工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程控制的研究與實(shí)踐

鄧 力，劉和平，余傳祥，串 禾，鄭群英

（重慶大學(xué) 電氣工程學(xué)院，重慶 400044）

培養(yǎng)和造就創(chuàng)新型人才，特別是創(chuàng)新型工程科技人才，是建設(shè)創(chuàng)新型國家、實(shí)施科教興國戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的關(guān)鍵之所在[1].在目前大學(xué)專業(yè)教學(xué)課時(shí)總體壓縮，工程教育的質(zhì)量和水平與新型工業(yè)化發(fā)展的要求還相距甚遠(yuǎn)的情況下，如何培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的高素質(zhì)優(yōu)秀人才，仍然是各類高校共同面臨的難題[2－4]；而如何引導(dǎo)學(xué)生把課余時(shí)間用于研究性、探索性和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，更是缺少一套的行之有效的方法和措施.

為了培養(yǎng)工科大學(xué)生的創(chuàng)新能力，重慶大學(xué)《基于過程控制的工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐》課題組經(jīng)過多年研究、探索、實(shí)踐和總結(jié)，創(chuàng)造性地提出工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的“培養(yǎng)過程控制”的核心理念，并將其應(yīng)用在工科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中，取得了顯著成效.

1 高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位

我國企業(yè)科技創(chuàng)新能力薄弱的關(guān)鍵因素是創(chuàng)新型工程科技人才匱乏，在我國數(shù)百萬個(gè)企業(yè)中，需求量更大的是應(yīng)用型創(chuàng)新人才[2].高等工科院校是培養(yǎng)工程師的搖籃，承擔(dān)著為國家建設(shè)事業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)科技人才的歷史重任[1].

為適應(yīng)用人單位實(shí)際需求，在探索工科類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中，借鑒和吸收國內(nèi)外著名高校培養(yǎng)工科大學(xué)生的創(chuàng)新型人才的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)定位在對(duì)人類有益的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才上.

2 建立以博士生導(dǎo)師為核心的工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)課題組

具有現(xiàn)代教育理念和科研創(chuàng)新能力、熟悉生產(chǎn)領(lǐng)域、掌握工程技術(shù)的高素質(zhì)教師隊(duì)伍是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的前提條件.

重慶大學(xué)組建立了以博士生導(dǎo)師為核心，具有豐富教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)科研能力的教師為主要成員的《基于過程控制的工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐》課題組.自課題組建立以來，便特別注重培養(yǎng)學(xué)生的理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力、實(shí)踐和解決問題的能力以及創(chuàng)新和發(fā)明創(chuàng)造能力.在培養(yǎng)模式和手段上進(jìn)行了大膽嘗試改革，對(duì)提高大學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、分析測(cè)試能力、科學(xué)創(chuàng)新能力和科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)上初見成效.近年來所指導(dǎo)的學(xué)生在參與國家、學(xué)校和國際知名企業(yè)舉辦的大賽和訓(xùn)練計(jì)劃中屢屢獲大獎(jiǎng)；多組“大學(xué)生科研培訓(xùn)項(xiàng)目”其成果直接應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā).

例如：指導(dǎo)2012年TI杯全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題邀請(qǐng)賽（TI杯）獲全國一等獎(jiǎng)；2011年第十屆全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中獲全國二等獎(jiǎng)；2010年第四屆德州儀器（TI）C2000 DSP大獎(jiǎng)賽獲命題組一等獎(jiǎng)和2010年第四屆德州儀器（TI）C2000 DSP大獎(jiǎng)賽獲專業(yè)組一等獎(jiǎng)，2010MIPS-BasedTM PIC32嵌入式創(chuàng)新大賽獲一等獎(jiǎng)；2010年第七屆“挑戰(zhàn)杯”一汽-大眾中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽獲金獎(jiǎng)；2009年2項(xiàng)第一屆國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃評(píng)審獲優(yōu)秀.指導(dǎo)的第二屆重慶大學(xué)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《純電動(dòng)汽車動(dòng)力性能與能量匹配的仿真計(jì)算系統(tǒng)》已經(jīng)應(yīng)用于力帆、渝安東風(fēng)小康、奧托，環(huán)衛(wèi)車等車輛的性能匹配，具有很高的實(shí)用價(jià)值.

