一、成果形成的背景
中国地质大学(北京)材料科学与工程学院在长期发展中积淀了深厚的矿物岩石材料学科基础,借力“211”工程、“985”优势学科和“双一流”建设,学生创新教育实践取得了一定的效果。然而,面对新时代“建设创新型国家”“生态环保”等国家重大战略对材料领域高素质创新人才的迫切需求,在教育教学过程中遇到以下问题:
①思政教育和科教融合未能有机融入材料类专业人才培养目标和课程体系。
②材料类课程的思政教育功能不足,高水平科研成果融入课程、教材不够,学生对前沿知识了解不够深入,不能适应新材料对人才培养的需求。
③高质量科研项目在学生实践能力和创新创业能力培养中未能充分发挥作用,学生创新意识不强,创新能力不足。
④教师专业发展体系尚未完善,大多数教师重科研轻教学,对促进学生全面发展育人工作投入不足。
面向国家对材料类专业高素质创新人才的迫切需求,依托北京市教改项目“材料类本科生创新和实践能力培养机制探索(2015)”,中国地质大学(北京)材料科学与工程学院提出了基于“思政引领、科教融合”的本科创新人才培养理念,构建了“地质资源综合利用与新材料”特色创新人才培养体系,形成了思政教育为引领、科教融合为牵引的全员、全程、全方位材料创新人才培养途径。
经过4年多的实践, 获批国家级一流本科专业建设点1个(材料科学与工程)、全国高校党建工作样板支部1个(材料化学教工党支部)、第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖,建立地大特色材料课程群、出版13部特色教材,建设了8个校内实践教学平台、26个校外创新创业实践/产学研实习基地;培养了一大批有情怀、有本领、有担当的创新材料人,具有良好的示范效应和推广价值。
图1. “思政引领、科教融合”构建材料类专业创新人才培养体系
①以国家战略需求为导向,将“思政引领、科教融合”融入人才培养的全过程,以思政引领人才培养,以高水平科研促进本科教育教学,建立了适应材料领域发展需求的创新人才培养目标和培养方案。
②深度挖掘材料实践类和创新创业教育类课程中的思政元素,将高层次科研项目作为学生实践和创新创业项目的选题,构建了 “材料特色学科竞赛、大学生创新、创业”为一体的 “第二课堂”育人体系。
③深度挖掘材料实践类和创新创业教育类课程中的思政元素,将高水平科研项目作为学生实践和创新创业项目的选题,构建了 “材料特色学科竞赛、大学生创新、创业”为一体的 “第二课堂”育人体系。
④以党建工作、思政教育和师德师风为引领,以面向国际前沿和国家战略需求的“地质资源综合利用与新材料”高质量科学研究为支撑,以提高教育教学能力为目标,构建了“价值塑造、能力提升、知识获取”为一体的教师专业发展体系。
二、成果主要内容
(1)坚持思政在科教融合协同育人全过程中的引领地位
立足国家重大战略需求制定人才培养方案,在教学体系构建与顶层设计中充分体现思政的价值引导,将思政教育元素融入教学大纲、汇入案例、导入实践教学,培养学生探索求知、实事求是、批判创新的科研精神。将科研成果向本科教学转化和移植,将高水平科研融入理论课程和实践课程,开阔学生的学科视野,培养学生创新思维和实践能力。
(2)以思政引领人才培养,将科研成果融入第一课堂
挖掘材料类课程中的思政元素,开发材料特色课程思政资源,建立思政示范课程;开设《中国制造2025和材料学生的使命》《材料与环境》等新生研讨课,增强学生的社会责任感和使命感。利用高水平科研成果构建地质资源综合利用与新材料的特色材料课程群,全部采取小班授课,采用“启发-自学-交流”的探究式教学方法培养学生的创新思维和创新能力。
图2.《中国制造2025和材料学生的使命》教师授课和学生研讨
将思政教育元素和高水平的科研成果融入教材,出版《工业矿物与岩石》《晶体化学与晶体物理学》《复合材料学》《硅酸盐热力学导论》等13部系列特色教材。
图3.“矿物材料科学”系列教材
(3)以思政引领学生创新能力培养,将高层次科研项目融入第二课堂
