面向需求的材料学科创新人才培养设计＊

刘龙飞，唐果宁，颜建辉

(湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭411201)

人才培养受社会科技、经济、政治和文化发展的影响，尤其是经济发展的影响。在经济发展的不同阶段，对人才培养有着不同的需求。当前，为保持我国国民经济的可持续快速发展，经济结构需要进行战略性调整。随之而来，新的生产方式和生产过程对劳动者的知识结构、工作能力和劳动素质提出了新的要求［1］。材料是人类文明与社会进步的物质基础，材料科学与制备技术的发展是技术革新的先导，更是新技术发展主导的产业结构调整、实现经济可持续发展战略的关键，是现代社会发展的三大支柱之一。世界各国在科学研究、产业政策、教育和人才培养等方面对材料学科给予了重点支持、优先发展的政策。面对我国经济可持续发展和经济结构的战略性调整对人才的需求，材料学科专业人才的培养同时肩负着为经济发展提供高素质技术人才和为学科发展培养科学家的双重任务。为顺应这一新形势的要求，发展面向需求的新时期材料专业本科教育，培养本科层次的技术应用型人才和初级学术型人才成为了新的教育理念和培养目标。

一 科技和经济发展对材料专业人才素质的基本要求

材料科学既是基础科学，又是新技术发展的先导;因此材料学科教育需要培养适应现阶段经济发展需要的高级技术人才和保持技术不断更新的科学人才，尤其是创新型人才。材料科学能否满足经济社会发展和科技进步的需要，取决于该学科的改革及建设能否获得成功，尤其是人才培养理念的转变。总体来说，面向需求的材料学科专业创新人才应该具备以下基本素质:

1.具备正确的价值观

人才必须具有“真理至上”的价值取向，树立“唯实惟新、至诚致志”的求真务实精神。对现存的材料科学基本原理和基础理论，不是不假思索地接受和执行，而是持探究的态度，多问几个为什么;并且借助实验技术的发展，以更加严格谨慎的态度去验证;由存惑进而求解，由求解进而求发展，在发展的驱动下实现有所创新。在人类社会进步和科学技术发展过程中，每次有重大意义的发现，大都是由存惑进而求解发展而来的，是因对“最明显的东西”和不引起注意的现象产生疑惑开始的，才产生了对基础理论或原理在某种程度或某一方面的发展。在这些创新活动的实施过程中，很容易遭到原有信奉者的反对。人才只有具备正确的价值观，才能坚持实事求是的科学态度，具有追求真理和实现创新发展的勇气。

2.具备合理的知识结构

现阶段，材料科学人才的培养，需要具备比较完整和缜密的专业知识结构，系统了解包括自然科学和人文社会科学的基础知识，并掌握其中相关性强的部分。科学的发展都是建立在对已有知识创新和综合运用的基础之上的，要培养某一学科或专业方面的创新人才，必须具备与该学科或专业相对应的综合知识和宽泛的相关学科知识，了解本学科有关的前沿性知识。对于材料专业来说，具体包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的初级学术型或高级技术型人才。

3.具有探究新事物的浓厚兴趣

兴趣是驱动科学技术发展的强大动力之一，在对自然现象和现有理论兴趣的驱动下，人才能主动产生积极的思考，并付诸行动;这种主动积极的思维和行动，常常能使人处于兴奋的状态，使人在行动过程中高度地专注它，并对这个过程中的一切现象和发现变得更加敏感和迅速，反过来驱动他对其进一步进行钻研和探索。在兴趣驱动下的思维专注和钻研活动能诱发灵感的产生，使人的创造力突然达到超水平发挥状态［2］。如由于极度专注，俄国化学家门捷列夫在梦中完成了反映元素间关系的元素周期表;阿基米德在洗澡时提出了阿基米德定律。其次，在兴趣的驱动下，人才在探索和行动过程中为了解决困难而加强相关知识的学习，从而易形成宽厚而又独特的知识结构，帮助人才实现创新过程和创新发现。

