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摘要：材料类创新型应用人才培养关乎未来社会发展以及人才教育，所以，高校教改需要从培养学生综合能力出发，基于“专业—创新—竞赛”环节，实现材料类创新型应用人才的螺旋提升式“育人”目标，大力提高工程教育人才培养能力。
关键词：材料类人才,培养教育,存在的问题,改革路径
新工科理念是为促进我国从工程教育大国走向工程教育强国，在世界新一轮工程教育改革中发挥全球影响力的重要举措，而培养材料类创新型应用人才应该作为践行新工科理念的排头兵。
在工业产业中，材料是最基础的产品，材料、能源和信息技术是目前世界上公认的新技术革命中的三大支柱。材料类创新应用型人才，不仅仅是对各类原材料或新材料生产企业的发展需求，并且他们可以与材料的制备、性能、应用等有着密切联系的行业企业有进一步发展。因而，我国对材料类创新型应用人才需求十分迫切。
一、引言
近年来，材料科学与工程领域的创新不断涌现，推动了许多相关行业的发展。材料类创新型应用人才的培养对于加速科技创新和推动经济发展具有重要的意义，也响应了科教兴国的基本国策。然而，现有的人才培养模式与高等院校的教学目标和就业市场的招聘需求存在一定差距，需要对培养方向、培养内容和培养模式进行优化和创新。
1.高等院校应该明确培养目标，因材施教，定向培养材料类创新型应用人才。这就需要高等院校建立基础教学平台，培养学生具备全面的知识储备和良好的实践创新能力。传统的学科分类已经无法满足迅速发展的社会市场的需求，因此，需要建立交叉学科的课程体系，既保证学生掌握基本的理论知识，又培养其跨学科思维和创新能力。在实践能力方面，学生需要通过科研实践课程、实验课程等途径，获得与企业接轨的实际工作经验，真正了解材料在市场产业链中的应用和实时反馈。
2.高等院校应该创新“校企合作”模式，致力于产学研共同发展。开设竞赛活动，让学生通过竞赛项目走进企业实操，提升自身实践素养，自觉践行材料类创新型应用人才要求。培养材料类创新型应用人才需要与产业需求紧密结合。从产业需求出发，设立专业方向、实验项目和实践课程，营造具有实际应用场景的学习环境。
3.随着世界经济的全球化和科技成果的国际化，只有具有全球视野的人才才能在全球范围内发挥自己的优势。为此，应该在课程中加入专门的国际课程、交流项目、海外实习等，不断拓宽学生的视野和国际化思维。
综上所述，培养材料类创新型应用人才需要针对市场需求进行多维度和创新性的改革，这不仅对于材料领域的发展具有积极的促进作用，也能给学生提供更为广阔的职业发展前景和机会，故打造材料类创新型应用人才培养模式十分必要。
二、材料类创新型应用人才培养的重要性及目前存在问题
材料科学作为一门基础科学，不仅仅是新技术革命的先导，更是研究材料物质结构与性能、生产方法及工艺，集物理学、化学、冶金学等于一体的应用科学。材料学科本身所具有的前瞻性、抽象性、工程性等特殊性质，给学科教育教学带来广阔发展前景的同时，也带来了极大的挑战。
1.对人才培养方向不明确。材料学科涉及的知识点多且比较分散，学生难以形成系统化思维。在材料学科中，不同方向的系统性思考是十分重要的，如果不停地“满堂灌”，很容易加重学生对专业学习及应用的迷茫感，导致人才培养方向不明确。
2.对实践操作不重视。材料学科属于多元交叉领域，跨度大、纵深长是该学科学习过程中的难点之一。在教学体系的设置上，对实践环节或直观接触的教学方式不重视，导致学生对专业课中所接触到的相关制造设备描述笼统含糊，如果能够增加学生实际动手操作能力，将大幅度提高教学质量。
