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固本培元、交叉融合、项目引领 --河北工业大学资源环境与材料类创新人才培养模式与实践教学成果

2023-03-14 12:41:24
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn

一、项目类别

信息化及智慧教育类

二、应用类别

解决方案

三、知识产权类型

教学成果奖励

四、项目简介

河北工业大学的前身是创办于1903年的北洋工艺学堂,是我国最早培养工业人才的高等学校,学校始终秉承“兴工报国”的办学传统,坚持“工学并举”的办学特色。2017年入选国家“双一流”建设高校,2022年入选新一轮国家“双一流”建设高校;建有材料物理与化学国家重点学科,在生态环境功能材料和尾矿等固废资源化利用研究和创新人才培养方面特色鲜明。北京工业大学是我国环境材料、资源循环等领域研究和高层次创新人才培养的开拓者之一,建有首都资源循环材料技术省部共建协同创新中心等优势学科平台。中国地质大学(北京)、中国矿业大学(北京)、中国地质大学(武汉)具有地质学、矿物学、资源利用和矿物材料研究优势和学科交叉创新人才培养平台。

2022年10月2日习近平总书记给山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者的回信中提出,矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,矿产资源勘查开发事关国计民生和国家安全。材料则是国家基础产业、高新技术产业和国防工业发展的重要支撑,是社会进步和国家富强的重要标志。根据矿物资源禀赋特征和结构特点开发功能材料,实现矿物资源绿色高效利用和生态环境可持续发展,需要大批具有家国情怀、交叉融合、能解决重大问题的创新人才。

项目组全面落实立德树人根本任务,经过20余年教育研究和培养实践,创建了“固本培元、交叉融合、项目引领,资源环境与材料类创新人才培养模式与实践”的研究生教育教学成果。

资源环境与材料类创新人才培养模式与实践教学主要方法

(1)固本培元,构建“五位一体”的学科与思政紧密结合方法

①创新了人才培养理念,全面落实立德树人根本任务。立足资源环境与材料产业国家重大需求和矿物资源禀赋特征,将产业需求、科学研究、教育教学等多维优势相融合培养创新人才。

②入学教育参观校史馆,将校史文化融入思政教育。结合始建于1903年的校史真人真事,建立由光荣使命、人物故事、科技成就等组成的典型事迹案例,事迹上墙、入心、铸魂,大力弘扬杰出校友柯俊院士、姜圣阶院士等科学家爱国、奉献、引领的先进事迹,激励学生传承“兴工报国”办学传统。

③团队辅导员日常辅导学习强国青年科学家精神。以北京工业大学宋晓艳教授(校友)为榜样,讲述包括哈尔滨工业大学黄陆军、武汉理工大学尤雅在内的青年科学家故事,引导学生追科技之星,产生奋斗正青春、榜样在身边的共鸣,激发内生动力,实现“立鸿鹄志、做奋斗者”的价值塑造,树立永攀科技高峰的使命感。

④强化专业课融入思政教育。立足矿物资源、环境及材料三个学科的专业视野、理论和方法,研究专业课中蕴含的思政元素,建立强国建设进程中典型科学家精神范例,将专业课教育与新材料强国、科学家精神培育融合。

⑤学位论文研究全过程融入思政。将“知识产权保护法”、“学术不端认定标准”、“科研伦理与学术规范”融入学位论文、科研实践环节,毕业前由研究生、导师、学科联合签署技术保密协议,强化科研职业素养。

(2)交叉融合,建立“五维融合”的“学科交叉-科教融合-产教融合”培养模式

①健全学科交叉课程体系。按照学科内在联系自然延伸,突出材料与资源、环境、经济等多学科的交叉与融合,新建“产品质量监督与标准化”、“材料科技创新与成果”、“资源循环科学与工程进展”等学科交叉课程,使学生知识结构具有前沿交叉性。

②优选教师研究成果,建立工程案例库和数字化教学资源集。

将团队教师在非金属功能材料、环境矿物材料、固废循环利用相关理论、技术和发展模式创新研究成果优选,建立“生态环境与信息特种功能材料工程案例库”等课程;形成新的教学资源“京津冀污染物产排特征及区域分布”数据集3个以及“环保非金属矿物功能材料制备技术及应用研究”视频集,实现资源数据库共享。