4.具备创新发现的能力

创新人才的创新活动过程，也是发现问题和解决问题的过程，而发现问题和解决问题都离不开敏锐的观察能力和思维创新。敏锐的观察能力可以使人才在创新过程中迅速地获得全面准确的第一手材料，观察到新现象，发现新问题。具备创造性思维的人常以有准备的头脑去观察事物，关注客观事物的差异性、特殊性，思考感兴趣的问题。进而为了完全事物发展的过程，擅于运用创造性的想象或缜密的逻辑思维来假定空缺的事实，然后利用各种方法和手段来检验和修正这种想象，找出正确的客观规律。

5.具备百折不饶的心理和身体素质

在新事物的探究过程中，往往会遇到各种矛盾和干扰，需要人才在困难面前具有勇往直前的勇气和不达目的不罢休的毅力，在失败时不泄气、不退宿，不屈不挠，能够经受住身体上的磨难和精神上的挫折，始终如一地朝着既定目标前进。如发明家爱迪生在经历了7 600次失败终于成功地发现了一种既经济又耐用的钨丝作为灯丝材料，并沿用至今;正是这种对新事物探究的坚持和屡败屡战的坚忍不拔的精神，成就了他的2 000余项发明，成为了有史以来最伟大的发明家。除良好的心理素质外，还需具备健硕、机警和忍耐力强等身体条件，健康的身体是人才全面发展、坚持创新活动和克服重重困难后获得成功必不可少的重要条件。

二 面向需求的材料学科专业人才培养模式设计

科学进步和经济发展对人才具备的素质既有共同之处，又有差异，尤其知识结构的差异。一方面，科学的发展需要人们不断开辟新领域、探究新知识和发现新的规律等一切未知的东西，需要培养一些致力于认识世界、发现客观规律、建立科学原理为己任的学术型人才，这类人才的通常特征表现为与社会实践、实际应用的关系不直接、不紧密。但是其建立的科学原理却是新技术开发和发展的理论基础，没有这些科学原理的发现就谈不上技术进步和新技术的出现，对材料科学来说尤其如此。另一方面，经济的发展需要生产效率的提高和新产品的不断出现，主要体现为技术进步和新技术的出现。这类人才需要具有将科学原理演变为工程原理或工作原理、或将工程原理或工作原理转化为具体的设计或方案、或将设计或方案转化为具体的产品的能力。面向科学进步和经济发展的不同需求，需要重新设计相应的人才培养模式。设计的基本原则是:获得基本德育素质、智育素质和体育素质，分别培养具有扎实材料学科基础理论的科学人才和材料工程技术及应用的实践型人才。具体来说，面向需求的材料学科专业人才培养模式主要包括以下几个方面:

1.人才培养中的学生主体地位

为了让学生在有限的时间内了解和掌握相关专业知识，具备使用所学知识解决问题的能力，教师的引导是不可缺少的，但并不等于说教师在人才培养过程中占主体地位。教师的主要作用是引导和激发学生学习的主观能动性和积极性，引导学生如何开展专业知识的学习，如何将理论知识和实际应用联系起来。将“灌输式”的课堂教学过程转变为学生自主的学、用和创新。帮助学生了解所学专业的背景，激发其对将要从事专业的兴趣，发挥学生在专业学习和知识利用中的主体作用。通过让学生尽早走进实验室、了解工业生产和创新实践，从事创新活动的学习与实践活动，以激发学生的学习兴趣和主动性，重点培养其从事创新活动的能力。中国有句古话叫“人各有志”，加上个人的成长背景、受教育方式和兴趣爱好等方面差异较大，以及社会对人才的需求的多样化，需要确立以学生为中心的“个性化”人才培养。努力改善教学方式和课程体系，让学生有更多发挥个性的机会，充分调动学生学习的主动性、积极性和潜力，以利于实施“个性化”教学的人才培养方式，提高大学生自学能力、独立解决问题的能力和创新能力。

