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基于大创项目的材料类专业本科生创新能力教学改革与实践论文

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2025-08-18 17:28:47    来源:    作者:xuling

摘要:新时代背景下,高校担负着服务创新型人才培养的主体责任。大学生创新创业训练计划项目以培养学生创新创业实践能力为目标,是深化高校创新创业教育改革的切入点和重要抓手。

  摘要:新时代背景下,高校担负着服务创新型人才培养的主体责任。大学生创新创业训练计划项目以培养学生创新创业实践能力为目标,是深化高校创新创业教育改革的切入点和重要抓手。以南京工业大学省级双创实践教育中心为载体,结合大创项目的开展和实施,积极探索材料类专业本科生创新能力和实践水平的培养路径,同时促进教学模式的改革和教学质量的提升。


  关键词:创新创业训练计划;创新思维;人才培养;材料类专业


  0引言


  党的十八大报告强调指出:“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。”大学生创新创业训练计划(以下简称“大创”)作为国家实施高校本科教学质量与教学改革工程的一项重要建设内容,旨在通过强化大学生创新创业实践训练,促进高校改革人才培养模式,培养创新型国家建设需要的高水平创新人才[1-2]。材料科学与工程专业[3]是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业,主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用,对学生从事研究、教学、科技开发和相关管理工作提出了更高的要求。大创项目作为深化创新创业教育改革的重要载体,始终坚持以学生为中心,对提升学生专业基础知识、工程实践能力和创新培养质量具有重要意义[4-5]。本文基于大创项目的实施,以南京工业大学省级双创实践教育中心为载体,开展材料类专业本科生创新能力培养的实践与探索。


  1大创项目对材料类专业本科生的培养现状


  1.1基于大创项目的学生培养实施过程


  南京工业大学省级双创实践教育中心自2019年首批入选后,学校不断深化双创教育改革,打造融“双创教学、实践训练、指导服务、成果展示、资源对接、孵化转化”六位一体的大学生创新创业实践全流程教育服务平台,尤其加强大创项目实施的全过程管理。在大创项目实施过程中,大致可归结为项目选题、申报、立项、中期检查和结题验收五个环节或阶段。

  项目选题的来源类型一般分为3种:(1)学院或导师根据材料学科背景拟定多个项目课题,由学生根据兴趣以及专业知识自行选择选题;(2)导师将正在研究的科研课题进行拆分,学生共同完成课题研究;(3)学生从学习、实践或课题研究等中产生对某课题的兴趣,进行选题。


  大创项目的申报主要包括组队和撰写项目计划书。由导师安排或学生自行组成大创课题团队,团队人数一般不超过5人,项目成员可根据实际情况跨学院、跨学科组队,尤其常见于材料专业与化学工程、机械工程、能源科学、工商管理等学科的交叉组队。组建好大创项目团队后,学生需通过阅读大量文献和课题背景知识,了解国内外研究现状和技术前沿,完成项目计划书中关于项目团队基本信息、申请理由、项目方案、学院提供条件、预期成果和经费预算等的撰写。


  此外,学校教务处将组织专家组对选题的科学性、项目的可行性、团队成员分工的合理性、预期进度执行性进行评估,对符合开展大创条件的项目进行立项支持。项目立项后,大创成员需根据项目方案着手开展实验规划和任务分配,同时需定期开展小组会议,通过成员间项目进展的讨论,由指导教师给出实验中遇到问题的解决方案。


  为检查大创项目实验进度,中期检查通常安排在项目立项后的半年时间。此时,项目团队需完成中期报告书和中期汇报。中期报告书主要包括实验目的与要求、项目进展、预期成果、开放实验开展的体会与改进四大板块的内容。中期汇报以PPT汇报答辩的方式进行,学院组织专家组通过现场评审,全面检查立项项目的研究进展状况,帮助项目组分析项目研究存在的问题,并提出下一步工作计划及解决问题的方法。


