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基于“材料科学动态发展观”创新卓越工程师研究生培养模式


作为经济发展的强力推动器,科技创新在国家高速前进的道路上扮演着不可忽视的重要角色。在这一高速发展的过程中,人才是不可或缺的执行者,培养他们的创新能力成为推动社会深入发展的必然需求。在当前中国高新技术被发达国家卡脖子的背景下,培养学生的创新能力对国家和民族具有重大的现实和战略意义,并将对社会发展产生巨大的推动作用。目前,我国正在加快从人力资源大国转型为人力资源强国,研究生教育成为培养高科技创新型人才的摇篮。研究生是我国创新人才的主要来源,知识创新是研究生教育的核心价值和角色定位。因此,通过研究生教育培养创新人才是建设创新型国家的根本要求,也是提升国家综合竞争力的有力保障。科研团队作为高端人才的聚集地,为研究生创新教育提供了平台。通过一系列的改革创新措施,能够有效提高研究生的能力素质,促进拔尖人才的培养。经过十年的建设和实践,功能弹性体课题组在研究生创新教育实践中相关成果与培养效果已经得到了广泛认可,成果总结包括以下方面:


一、秉承德才兼备理念,以全方位思想道德教育引领高质量人才的培养,引导学生树立正确求学目标

思想引领与专业知识融合,践行课程思政。功能弹性体课题组教学团队主讲研究生核心课程《科学素养概论》,近五年修读研究生达到3153人次。在教学中多维度挖掘家国元素和科学精神,从工程伦理到科研道德规范,从我国的卡脖子问题到人类的共同挑战,从科学家事迹到企业家奋斗史,有机地融入到专业教学中。引导学生正确认识世界与中国的发展,将个人命运和祖国及人类命运紧密联系,为实现材料强国梦贡献自己的聪明才智。

以课为本,推出创新课程,充分利用学校科研优势,将国家科技进步一等奖等国家/省部级重大科研成果凝练后融入教学,让学生零距离接触学科及产业前沿,感受科学家风范。在主讲课程中引导学生探讨诺贝尔奖,分享最新科研成果,组织研讨性学习,让学生在鲜活的科研案例前感受科技魅力、拓宽科学视野、激发科学精神、学习科学方法。

功能弹性体课题组教学团队积极落实立德树人根本任务,将自己视为学生的第二家长。在学生遇到困难时第一时间伸出援手,在学生出现心理问题时第一时间谈话疏解,在学生间出现矛盾时第一时间介入化解。例如,王洋同学在刚入学时因自身为跨专业考生无高分子基础,产生自卑情绪而缺乏目标感,管清宝老师结合自身曾因语言基础薄弱,心怀忐忑出国求学的成长经历,先后几十次与之推心置腹沟通交流,终于使其克服了心理障碍,成功在学术上建立了自信,改变了其人生轨迹。经过精心指导,王洋同学从对液晶高分子一无所知,到以第一作者身份在Adv. Mater.Sci. Adv.ACS Nano等材料领域权威期刊上发表SCI论文3篇,荣获东华大学材料学院全体本、硕、博士学生最高荣誉—“材子榜样”称号,现已成功获得新加坡国立大学的博士后职位。功能弹性体课题组注重学生创新意识、创新思维和实践能力的强化,培养出了一批创新能力突出的专业人才

