关于材料科学与工程专业本科生实践创新能力培养的思考与实践的分析

　　引言
　　随着社会发展对创新型人才的需要，高等学校担负着创新人才培养的历史使命。创新教育是未来高等教育的重要组成部分，是高等学校实现创新型人才培养的重要途径之一。自2007 年教育部全面开展高等学校本科教学质量与教学改革工程以来，本科生创新教育迅速发展。吉林大学材料科学与工程专业是学校传统优势学科之一，坚持创新教育，在培养高素质、创新型材料类人才过程中，进行深入探索与实践，构建了全方位立体式个性化创新教育体系，不断丰富实践创新教育内容，拓展实践教学空间，实施科学管理，努力创新，形成了创新实践教育的特色。
　　1 创新实践教学在创新教育中的地位
　　创新型人才必须具有开阔视野与社会服务意识，具有理论知识与实践相结合的能力，较强的实践动手能力以及创新意识与创新能力。因此，创新实践教学在创新能力培养过程中极为重要。在科学思想指导下，运用科学理论和方法，在科技创新中体现创造能力，必须通过创新实践教学实现。现代高等教育创新能力培养过程中，实践教育重在自求、自知与自得，能力( 方法) 在实践中形成，又由实践表现与衡量。
　　创新实践在大学本科教育过程中，通过基本的操作动手训练、观摩认识与创新实践，专业性科研训练、学科竞赛活动，以及综合实验与毕业论文( 设计) 等环节，实现理论与实践相结合，实现认识社会与服务社会，进而提升大学生的创新意识与创新能力。
　　2 全方位个性化创新实践教育体系
　　传统的本科实践教育观念，虽确立实践教学是本科教育的组成部分，尚不能形成完整的教育体系，在一定程度上，体现为理论教学的附属品。现代高等教育理念强调实践教学的重要性与独立性，在人才培养中的地位与作用。例如材料科学与工程学院2009 版本科生培养方案，优化实践教学内容，构建全方位个性化创新实践教育体系，该体系由实践教育目标，教学内容、实践条件和实践教学管理四部分构成。
　　2. 1 实践教学目标
　　实践教学以培养实践创新能力为根本目标。这一目标由通识教育、学科基础教育、专业教育教学模块中的实习、实验、课程设计、社会实践，以及单独设置的实践教学环节、课外创新实践教学环节等教学目标的实现而达成。为此，材料科学与工程本科实践教学管理规范，必须制定实习、实验、课程设计、社会实践，以及单独设置的实践教学环节、课外创新实践教学等环节的独立教学大纲，明确规定各实践教学环节的教学目标，所有实践教学环节目标，共同达成专业实践创新能力培养目标。
　　2. 2 实践教学内容
　　2. 2. 1 通识教育过程的实践教学环节
　　通识教育过程的实践教学环节是培养方案规定的必修实践课，材料科学与工程专业由工程训练、认识实习、生产实习、课程设计、毕业实习与毕业设计等组成。
　　( 1) 工程训练是以实际动手操作为主的基础性与认识性实践教学，具体内容包括车工、钳工、铣工、刨工、铸造、焊接、锻造、拆装、常用测量工具、成本核算、经营管理等。
　　( 2) 认识实习是专业基础教育的先导性实践教学环节，是专业实践的重要组成部分，为专业理论课与实践环节做准备，也是了解工艺设备、工艺设计、工艺方法的重要途径。
　　( 3) 生产实习是专业性较强的实践教学过程，学生深入生产第一线，通过观摩、操作等过程，了解工艺方法以及创新过程，为实质性专业教育打基础。
　　( 4) 毕业实习与毕业设计是本科生学习效果的全面检验，应创造条件，实行覆盖1 年的管理方式，即第七学期进行前期准备工作，第八学期集中进行。通识教育过程的实践教学环节，总学时大约42周，覆盖本科4 年教育过程，如吉林大学材料科学与工程专业，总学时42 周，26 学分。
　　2. 2. 2 灵活性实践教学环节
　　依据专业培养目标，结合学生的兴趣与爱好，开设课程设计与综合实验。课程设计包括绘图综合设计、专业基础课程设计、专业课程设计以及创新设计等; 综合实验是结合不同研究方向( 铸造、焊接、锻压、材料科学) 系列课程学习后，选择具有实际工程背景的课题，综合运用理论知识、工艺设计知识、实验设计以及测试技能等解决某些本专业领域内的具体技术问题。
　　2. 2. 3 自主创新性实践教学环节
　　自主创新实践教学包括创新创业训练计划、大学生学科竞赛、介入科研课题研究以及参加科技前沿专题讨论等，是实践创新教育的重要组成。大学生创新创业训练计划是教育部于2007 年设立开展的大学生科研训练计划; 大学生学科竞赛是提升与检验大学生自主创新学习的重要途径，包括全国大学生数学建模竞赛、全国大学生铸造工艺设计大赛，全国大学生工程训练综合能力竞赛，机械创新设计大赛等; 介入科研课题研究，即介入教师的科研课题，参与真实科研课题的实验、设计、分析与总结等。