2.培养创新人才必须具备的基本素质

鼓励学生积极参与到校内、产学研基地和社会举办的各种实践活动，以提高他们对社会的认知和辨别的能力，引导他们进行运用所学知识于科学研究和技术开发的活动。逐步扩大学生对专业知识构成和相应课程学习的选择自由，体现学生学习的主体地位，引导他们形成“个性化”的知识结构。开设与创新能力培养密切相关的课程，提高人才学习和创新活动方法，培养和提升其创新思维，培养和锻炼创新能力。或者举办创新与实践专题讲座，成立大学生创新活动社团，可望在培养学生的创新意识和创新能力方面产生积极的影响。其次，注重在教学过程中将学生的发散思维和聚合思维培养相结合，将直觉思维和逻辑思维相结合，将想象能力与创新实践相结合;既激发学生发现问题的兴趣，又提升其解决问题的能力，激发和培养学生的创新意识和能力。科学的人才观和重用年轻人才是培养创新型人才的又一关键所在，重视和起用新人是培养创新型人才和鼓励创新的又一重要手段，有助于引导学生形成正确的价值观，形成独立思考和自主学习意识，树立崇高的理想，从而成为具有优秀道德品质、宽厚的知识结构和健康体魄的综合性创新人才。

3.建立开放式教学的人才培养机制

开放式教学的人才培养机制需要将单一的课堂教学进行扩展，引导学生自学、积极参与社会实践和科学研究等活动，逐步扩大实践教学在整个培养计划中的比例。逐步丰富实践教学手段，将以往以验证为主的实践教学活动转变为以探索和创新发现为主的知识发现和知识运用活动中去，回归工程实践［3］。逐步加强教学计划中的设计和加工环节，同时强调让学生获得从事创新发现和创新研究的方法。开设专门训练创新发现和创造力培养的课程，如“科学研究方法论”、“创造技术”、“智力与创造力训练”等，并以产学研基地“联培”方式，引导学生走出课堂，走向社会，是越来越受到社会各界的欢迎和好评的创新人才培养模式。

4.开展多形式多途径的人才培养手段

鼓励大学生以多种形式参加创新实践活动。大学教师或多或少承担了一定的科研任务，鼓励大学生积极参加到教师的科研活动中去，参与某个课题的实验和研究活动;现代大学都建立了较多的研究所或产学研研究基地，在适当的学习阶段，鼓励学生到校外基地、研究所参加科研活动;建立教师指导，学生积极参加各种创新大赛的活动，不但提供必要的物质和设施的支持，建立健全管理和激励机制，如技能学分认定;利用假期，到相关单位或部门开展社会调查和研究，以使学生接触到更多的实践活动和创新氛围，培养学生独立学习、观察、发现问题和解决问题的能力。开放和建立多种实践学习渠道，提供大学生真刀真枪地开展创新活动的场所，有利于培养和提高大学生的创新素质和创新能力。科学研究相关的实践活动在提高人才培养质量方面的作用，日益受到人才培养单位的重视。建立高等院校常规培养，高校与企业或科研单位联合培养的人才创新培养模式，以独特的方式将商业、管理和技术融为一体的培养“三项全能人才”。面向新世纪经济发展带来的人才需求，复合型、创新型人才培养越来越得到社会各界的倡导和支持。

5.创造有利于学生创新能力培养的“土壤”

学生创新能力的培养离不开创新环境的建设，主要有3个方面，一是课堂教学，教师必须转变观念，以学生为主体，教师为主导，鼓励学生积极参与教学活动，引导学生讨论、质疑和发表自己的见解，充分发挥学生求知的主体能动性和积极性;二是创新教材建设，教材是教师教和学生学的主要介质，一套好的具有创新精神的教材是开展课堂创新的必要条件之一，不同类别或层次的学校需要依据自身特点开发面向行业特点或地域需求的创新教材;三是校园创新文化建设，开展各种形式的创新活动是校园创新文化建设的核心内容，包括成立学生创新社团，参加和举办多种形式的创新竞赛，举办多种形式的专家报告会，鼓励学生参与教师科研活动，建立大学生创新实践基地等;四是建立与创新人才培养相配套的组织机构和一套激励学生创新的机制，组织、引导和鼓励学生的创新活动。

