材料工程类大学生持续创新能力培养浅谈
2022-06-08
摘要：高等教育的主要任务之一就是培养学生的创新意识和能力，材料科学与工程是一门新兴而又交叉的学科，也是高技术领域创新的主要基地，本文以大学生参加“挑战杯”、创新创业大赛为例，从团队组合、课题选择、科学的研究过程、答辩展示等几个方面阐述了如何培养大学生的创新意识和能力。
关键词：材料工程;大学生“挑战杯”;持续创新能力;创新创业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）08-0043-02
21世纪是信息化、智能化的时代，也是世界科技迅猛发展的时期，培养真正有科研创新能力的人才已成为各个高校的迫切任务[1]。材料科学与工程具有交叉和前沿的特点，是工程技术领域重要的创新基地。然而，当下大学生在科技创新教育中普遍存在以下四方面的问题[2]：（1）大学生自身存在的问题，如缺少创造性思维、缺乏创新的毅力等;（2）在学生创新能力培养方面高校的投入存在薄弱环节;（3）社会及家庭等方面尚不够重视;（4）缺乏社会资源的持续支持。“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛以及大学生创业大赛是由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联主办，国内著名大学和新闻单位联合发起并组织的全国性的两个大型赛事[3]，旨在全面展示我国高校的教育成果，激发广大在校大学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战，为国家培养跨世纪的创新人才。“挑战杯”竞赛的目的是以“挑战杯”带动大学生的课外科研活动，形成厚重的科研活动氛围，为真正提高广大青年学生创新意识和创新能力提供稳定的平台。本文结合作者近年来指导材料专业本科生参加挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划大赛的经验，从团队组合、课题选择、科学研究过程及后期展示等几方面阐述如何培养大学生的创新能力。
对所在学校而言，“挑战杯”又是一个平台，能够展示高校的师资实力、科研投入以及学生的素质。创办至今，“挑战杯”发现和培养了一大批在学术上有所作为、在创业上拼搏向上的尖端人才，为青年大学生提供了实现自我价值与理想的现实途径。通过“挑战杯”竞赛这种途径不仅拓展了高校教师的教学方法，也使大学生从多方面更有效地锻炼了自己的动脑、动手能力，为学生以后的就业和深造打下了坚实的基础。
一、和谐的团队组合是科研成功的基石
在大学生创新创业团队中，指导教师起着非常关键的作用，尤其是在交叉性极强的材料科学领域，更是科研成果的主要研究者[4]，对于科学研究应有相当高的专业水平，应该注重在选题及技术上把关，应引导学生来发现材料的组成—制备工艺—微观结构—性能及应用之间的内在联系，让学生们利用自己所学到的专业基础知识来分析、解决问题。在申报书的填写、作品汇报、答辩、后期宣传等方面也应给予相应的指导。选择的团队Leader要有一定的综合素质，具体体现在专业理论技术水平、组织协调策划能力和电脑应用上等，同时也要有敏锐的商业头脑以及乐于奉献和勇于挑战的精神[5]。学生团队成员一般由4～7名学生组成，首先要选择对科研有兴趣的学生，因为兴趣是最好的老师，成员尽量是跨专业、多学科方向的结合[6]，因为目前，科学的金矿多出现于交叉学科。其次，还要选择有一定钻研精神、有毅力，最好是有参与竞赛经历的学生，也可以有2名主要负责市场。总之在选队员方面绝对不能随便，一定要有一套系统、完善的选拔与补偿机制。
团队成员一定要有良好的团队协作意识，它要求团队成员之间最好形成良好的互动关系，及时交流，虚心听取、采纳他人的意见和建议。团队中的成员要有基本一致的价值取向，要有自信、严谨、能力互补等特点，同时还要建立明确的行为规范，最好是能形成以制度为基础的信任，因为只有有了这种信任，团队成员才能齐心协力，发挥出整体的效益[7]。
二、新颖的选题是创新成功的关键