二、创新了基于“材料科学动态发展观”的学生培养模式,破除传统填鸭式的教育模式对学生创新能力和主观能动性的束缚

在深刻剖析材料行业复杂工程问题的基础上,紧密围绕材料工程创新人才培养需求,基于“材料科学动态发展观”构建全方位、多层次的培养模式,通过形式多样的师生互动交流,引导学生树立“为国为民做科研”的思想,塑造学生正确的科研道德观和价值观:(i)层面一(教育教学):结合工程案例,发现高分子行业“结构-性能-成型”三者关系面临的主要瓶颈,从工程实践中凝炼关键科学问题,不断完善具有高分子材料行业特色的科研和教学方法论,具备“知识储备的广度”;(ii)层面二(动手实践):依托科研平台塑造学生的科研道德观和价值观,紧密围绕国家重大需求设计研究课题,充分发挥学生的主观能动性,追求“学术思考的深度”和“知识运用的灵活度”;(iii)层面三(科学研究)邀请世界著名科学家、学术大家来校交流,议题广泛,从刘建德院士的一流大学建设到王钻开教授的顶刊工作心得等,切实提高学生的科研创新能力与科技论文写作技巧;鼓励学生积极参加学术会议、各类科创比赛,促进综合能力提升,达到“学术水平的高度”。上述三个能力层次渐进连贯、层层推进,构成了立体化的教学、育人和科研模式。

科研团队大力营造尊重知识、尊重科学、尊重人才的良好氛围,不断提高学生的生活幸福感和学术成就感。基于团队的多维协同创新型人才培养模式,团队总结发展的“导师引导、学生主体、团队合作”新模式为研究生创新教育提供了平台,提高了研究生的能力素质,保障了研究生的教育质量,培养具有创新意识和综合能力的拔尖创新人才。在团队中,创新元素集中,学科领域交叉,各种思想碰撞出绚丽的火花。

为落实国家“发展高科技,实现产业化”战略,功能弹性体课题组把科研开发、成果转化和高技术产业作为发展的重要组成部分。培养了一批具有国际水平的产学研科技人才,成为知识创新、推动科学技术成果向现实生产力转化的重要力量。团队积极将科技成果同国家需要、人民要求、市场需求相结合,完成科学研究、实验开发、推广应用的三级跳,为真正实现创新价值、实现创新驱动发展,贡献了经验和案例。真正落实了务实教育与科技实践的紧密联系,科技成果与社会需求的紧密联系。经过十年的探索,功能弹性体课题组与多家企业建立了优良的合作关系,如世界五百强石化龙头企业浙江恒逸石化集团有限公司、中化集团旗下中蓝晨光化工研究设计院有限公司等,成果转化工作成绩显著,多年来结出了累累的科研合作硕果。

积极推动产学研结合,启动各级科技重大专项,先后承担和参与了国家重点研发项目、国家自然科学基金项目等国家级、省部级科研项目20余项。此外,与浙江恒逸集团有限公司等行业龙头企业进行了多项技术开发,与中化集团共建东华大学-中蓝晨光有机纤维应用联合实验室、与山东一诺威聚氨酯股份有限公司共建聚氨酯弹性体山东省工程研究中心,推动科研成果产业化落地。在项目合作的同时,也促进了企业技术人员与课题组学生间的合理流动,将企业中具有实践意义的技能带入实验室,建立了良好的校企合作关系,鼓励学生在合作企业进行实习实践,促进了产学研的协调发展。

课题组积极推动"科研团队-公共平台"协同育人机制,依托先进纤维全国重点实验室仪器设备公共平台,建立了研究生仪器助管联合培养体系。该体系以高精尖仪器设备培训为切入点,形成了"实践-教学-科研"深度融合的培养机制。以储成臻、高娇等优秀研究生为代表的助管团队,在仪器设备的培训使用中发挥了关键作用。他们不仅熟练掌握原子力显微镜、宽频介电阻抗谱等大型仪器的操作技能,更通过“以老带新”的梯队式培养机制,传授仪器设备的使用技能和经验,指导课题组低年级同学快速掌握先进的测试手段,助力重要科研项目的测试工作,同时他们还承担了面向本科生、研究生及国际留学生的日常培训工作,在指导学员解决实际测试问题、优化新型样品制备方案、解析复杂实验数据等过程中,深化了对仪器原理的认知和专业知识的理解,提升了科研创新能力。

课题组同时深化与学院仪器设备公共平台的合作,通过组织学生参加"流变仪"、“扫描电化学显微镜”等系列专题培训,将材料表征技术与纳米材料、新能源材料等前沿领域发展动态相结合。在工程师的指导下,学生系统掌握材料制备-表征-分析全流程技能,显著提升运动先进表征手段解决科学问题的能力,这种“理论培训+实操演练”模式,有效提高了课题组在新型功能材料研发中的实验效率与数据质量。