3.对学生的评估模式不合理。评估体系仍然沿用传统模式，即测验打分制。评价的方式比较单一，缺乏多样性，比如评价的主体依然是教师和教育部门，学生的参与权被忽略。最后测验的内容比较单一，仅靠最后的考试打分，这种测量容易让学生产生作弊心理，使成绩失真度较大。
三、在创新型应用人才背景下培养材料类人才的路径、教学设计原则
材料类学科包含的专业都是较为传统的专业，起步较早，与多个学科都有交叉，这就增加了培养过程的难度和深度，为材料类创新型应用人才培养带来了一定的困难。由于材料类学科设计领域较为广泛，所以在培养过程中，明确培养目标就成了第一要义。学生不仅需要接受全面的专业知识教育，还要进行严格的培训和实践，以培养其实际操作能力。图1展示了本教改总体思路：注重教学实践，使学生在传授理论知识的同时，重点培养其专业技能、独立思考、实际操作、创新创造和理论与实践结合的能力。1.明确培养目标（育人E）。材料类课程是理论与实践相结合的课程，它既要求传授学生具备扎实的理论基础，同时还需要培养学生姻熟的实操能力。所以，在材料类创新型教学活动中，需要特别关注的不仅仅是课堂上对理论知识的讲解，而是要考虑学生的学习能力、实践能力以及综合能力的提升，并将这些目标纳入教学的实施和考核之中。
材料类创新型教学设计的关键在于转变教学过程，从传统的教师传授转变为学生自主学习，将知识的传授与能力培养有机结合。这样的设计能够将教学过程的驱动力转移到学生身上，更容易激发学生的学习兴趣，并培养他们终生学习的能力。然而，由于学生的学习能力和知识吸收能力有所差异，以及需要学习的课程繁多，教学资源整合、组织、利用以及教学过程的管理仍然倚赖教师以传统方式完成，导致课程中的许多知识点与实际应用联系不紧密，影响了学生对知识的整体掌握。因此，在材料类创新型教学中，教学设计的有效性是改革成功的关键所在。
2.基础教学平台（专业学习S）。在培养学生过程中，将理论课程与实践课程紧密结合是重中之重。首先要避免将理论和实践分开安排，最好在同一学期内开设相关课程，如材料表面与界面、材料科学与基础、现代分析与测试技术等，以确保课程的逻辑性、连贯性和合理性。此外，还应根据科技时代的需求开设材料类实际操作课程，使学生能够在应用中学习。通过案例教学和产学研合作，学生可以运用理论知识解决实际问题，提高实践能力和职业素养。在评价学生学习成果时，要综合考察他们的理论掌握程度和实践能力，包括实验操作技能、问题解决能力和团队合作能力。综上所述，理论与实践课程的紧密结合是培养学生的关键方式之一，通过合理安排课程和多样化的教学方法，促进学生综合能力和职业素养的发展。
以《材料表面与界面》这门课程为例，教改创新的基本思路是通过学习不同的测试和表征方法，进行系统地测试、分析和解释，并加深对原理的理解，以达到优化课程内容的目的。
3.以专业实验室建设为基础提升个人能力(创新能力I)。由于工科人才培养需要与社会的发展紧密相连，所以工科人才的培养应该根据社会发展的方向进行调整和改革，只有这样才能够适应社会发展的需要。对于工科人才的培养来说，实践教学是一个非常重要的组成部分，应该特别注意实践教学环节。如果高校对实践教学不够重视，学生就很难将所学知识运用到实际工作中去，也就很难提高自己的专业能力和综合素质。所以高校应该根据社会发展的方向进行实践教学内容和方法的改革。
对于材料学专业而言，理论知识的学习可以为今后在工程应用中打下坚实基础的保证。因此，个人能力的培养是极其重要的。为此，要加强材料学专业实验室建设、增设第二课堂，开展实践教学周、推进校企合作等，做到理论知识与实际应用的快速有效结合。既培养了学生的专业素养，同时又增强了学生的职业素养，为今后学生的就业提供了基础性保障。在这种理论学习和实践操作两方面结合的培养模式下，保证了最初设定的教学目标的可实现性，从中探索出切实的教学方式，让学生在实践的过程中能够了解和掌握更多的专业知识和理论。
