔ)上，對學(xué)生管理能力、團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作及社交能力也進(jìn)行了培養(yǎng)。

表1 “創(chuàng)新孵化項(xiàng)目”設(shè)置及實(shí)施

1.2 理論教學(xué)改革

1.2.1 案例化教學(xué)

以“工程倫理”課程為例，課程所涉及的化工單元操作均以國內(nèi)外典型生產(chǎn)案例或安全事故為課程導(dǎo)入對象，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析根源、過程論證、結(jié)論提出等步驟，逐步推演知識，理清構(gòu)架，如以印度博帕爾事件為案例，從廠址選擇不當(dāng)、操作違規(guī)失范、設(shè)備未及時維修、工藝缺乏日常維護(hù)、無有效人員監(jiān)控和員工責(zé)任心缺失等各層面詳細(xì)分析論述了20 余萬人死傷背后的原因。工程建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)中對于安全、環(huán)保的疏忽，最終導(dǎo)致了悲劇的發(fā)生，而疏忽的本源，正是資本只追逐經(jīng)濟(jì)利益，無視環(huán)保，無視生命的本質(zhì)。由化工真實(shí)重大事故入手，在互動引導(dǎo)下，關(guān)于工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、高效性和安全性平衡的教學(xué)會令學(xué)生印象深刻，而事故分析過程中教師的不斷提問，也能充分激發(fā)學(xué)生們求知探索熱情和變革創(chuàng)新勇氣。

1.2.2 考核方式調(diào)整

為檢驗(yàn)學(xué)生知識理解效果，強(qiáng)化知識應(yīng)用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)，“化學(xué)反應(yīng)工程”“工程倫理”等課程在考核過程中加入開放式作業(yè)或論文等環(huán)節(jié)，分?jǐn)?shù)占比不低于20%。老師從作業(yè)或論文中觀察學(xué)生在問題分析和解決方案論證時體現(xiàn)的思維邏輯性和創(chuàng)新性，以此評判學(xué)生的知識掌握程度和創(chuàng)新能力水平，并據(jù)此對課程教學(xué)及其他環(huán)節(jié)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供更為明確的反饋與借鑒。

1.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革

1.3.1 專業(yè)實(shí)踐改革

學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)碩士現(xiàn)由學(xué)生第一導(dǎo)師負(fù)責(zé)遴選聯(lián)絡(luò)適宜的化工企業(yè)（多為導(dǎo)師橫向合作企業(yè)），學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下參與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐及項(xiàng)目攻克。

學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐時，應(yīng)一邊深入了解工程特征，一邊挖掘工藝或工程的優(yōu)化點(diǎn)，對此進(jìn)行詳細(xì)的分析、論證，以此為文形成最終的專業(yè)實(shí)踐報(bào)告，同時，學(xué)生需在專業(yè)實(shí)踐答辯中對于報(bào)告內(nèi)提出的工藝或工程優(yōu)化點(diǎn)進(jìn)行更為細(xì)致的匯報(bào)與答疑，由答辯組對方案可行性及創(chuàng)新性進(jìn)行綜合評判，并將此計(jì)入學(xué)生專業(yè)實(shí)踐最終成績；學(xué)生也可深度參與導(dǎo)師與企業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐情況，在企業(yè)完成研發(fā)計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)分析及驗(yàn)證過程，以此作為專業(yè)實(shí)踐主體內(nèi)容，撰寫專業(yè)實(shí)踐報(bào)告并參與答辯。

1.3.2 學(xué)位論文指導(dǎo)

學(xué)位論文研究主題由導(dǎo)師結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀或理論、工程研究瓶頸等擬定，以1∶3 的生題比向?qū)W生開放選題，學(xué)生結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)或研究興趣進(jìn)行初選，并在10日內(nèi)向?qū)熖峤弧斑x題工作計(jì)劃書”，內(nèi)容包含對項(xiàng)目研究主題及意義的理解、個人工作目標(biāo)及工作規(guī)劃等，導(dǎo)師依據(jù)學(xué)生“選題工作計(jì)劃書”可行性及創(chuàng)新性來確定該學(xué)生的研究課題并給予針對性指導(dǎo)，對于存在重大理解偏差或研究計(jì)劃確實(shí)不可行的，導(dǎo)師應(yīng)與學(xué)生充分交流，引導(dǎo)其糾正思路或另選課題。

在確定研究課題后，學(xué)生應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下對研究方法進(jìn)行分析論證，并積極開展實(shí)驗(yàn)研究，對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)的不合理數(shù)據(jù)，首先依據(jù)文獻(xiàn)自主分析產(chǎn)生的原因及調(diào)整方法，書面匯報(bào)導(dǎo)師，經(jīng)導(dǎo)師同意后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案調(diào)整。以上書面分析論證材料由導(dǎo)師整理并據(jù)此給定學(xué)生“獨(dú)立研究和創(chuàng)新能力”部分的分值。

1.4 “積分制”學(xué)分認(rèn)定

為體現(xiàn)“以生為本”的培養(yǎng)初心，便于學(xué)生結(jié)合個人研究興趣積極開展研究創(chuàng)新工作，學(xué)院鼓勵學(xué)生積極參與各級各類創(chuàng)新工作，提升創(chuàng)新能力。對于其取得的工作成果，可依據(jù)學(xué)院“積分制”管理辦法進(jìn)行學(xué)分認(rèn)定，積分累計(jì)達(dá)到人才培養(yǎng)規(guī)定學(xué)分后，學(xué)生可向?qū)W院管理部門提交學(xué)位授予申請。

