大學生科技創新項目中人員梯隊組建模式的探索

孔全存，陳 碩，王雪瑩，劉桂禮

（北京信息科技大學 儀器科學與光電工程學院，北京 100192）

1 探索大學生科技創新項目中人員梯隊組建模式的意義

未來社會對人才的需求，主要以創新探索能力強、實踐動手能力高為衡量標準。人才培養必須做到理論與實踐、實踐與創新的相結合以及產學研的緊密合作，因而，高校應普遍更加重視對學生的創新能力和實踐能力的培養［1］。

大學生科技創新活動鼓勵學生將所學知識創造性地應用于實踐，又從實踐中創造性地獲得知識；它一方面有利于培養學生利用多門學科知識綜合分析和解決實際問題的能力，提高學生的動手、動腦與創新能力；另一方面在開發大學生的項目管理能力、提升大學生的團隊精神和激發大學生探索精神等方面也具有不可忽視的重大作用。因此，大學生科技創新活動在當代高等教育中，具有十分重要的現實意義。

大學生科技創新項目中人員梯隊組建模式是大學生科技創新活動能否順利進行的十分重要的一環。合理優化的人員梯隊組建模式既能切實提高學生的創新和實踐能力，不斷健全和完善學生的意志品格，提高學生的項目管理和團隊協作能力，又能將項目成果應用于科研和生產生活中，發揮大學生科技創新活動中人、財、物結合效應的最大化［2］。

鑒于以往大學生科技創新研究小組層出不窮，但成功率不高的情況，本文認為如何組建一支知識結構合理、任務分明、優勢互補的隊伍，使團隊發揮出1＋1＞2的功效，保證大學生科技創新活動的正常、有序、順利地進行，是當前大學生科技創新活動亟需解決的重要課題。

2 大學生科技創新人員梯隊組建的3種基本模式比較

目前，大學生科技創新項目中人員梯隊組建模式主要有以下3種：

（1）單純以學生為主的一元模式。“學生為主”模式多為高年級本科生自發組織隊伍，在互相學習、相互配合的過程中，探索和研究某一領域中的新科技，此種梯隊組建模式稱為“一元模式”。

（2）“學生＋教師”的二元模式。“學生＋教師”模式為教師指導幾名不同年級的大學生，形成學習和研究梯隊來開展某項科技創新項目，此種梯隊組建模式稱為“二元模式”。

（3）“教師＋研究生＋不同年級本科生”的三元模式。

在一元模式中，高年級學生由于擁有了一定的知識儲備，對專業也有了大體的認識，因愛好和學術興趣相同而聚合在一起［3］，這種模式的成員基本是本年級甚至本班同學。此種模式的好處是易于溝通交流，充分發揮了學生之間互幫互助的特性，有利于低水平學生快速提高和進步。但劣勢也十分明顯，由于大家彼此處于同一水平線上，思維有一定的局限性，并不能產生十分良好的學習與研究效果。經常出現的情況是，對于某些共性問題，集體成員都束手無策，進而對項目失去信心，使項目無疾而終。即使有些團隊克服重重困難使得項目順利進展，并且取得很大成績，但由于團隊隊員往往處于同一發展階段，隨著畢業和工作的變遷等情況的發生，容易發生同一時間段內大量人員離隊，人才流失，從而導致項目中斷，沒有持續性［4，8］。

二元模式常常是由教師和幾名不同年級本科生組成，這種模式較“一元模式”而言，除了擁有學生間可以互相“幫”助的好處外，還進一步加強了小組的專業知識背景，并且教師的參與往往可以給學生提供專業上的幫助，經驗豐富的教師會懂得如何調動學生的積極性，并且指導學生合理安排時間，明確研究方向。但本科生對專業前沿知識了解較少，小組研究活動往往只能以教師自己的專業知識為依托帶領成員進入研究，所以這種模式下的研究基本上是邊教、邊學、邊研究。又由于每個研究小組基本上由4～5人組成，教師平時的教學工作又十分緊張，所以學習交流的時間并不充分［5］，故而只能單純地傳授知識，卻不能經常直接帶領學生進行研究，導致效率較低，所以這種模式下的研究也常常是虎頭蛇尾［6－7］。

以上2種模式都造成了一定的人力物力的浪費。

第3種模式是由教師、研究生和不同年級的本科生組成，這也是本文即將展開討論的“三元”模式的雛形。教師從研究方向、研究重點和研究難點等方面全面把關，主要指導研究生開展創新研究，研究生再將任務具體分解、安排并落實，遇到困難及時反饋與溝通，做到整個梯隊高效、有序、科學、合理的運轉。研究生和高年級學生具有一定的專業背景，既能快速領會教師的指導，開展創造性的研究工作，又能解決低年級學生的基本問題，幫助教師分擔部分傳授任務；低年級學生又由于課余時間比較充沛，可以投入更多的精力，并且充分利用其自身珍貴的發散性思維，不至于被專業定式，基本實現了“傳，幫，帶”的功能。但也依然存在很多未解決的問題，比如隊伍中人員的比例安排、小組成員的挑選方式等，每一個環節都將影響小組項目最后的效果［8］。