这种联合培养模式实现了"教学相长、教研互促"的良性循环,一方面提升了研究生实践能力、管理协调能力和国际化视野,另一方面也促进了仪器设备公共平台的高效共享与多学科交叉。基于该模式,2024年度课题组学生已协助仪器设备公共培养出30余名熟练掌握多种大型仪器操作的优秀学员,助力提升大型仪器使用效能,十年来,团队共发表学术论文100余篇,其中:影响因子10以上的论文50篇,单篇影响因子最高达58.7;获得授权中国发明专利50余项为培养复合型创新人才探索出可推广的新路径。


 


讲座资料


三、发展了面向创新能力培养的科教融合人才培养体系解决创新教育机制不健全的问题

面向材料行业复杂工程问题,基于“材料科学动态发展观的培养模式,提出行业需求-科学问题-解决方案三位一体的材料科学与工程专业人才培养体系:(i)课程讲授:厘清具有高分子行业特色的复杂工程问题,梳理高分子结构设计、聚合和成型等技术发展动态;(ii)企业调研:引入企业导师联合培养模式,带领学生赴高分子行业龙头企业驻厂实习,及时掌握行业面临的技术瓶颈问题;(iii)研究课题和学科竞赛:以科研项目和学科竞赛为载体,挖掘内在的关键科学问题,坚持问题导向项目引领,开展有针对性的科研工作,以发表学术论文、申请发明专利和参加学科竞赛等多种形式来强化学生解决实际问题的能力。

雷东本科毕业于武汉纺织大学轻化工程专业,通过游正伟老师引导,对生物材料研究产生浓厚 兴趣,矢志做一流原创研究。通过功能弹性体课题组的培养,其从生物材料门外汉,成长为一位优秀青年学者。突破了热固性生物材料3D打印瓶颈,设计构建多功能心外膜装置,在国际临床难题心梗治疗上取得突破。其博士期间研 究以第一作者在Nat. Med.等权威期刊发表论文12(其中6IF>1081),共同作者论文12篇,授权中国发明专利4项,中国化纤协会恒逸基金优秀论文奖(2)、国际纺织生物医用材料大会优秀口头报告 奖和《科学与艺术》比赛银奖、全国生物医用高分子材料学术大会优秀墙报奖、2019东华大学学生年度人物学术之星等荣誉称号。博士毕业时由于成绩突出,2021年被上海市组织工程重点实验室主任周广东教授作为Co-PI引进到上海交通大学工作,当年即获国家自然科学基金青年基金资助,2024年获国自然面上资助。

十年来,功能弹性体课题组共培养硕士33名、博士6名,其中:获得博士国家奖学金1人次、硕士国家奖学金3人次。获得中国纺织工程学会优秀硕士论文、科技论文卓越行动计划入选论文1篇,中国化学纤维工业协会-恒逸基金优秀学术论文奖2篇,第十届上海海洋药物学术年会优秀论文1篇。在研究生培养过程中践行三个100%,即100%开展企业科技攻关项目、100%带教大学生科创项目、100%参加国内外材料领域学术会议,研究生获得国家及省级科创奖励18项,包括:国家级奖项5项,省市级一等奖10项。培养的博士获批国家自然科学基金面上、青年项目5项,中国博士后科学基金一等资助1项,入选上海市扬帆计划2人、上海市超级博士后计划2人,5人分别被上海交通大学、电子科技大学、杭州师范大学等高校引进。