3 激發(fā)參與科學(xué)研究的興趣，調(diào)動(dòng)創(chuàng)新實(shí)踐的積極性和熱情

興趣是一切創(chuàng)新的源動(dòng)力，在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中必須堅(jiān)持這一理念，才能充分開啟學(xué)生的心智，而且在興趣的推動(dòng)下，他們會(huì)主動(dòng)尋求認(rèn)識(shí)事物的方法和手段，探索未知、追求新知[5].通過在大學(xué)生新生中廣泛開展各種形式的專題報(bào)告、科普講座，利用新生研討課程等行之有效的方式，激發(fā)低年級(jí)學(xué)生參與科學(xué)研究的興趣，調(diào)動(dòng)他們創(chuàng)新實(shí)踐的積極性和熱情.在學(xué)生報(bào)名參加創(chuàng)新能力培養(yǎng)之初和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的整個(gè)過程中，課題組都會(huì)以指導(dǎo)教師自己研究的科研項(xiàng)目為主題，以深入淺出、圖文并茂的方式，講述相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)、國際國內(nèi)所取得的最新成就以及政府、社會(huì)和企業(yè)關(guān)注程度.通過增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感，激發(fā)他們參賽的興趣和積極性.主動(dòng)參加創(chuàng)新培養(yǎng)的學(xué)生都自愿參與并積極完成了國家、地方、學(xué)校、學(xué)院和校企聯(lián)合等開展的多種創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)1-2項(xiàng).

4 構(gòu)建形成一個(gè)從本科低年級(jí)、高年級(jí)到研究生的多專業(yè)、多層次、立體化、開放式的創(chuàng)新梯隊(duì)及長效的科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程體系

由于低年級(jí)大部分學(xué)生基本上不具備科技開發(fā)能力，可通過在新生中廣泛開展多種形式的專題報(bào)告、科普講座.對(duì)于具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的低年級(jí)學(xué)生和高年級(jí)學(xué)生鼓勵(lì)他們積極參加國家、地方、校、院和校企聯(lián)合等開展的多種創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，并把他們吸引到本課題組來.在充分尊重個(gè)人興趣愛好及個(gè)體發(fā)展多元化需求的情況下，按項(xiàng)目所需專業(yè)和項(xiàng)目研究的可持續(xù)發(fā)展的原則將學(xué)生組成跨學(xué)院、跨學(xué)科的研究小組；并采取有效的手段和正確引導(dǎo)機(jī)制，讓學(xué)生以助手的身份自愿參加教師的研究項(xiàng)目.在帶著項(xiàng)目的情況下引導(dǎo)他們盡早進(jìn)入相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，并與有相關(guān)課題研究的研究生進(jìn)行交流，組織和開展定期的學(xué)術(shù)研討和工作總結(jié)，甚至參與到課題組的具體科研實(shí)踐活動(dòng)或科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與管理中.指導(dǎo)教師在培訓(xùn)中既可以根據(jù)學(xué)生自身的特點(diǎn)和個(gè)性，采取靈活多樣的培養(yǎng)方式，實(shí)施個(gè)性化教育，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的科研能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力.形成一個(gè)從本科低年級(jí)、高年級(jí)到研究生的多專業(yè)、多層次的創(chuàng)新梯隊(duì)及長效的科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程體系.

5 工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的“培養(yǎng)過程控制”

通過以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心的“培養(yǎng)過程控制”手段，引導(dǎo)學(xué)生變被動(dòng)性學(xué)習(xí)為主動(dòng)性探究學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生參與科研實(shí)踐的意識(shí)和發(fā)明創(chuàng)造的興趣，啟迪學(xué)生的發(fā)散性思維，拓展學(xué)生的專業(yè)學(xué)術(shù)視野，提升學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力.另外，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中，引入現(xiàn)代企業(yè)的工程項(xiàng)目管理方法，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神以及強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)協(xié)作運(yùn)行的管理流程規(guī)范.

5.1 提煉適合培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的子項(xiàng)目

課題組特別注重將實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目與國際前沿學(xué)術(shù)成果和學(xué)科、行業(yè)熱點(diǎn)接軌，以課題組教師的工程應(yīng)用科研項(xiàng)目為背景，提煉適合培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的子項(xiàng)目.在創(chuàng)新培養(yǎng)過程中，組織學(xué)生進(jìn)入與國際知名企業(yè)、校企聯(lián)合搭建的實(shí)驗(yàn)室或創(chuàng)新能力培養(yǎng)基地，甚至到與項(xiàng)目合作的企業(yè)中，讓學(xué)生熟悉一線生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程的同時(shí)始終將自己的研究方法、手段、目標(biāo)和方向?qū)?zhǔn)行業(yè)、學(xué)科熱點(diǎn)，以彌補(bǔ)課堂理論教學(xué)在聯(lián)系實(shí)際方面的欠缺和不足、并將課堂理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來.其效果是提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性、主動(dòng)性和積極性，同時(shí)也使學(xué)生掌握知識(shí)能力和應(yīng)用能力得到了極大的增強(qiáng)，多個(gè)科研培訓(xùn)項(xiàng)目成果甚至已經(jīng)直接應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，還為學(xué)生畢業(yè)后的碩士學(xué)位研究方向或就業(yè)、創(chuàng)業(yè)方向的理性選擇提前作好準(zhǔn)備.

5.2 引入現(xiàn)代企業(yè)的工程項(xiàng)目管理方法

結(jié)合工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)流程和國際上通行的工程管理模式，建立一套學(xué)生創(chuàng)新能力和課程知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際的訓(xùn)練方法，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作運(yùn)行的管理流程規(guī)范，培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合力效應(yīng).

