土木工程學科研究生創新素質教育途徑探析

徐士良

土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。隨著社會和科技的發展,土木建筑物的規模、功能、造型和相應的技術越來越大型化、復雜化和多樣化,所采用的新材料、新設備、新的結構技術和施工技術日新月異,節能技術、信息控制技術、生態技術等日益與建筑相結合,土木建筑業和建筑物本身正在成為許多新技術的復合載體。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現了技術與創新的作用,要求土木工程學科的研究生具有較強的創新素質。

研究生創新素質的核心內容是創新意識、創造能力和創業精神[1]。研究生教育是高等教育的最高層次,它直接擔負著培養高層次人才的任務。研究生的培養質量既是一個學校人才培養質量的標志,也是學校科學研究水平和創新能力的標志。錢學森認為[2]：“現在中國沒有完全發展起來,一個重要原因是沒有一所大學能夠按照培養科學技術發明創造人才的模式去辦學,沒有自己獨特的創新的東西,老是‘冒'不出杰出人才,這是很大的問題。”

創新教育[3]是在全面發展的基礎上,把學生置于學習的主體地位,激發學生的創造欲望,培養學生的創新思維,鍛煉學生的創新能力,啟發學生創造性的學與用和學以致用的教育過程。加強研究生創新素質教育是高等學校必須關注的重點工作,目前中國研究生教育在進入21世紀近十年時間內給世人的印象是規模劇增、品質下降、培養方式粗糙[4]。在培養土木工程學科研究生人才的一部分高等學校當中,目前還存在著研究生創新能力與社會需求和科學研究等不相適應的問題。本文根據作者在同濟大學土木工程學院學習和科研實踐的經驗,對土木工程學科研究生創新素質的教育途徑進行了探討。

1 積極參與科研項目,投身創新實踐

作者所在科研團隊的科研項目有國家自然科學基金、973國家重大科研支撐計劃和橫向課題等,導師根據每個研究生的學習背景、知識結構、個人興趣和特長等,鼓勵學生積極參與相應的科研項目研究。在參與科研項目的過程中,學生在導師的指導下,必須查閱大量的國內外文獻資料,全面了解與自己研究課題相關學科的研究現狀、最新研究成果、發展趨勢與動態以及未知的領域,為形成創新思維和把握科研創新點打下了堅實的基礎。實際上,學生從事科研項目本身就是一個主動學習、主動更新知識的過程。在與導師合作的過程中,也可以從導師身上及時了解學科的新動態、新發展以及科研團隊中別人的研究方向和成果。

作者在讀博士期間,帶領兩名碩士和兩名監測技術員,共同參與了《超大直徑深豎井施工技術及穩定性研究》科研項目[5],并擔任現場監測和科研指導負責人。該項目依托于秦嶺終南山特長公路隧道通風系統主體工程即2號豎井。為了順利完成科研任務,指導工程施工,作者查閱了大量的文獻資料,包括加拿大地下核廢料實驗室URL、瑞典SKB實驗室、法國高放射存儲實驗室HRL、巖爆判據以及巖體強度準則等最新研究成果。創新性的提出豎井超長段掘砌單行作業施工組織方式,采用脆性巖體雙線性強度準則和雙線性理想彈塑—彈脆本構模型進行了豎井圍巖穩定性分析,并利用多次試驗的強力復合掏槽硬巖爆破技術,在2007年10月創造了月成井80 m的全國紀錄。在襯砌階段,采用分瓣式液壓滑升模板將井壁與中隔板一次性滑模成型,平均月滑模進尺200 m以上,最高月滑模進尺236 m,創造大直徑深豎井分瓣式機械一體化連續滑模施工全國新紀錄。

通過參與科研項目,明確了創新目標,激發了創新動力,提高了學生的創新能力。參與科研項目,能使學生了解真實的工程經驗背景,優化知識結構,將工程創新能力與強烈的創新意識結合起來,為繼續學習提供很高的起點和科學有效的方法。

2 鼓勵學生多聽學術講座,開闊創新視野

土木工程學科要求研究生有較大的知識面,課堂教學對于系統學習知識來說是比較重要的,但是由于學生的好奇心、研究目標等不同,難以照顧到每一個學生的實際需要,難以考慮到每個學生的個性發展,影響學生創新素質的培養和提高。舉辦學術講座,對研究生的創新素質教育是一種有益嘗試和必要補充。

同濟大學的研究生培養計劃要求碩士生至少聽4次以上學術講座,博士生至少聽8次以上學術講座。每次講座都有教務人員負責學生簽名,并要求學生登錄到自己的學習管理系統中,等待審核。學術講座主要由本校的一些知名專家學者或者聘請國內外一些專家學者,對某一個研究領域的學術問題、技術問題等,圍繞某個專題,面對師生進行充分地介紹傳授和講解。一般講座的主講都是大師級、教授級的人物,他們學識淵博,具有一定的人格魅力,并在某方面有所建樹,有各自的新穎觀點。