科研选题是每一项科研活动的起点，其对科研研究价值的高低和成功与否有着重大的作用。在大学生能力培养、智力发展等方面，科研同样起着举足轻重的作用。倘若科研选题选得好，会对科研工作起到事半功倍的作用，反之亦然。因此对于刚刚踏入科研领域的大学生来说认真地对待科研选题是很有必要的。现在的大学生能接触的科研课题主要分为以下几种情况：（1）别人的思路+别人的技术;（2）别人的思路+自己的技术;（3）自己的思路+别人的技术;（4）自己的思路+自己的技术[8]。对于以上4种情况，大学生应该选择第2、3种情况，因为这两种情况相对来说有一定的新意，极有可能证实或证伪别人的假说而得出新的结论，发现新的规律。不过应该尽最大可能地选择第4种课题来研究，因为它属于典型的原创性实验，是最有新意的，虽然研究的价值最大，但是也是最容易遭受质疑的，是最有挑战性的同时也是最有风险的。对于大学生的科研选题应遵循价值性原则、创新性原则、可行性原则、有利性原则和具体性原则。要尽可能地细化项目研究内容，同时尽可能地从社会发展需要的角度来选题，只有从社会中突出的问题来选题，才具备较高的社会价值，研究的意义才较大。也可以从专业应用实践的角度、从总结和预测学科发展角度、从不同学科交接点的角度、参考课题指南或规划等来选题[9]。除此之外，学生还可以参考一部分组织机构制定的规划来选题。笔者指导并参加的2015年第十二届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛做的是“聚合物先驱体陶瓷高温极端环境传感器制备”，灵感来源于聚合物材料优异的性能，尤其令人惊喜的是这种材料能应用在超高温、强腐蚀等恶劣环境中，而现在市场上的传感器不是成本过高、成型困难，就是应用范围很有限。同时，笔者也对其商业化进行了预测与调研，利用发散性思维找到了市场新的需求点，实现了思维方面的创新与突破。
三、严谨的科学研究态度是科研成功的重要保证
研究计划的制订比计划本身更重要。挑战杯往往分为校—省—全国三级竞赛，应该制定详细的近期、中期、长期目标。其次是执行力，制订完计划后一定要严格执行，尤其是在实验方面经历很多次失败往往是很正常的，在这个过程中尽管我们会不断的想办法解决问题，但新的问题总会无情的冒出来，在这样一个不知是良性还是恶性的循环中我们要保持一个乐观的心态。平时要养成科学的实验态度，做好实验的记录，尽量记录下能记录的关键性实验条件，如温度、湿度、处理前后形变量等，并及时总结。当有突破性进展时，要及时转化成专利、文章，这样不仅保护了自己的权益，而且还锻炼了综合能力。还应该让学生学会科学的分析方法，如XRD、拉曼、XPS、SEM数据的分析等，为以后的科研道路打下坚实的理论和实践基础。 四、后期展示与答辩是决胜的关键
“挑战杯”比赛能锻炼学生各方面的能力，譬如团队合作精神、动手实践能力、与人沟通能力（尤其是社会调查）、分析问题和解决问题的能力、应用文写作能力等，展示和答辩将是最后决胜的关键。团队要充分利用校园的网站、公共微信、宣传展板、宣传页等对自己的作品进行宣传，让大家了解、熟悉、认可我们的作品。在向评委展示时，应该突出我们的核心竞争力。对于我们材料科学方向的同学来说，不仅要展示出材料优异的性能，更要展示出成品。例如我们在挑战杯的现场问辩环节直接带上了我们传感器的测试装置，现场拿出我们制作的成品向评委和观众展示并讲解了传感器的工作原理及我们的创新点，让大家有个直观的了解，同时我们也带去了申请的专利和发表的论文，赢得了评委的一致称道。在后期答辩或秘密答辩的过程中要做到思路清晰、谦虚有礼貌，语言上要言简意赅、重点突出。针对教师提问环节，一定要先仔细倾听教师提的问题，回答时要条理清晰、有理有据、语速适中，切不可把答辩变成狡辩。
五、结语
“挑战杯”课外科学技术作品竞赛以及大学生创业计划大赛的目的是促进大学生的科技创新、创业能力，大学培养的不是只会读死书的书呆子，要注重培养学生的创新、创业能力。对所在学校而言，“挑战杯”又是一个平台，能够展示高校的师资实力、科研投入以及学生的素质。创办至今，“挑战杯”发现和培养了一大批在学术上有所作为、在创业上拼搏向上的尖端人才，为青年大学生提供了实现自我价值与理想的现实途径。通过“挑战杯”竞赛这种途径不仅拓展了高校教师的教学方法，也使大学生从多方面更有效地锻炼了自己的动脑、动手能力，为学生以后的就业和深造打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]余珊燕，杨棉华.以“挑战杯”为龙头深化大学生课外科研活动[J].中国高等医学教育，2002：29-30.
[2]赵金华，宋之帅.基于“挑战杯”平台的大学生创新能力培养研究[J].继续教育研究，2010：129-130.
[3]陈南先.点燃青春激情圆我中国梦想——“挑战杯”社会调查报告的选题原则及撰写技巧[J].应用写作，2015：12-16.
[4]苏政权，毋福海.基于“挑战杯”平台的大学生创新，实践能力培养模式的研究[J].广东药学院学报，2006，（22）：401-402.
[5]单耀军，张小升.论高校大学生科技创新教育的问题及对策[J].教学研究，2008，（02）：140-142. 本文由wWw.DYlw.net提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYLW.nET
[6]罗春丽，吴绮思.“挑战杯”竞赛的思考[J].医学教育探索，2008，（7）：1209-1210.
