基于材料学科的学科交叉培养创新人才体系研究

王禹涵，巴素英

（南京航空航天大学，江苏南京 211106）

创新是推动国家发展的动力。提高人才的创新意识、培养创新型人才，能够促进我国经济和社会的发展。材料学科的研究需要不断深入探索发现，各种新兴的理论、技术、观念、方式等的出现都对高校培养材料学科专业的创新型人才提出了新的要求，创新材料学科的人才培养体系是目前高等教育的重点内容。本文从材料专业出发，通过更新课堂教学模式，实现多元化创新型教学，跨学科、跨专业交叉培养人才，扩大专业人才知识的广度与深度，培养高素质的创新型材料专业人才。

面对改革的进一步深化，我国社会经济产业转型升级加快，“大众创新”加快了时代前进的步伐[1]。在这样的环境下，高校作为培养新时代创新复合型人才的主要基地，肩负着重要的时代使命。

创新型人才要求进入社会的大学生既富有创新精神又要有创新思维，具备创新意识，实践能力强，能够取得研究性创新成果。

材料学科是新技术革命的先导，既有不断增加的科学积累，又与相关学科日趋交叉、相互渗透，为社会发展和科技进步提供了大量物质基础[2]。在材料专业的基础上，如何利用交叉学科的优势建立有效的机制，培养创新型高素质人才，值得进一步研究。该方向已有学者进行了材料学科人才培养体系的具体实践研究，提供了有效的借鉴和标准。

为促进材料学科学术领域的发展，从深度和广度上拓展材料专业的研究，深度的学科交叉十分必要。学科交叉是指在某一学科的基础上，结合与之相关联的其他学科，衍生出新的思路和知识脉络，催生原创性的重大科学研究，有助于材料专业的学科创新和产业创新。基于材料学科的学科交叉实例讨论高校创新人才的具体培养体系，可进一步推动学科交叉融合的有效性研究，进而形成提高学生实践创新能力的可行手段，增强完善高科技创新型人才的培养体系。

当前，我国高校普遍采用是分专业进行的教学体系，学校—学院—系—专业—班级逐级架构的模式[3]。为在材料专业知识的教学中，基本以教师向学生传授书面知识和笔试考试考核为主。学生在这种模式下所学习到的材料相关知识都是间接的，实际的动手探究和直接知识的获得不足。国家要求材料学科创新型人才的实践能力和直接知识需要占据其自身知识结构的大部分。传统的高校教育方式不利于培养材料专业创新型人才。就教育方式而言，开放的实践教育更有利于大学生发现问题，独立思考，通过对于具体材料的实践操作，找出解决问题的办法。高校在进行体系创新时应加强学科交叉，以材料学科为中心，并向联系紧密的其他相关学科延伸，增加具体的材料实践环节，培养大学生的辩证思维，提高其创新思维能力。

3.1 有助于探索以兴趣为导向的创新型人才培养模式

目前，高校教学大部分都是分科教学，在单个学科开展专业教育，培养学科方面的专业型人才。由于专业知识的局限性，所以培养出的人才大多只了解本学科知识，缺乏素质教育和全局视野，发展受限，创新意识不足。借助学科交叉，学生可以在材料学科的基础上，学习相关联学科的内容，例如物理、化学等专业，许多学科与材料学科交叉融合后，有助于推动学科发展并取得突破与进步[4]。学生可以在跨学科、跨专业的培养模式下，体会到学科交叉给材料学科的发展带来的益处，进一步拓宽视野，形成创新思维，提高对本专业及关联学科的认知，感受学科交叉的作用。

当下，大部分大学生就业方向尚不明确。材料专业可根据用途、研究方向等的不同对专业发展进行细分。学生通过学科交叉，参加相关的讲座、竞赛、旁听教学，能够帮助自身确定发展方向，创新知识结构。部分高校已经开设了试点班级，在材料专业采用学科交叉的方式培养学生，满足社会经济发展的需要，满足材料发展市场的需求，培养出了具有复合能力的材料专业创新型人才。学科交叉以兴趣为导向，科学进行学科交叉，能够发挥各学科对人才培养的作用，取得良好的成效。

3.2 有助于材料学科创新知识体系，丰富教学内容

知识结构是由材料学科的基础、专业、相关联学科的知识和人文素养等知识体系，按照一定的顺序进行排列构成的知识脉络网。高校在培养材料专业创新人才时，需要关注人才知识结构的合理性与科学性。

材料学科的学科交叉实践可以借鉴中南大学无机非金属材料工程专业的相关探索经验。通过学科交叉，将与材料学科相关的学科知识进行重组，创造出新的具备创新特点的知识体系，完善人才培养所需的知识结构。学生通过学习整合后的学科理论知识，能够加强对材料专业研究及应用方面的掌握，更有利于创新材料研究。

3.3 有助于提高材料专业人才的竞争力，推动社会经济的发展

高校通过学科交叉培养材料专业的创新型人才，可以拓宽材料专业的就业范围，提高材料专业复合创新型人才的竞争力。目前，社会发展更需要专业性强的全能型人才[5]。材料专业学科交叉融合培养出的人才，实践能力、分析问题和解决问题的能力更强，具备多种知识，能够更好地应对社会实际发展中材料方面所出现的问题。