  为全面了解和掌握项目进展及完成情况,确保项目研究任务保质、按时完成,学校会组织开展项目的结题验收工作。验收报告主要考核项目的创新性、工作的完成度、经费使用的合理性、项目取得的成果等。学校组织成立考核专家组,根据汇报答辩、项目研究报告及项目完成情况对该项目进行验收评定,并根据项目完成的质量给予结业证书或项目延期处理。


  1.2大创项目在实施过程中存在的问题


  自大创项目实施计划以来,各高校已逐渐形成了一套较为成熟的管理模式[6-7],但由于项目管理部门自身业务工作量繁重,造成大创项目在实施过程中仍存在一定的管理缺失。


  学生覆盖面不足。回顾历年来学校大创项目的申报和立项情况发现,参与大创项目的学生占比仍有待提升,很多一年级的学生尚不了解大创活动,缺乏科学研究的热情;部分专业学生如工商管理、行政管理学生数量比例很低,缺乏与理工科类学生进行跨专业组队的途径。


  团队成员参与度不均衡。大创项目通常由项目负责人和团队成员组成,往往项目负责人承担了项目的申报、实验、撰写等工作,而部分团队成员参与度不够,使得项目开展对学生创新能力的提升效果不佳,也影响了项目成员间的团队协作。


  指导教师精力投入有限。部分指导教师身兼教学、科研、研究生培养等工作,缺乏足够的时间和精力对本科生大创项目进行系统指导,通常会将本科生大创交由其所带博士生或硕士生进行间接指导,导致指导教师和项目团队之间的交流仅局限于过程材料审核,而本科生由于缺乏针对性指导,无法取得预期的创新能力培养。


  考核评价机制尚不完善。部分高校在大创项目的过程和目标管理上存在缺失,考核标准不够明晰,往往比较看重项目能否按期完成结题验收,而对项目预期成果的要求不高。因此项目的质量和成果产出不多,无法孵化出优秀的“国创”项目,学生也无法从中得到锻炼和成长。


  产教融合渠道不够畅通。高校与企业由于信息不够对称,人才培养供给侧和产业需求侧在结构、质量和水平上不能完全适应。学科专业建设与产业转型升级之间尚未实现匹配。同时,高校在科技创新、技术服务和科技转化方面仍不能完全满足产业转型升级和快速发展的需求,其服务经济社会发展的意识与能力仍有提升的空间。


  2大创项目对本科生创新能力的促进作用


  大创项目的实施过程是一种科研活动的体现。通过对大创项目的实施,有助于本科生创新意识和实践能力的培养,对创新型人才培养具有重要意义。


  2.1促进学生科研思维的形成


  在开展大创项目之前,尽管学生已通过专业理论课程的学习,但是往往对知识点的理解还停留在比较肤浅的层面,在遇到实际问题时,还是会表现得无从下手。在整个大创项目的实施过程中,学生需要从有效查阅国内外相关文献资料开始,逐步完成撰写项目申报书、实验安排和数据处理、实验结果分析、项目汇报和答辩等过程,团队成员慢慢建立了正确的科研思路和方法,并可以通过对实验数据的结果分析判断反推理论知识体系,大大提高了学生独立思考、分析和解决问题的能力。


  2.2增强学生团队协作的意识


  大创项目通常由多位成员在老师的指导下配合完成科研工作,而大创项目的选题通常是当前较为前沿的技术,可能涉及材料、物理、力学等各方面的知识。因此,必须由项目负责人对项目进行拆解,根据团队成员的年级、学科背景进行模块划分和任务分配,这就要求项目成员间要互相沟通和协同合作,在遇到问题或难点时,项目成员与指导教师通过分析讨论,共同探讨并给出解决方案。项目实施结束后,项目负责人可以获得团队管理的能力,项目成员间的团队意识也明显增强,这些过程促进了专业以外的能力提升。