[7]朱艺锋，王科平，张伟.工科类专业学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索，2009：188-189.
[8]朱冠华.从“挑战杯”论大学生科研选题[J].茂名学院学报，2005：36-38.
[9]钱俊，张文菡.从“挑战杯”指导经验谈大学生科技创新活动引导[J].高校辅导员，2014：60-62.
关键词：材料工程;大学生“挑战杯”;持续创新能力;创新创业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）08-0043-02
21世纪是信息化、智能化的时代，也是世界科技迅猛发展的时期，培养真正有科研创新能力的人才已成为各个高校的迫切任务[1]。材料科学与工程具有交叉和前沿的特点，是工程技术领域重要的创新基地。然而，当下大学生在科技创新教育中普遍存在以下四方面的问题[2]：（1）大学生自身存在的问题，如缺少创造性思维、缺乏创新的毅力等;（2）在学生创新能力培养方面高校的投入存在薄弱环节;（3）社会及家庭等方面尚不够重视;（4）缺乏社会资源的持续支持。“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛以及大学生创业大赛是由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联主办，国内著名大学和新闻单位联合发起并组织的全国性的两个大型赛事[3]，旨在全面展示我国高校的教育成果，激发广大在校大学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战，为国家培养跨世纪的创新人才。“挑战杯”竞赛的目的是以“挑战杯”带动大学生的课外科研活动，形成厚重的科研活动氛围，为真正提高广大青年学生创新意识和创新能力提供稳定的平台。本文结合作者近年来指导材料专业本科生参加挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划大赛的经验，从团队组合、课题选择、科学研究过程及后期展示等几方面阐述如何培养大学生的创新能力。
对所在学校而言，“挑战杯”又是一个平台，能够展示高校的师资实力、科研投入以及学生的素质。创办至今，“挑战杯”发现和培养了一大批在学术上有所作为、在创业上拼搏向上的尖端人才，为青年大学生提供了实现自我价值与理想的现实途径。通过“挑战杯”竞赛这种途径不仅拓展了高校教师的教学方法，也使大学生从多方面更有效地锻炼了自己的动脑、动手能力，为学生以后的就业和深造打下了坚实的基础。
一、和谐的团队组合是科研成功的基石
在大学生创新创业团队中，指导教师起着非常关键的作用，尤其是在交叉性极强的材料科学领域，更是科研成果的主要研究者[4]，对于科学研究应有相当高的专业水平，应该注重在选题及技术上把关，应引导学生来发现材料的组成—制备工艺—微观结构—性能及应用之间的内在联系，让学生们利用自己所学到的专业基础知识来分析、解决问题。在申报书的填写、作品汇报、答辩、后期宣传等方面也应给予相应的指导。选择的团队Leader要有一定的综合素质，具体体现在专业理论技术水平、组织协调策划能力和电脑应用上等，同时也要有敏锐的商业头脑以及乐于奉献和勇于挑战的精神[5]。学生团队成员一般由4～7名学生组成，首先要选择对科研有兴趣的学生，因为兴趣是最好的老师，成员尽量是跨专业、多学科方向的结合[6]，因为目前，科学的金矿多出现于交叉学科。其次，还要选择有一定钻研精神、有毅力，最好是有参与竞赛经历的学生，也可以有2名主要负责市场。总之在选队员方面绝对不能随便，一定要有一套系统、完善的选拔与补偿机制。
团队成员一定要有良好的团队协作意识，它要求团队成员之间最好形成良好的互动关系，及时交流，虚心听取、采纳他人的意见和建议。团队中的成员要有基本一致的价值取向，要有自信、严谨、能力互补等特点，同时还要建立明确的行为规范，最好是能形成以制度为基础的信任，因为只有有了这种信任，团队成员才能齐心协力，发挥出整体的效益[7]。
二、新颖的选题是创新成功的关键
科研选题是每一项科研活动的起点，其对科研研究价值的高低和成功与否有着重大的作用。在大学生能力培养、智力发展等方面，科研同样起着举足轻重的作用。倘若科研选题选得好，会对科研工作起到事半功倍的作用，反之亦然。因此对于刚刚踏入科研领域的大学生来说认真地对待科研选题是很有必要的。现在的大学生能接触的科研课题主要分为以下几种情况：（1）别人的思路+别人的技术;（2）别人的思路+自己的技术;（3）自己的思路+别人的技术;（4）自己的思路+自己的技术[8]。对于以上4种情况，大学生应该选择第2、3种情况，因为这两种情况相对来说有一定的新意，极有可能证实或证伪别人的假说而得出新的结论，发现新的规律。不过应该尽最大可能地选择第4种课题来研究，因为它属于典型的原创性实验，是最有新意的，虽然研究的价值最大，但是也是最容易遭受质疑的，是最有挑战性的同时也是最有风险的。