4.1 教学研究坚持跨专业、跨学科培养人才

在进行材料学科与其他学科的融合教学研究时，需要结合创新型人才的培养计划，针对其培养目标进行准确定位。材料学科的创新型人才培养目标是培养出善于发现和解决在材料学科中出现的新情况，具有批判性思维和创新意识的复合型人才。目前在材料学科的教学过程中，专业教学的知识面较窄，只掌握这些知识很难解决在实际操作过程中出现的困难，因此需要学生学习其他相关学科的知识，多学科知识相融，并形成新的知识结构，才能更快、更好地解决科学实验中出现的问题。在培养材料学科的创新型人才时，除了要求学生学习材料学科的专业知识之外，还需要学生加深对相关专业的认知和学习，学科交叉进行培养[5]。学校方面应做到更新材料专业人才培养的教育体系，通过开展关联学科的专业讲座、校园贴吧问答、分发宣传资料等方式，在相关学科知识发展现状、未来展望、实践研究等方面加强教育，这样能够使材料学科的学生增强对专业领域和相关学科的认知，对本学科产生浓厚的兴趣。学校还可以通过对材料学科的学生开设其他相关学科的课堂教学课程，提升学生的知识结构和综合能力，引导学生提前规划未来的就业方向，制定相应的能力提升计划。

4.2 产业发展充分利用实践进行计划调整与发展

材料学科隶属工科，学科的发展与社会产业的发展息息相关。从因果关系来说，正是因为产业发展对社会产生了新的需求，才推动了人才创新，并为人才创新提供了方向；
而人才创新则反过来为产业的发展提供了高素质的劳动力和深入研究的驱动力。

21世纪以来，我国材料行业迅速发展。而随着经济全球化，我国的材料产业受到了一定的冲击，产业竞争愈加激烈。材料学科的复合创新型人才的培养需要结合目前我国产业发展的现状，分析材料产业的人才市场需求，并根据人才市场的需求持续调整创新型人才的培养计划，完善多学科交叉进行教学的课程体系，增加大学生的实践活动，培养社会需要、有利于产业发展的创新型人才。

4.3 结合社会发展，培养符合国情的材料学科创新型人才

任何事物的发展都有其特定的规律。进行材料学科创新型人才的培养同样受到我国国情的影响。结合我国的国情制定适用于高校的材料学科创新型人才培养体系，有利于推动社会经济的发展。通过长期的实践教学，积累相关的经验，形成有利于我国材料学科创新型人才培养的方法，才能构建适用于我国高校的科学教育体系。

5.1 立足材料学科，发展特色课程，开拓学生思维

教学研究者可以通过加强整体课程设置，使课堂教学实现层次化与模块化。教师多利用校内开设的公共课堂和专业知识基础课，采用学科交叉共存的模式，立足材料学科，拓宽与材料学科相关学科的学习途径，开设在材料产业发展与学科研究过程中关系密切的跨学科、跨专业课程，实现多学科共存互融。扩展学生的知识面，使学生形成自身的知识内化体系，创新学生思维，顺利实现材料学科的开放型发展目标。

5.2 坚持整合教育资源，更新课程设置

在进行学科课程设置时，要坚持整合教育资源，充分利用好学校资源与社会资源。教师应强调学生注意材料产业和材料学科发展的背景，拓宽学生的视野，重视学生创新思维的培养，改善高校创新型人才培养方案，优化材料学科的课程体系，对课程内容进行多学科内容的融合与更新，并设置配套资料，打造优质的高校创新型人才培养体系。

5.3 打造开放式学习交流平台，加强实践探究与沟通

进行实验教学研究时，相关人员需要坚持资源共享，合理利用资源，建设开放型、涵盖多学科内容的实验教研室。首先，在建设实验室时应就创新实验室的建设和管理制度，修改化学实验室、有机材料实验室等的分类，统一建设涵盖多学科的实验教研室[6]。要做到打破学科壁垒，合理利用资源，提高对资金的利用效率，保证各类实验仪器的前沿性和利用率，建立相关的实验教研室、外训基地、校企合作实验点等。通过各种实践教学，结合学校承接的科研项目和检验研究成果的实验，形成“学习-探索-创新”的递进式实践教学方法，建立能够促进学生积极主动进行实验和研究的教研平台。

5.4 学科交叉，创新知识体系，深挖师资价值

加强学科交叉，深挖师资价值，可以有效促进教师在教学科研中的创新。学校需要打破原有的以专业师资进行环境封闭式教学为主的教学管理方式，允许学生跨专业、跨学科选择课程，利用好理工科的资源优势，形成由多学科专业教师组成的科学、合理、优质的多学科材料工程专业教师团队，保障高校多学科创新人才的培养。

事物的发展都有其自身的规律。高校要遵循学科发展规律，打破学科间的壁垒，加强关联学科的交叉与创新。高校应结合材料学科的特点，加强材料专业的改革与发展，坚持以市场为导向，以继承、创新、协调发展的人才培养理念，培养材料专业的复合创新型人才，助力学生的职业发展。