綜上所述，我們希望基于第3種模式，找到一套更加優化的“三元”人員組建模式，可以最大化地加強整體功能，并重視開發學生的非智力因素［9］，使真正參與的學生都能更多地學習到使用的知識，提升動手能力，而不會產生“打醬油”式的情況。

3 “三元模式”的初步探索和成功實踐

在理想的“三元”模式中，教師和研究生學長對專業知識有相對透徹的理解，給予項目專業上的支持，而本科生由于接觸專業知識不夠深入，從而擁有更多的思維自由度，因此在隊伍中以研究生為首的學長會在專業知識方面給予幫助和建議，本科生可以通過研究過程來驗證所學的理論知識，使理論知識更加牢固和扎實，并學會在日常的學習中有側重地學習，真正形成為了應用而學習，而不是為了學習而學習。在創新研究過程中遇到困難，本科生又可以利用思維拓展的優勢提出新奇的點子，并利用他們接觸專業時間較短，更容易發散思維學習的優勢，找到有可能會被忽視卻很優秀的解決方式。

這樣的隊伍結構可以很好地防止斷層現象發生，引導著研究小組源源不斷地注入的新鮮血液，有效地進行了專業上的傳承和技術上的傳承，可以在“元老級”隊員離開以后很快地進入新一輪的創新研究中，不會使研究活動出現過長的空窗期，同時充分發揮各種成員的特點和能力，使效率提到最高，并取得優秀成績。

例如我校類人機器人研究小組，曾在國家比賽甚至國際比賽中獲得良好成績的“ikid”團隊，也同樣秉承階梯研究的理念，采用階梯結構建設隊伍，現今形成小組以研究生為首，高中低年級本科生加入的結構開展活動，結構基本符合“三元”模式。

研究生學長可以不定期為本科生介紹專業知識，那些對本科生來說還有些許陌生的名詞，會使其在專業學習時不費力地發現重點所在，并且有目的地進行學習，充分體現了“幫”和“帶”的優勢。

我們在某一項目研究時曾出現控制程序移植問題，研究生首先調查理解了移植的必要性，然后本科生開始重點學習移植語言，最終在雙方的共同努力下，以一倍的時間完成了兩倍的工作，并共同進入調試階段。

但是，我們推崇的“三元”模式要有各類科學知識的人員比例［10］，不能一味追求高學歷、高知識水平的人才加入，那樣雖然對項目有一定幫助，但卻造成了實質性的資源浪費。如在我校舉辦的虛擬儀器大賽中一舉奪得冠軍的“初生牛犢”隊，就是我們在提出“三元”模式階梯隊伍建設概念后重點關注的團隊之一。

該團隊由2位指導教師、2名研究生和3名本科生組成，基本形成不同知識水平、不同學歷人員參加的3個層次的研究隊伍結構。小組研究的課題為“基于Labview的小型節能供熱系統的設計”，旨在減少日常生活中供熱系統管道上的熱量損失和受熱終端不必要的熱量浪費，提高能源利用率。

該題目是由教師與學生在經過多方調查后提出的，認為切實可行又確實有利于改善人民生活。這種科學實用的創新題目，在進行過程中學生遇到了各式各樣的問題，但通過大家的齊心協力和合理隊伍結構的支持，均一一攻克。

設計采用主流的虛擬儀器技術軟件Labview201和NI Elvis硬件平臺，通過對流量、溫度、壓力、液位和電磁閥等儀器儀表系統的改造與完善，實現了小型節能供熱模擬系統，并對其進行深入研究。

首先，項目通過PCI6251板卡實現各物理參數的實時采集、數據分析及顯示。通過Fuzzy－PID算法實現對溫度和液位的實時控制，溫度的控制目標是基于對當時環境溫度的實時監測的結果。

由此產生了第一個問題，Fuzzy－PID算法不是本科教學內容，所以團隊中的本科生對此并不了解，在項目開始初期，他們只得每天到圖書館借閱相關書籍，從頭開始學起，但過程中還是遇到很多不能解答的問題，一頭霧水，身心俱疲。好在教師和研究生及時察覺，主動指導該算法在項目中的主要應用部分，和在不同領域中常用的基礎部分，使其能夠有目的地學習，并對一些復雜的難點進行深入淺出的講解，使本科生盡快融入項目研究之中，并受益匪淺。