基于大学生创新创业成果,开展“科技服务社会”等支部特色主题党日活动,深度挖掘材料实践类和创新创业教育类课程中的思政元素,以思政引领学生创新能力培养。
图4. 材料学院品牌科技创新活动
开展多层次"创新创业训练营",举办材料文化节、“绿色+创意大赛”、微结构摄影大赛、高校分子模型组装大赛等品牌活动。
图5. 多阶段、多层次、多场景、多环节本科实践教学体系
将大学生创新项目等课内外科技训练计入“创新创业教育学分”,结合本科生专业实习、认识实习、毕业论文(设计)等实践教学,实现全面普及、个性发展的创新人才培养。
图6. 校内创新创业实践基地
建设“友创空间材料学协同研究院”,融合校内省部级科研教学平台和校外产学研合作实训基地,聘请企业技术与管理专家任企业导师,实现科教兼容、校企互通的创业人才培养。
图7. 校企联合创新创业实践基地。
(4)加强思政引领,打造“思想、能力、知识”俱佳的教师队伍
依托“全国党建工作样板支部”培育创建,加强政治理论学习,强化师德师风建设。以支部为单位开展课程思政示范观摩、集体备课,实现思政教育对教育教学的引领。
图8. 全国高校党建样板支部材料化学教工党支部开展学习主题教育活动。
整合学院科研力量,建立教学科研一体化、教学名师及资深教授领衔、“老中青”结合的教师团队。通过“教授面对面”活动,促进青年教师的教学能力提升。
以面向国际前沿和国家战略需求的“地质资源综合利用与新材料”高水平科学研究为支撑,通过国内外学术交流、培训研讨、同行评议等举措,优化教师的知识结构和水平。
三、成果的创新点
(1)培养理念创新:提出了“思政引领、科教融合”的理念
通过党建工作与思政教育,引导师生树立正确的政治方向、价值取向,传承为国担当、科技强国的家国情怀和追求真理、实事求是的科学精神。聚焦国家重大战略需求,将地质资源综合利用与新材料领域最新科研成果与教育教学进行深度融合,把科研成果凝练为教学内容,用科研方法优化教学手段,用科研项目带动创新创业实践,使学生的知识结构、实践能力、综合素质和创新思维得到了全面培养。
(2)第一课堂课程育人创新:将思政元素和高水平科研成果融入教学资源
面向国家战略需求,建设了我校特色的地矿材料专业学科前沿课程群,深度挖掘课程中的思政元素开发材料特色课程思政资源,引导学生树立正确的科技价值观,增强学生的社会责任感和使命感。践行“科教融合”理念,将新材料领域内的前沿科学研究成果转化为课程资源融进课堂教学和人才培养,着重培养学生的创新思维和创新能力,切实发挥第一课堂的教育教学主渠道作用。
(3)第二课堂实践育人创新:思政引领学生创新创业能力培养
将 “科技服务群众”为主题的支部党日活动与大学生创新创业成果相结合,深度挖掘材料实践类和创新创业教育类课程中的思政元素,以思政引领学生创新能力培养。依托省部级科研平台和产学研合作实训基地,以高水平科研项目作为课内外实践训练和创新创业项目选题,结合"创新创业训练营"和材料特色科技活动,构建了“学科竞赛、大学生创新、创业”一体化的第二课堂实践育人体系,激发学生创新创业意识,提升创新创业技能,切实发挥第二课堂的教育教学主阵地作用。
(4)师资队伍建设体系创新:打造“思想、能力、知识”俱佳的教师队伍
以党建工作、思政教育和师德师风建设为引领,提高教师思想政治素质和职业道德水平。按照各学科科研的独特优势与方向将教学团队和科研团队高度整合,并发挥教学名师、资深教授的引领作用,形成在教学、科研中双管齐下的“老中青”传帮带机制,提高师资队伍的教学能力。以面向国际前沿和国家战略需求的“地质资源综合利用与新材料”高水平科学研究为支撑,优化教师的知识结构。构建了“价值塑造、能力提升、知识获取”为一体的教师专业发展体系。
四、成果的推广应用效果
本成果建立的“思政引领、科教融合”材料类专业创新人才培养新体系,自2017年8月完成以来,取得了良好的示范效应和推广价值:
(1)学生综合素质和创新创业能力明显提高