舉行每周1到2次的項(xiàng)目組的工作匯報(bào)，要求每個(gè)小組的成員匯報(bào)項(xiàng)目進(jìn)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題，問題的解決方法、思路和結(jié)果并提出新問題.讓不同學(xué)科的同學(xué)在一起共同討論，提出各自的見解，最后歸納出新的解決方案以及需要補(bǔ)充的知識(shí)和相關(guān)課程學(xué)習(xí)，在知識(shí)融合和問題碰撞中迸發(fā)出創(chuàng)新的火花，這樣不僅強(qiáng)化了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生的組織能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力.

5.3 采用“肯定－否定－肯定”培訓(xùn)模式

在創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)過程中，積極推行啟發(fā)式、鼓勵(lì)式和問題-探究式的指導(dǎo)，把握控制訓(xùn)練過程的節(jié)奏，采用“肯定－否定－肯定”培訓(xùn)模式，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新和研究的關(guān)注點(diǎn)；指導(dǎo)學(xué)生研究理論基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)、開發(fā)工具和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用；評(píng)價(jià)學(xué)生用理論驗(yàn)證和軟件驗(yàn)證結(jié)果的可行性和正確性；糾正學(xué)生分析問題、提煉問題的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)置中所存在的問題；訓(xùn)練學(xué)生使用科學(xué)的思維方法和嚴(yán)密的邏輯論證推理.在項(xiàng)目完成的過程中讓他們享受到發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題過程的樂趣和成就感.課題組還要根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)展程度和每個(gè)學(xué)生的科研開發(fā)能力的提升速度，及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)方案和難易度，以實(shí)現(xiàn)最大限度地挖掘每個(gè)學(xué)生科學(xué)研究和創(chuàng)新實(shí)踐的潛力以及保護(hù)學(xué)生創(chuàng)新的激情.

在訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和獲得創(chuàng)新研究開發(fā)技能的過程中，注重啟發(fā)學(xué)生總結(jié)自己的科學(xué)研究成果，鼓勵(lì)、引導(dǎo)、培訓(xùn)和支持學(xué)生積極撰寫科研論文和提煉專利創(chuàng)新點(diǎn)，聯(lián)系專利事務(wù)所對(duì)學(xué)生進(jìn)行專利申請(qǐng)的培訓(xùn)和協(xié)助申請(qǐng)國家專利.重慶大學(xué)電氣學(xué)院2005級(jí)學(xué)生在參加創(chuàng)新能力培訓(xùn)后給課題組發(fā)來的郵件中寫道：“我們每周都要開小組討論會(huì)，把自己的想法和老師及小組成員進(jìn)行交流，針對(duì)會(huì)上提出的問題，在下一周進(jìn)行實(shí)踐和補(bǔ)充，以此往復(fù)，大家的研究成果在老師們的耐心指導(dǎo)下漸漸浮出水面，我們從一開始只會(huì)問老師我們需要做什么變成了我想做什么，這與指導(dǎo)老師耐心的指導(dǎo)是不可分割的.在團(tuán)隊(duì)的努力下，我們?nèi)〉昧艘恍┏晒?，榮獲發(fā)明專利2項(xiàng)，實(shí)用新型專利2項(xiàng)”.

6 結(jié)束語

在對(duì)工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐中，將“培養(yǎng)過程控制”的核心理念貫穿在整個(gè)過程中，不僅激發(fā)了學(xué)生參與科學(xué)研究的興趣與創(chuàng)新實(shí)踐的積極性和熱情，還吸引了不同專業(yè)的各年級(jí)學(xué)生自愿參與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而建立起一個(gè)從本科低年級(jí)、高年級(jí)到研究生的多專業(yè)、多層次的創(chuàng)新梯隊(duì)及科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程的長效體系.“培養(yǎng)過程控制”已經(jīng)被證實(shí)為一種培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方法，追蹤曾經(jīng)參加本課題組創(chuàng)新能力培養(yǎng)的學(xué)生，獲得了很高的社會(huì)評(píng)價(jià)，他們都以基礎(chǔ)扎實(shí)、素質(zhì)良好受到用人單位的廣泛歡迎，部分優(yōu)秀學(xué)生還被英國謝菲爾德大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)外著名大學(xué)免試錄取攻讀碩士學(xué)位.

〔1〕教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見（教高[2007]2號(hào)）.

〔2〕中國工程院創(chuàng)新人才項(xiàng)目組.走向創(chuàng)新——?jiǎng)?chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)研究[J].高等工程教育研究，2010（1）:1-19.

〔3〕肖放鳴.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)約束因素及國家與社會(huì)責(zé)任[J].求索，2010（7）:171-172.

〔4〕蔣曉虹，盧永嘉.大學(xué)生創(chuàng)新能力的學(xué)理分析和培養(yǎng)要素[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2009（6）:117-118.

〔5〕鐘玉泉,彭健伯.雙向能動(dòng)教學(xué)法與大學(xué)生自主創(chuàng)新能力[J].黑龍江高教研究，2009（11）:172-175.