  2.3提升学生动手实践的能力


  大创项目的实验环节通常包括设计实验、材料采购、开展实验、获得实验结果等步骤,而理想的实验结果往往需要重复多次获得,这就要求学生在实验操作中不断优化实验方案,调整实验方法。而大创项目实施的目的是让学生将学过的理论知识运用到实际项目中,通过理论指导实践,再由实践发现科学性规律。在这一过程中不仅锻炼了学生的动手能力,培养了解决问题的思路,也为将来从事科研工作打下了坚实的基础。


  2.4指导学生学术视野的拓展


  大创项目的研究内容通常来自指导教师的研究领域和前沿课题方向,学生需要查阅大量的科技文献,了解国内外研究现状和发展动态,分析发展过程中需要解决的关键问题和方法,在这个研究过程中学习到的新方法、新理论将不再拘泥于课堂上的教学内容,学生的学术视野得到初步拓展。同时,团队成员通过参加指导教师的定期组会,汇报项目进展和遇到的问题,再反过来查阅相关文献寻找解决方案,能更好地引导学生更深层次的科研实践。另外,学生还可以利用大创项目参加本科生学术科技论坛或学术会议等方式,拓宽学术视野,更好地了解专业前沿动态、积累学术经验。


  3提升本科生创新能力培养的教学改革与实践


  近年来,我国的材料科学与技术发展迅猛,如在超导材料、新型碳材料、新能源材料、有机光电材料等新材料的研发与应用方面取得了卓有成果,但传统的课堂教学往往难以传授最前沿的科学进展。大创项目的实施正好架起了从课堂到课题之间的桥梁,项目成员通常在项目实施过程中获得前沿研究方向和科研训练能力,大创项目指导老师则根据自身所承担的前沿科研项目,为项目成员提供实验室和设备、仪器等资源,鼓励并引导学生开展相应的研究工作。


  3.1大创项目对创新能力的培养实践


  我校材料类专业依托实验教学中心、创客梦工场、省级双创实践教育中心、省级科普教育基地等平台,通过创新创业科普主题讲座、举办大学生创新创业成果展、开展课程实验实训等激发大学生参与科技创新创业创造的积极性和主动性,提升大学生创新创业知识水平和创新创业能力,推动形成“专业教育+双创教育”深度融合的人才培养新局面。

  材料类专业的研究方向目前涉及多个学科领域,如物理、力学、化学等,项目团队一般由3~5名本科生组成,二、三年级本科生由于已掌握一定的专业知识,可以担任项目的负责人,低年级同学通过材料学导论等课程建立专业理论基础,然后根据自己的兴趣方向选择加入高年级本科生的大创项目,也可作为大创项目持续开展的储备力量。项目团队成员在指导教师的指导下,根据指导教师的研究领域和前沿课题方向,确定初探科研选题和内容,自主完成研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果(学术)交流等工作。材料类专业的大创项目大部分依靠实验获得研究进展,因此获批立项的大创项目,将被给予一定的经费支持;而指导教师需要给予技术、实验场地、实验设备等条件支持,从而保障大创项目的顺利实施。同时,通过前期汇报、中期答辩、专家验收等方式,定期开展成果汇报活动,及时对大创项目进行评估和调整,保障项目逐步落实。


  3.2大创项目对教学改革的发展创新


  目前,我国高校本科教学普遍面临内容更新率低、教学手段单一、饱受时空限制等问题,学生发现问题和解决问题的能力欠缺。将大创项目融入材料类专业教学模式,构建材料科学教学改革体系,增强本科生对材料科学及相关交叉学科的学习兴趣,进而提高学生的数据处理能力、理论分析和联系实际的能力,从而为未来职业生涯打下坚实的基础。