三 面向需求的材料学科专业人才培养体系的设计

1.教学体系

材料科学与技术的发展经常与物理、化学等自然基础科学联系在一起，具有涉及面广、学科交叉性和综合性强等特点，兼备基础研究和应用研究的属性。因此，材料专业人才的培养应在充分考虑其特点的基础上，结合社会发展对人才素质的要求，将理论教学、实践教学、科学研究3种方式有机衔接与联系，构建新型教学模式。理论教学要考虑材料学科自身的特点，在注重强调材料科学基础教育的同时，还要考虑材料学科与其它学科的交叉、材料基础研究与技术应用的差异等。材料专业实践教学要注重开发学生综合知识运用的能力，多开设材料设计性、性能研究性和综合运用性实验，强调材料理论在实践应用过程中的合理性、差异性和综合性。创新综合实验要引导理论教学和实验教学中学到的知识和技能用于发现问题和解决问题。

2.课程体系

面向需求的材料专业课程体系设置要注重由学科科研式向专业或行业特色式转变，将以往中心地位的专业课程设置向特色课程转变，课程体系设置由以学科发展为中心向以培养专业或行业特色学生为中心转变，即以专业基础课程、特色课程、扩展课程和实践课程为框架进行课程体系的优化、重组和集成［4］。

(1)专业基础课程

专业基础课程既要考虑材料学科的专业性，同样要重视其学科交叉性，使学生既掌握专业所需的基础知识、又具有创新发展所需的交叉知识，为学生创新能力的发展和特色人才的培养打下坚实、宽厚的理论和技能基础。因此，专业基础课程的设置既要满足学生的创新能力和素质结构的要求，又要考虑设置特色课程的需要，并使人文社会科学、自然科学和工程技术科学有机结合，如政治思想教育系列课程、数学、英语、物理、化学、计算机基础、环境保护、资源开发与利用乃至经济管理等。

(2)特色课程

特色课程的设置要考虑到经济社会发展的需求及材料的基础性和技术性，紧扣材料科学与工程的四要素，结合专业和行业需求，紧密围绕行业对人才的基本要求和培养目标分别设置的特色课程包括:材料设计学、材料加工学、材料性能学、材料测试与分析技术、材料防护学等。

(3)扩展课程

扩展学生知识视野、强化本校、本地域的行业专业特色，培养学生的创新发现能力，综合应用所学知识及技能对具体问题进行分析与解决的扩展课程有:材料表面工程、计算机在材料科学中的应用、金属热处理原理与工艺、材料失效分析学、材料科学发展与资源利用等。

(4)创新实践教学体系

培养学生实验操作技能和初步的创新发现能力，使学生逐步建立工程科学意识和创新意识，具有初级的科学或工程实践经历。反映创新实践教学的实践课程分为材料基础课程教学实践环节、专业技术培养实践环节、专业行业特色培养实践性环节三大系列，具体包括材料基础课程实验、材料综合分析实验 (如材料金相分析实验、材料失效分析综合实验、材料性能综合实验、材料加工综合实验)、专业行业特色实践、材料创新创业教育系列实践、各种生产实习和工艺设计(热处理工艺设计、材料设计与加工)等。

四结语

本文从我国现阶段经济发展及其结构调整引发劳动者素质要求变化出发，就面向需求的材料学科专业人才培养方案设计进行了探索。分析了我国现阶段科技和经济发展对材料学科专业人才素质的基本要求，对在新形势下面向需求的材料学科专业人才培养方案和培养体系开展了探索，结合我校实际情况和湖南省经济发展的特点进行了具体设计，为我校进入一本招生后材料学科新的培养方案的制定和完善提供了有益的参考。

［1］林血燕.从应用型本科教育看应用型创新人才培养［J］.集美大学学报，2011(1):83-85.

［2］李维平.创新型人才的基本素质及培养［J］.人事管理资讯，2006(10):3-5.

［3］张喜梅.新世纪美国重点理工大学人才素质培养要求与人才培养方法模式探索［J］.中国高教研究，2003(2):70-71.

［4］王章忠，皮锦宏，巴志新.材料科学与工程专业应用型人才培养的思考［J］.南京工程学院学报(社会科学版)，2007(1):37-40.