近5年,获国家级创新创业训练计划100多项,市级以上学科竞赛奖励78项。学院发表SCI论文由每年10余篇增长至150余篇,居全校各学院第2、人均第1;实现追求数量向高质量转变,三十余篇进入1%ESI高被引论文,占全校34%。2篇分别入选2015、2019年度“中国百篇最具影响国际学术论文”。
图9. 近十年高水平学术成果(数据来源:中国地质大学(北京)科技处)。
授权发明专利100余项,科技成果转化占全校50%以上。
近5年,学生在“挑战杯”、“创青春”、“互联网+”等大学生创业大赛中获得省部级以上奖励37项,市赛奖项达全校34%。2项作品获“中国大学生新材料创新设计大赛”一等奖。《乡村振兴 青年先行》获得“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛“红色专项”赛道特等奖。
2021年获中国国际互联网+大学生创新创业大赛金奖。
学生第一党支部获2019年“北京市红色1+1”一等奖。
(2)培养了一批材料类专业优秀人才
学生就业率95%以上。毕业生60%以上受到国内外知名高校的认可和肯定直接深造。毕业生获得国家级人才7人、省部级人才8人。优秀校友北大周欢萍教授入选“十佳优秀青年女科学家”、“2018年、2019 年全球高被引科学家”,其科技成果入选科技部“2019年度中国科学十大进展”。
诸多毕业生成长为国家高新技术企业青年创业精英。张自强创办北京湃生生物科技有限公司于2018年获颁首批“国家高新技术企业”;侯喜峰创立北京博雅合众环保科技有限公司,获得融资2000万。陈锦利用发明专利创建了安泰核原新材料科技有限公司;杨景周从哈佛大学完成学业归国创建了前沿科技为核心的国家高新技术企业-深圳大洲医学科技有限公司,并获得国内排名第一的投资机构-深创投首轮投资。
(3)打造了一支高素质专业化创新型教师队伍
师资队伍中专任教师100%具有海内外知名院校博士学位,海外留学背景占75%以上;北京市优秀教学团队1个;俄罗斯工程院外籍院士1位、北京市教学名师2位、北京市优秀教师1位、国家级青年人才2位、省部级人才12位。
教师参与教学研究与改革积极性提高。教改项目立项并顺利结题数达35项;9个项目获教育部产学合作协同育人项目立项建设,发表教改论文44篇。
教师教学能力明显提高,多次在青年教师基本功比赛、新教师教学能力大赛中获奖, “利用主题导向式体验教学探索良性互动的工科专业导论课”获西浦全国大学教学创新大赛三等奖。
材料化学教工党支部获批2019年“全国高校党建工作样板支部”。
(4)本成果具有显著的引领示范作用
近年来,北京理工大学、北京化工大学、中国科学院大学、中国地质大学(武汉)、成都理工大学、西南科技大学等30所高校同行或相关单位专家来访,考察、交流“思政引领、科教融合”创新人才培养模式、获批全国高校党建样板支部、学生创新创业及“友创空间协同研究院”、国家级一流专业建设等做法。此外,还被邀请到中国石油大学(北京)、北京林业大学等高校介绍经验,受到广泛好评。
图10. 全国高校党建样板支部党支部书记吕国诚教授受邀在中国石油大学(北京)“头雁计划”教工党支部书记培训班中介绍经验。
(5)在国内外产生了重要的影响
材料科学与工程获批教育部国家级一流本科专业建设点;“思政引领、科教融合”人才培养模式促进了地大材料学科国内外学术影响力不断提升,ESI排名持续进步,位列全球273(0.253%)。2名教师入选英国皇家化学会Top 1%高被引学者。
图11. 材料学科ESI排名情况。
在创新创业人才培养、科普服务社会等影响方面,被中国青年报、全国高校思想政治工作网、北京市交通广播电台等众多媒体进行了专题报道。全国科普周期间,学生受邀在中国科技馆、北京市规划和自然资源委员会等主办的“国际化学元素周期表主题年”、“地球日科普活动”中举办矿物材料主题展览,展示了地大材料学子的风采,受到社会好评。
图12. 应邀参加中国科技馆“2019国际化学元素周期表主题年”活动举办矿物展。
图13. 学生应邀参加北京市第52个世界地球日宣传科普周活动海报。