部分研究生毕业后发展情况


四、结语

科研团队作为科技创新的重要推动力,提升团队的创新能力既是适应当前环境的必要举措,又是战胜自我的生存法宝,对此就需要科研团队重视并完善创新教育机制,优化创新评估机制,进而提高学生的创新热情,使得创新教育在科研团队中能够得到更好的开展。历经十年的探索与实践,功能弹性体课题组的创新型研究生培养模式取得了一系列的成果与建树,得到了社会的广泛关注与认可。在主流期刊《高分子通报》上发表教改论文,主讲课程先后入选上海市重点课程和上海市一流课程为牵头获得的2021年度中国纺织工业联合会教学成果奖一等奖(产教融合复合材料与工程专业创新人才培养体系的构建与实践)提供了有力支撑;游正伟老师应邀在第四届亚洲材料教育会议分享“多维度全过程人才培养模式”。功能弹性体课题组将在创新型人才培养上不断探索,争取培养出更多、更优秀的人才。

五、教学成果应用及效果证明材料

1、游正伟教授荣获奖励汇总

  1. 2025年中国纺织服装教育学会教学成果奖

  2. 2025年上海市自然科学奖一等奖


  1. 2025年中国纺织工业联合会自然科学奖一等奖

  2. 2025年中国材料研究学会科学技术奖(基础研究)


  1. 2023年上海市青年科技杰出贡献奖(全市10)

  2. 2022年东方英才计划领军项目(上海领军人才)


  1. 2022年中国纺织工业联合会 “纺织之光”教师奖

  2. 2022年高等教育国家级教学成果二等奖(8/15


  1. 2022年上海市教学成果特等奖(8/10

  2. 2021年中国纺织工业联合会教学成果一等奖(1/10


  1. 2021年中国纺织工业联合会教学成果一等奖(4/10

  2. 2021年上海市高校市级重点课程项目(主持)


  1. 教育部首批新工科研究与实践项目(排名第三)

  2. 2023年度上海高校市级一流本科课程(1/5


  1. 2023年中国优生优育协会科技创新一等奖

  2. 2024年中国发明协会二等奖(2/6

二、管清宝教授荣获奖励汇总

  1. 2025年国家万人计划青年拔尖

  2. 2023年东方英才计划拔尖项目


  1. 2021年度上海市科技启明星

  2. 2024年度上海高校市级重点课程(1/3


  1. 2023年度中国纺丝工程学会优秀硕士论文(指导教师管清宝)

  2. 2023年度东华大学优秀硕士学位论文指导教师



三、孙巍讲师指导学生获奖证明

  1. 2024届东华大学优秀毕业生(指导教师:孙巍)

  2. 2022年上海市大学生科创项目(指导教师:孙巍)

四、学生荣获奖励/项目资助证明

  1. 上海市大学生新材料创新创意大赛二等奖(指导教师:游正伟)

  2. 2021年博士研究生国家奖学金(指导教师:游正伟)

  3. 2021年中国纺织工程学会优秀学位论文(指导教师:游正伟)

  4. 2019年博士研究生国家奖学金(指导教师:游正伟)

  5. 2020年中国化学纤维工业协会-恒逸基金优秀学术论文二等奖

(指导教师:游正伟)

  1. 2019年中国化学纤维工业协会-恒逸基金优秀学术论文二等奖

(指导教师:游正伟)

  1. 第十届上海海洋药物学术年会优秀论文(指导教师:游正伟)

  2. 2023年度东华大学优秀硕士学位论文(指导教师:管清宝)

  3. 2022年硕士研究生国家奖学金(指导教师:管清宝)

  4. 2023年度上海市优秀毕业生(指导教师:管清宝)

  5. 2022年度东华大学优秀学生(指导教师:管清宝)

  6. 全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会优秀快闪报告(一等奖,指导教师:管清宝)

  7. 全国高分子学科研究生学术论坛二等奖(指导教师:管清宝)


五、国家级科研平台助教制度促进科教融合人才培养

  1. 2018年“高分子化学虚拟仿真实验”教育部产学合作协同育人项目结项证书

  2. 2019年纺织之光教学成果奖一等奖

  3. 2023年纺织之光教学成果奖二等奖

  4. 2024年上海市重点课程建设项目立项拨款通知书

  5. 教改论文—基于“材料科学动态发展观”创新材料类研究生培养模式的探索与实践

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