　　2. 3 拓展实践创新空间，创造实践教学条件高等学校要不断拓展创新实践教育空间，营造创新实践教育条件。材料科学与工程是实践教学要求较高的学科，要努力开拓实践教学空间，建立稳定、系统、全面的实习教学基地。如吉林大学材料科学与工程学院自2000 年始，逐步建立辽宁鞍山钢铁公司、辽宁大连造船厂、上海宝山钢铁公司、第一汽车制造集团等实践教学基地。
　　与此同时，高等学校必须重视与加强校内实习与实验基地建设，满足校内实训需要。如吉林大学材料科学与工程学院自2007 年始，各实验室经过资源整合与优化，成立材料科学实验教学中心( 下设5 个分中心) ，2012 年被评为吉林省实验教学中心，2009 年成立工程训练中心。
　　2. 4 实践教学管理
　　高等学校建立行之有效的实践教学管理体系，是实践教学实施的保障。提升实践创新教育管理，包括规范实验教学管理，实验教学仪器设备及实验平台建设等，必须依据实验项目及实践教学内容要求而进行;建立严格的实习教学管理制度，进行教学管理; 开展质量监控工作，实践教学实行独立操作，现场检查; 毕业实习与毕业设计联合进行，对选题、设计、评阅及答辩等环节，进行全方位教学检查，例如吉林大学利用知网论文检测系统，对毕业论文全部进行学术不端检测; 制定学科竞赛及大学生创新创业训练计划的管理规范，实施科学管理。
　　3 全面开展创新实践教学活动
　　材料科学与工程专业的实践创新教学，在实施过程中，既考虑学生基本技能训练又关注学生个性化培养，应采取统一集中进行、分散灵活开展与自主创新实践三种形式相结合开展实践创新教学。
　　3. 1 统筹优化集中开展
　　通识教育的实践教学环节，各学校应根据教学特点与教学环境，统筹规划，集中进行。吉林大学材料科学与工程学院的认识实习与生产实习采取集中安排进行:认识实习时间为3 周，每年7 月在校外实践教学基地进行。教学模式: 聘请企业技术人员为实习学生讲课、学生进入车间了解各个企业的生产规模、产品、设备及工艺过程等，以及相关的专业知识。生产实习时间为4 周，每年7 月初至8 月中旬在校外实践教学基地进行，教学模式: 聘请企业工程师以上技术职称的技术人员讲课，观摩实际生产、工艺设计，研讨经营管理等。
　　统一集中安排的实践环节，考核方式采用实习记录、研讨与实习报告等相结合的方式。
　　3. 2 灵活性开展
　　灵活性开展的实践环节，是形散而神不散的实践教学，形散是时间和内容可以灵活，神不散是要求不能降低，过程必须完整。吉林大学材料科学与工程学院的工程训练、专业课程设计、综合实验、毕业论文( 设计) 等，采取灵活分散的方式进行:
　　工程训练在校内工程训练中心进行。学生根据工程训练教学要求，自主选课，在教师指导下，自主进行训练，在第一学年内完成即可。学生也可根据兴趣与爱好，增加训练学时。
　　专业课程设计，在满足培养大纲要求基础上，根据兴趣与爱好，选择教师的课题进行实际设计训练，包括工程图设计、铸造工艺及工装设计、焊接工装设计、锻造工艺工装设计、零部件生产设计、典型工艺设计等。综合实验从第七学期末开始，实验室实行开放式管理，学生依据实验基本要求，自主选择试验时间，亦可根据个人兴趣进行实验。毕业论文( 设计) 覆盖大学四年级全年，过程包括选题、开题、阅读文献、实验、设计、撰写论文、答辩等，分散进行。
　　分散式创新实践，考核方式采用综合考核的形式，即结合实践过程的记录、设计图纸、实验报告、答辩等相结合。
　　3. 3 分散自主创新实践
　　大学生创新创业训练计划、学科竞赛、介入科研课题以及参加科技前沿专题讨论等，是大学生自主学习、自主实践的实践创新教育，根据学生的兴趣、爱好与学习能力，宜采用分散方式进行，但需加强管理，注重质量监控，注重个性化培养。
　　4 结语
　　高等学校材料学科与工程专业对实践要求较高，特别是创新型社会对创新人才的要求，更加凸显实践创新教育的重要性。吉林大学材料科学与工程专业全方位立体式个性化创新实践教育体系已纳入本科培养方案，在具体实施过程中，强调以学生为主体，增强自主性，从基础训练到专业训练，从常规性实践到自主创新实践，使学生的实践动手能力、工程意识、工程实践、创新意识、创新实验、创新能力等得到全面提升。
　　近3 年，吉林大学材料科学与工程专业本科生共完成大学生创新创业训练项目46 项，在核心期刊及以上刊物发表论文12 篇，申请发明专利2 项; 参加学科竞赛，获得国家一等奖4 项，二等奖6 项，三等奖5 项，吉林省数学建模竞赛一等奖2 项，二等奖1 项，第五届挑战杯吉林省大学生创业计划竞赛金奖1 项; 2009届至2011 届毕业生考研比例较高，就业率明显高于材料科学与工程学院整体比例.