4.以竞赛为抓手提升能力（学科竞赛C）。在材料类学科教学中，培养学生的创新能力是提高教育质量的关键。通过小比赛和大项目能够促进学生的成长。在实践竞赛中，学生能够全面地体验、总结和领悟知识，并通过全面系统的训练来提升他们的综合能力。学科竞赛是由国家教育部等主办的面向大学生的群众性科技竞赛。近年来，郑州航空工业管理学院的工科学生主要参加了许多与材料学科相关的学科竞赛，如全国大学生系列科技学术竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生金相技能大赛和全国大学生物理实验竞赛等。学科竞赛对学生的学科综合能力进行了全方位的考核。通过学科竞赛，学生的知识应用能力、解决实际问题的能力以及实际应用中的应变能力都会受到考察。同时，学科竞赛的交叉性、综合性、传授性以及跨专业、跨领域、跨学校的对抗性也有效地激发了学生自主学习的热情，提高了学生的学习积极性，增强了学生团队合作和创新协作精神。因此，将学科竞赛与课程教学有机融合是必要的，这样可以高效推动课程教学改革，实现实践教学目标的统一，提高人才培养的质量。
四、教师起主导作用（持续培养）
随着教改的深入，工科人才培养模式也进入了新的阶段，在这个过程中，教师在工科人才的持续培养方面应起到主导作用。
1.引导学生理论与实践相结合。工科教师应把握教学过程、教学深度，大多数教师都具有扎实的理论基础和专业知识，以及实操能力，但是学生在校所学知识均已理论知识为主，毕竟大部分工科类高校的设备条件相比企业生产一线稍逊，而学生的实操能力与硬件设备关系密切，因此，应该鼓励工科教师有计划地带领学生深入企业生产一线，将理论与实践相结合。
2.重视学生的自我总结。教师在带领学生学习以及实习之余，还应该重视学生的自我总结，在学习中，只有不断地总结，才能更好地进步，正所谓温故而知新，可以为师关。
3.引导学生学习的主动性。兴趣是最好的老师，学生作为学习的主体，其主动性的作用自然不容小觑，但是教师在整体把控学习进程方面所起到的作用也相当重要，而如何调动学生自主学习的主动性，引导学生产生对学习的兴趣与渴望，亦非常重要。因此，教师在教学中不仅应保证教学内容的连贯性，更应该针对性地作出指导，注重引导学生产生对学习的主动性，避免填鸭式教学。
4.紧跟新时代人才培养需求。现如今，随着我国综合国力的提升，新材料的发展更是日新月异，因此，工科教师在制定人才培养方案的时候应及时根据当今的时代需求作出应对，以免学生在学习老旧知识时兴趣不足，从而学习效率大大降低。
5.聘请综合型教师。专业型教师所涉相对有限，对自己所涉足的领域较为为熟悉，但是对跨学科的知识了解较少，因此，聘请综合型教师，可以将学生所学知识串联起来，形成纽带桥梁，不仅可以拓宽学生的固有思维模式，还可以引导学生产生对学习的热情与兴趣，对学生的持续培养可以起到一定促进作用。
五、结语
基于“专业—创新—竞赛”环节，实现材料类创新型应用人才的螺旋提升式“育人”目标，大力提高工程教育人才培养能力。通过明确培养目标、构建基础教学平台、专业实验室建设、加强学科竞赛融合等改革措施，有效促进学生实践能力的培养和提高工程素质，清晰定位人才培养目标，满足材料类创新型应用人才需求。希望通过不断总结经验、调整和改进教育教学工作中存在的短板，为培养创新性人才提供有益的探索。
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