材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果

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摘要：首先分析了中原工学院材料科学与工程专业工程实践教育遇到的问题，结合超硬材料在河南省具有的区域优势特色，联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心，通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索，大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。

关键词：协同创新；材料科学与工程；工程实践

作者简介：张旺玺（1967-），男，河南淮阳人，中原工学院材料与化工学院院长，教授；彭竹琴（1964-），女，河南三门峡人，中原工学院材料与化工学院，副教授。（河南 郑州 450007）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0181-02

一、专业发展背景及工程实践教育面临的主要问题

我国现有高等学校中有170多所大学设有材料科学与工程类本科专业330个（包括金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、复合材料工程、冶金工程、材料物理、材料化学等专业），各学校由于发展的历史不同形成了各自的特色，适应了社会发展对不同材料的人才需求，为国家培养了大量的材料科学与工程技术人才。[1]新材料是21世纪支柱产业或战略性新型产业之一，材料科学与工程学科不断快速发展与演化，新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷，学科交叉日益深化。同时，随着社会经济的快速发展，高新技术产业急速发展，人民的生活质量日益提高，基础产业需要改造和不断升级，这些重大需求都对材料科学与工程专业人才培养提出了更高要求。

中原工学院是一所省属地方普通高等学校，长期具有明显的纺织机电行业特征。经过50多年的奋斗历程，现在已经发展成为以工为主、以纺织服装为特色，工、管、文、理、经、法、艺协调发展的教学型大学。为适应学校的规模发展和学科、专业建设的需要，学校于2002年设立了材料科学与工程本科专业。对于一个快速发展的省属地方高校来说，由于专业设立时间不长，资本投入不足，高层次人才匮乏，材料科学与工程专业发展面临很多问题，因此如何培养适应社会和科技发展需求的具有较强工程实践能力的高级应用型人才，成为目前最迫切需要解决的问题。[2]

教学过程中存在的影响工程实践能力提高的主要问题有：专业办学历史较短，校内实验教学条件不足；校外实习实践教学时间不充分、效果差；实践教学组织和管理不能满足工程实践能力培养目标的要求。

二、建立有区域优势特色的协同创新中心

2011年总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出，要积极推动协同创新，通过机制创新和政策项目引导，鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作，建立协同创新的战略联盟，促进资源共享。2012年教育部实施了以推进协同创新为核心内容的“高等学校创新能力提升计划”，即“2011计划”。推进协同创新成为国家全面提升高等教育质量的重要战略举措。在这一背景下，中原工学院积极联合相关科研院所和行业知名企业等单位，建立了校级“超硬材料制品工程”协同创新中心。

选择超硬材料制品工程这一方向作为材料科学与工程学科的协同创新中心是基于如下考虑：中国是世界上超硬材料生产第一大国，占全球产量95%，而河南省是超硬材料大省，产量占全国的70%以上。河南省是全国唯一的“国家火炬计划超硬材料产业基地”、全国唯一的“超硬材料特色产业链”建设基地。目前河南省超硬材料产业已形成明显的产业链，专业化特点明显。郑州是我国超硬材料及制品产业的主要发源地和行业中心，是技术和人才的辐射源，是我国超硬材料的重要生产研发基地。根据服务于中原经济区建设的要求，作为一所地方高校，选择具有突出区域特色产业优势的超硬材料制品工程建设协同创新中心，通过建立协同创新联盟，真正促进政产学研用紧密协作，是实现人才培养工程实践能力快速有效提高的新要求。

三、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果

1.促进校企科学研究水平提升

作为一所地方高校，教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约，原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核，教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作，以企业为主体，以市场为导向，教师有了科研项目、经费，研究的课题解决了企业的实际问题，双方受益形成了良性循环，不断扩大了双方合作的空间。

协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来，实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果，类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用，使得复合材料的某些性能既优于其基体材料，又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率，[3]尤其是通过协同创新中心建设的实施，协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益，效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用，以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出，把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目，联合申报国家科技进步奖，最后该成果获得了国家科技进步二等奖，对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。

2.促进共建科学研究平台建设

作为一所地方高校，设备投入和实验室条件都很有限。中原工学院通过实施协同创新，联合郑州三磨所、郑州华晶、中南杰特、河南富耐克等国内知名研究所和企业，申报共建了高档超硬材料工具河南省工程实验室、郑州市金刚石锯切工具工程技术研究中心。另外，还联合郑州博特硬质材料有限公司共建了郑州市超硬复合材料刀具工程研究中心。协同创新思想突破了传统线性、链式创新模式，呈现出非线性、多角色、开放性的多元主体互动协同特征。通过实验室共建，共享分析仪器和实验设备资源，促进了人员交流，提高了科研效率。

3.促进教师工程实践教学水平提高

在协同创新中心，学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策，通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作，作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历，学生感受到教师的授课不再空洞乏味，而是非常实际和富有兴趣，对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。

4.促进创新人才培养模式优化

“协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念，并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4，5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源，一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力，对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前，按照传统的人才培养模式，理论教学和实验教学都在学校内进行，全部由高校教师授课，教学效果不理想，学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣；而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节，由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题，实习质量大打折扣，学生的实习环节基本上变成了“参观”，走马观花下来，学生受益很少。协同创新实施以后，学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队，学生到企业“出入自由”，在科研中遇到的实际问题，可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息，随着参与时间的延长，学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节，聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授，可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学，学生的兴趣明显提高，也收到了良好的教学效果。

5.促进学生工程实践能力提高

通过协同创新工作的不断深入，科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究，把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生，这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行，也可在科研兴趣小组的科研活动中进行；而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题，提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程，双方通过互相影响和碰撞，教学效果和质量在潜移默化中快速提高。

学生在协同创新中心联盟单位内共享资源，教育活动的空间和时间都被扩大，在参与科研和实习创新活动中，不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源，同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育，对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解，对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。

在参与科研活动时，学生能亲临企业参与生产一线的科研课题，通过解决实际问题和获得一定的薪酬，不仅提高了兴趣，感受到了成功的快乐，还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践，学生毕业后能快速适应工作岗位，强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果，协同创新中心联盟企业对此也非常认可。

四、结语

国家实施协同创新战略的目的是把政产学研用具有不同功能的主体联合到一起，产生综合创新能力质变提升效应。中原工学院材料与化工学院结合超硬材料在河南省的区域优势特色，联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心，通过促进共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量，获得了协同创新中心联盟单位的一致认同，大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。

参考文献：

[1]赵长生，顾宜.高分子材料与工程专业发展与现状[J].塑料工业，2008，36（1）：70-71.

[2]张旺玺，潘玮，王艳芝，等.高分子材料与工程专业建设改革与实践[J].河南化工，2010，27（5）：59–61.

[3]王子镐.大力加强行业特色大学协同创新能力建设[J].北京教育高教，2012，（1）：14-16.

[4]李小雷，曹新鑫，何小芳，等.材料科学与工程创新人才培养模式的研究[J].化工高等教育，2009，（4）：30-32.

[5]王海建.基于协同创新思想的大学生协同创新能力培养[J].中国石油大学学报（社会科学版），2012，28（3）：105-108.