对于大学生的科研选题应遵循价值性原则、创新性原则、可行性原则、有利性原则和具体性原则。要尽可能地细化项目研究内容，同时尽可能地从社会发展需要的角度来选题，只有从社会中突出的问题来选题，才具备较高的社会价值，研究的意义才较大。也可以从专业应用实践的角度、从总结和预测学科发展角度、从不同学科交接点的角度、参考课题指南或规划等来选题[9]。除此之外，学生还可以参考一部分组织机构制定的规划来选题。笔者指导并参加的2015年第十二届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛做的是“聚合物先驱体陶瓷高温极端环境传感器制备”，灵感来源于聚合物材料优异的性能，尤其令人惊喜的是这种材料能应用在超高温、强腐蚀等恶劣环境中，而现在市场上的传感器不是成本过高、成型困难，就是应用范围很有限。同时，笔者也对其商业化进行了预测与调研，利用发散性思维找到了市场新的需求点，实现了思维方面的创新与突破。
三、严谨的科学研究态度是科研成功的重要保证
研究计划的制订比计划本身更重要。挑战杯往往分为校—省—全国三级竞赛，应该制定详细的近期、中期、长期目标。其次是执行力，制订完计划后一定要严格执行，尤其是在实验方面经历很多次失败往往是很正常的，在这个过程中尽管我们会不断的想办法解决问题，但新的问题总会无情的冒出来，在这样一个不知是良性还是恶性的循环中我们要保持一个乐观的心态。平时要养成科学的实验态度，做好实验的记录，尽量记录下能记录的关键性实验条件，如温度、湿度、处理前后形变量等，并及时总结。当有突破性进展时，要及时转化成专利、文章，这样不仅保护了自己的权益，而且还锻炼了综合能力。还应该让学生学会科学的分析方法，如XRD、拉曼、XPS、SEM数据的分析等，为以后的科研道路打下坚实的理论和实践基础。 四、后期展示与答辩是决胜的关键
“挑战杯”比赛能锻炼学生各方面的能力，譬如团队合作精神、动手实践能力、与人沟通能力（尤其是社会调查）、分析问题和解决问题的能力、应用文写作能力等，展示和答辩将是最后决胜的关键。团队要充分利用校园的网站、公共微信、宣传展板、宣传页等对自己的作品进行宣传，让大家了解、熟悉、认可我们的作品。在向评委展示时，应该突出我们的核心竞争力。对于我们材料科学方向的同学来说，不仅要展示出材料优异的性能，更要展示出成品。例如我们在挑战杯的现场问辩环节直接带上了我们传感器的测试装置，现场拿出我们制作的成品向评委和观众展示并讲解了传感器的工作原理及我们的创新点，让大家有个直观的了解，同时我们也带去了申请的专利和发表的论文，赢得了评委的一致称道。在后期答辩或秘密答辩的过程中要做到思路清晰、谦虚有礼貌，语言上要言简意赅、重点突出。针对教师提问环节，一定要先仔细倾听教师提的问题，回答时要条理清晰、有理有据、语速适中，切不可把答辩变成狡辩。
五、结语
“挑战杯”课外科学技术作品竞赛以及大学生创业计划大赛的目的是促进大学生的科技创新、创业能力，大学培养的不是只会读死书的书呆子，要注重培养学生的创新、创业能力。对所在学校而言，“挑战杯”又是一个平台，能够展示高校的师资实力、科研投入以及学生的素质。创办至今，“挑战杯”发现和培养了一大批在学术上有所作为、在创业上拼搏向上的尖端人才，为青年大学生提供了实现自我价值与理想的现实途径。通过“挑战杯”竞赛这种途径不仅拓展了高校教师的教学方法，也使大学生从多方面更有效地锻炼了自己的动脑、动手能力，为学生以后的就业和深造打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]余珊燕，杨棉华.以“挑战杯”为龙头深化大学生课外科研活动[J].中国高等医学教育，2002：29-30.
[2]赵金华，宋之帅.基于“挑战杯”平台的大学生创新能力培养研究[J].继续教育研究，2010：129-130.
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[4]苏政权，毋福海.基于“挑战杯”平台的大学生创新，实践能力培养模式的研究[J].广东药学院学报，2006，（22）：401-402.
[5]单耀军，张小升.论高校大学生科技创新教育的问题及对策[J].教学研究，2008，（02）：140-142. 本文由wWw.DYlw.net提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYLW.nET
[6]罗春丽，吴绮思.“挑战杯”竞赛的思考[J].医学教育探索，2008，（7）：1209-1210.
[7]朱艺锋，王科平，张伟.工科类专业学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索，2009：188-189.
[8]朱冠华.从“挑战杯”论大学生科研选题[J].茂名学院学报，2005：36-38.
[9]钱俊，张文菡.从“挑战杯”指导经验谈大学生科技创新活动引导[J].高校辅导员，2014：60-62.