  首先,增设交叉学科专业通识教育课程。材料类专业本科生除必修的专业课程外,可增设人文社科类、自然科学类、创新创业类等方面的课程。材料类本科生培养以“厚基础、宽口径、强交叉、高品位”为理念,形成“学科交叉、一专多能”的培养体系,培养基础扎实、视野开阔、全面发展的创新型领军人才。其次,将大创项目列入本科生培养方案实践教学。实践教学模块设置培养学分要求,学生参加材料学科方向的讲座、报告,主持或参与大创实践训练,待项目结题验收后可获得相应的创新创业学分,国家级大创项目参加“国创计划”年会将被认定为校级A类竞赛,指导教师也可获得相应的教学工作量。因此,大创项目将课堂教学转为实践教学,不仅缓解了教学培养经费的紧张,还充分利用了实验室的优质资源,更培养了学生独立思考、团队协作、实践操作的能力。


  3.3大创项目对学科竞赛、“双创”竞赛的培育驱动


  学科竞赛、“双创”竞赛是以大学生为主体,利用课堂教学所学专业知识,解决实际应用问题,从而提升创新能力的一种课外实践平台。与材料类专业相关的各类竞赛包括“互联网+”大赛、“挑战杯”竞赛、大学生金相技能大赛、机械工程创新创意大赛、“青年红色筑梦之旅”活动等,而大创项目可以作为各类学科竞赛和“双创竞赛”的依托,鼓励项目团队积极参加各类赛事和活动,推动项目不断提高整体水平和发挥示范带动作用。


  大创项目的选题一般是指导老师的前沿课题方向,本身具有一定的创新性,所采用的实验手段往往也具有一定的先进性。在经过大创项目的训练后,学生不仅掌握专业的实验技能,更能够获得独立的思考和研究能力。学科竞赛注重专业性,可以很好地锻炼学生的专业能力,创新创业竞赛主要以项目形式,锻炼一些文案、路演答辩、组织统筹等能力。因此,在经过与指导老师的前期相处,对指导老师的研究方向有了更深入的理解后,学生容易激发更高的求知欲,也更愿意参与各类学科竞赛和“双创”竞赛,并能将大创积累的研究成果快速转化,以适应“互联网+”“挑战杯”等各类创业大赛和学科竞赛的比赛要求。因此,大创项目可以为学科竞赛、“双创”竞赛培育大量的人才和项目,也更容易取得优异的比赛成绩。


  4结语


  大创项目是高校教学改革和本科生创新能力培养的重要组成部分,但在实施过程中存在学生覆盖面不足、团队成员参与度不均衡、指导教师精力投入有限、考核评价机制不完善等问题。大创项目对本科生创新意识、团队协作、实践能力和学术视野等有所提升,对创新型人才的培养仍具有重要的意义。本文以南京工业大学省级双创实践教育中心为载体,结合材料类专业本科生大创项目的具体实施过程,提出了大创项目对创新能力的培养实践、教学改革的发展创新和对学科竞赛等的培育驱动作用,为提升本科生创新能力培养和革新教学课程体系提供了借鉴和参考。


 参考文献:


  [1]教育部,财政部.关于“十二五”期间实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见:教高〔2011〕6号[A].北京:教育部,财政部,2011.


  [2]郭清.浅析大学生创新创业训练计划管理模式的构建[J].决策探索(下),2021(3):64-65.


  [3]贾征,喻兵,王心彤,等.以大学生创新创业训练计划项目为依托的材料成形及控制工程专业实验教学实践[J].实验室研究与探索,2022,41(2):168-171.


  [4]陈红兵,赵丽娅,卢进登.新形势下大学生创新创业训练计划培养模式的思考[J].教育现代化,2017,4(15):7-9.


  [5]高帆.基于实验室信息统计的高校实验教学改革探索[J].实验技术与管理,2021,38(8):244-248.


  [6]王贤芳,孟克.论高校创新创业教育体系之重构[J].教育教学论坛,2012(2):118-120.


  [7]秦洪庆,刘仕伟,田泊凝,等.一流学科建设背景下创新创业教育融入化工专业教育中的实践[J].化工管理,2023(1):35-37.