作者在同濟大學學習期間,感受到土木工程學院非常重視學術講座,每個星期都有幾次精彩的講座,讓學生們受益頗多。比如美國工程院院士,英國皇家科學院院士,著名計算巖石力學專家,Itasca咨詢集團公司軟件開發總監Peter Cundall博士的學術講座[6]：“A Numerical Model for Large-Scale Rock Masses” ,詳細介紹了顆粒流軟件PFC的特點、理論基礎、本構模型以及新的成果和動態等內容。使學生熟悉了細觀力學顆粒流方法的優點和使用過程,并就一些疑難問題現場進行提問和交流,激發了學生的學習熱情和創新意識,為更好地進行科學研究打下了基礎。

通過舉辦學術講座,加強研究生對本學科研究領域、研究動態等相關信息的溝通和了解,這就有利于激發學生的創造靈感,促使學生思考自己的科研項目,并從中得到總結提高,對研究生拓展視野、活躍思維、發掘創新潛力有很大的幫助。

3 進行團隊學術交流,營造創新氛圍

當代科學技術發展的特點為綜合化、一體化、體制化和全球化,科學技術革命深刻改變了人類社會的節奏和面貌,隨著科學技術的進步、知識經濟時代的到來,只有建立科研團隊,進行高層次創新人才的培養,才能使科研工作后繼有人,并能發揮集團軍的作用,為科研工作夯實基礎,逐步提升科研實力。科研團隊[7]是由一定質量和數量的科研人員組成,為實現特定的科學研究目標,以科學研究為內容,以學科或科研項目為紐帶而結合起來的組織。目前國內高校比較多的是師生共建型科研團隊[8],師生團隊關系比較簡單,相互熟悉,容易協調管理,以科學技術研究與創新意識培養為實踐內容,由知識技能互補,具有共同價值目標,在科研目標和工作方法中共擔職責的在校學生與教師組成。

學術交流是指彼此把自己的有系統的、專門的學問供給對方[9]。一個人的思考往往受思維方式、角度和知識水平等限制,難以深入。通過學術交流,面對面的探討,才使思考深化。廣泛的學術交流,每個人都會得到多方面信息,認識到以往所認識不到的東西,必然會受到啟發。國內外許多實踐表明：學術交流在科研工作和人才培養中占有十分重要的地位,起著不可替代的作用。

通過團隊內的學術交流活動,使得學生與老師、學生與學生之間能夠進行充分的交流,找出科研中的關鍵問題,使得研究生可以正確開展科研項目研究,有助于科研項目的順利實施,有利于科研成果的水平提升。研究生可以匯報自己論文選題的意義、可行性和預期目標等。導師可以根據匯報情況,就論文選題是否合適、有無創新點、所采取的技術路線和手段是否可行、是否能達到預期的目的以及研究生的工作態度和工作進展情況等提出改進意見和建議,并及時布置下一期研究的主攻方向,協調研究物質、試驗設備和研究經費。通過這種有步驟的公開指導和監督檢查可以不斷促進研究生科研創新能力的提高和研究方向、方法的正確性。通過團隊內的學術交流活動,營造良好的創新氛圍,既可以切實加強對研究生論文的指導和控制工作,又能培養研究生勤奮刻苦的治學態度,提高學位論文的學術水平[10]。

4 結語

研究生創新素質的培養是一項復雜的系統工程。研究生創新能力不僅直接影響高等學校知識創新的水平,而且關系到國家未來整體創新能力。通過鼓勵研究生參與科研項目、多聽學術講座和進行團隊學術交流等途徑,可以把研究生的創新素質培養工作落到實處,逐步提高研究生的創新能力。

[1]楊興全.創新性素質教育與研究生培養模式[J].兵團教育學院學報,2007,17(6)：38-41.

[2]朱清時.求解創新型人才培養的困局[J].中國高等教育,2009(20)：4-6.

[3]薛 飛,王秋萍.如何培養醫學研究生的創新性探討[J].中國誤診學雜志,2007,7(27)：6547-6548.

[4]董云川.研究生教育質量的反思與期待[J].高教發展與評估,2009,25(5)：62-72.

[5]同濟大學.超大直徑深豎井施工技術及穩定性研究報告[R].2009.

[6]Peter Cundall.A Numerical Model for Large-Scale Rock Masses.The Sun Jun Lecture,Tongji University,2008：10.

[7]殷鐵銘,李永安.高校創新型科研團隊建設初探[J].華東交通大學學報,2009,26(1)：126-129.

[8]閻世梁,張 華.師生共建科研團隊,構建創新人才培養平臺[J].實驗室研究與探索,2009(3)：8-11.

[9]張懷剛,張 波.學術交流在科研工作和人才培養中的地位與作用[J].青海農林科技,2005(5)：41-43.

[10]王開松.科研選題創新性與研究生的培養[J].科技信息,2008(34)：195-196.