我學(xué)院現(xiàn)有的“積分制”管理辦法中積分認(rèn)定共有論文、科研項(xiàng)目、專業(yè)競賽、專利等四大類，按照成果完成質(zhì)量及等級具體積分的分值如表2。

表2 “積分制”學(xué)分認(rèn)定列表

同時，以上各成果應(yīng)與學(xué)生本人研究主要內(nèi)容具有高相關(guān)性，其完成單位的第一單位應(yīng)為我校。

2 實(shí)施效果

2.1 激發(fā)了學(xué)生的研、創(chuàng)主動性，育人效果明顯提高

以就業(yè)為導(dǎo)向的“創(chuàng)新孵化項(xiàng)目”和“積分制”學(xué)分認(rèn)定形式，充分尊重了學(xué)生個體的專業(yè)專長和發(fā)展方向，能夠讓學(xué)生在最熟悉或喜愛的專業(yè)領(lǐng)域開展最大程度的創(chuàng)新實(shí)踐鍛煉，做好了“內(nèi)因驅(qū)動”；多種形式的創(chuàng)新創(chuàng)造活動迎合了同學(xué)們愛挑戰(zhàn)、追求價值實(shí)現(xiàn)的心理，雙指導(dǎo)教師的配備又為同學(xué)們實(shí)踐水平的提升提供了必要的技術(shù)指導(dǎo)，綜合形成了有力的“外因營造”。在內(nèi)因、外因共同作用下，同學(xué)們的學(xué)習(xí)、研究和創(chuàng)新興趣得到了激發(fā)，不僅提升了成果完成質(zhì)量，也有效提升了教學(xué)教育效果，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新能力的鍛煉與提高。2021年，我學(xué)院聯(lián)培碩士2人參與指導(dǎo)的全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽共獲國賽二等獎1項(xiàng)、三等獎1項(xiàng)、賽區(qū)二等獎2項(xiàng)、三等獎2 項(xiàng)的理想成績；聯(lián)培碩士報(bào)名參與企業(yè)橫向研究項(xiàng)目2項(xiàng)；開放性作業(yè)完成質(zhì)量和實(shí)踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)得到了任課教師的充分肯定。

2.2 注重對學(xué)生創(chuàng)新意識的過程性培養(yǎng)與評價

理論教學(xué)中開放性作業(yè)布置、專業(yè)實(shí)踐及學(xué)位論文指導(dǎo)過程中的階段性匯報(bào)制度，都在深入貫徹創(chuàng)新意識的過程性培養(yǎng)與評價。對比之前的期末看水平、論文看成敗，導(dǎo)師更多將教育培養(yǎng)工作的重心用在平時，從每次的開放作業(yè)探討和實(shí)驗(yàn)研究規(guī)劃與進(jìn)展情況中去發(fā)現(xiàn)同學(xué)們的專長與不足，從而針對性對學(xué)生們進(jìn)行培養(yǎng)與提升。在近一屆學(xué)生的教學(xué)座談反饋中，同學(xué)們對于導(dǎo)師在課業(yè)過程中的指導(dǎo)與點(diǎn)撥大多反映“印象深刻”“很受啟發(fā)”。而就教學(xué)效果而言，其課程或環(huán)節(jié)成績也較之前傳統(tǒng)教學(xué)有一定程度的提高。

2.3 更注重創(chuàng)新思想的實(shí)用性和成果的工程化

無論是案例化教學(xué)還是“創(chuàng)新孵化項(xiàng)目”，在課題遴選時都注重其實(shí)用價值和工程意義，以拓展工程應(yīng)用、提升工程安全、創(chuàng)新工程技術(shù)、發(fā)展工程理論為教育教學(xué)主要目標(biāo)，除了幫助同學(xué)們建立牢固的工程意識觀，培養(yǎng)其縝密、科學(xué)的工程邏輯，更要求大家研究與創(chuàng)新應(yīng)著眼于行業(yè)發(fā)展、社會服務(wù)和國家興盛的總目標(biāo)。近一年來，同學(xué)們參與企業(yè)橫向合作積極性有明顯提高，對于研究成果在企業(yè)生產(chǎn)力和利潤額上形成的影響也更加關(guān)注，成果轉(zhuǎn)化已逐漸成為同學(xué)們研究的主要目標(biāo)。

2.4 打破了“唯論文”的學(xué)位認(rèn)定方法，評價更具合理性

在多項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐平臺的鍛煉與培養(yǎng)中，在理論與實(shí)踐交互指導(dǎo)、激勵上升中，同學(xué)們對于理論知識的掌握漸深，更具備了良好的創(chuàng)新能力、追求卓越的品質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在“破五唯”學(xué)術(shù)改革大環(huán)境中，碩士生培養(yǎng)的“唯論文”局面也在慢慢變革，科研項(xiàng)目完成、專業(yè)競賽獲獎和發(fā)明專利授權(quán)等也呈現(xiàn)出不同層面的創(chuàng)新，“積分制”學(xué)分認(rèn)定辦法無疑是創(chuàng)新人才分類培養(yǎng)的有益嘗試。

3 結(jié)束語

在近一年的實(shí)踐過程中，注重過程培養(yǎng)的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式充分激發(fā)了學(xué)生的研究創(chuàng)新熱情，提升了實(shí)踐水平和創(chuàng)新能力，融入了工程觀、價值觀和人生觀教育，并初步體現(xiàn)了創(chuàng)新人才分類培養(yǎng)的特征，對于工科研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有較好的借鑒意義。