③强化交叉学科科研育人平台建设。建成生态环境与信息特种功能材料教育部重点实验室、固废资源利用与生态发展创新中心等10个学科交叉科研创新平台。

④创建“三交流”平台。建立中国材料研究学会环境材料分会、中国硅酸盐学会矿物材料分会、全国高校功能材料专业联盟、天津市硅酸盐学会生态环境功能材料专业委员会等6个多学科交叉学术团体,提供“学术交流、技术交流、产业交流”的“三交流”平台。

⑤创建“四结合”产学研实践基地。与河北睿素固废工程技术研究院、天津水泥工业设计研究院有限公司、苏州非金属矿工业设计研究院、山东海瓷文化股份有限公司、中国非金属矿及制品标准化委员会等30余家公司长期合作,建立“技术”+“产业、经济、实践、标准化”的“四结合”科研实践平台。将高校与学会、协会的优势结合起来,与行业、企业的优势结合起来,进行充分的科研实践与科普工作,提高研究生科学素养和创新实践能力。

(3)国家重点科研项目引领,建立“333”科研全程实践培养方法

针对研究生工程实践不足问题,项目团队以行业龙头企业牵头、“双一流”大学和研究院所联合承担的国家重点科研项目为依托,安排研究生参加科研实战,建立了“333”科研全程实践培养方法。使研究生从科研工作开始就掌握“基础前沿-重大共性关键技术-应用示范”全链条研究开发过程的深刻内涵,跨越材料从研制到应用的鸿沟。

①建立“问题-理论-实践”“三段式”科研实战培养方法。第1阶段找准需要解决的重大科技问题,保证选题科学性和前沿性;第2阶段掌握基本理论,建立研究方法;第3阶段实施实际试验检验。

②实施“三覆盖”科研过程交流机制。学生参加1次国家重点科研项目报告会、1次材料生产示范企业走访和1次应用示范基地调研,在科研实战中提升学生的合作和交流能力。

③创新“三层次”重点科研成果产出能力培养方法。从“理解精神-掌握知识-实践训练”三个层次来强化论文、专利、标准、科研诚信、保密等能力培养,提高大学生产业技术创新综合素质。毕业小论文和大论文严格进行“五自查”,即自查是否存在翻译国外期刊文章、多篇文章拼凑、剽窃他人实验成果、捏造虚假实验数据、购买学术文章的行为,多年来未发生学术不端记录。

综上,通过引导研究生全程参与科研项目实践,从学术创新基础能力、思维能力和合作能力三方面提高了研究生学术创新能力和综合素质,增强了科研项目实践参与有效度,为生态文明和美丽中国建设、保障资源安全供给、科技强国战略实施储备了人才资源,产出了重大科技成果。

资源环境与材料类创新人才培养模式与实践教学的创新点

(1)创新人才培养理念,提升创新精神,构建“五位一体”的学科与思政紧密结合方法,实现“立鸿鹄志、做奋斗者”的价值塑造。

确立“立足资源环境与材料产业国家重大需求,将产业、科研、教学等多维优势相融合,实现矿物源绿色高效、循环利用和生态环境的绿色可持续发展,培养创新人才”的培养理念;入学教育参观校史馆,将校史文化融入思政教育;团队辅导员日常辅导学习强国青年科学家精神,实现“立鸿鹄志、做奋斗者”的价值塑造;强化专业课融入思政;学位论文研究全过程融入思政,强化科研职业素养的培养。

(2)创新“五维融合”的“学科交叉-科教融合-产教融合”培养模式,实现“人才培养链”与“科研创新链”双链合一,提升创新能力。

创新资源环境与材料学科交叉融合的专业理论课程体系;优选教师研究成果,建立工程案例库和数字化教学资源集,形成了与最新科研成果紧密结合的教学内容;强化交叉学科科研育人平台建设,创建“学术交流、技术交流、产业交流”的“三交流”平台,建立“技术”+“产业、经济、实践、标准化”的“四结合”产学研实践基地。

(3)建立国家重点科研项目引领的“333”科研全程实践培养方法,提升科研实战能力和创新能力。

建立①找准需要解决的重大科技问题、保证选题科学性和前沿性;②掌握问题蕴含的基本理论,建立研究方法;③实施实际试验检验的“问题-理论-实践”“三段式”科研实战培养方法。实施学生参加1次国家重点科研项目报告会、1次材料生产示范企业走访和1次应用示范基地调研的“三覆盖”科研过程交流机制,在科研实战中提升学生合作能力和交流能力。创新从“理解精神-掌握知识-实践训练”三个层次来强化论文、专利、标准、科研诚信、保密等能力培养的“三层次”重点科研成果产出能力培养方法。