該節能系統的設計僅使用NI公司的產品，實時采集多種物理參數，用于分析與顯示，動態形象的表達供熱的物理現象和物理過程。系統根據環境溫度的變化來實現對受熱終端供熱裝置溫度的自動控制，利用Fuzzy－PID算法、最小二乘法、數據標定等控制算法，實現對溫度和液位的實時控制。系統把加熱控制和熱量利用等的分析結合起來，表征出與散熱相關的因素，為實現最佳的節能控制過程提供參考。本系統的界面使用自定義的控件，實現了人機交互，不僅生動、形象，而且美觀、直觀、簡單。

在定義系統功能創新性的時候，研究生首先注重了實用性和拓展性，并提出能源上拓展使用太陽能，當時本科生充分發揮了自己的優勢，提出在終端上做供暖和熱水器并用的設想，經過接下來的理論研究，證實該設想切實可行。圖1為基于Labview小型供熱節能系統的主界面。

圖1 基于Labview小型供熱節能系統的主界面

初期時項目工作量較大，需要收集各方數據整理并進行分析，最終找到此項目中合適且可行的參考數據。小組成員首先開會討論了調查方向，指導教師進一步對項目進行了分析，使學生對項目理解更加透徹。調查中發現各種各樣的問題，小組更是充分發揮了隊伍的不同知識結構優勢，研究生發現提出的問題可以交給本科生去找辦法解決，本科生也會將不懂的問題反映給研究生，由其進一步思考，初步體現了在這種結構組建的團隊的優勢。還有在研究過程中，研究生首先確定了在自動化控制實驗臺上，進行大膽改造，合理改進，形成現有的供熱系統模型。過程中，電磁閥的控制電壓與其打開的比例問題就交予本科生以實驗方式進行驗證，實驗結果返回后，研究生又根據此設計實現一個合理方便的電壓調節器。小組最終按時完成了所有預期的效果，并一舉在2011年全國虛擬儀器大賽中獲得三等獎。

4 人員梯隊組建的“三元”模式初步總結

根據我校的成功實踐，認為一個好的“三元”模式必須做到以下3點：

（1）要做到專業人才和非專業人才合理搭配。科技創新首先意味著打破常規，標新立異，在這方面專業人才固然具有不可比擬的天然優勢，非專業人才的作用也不可低估。非專業人才不受專業知識的影響和局限，往往跳出專業圈子考慮問題，提出一些奇思妙想，使問題的解決一下子峰回路轉。

（2）要做到創新研究和學習求知活動的有機統一。梯隊建設方式應用于學生自身的創新學習中去，能夠產生一個穩定良好的學習環境，對學生更好的學習理解專業知識具有重大推進作用。學生因此會對專業有更好的掌握，效果反映到成績和課堂表現，從而帶動其他大部分學生，可以有效形成優良學風，又進一步推動了學校學科與專業的發展。

（3）要做到專業知識高水平人員與一般成員的合理搭配。在遴選和培養過程中，要根據隊伍建設的需要，建立整體水平高、優勢互補的隊伍，恰當地調整學歷、年齡、專業、知識有一定差異的人員結構，形成能夠團結協作、合力攻關的群體優勢，最大限度地發揮梯隊成員的積極性和創造力［11］。對一些重要的研究性問題必須從實際情況出發，根據不同學科類型和層次，各年級、各專業所承擔的不同任務以及教師隊伍的現狀，從學校的發展規劃和各個學科創新小組建設的不同需要出發，物色合適的人選，制定出培養規劃，有計劃、分步驟地實施。

5 結束語

恩格斯曾說“許多人協作，許多力量融合為一個總的力量，這種力量和它的一個個力量的總和有本質的差別”［12］。我們認為，這種差別表現在團隊創新方面，就是優秀的創新小組整體功能大于個體功能之和，也就是說整體功能等于個體功能之和再加上一個群體新功能，即實現了通常所說的“1＋1＞2”。

大學生科技創新項目中組建的人員梯隊是一種階梯型學習與研究型的隊伍，優化的組合方式可以使隊伍整體能力和功效得到提高，能為科技創新研究做出更大的貢獻。當前我們的探索還僅僅是初步性的，還有許多問題需要進一步研究，在接下來的探索中，望與有志之士共勉。

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［1］李雯.高校學科梯隊建設研究［D］.湖南：高等教育研究所，2004－10－25.

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［3］全洪兵，張紹榮，李彥.大學生科技創新活動的現狀與思考［J］.重慶郵電大學學報：社會科學版，2008，20（4）：126－127.

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［5］萬戰爭，郭會麗，李鵬飛.大學生科技創新活動的現狀、問題及對策研究［J］.成功：教育，2007（1）：1－2.

［6］蔡亮，李勇.我國高校學術梯隊建設的問題及其成因探析：我國高校學術梯隊建設研究之一［J］.教育與職業，2007（5）：36－38.

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