资源环境与材料类创新人才培养模式与实践教学的创新点成果的推广应用效果

(1)创新能力培养效果明显

近十年,培养硕士311名,博士94名,为国家资源环境与材料产业发展提供人才支撑。90%以上学生在国内外知名期刊发表学术论文,近10%派往哈佛大学、耶鲁大学、剑桥大学、牛津大学等国际知名高校联合培养,近30人获国家级和省部级科技竞赛奖励,10余名成为科技奖励获奖人或国家标准起草人。如,2017级硕博连读生张娜等4名同学建立饲料脱霉功能材料产品及测试方法标准化体系,获2021年度全国大学生挑战杯河北赛区特等奖;2020级硕士生李柠希参加电气石矿物性能研究,成为国家标准《电气石自发极化性能测试方法》(GB/T 41760-2022)主起草人之一。

(2)毕业生发展状况良好,社会成就突出

培养学生多数已经成为资源环境与材料领域创新领军人才。如,博士黄军同、刘伯雄、马斌等已成高校学科带头人;博士李春全2019年入选博士后创新人才支持计划,并获中国硅酸盐学会优秀博士学位论文奖;博士王菲2021年主持国家重点研发计划固废资源化技术课题;博士肖国琪任中国制造业500强云南天鸿高岭矿业公司总经理;硕士王勇主导公司技术工作,将公司做成年产值超过10亿元、利润2亿元;硕士怀杨杨任江西铜业集团公司首席科学家。

(3)对国家一流学科、一流专业建设支撑作用显著

建成材料、矿业等一批一流学科、一流专业创新平台,形成生态环境功能材料、矿物材料等特色学科方向和4个国家级一流本科专业建设点;组织全国专家出版了《矿物材料学科发展报告(2016-2017)、《河北省尾矿资源综合利用专项规划纲要2018-2020》和《河北省新材料产业高质量发展路径与对策研究报告》;获省部级以上教学成果奖2项,发表教研论文10余篇,出版专著教材9部;主持国家重点研发计划等重点科研项目和课题9项,主持国家标准3项,获省部级二等奖以上科技奖11项;团队获天津市工人先锋号、省先进集体和省优秀教学团队等荣誉称号;团队成员被评为省优秀共产党员、省教学名师、省高端人才。

(4)人才培养模式引领示范效应强

创新人才培养模式已在京津冀地区国家“双一流”高校相关学科研究生培养中应用,并辐射到全国。项目主要完成单位为中国材料学会环境材料分会、中国硅酸盐学会矿物材料分会、全国高校功能材料专业联盟等学术团体挂靠单位或理事长单位,协同学术团体共享团队学科专业资源,积极推广创新人才培养经验。成果和育人成效已被新华网、CCTV、河北日报、中国建材报等媒体报道,并应邀在国内外重要会议、学科专业教育论坛、产业发展大会介绍项目经验和做法近20次。

总之,瞄准提高研究生培养水平和培养质量这一目标,通过构建“五位一体”的学科与思政紧密结合方法,提升创新精神,实现“立鸿鹄志、做奋斗者”的价值塑造;创新“学科交叉—科教融合-产教融合”的培养模式,提升创新能力,实现了“人才培养链”与“科研创新链”双链合一;建立国家重点科研项目引领的“333”科研全程实践培养方法,提升科研实战能力和创新能力。构建了“固本培元、交叉融合、项目引领,资源环境与材料类创新人才培养模式”。通过十年的实施实践,人才培养质量显著提高,教师的教学水平和学术影响力、学科专业平台建设水平等明显增强,实现了高水平科研与创新型人才培养一体化发展。

致谢:感谢一起奋战在资源环境与材料类创新人才培养一线的高校、高校教师以及专家学者们,感谢多位专家对项目提出宝贵意见和建议,感谢在成果形成过程中给研究生提供交流和实践机会的各平台、各学会、协会和企业!

五、固本培元、交叉融合、项目引领--河北工业大学资源环境与材料类创新人才培养模式与实践教学成果视频