面向國家戰略的本科生科研創新能力培養探索

胡尋尋 方志 孫大坤 閆曉軍

【摘要】隨著我國航空發動機事業從測繪仿制向著自主研發轉型，對航空發動機人才的創新能力要求愈發強烈，傳統的本科人才培養模式亟待改革。基于對當前本科生科研實踐現狀分析，北航“吳大觀英才班”大膽改革，提出“導師制、小班化、全程化、進團隊”的人才培養模式。學生的創新水平、升學質量以及示范引領作用顯著提升，為高校本科生科研創新能力培養提供了有益的參考。

【關鍵詞】本科生? 科技創新? 人才培養? 探索與實踐

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）12-0184-03

2010-2020年國家中長期教育改革和發展規劃綱要特別強調，高等教育要支持學生參與科學研究、強化實踐教學環節，創立高校與科研院所、行業、企業聯合培養人才的新機制。高等學校是創新人才成長的搖籃、是科技創新的主力軍和核心力量，而本科教育是高等教育的根[1]，是大學教育體系中最關鍵的一環[2]。其中，以面向國家戰略的航空發動機創新人才培養的本科教育是新時代高等教育發展的重要環節。在這種背景下，如何有效提升高校本科生科技創新能力成為新時代高等教育的重要工作，意義重大。

一、國內外開展本科生科研的現狀分析

19世紀初，德國柏林大學提出了“教學與研究的統一”原則，提倡科研是最好的教學，開啟了本科生參與科研的嘗試。麻省理工學院于70年代啟動“本科生研究機會計劃”。此后，清華大學借鑒國外經驗，實施了“大學生研究訓練”項目（SRT），繼清華之后，1998年浙江大學啟動了由校、院（系）、省創、國創四個層次組成的“大學生科研訓練項目”（SRTP）。2011年我國開始在各高校推行“大學生創新創業訓練計劃”。從本科生參與科研活動的形式來看，主要包含參與教師的科研項目，本科生自主申請科研基金（大創基金、校創基金）以及參加大學生科技創新團隊三種形式。

然而，隨著高校實施本科生科研創新能力培養的探索和推進，一系列問題也隨之產生。主要表現在缺乏宣傳機制，學生參與度不高;導師作用發揮不充分;與專業教育結合不緊，與實踐脫節;實踐平臺短缺等方面[3-5]：

二、“吳大觀英才班”培養本科生科研創新能力的實踐探索

針對本科生科研工作推進過程中的一系列問題，北京航空航天大學與中國航發于2012年合作辦學，在北航能源與動力工程國家試點學院內，設立以“中國航空發動機之父”吳大觀先生（1916-2009）命名的高端人才實驗班——“吳大觀英才班”（飛行器動力工程專業），以培養緊追國際學術前沿、服務國家戰略需求的優質創新型優質人才。主要特點如下：

1.建立科創管理隊伍，保障科創活動有序進行

在能源與動力工程學院黨委領導下，設立科技實踐部，構建一支由學院黨委-分團委-科技實踐輔導員-班級科技實踐委員等組成的科創管理隊伍，負責學生科研訓練的動員、組織開展和運行工作。每年新學期伊始，科技實踐部聯合創新創業指導教師為學生開展科研訓練的培訓和動員工作。“吳班”內科技實踐委員對接每一名學生，保證科研訓練和科技競賽的相關信息點對點準確傳達到位。截止目前，“吳班”學生100%參與了科研訓練，有效保證了學生的參與度。

2.校企協同、雙導師制

為了使學生的專業學習和實際緊密結合，“吳大觀英才班”聘請航空發動機領域的院士和長江學者擔任班主任，實行校企雙導師制，由學院的長江學者、杰青、新世紀優秀人才和學科責任教授擔任學術導師，從中國航發、空軍、民航系統和民營企業聘請80余位高管、總師、首席專家等擔任學生企業導師。學術導師把領域的科學前沿帶到學生面前，答疑解惑，指引學生的學術方向;企業導師把國家重大戰略需求、企業科研訓練、企業科研項目等帶到學生面前，培養學生的創新實踐能力。

3.多措并舉，精心打造優秀的科創訓練團隊

要有效提高學生科技創新活動的層次和質量，必須發揮指導教師的作用。

學院與北航工程訓練中心通力合作，從學院內選取具有較強理論水平和學科前沿視角的專業教師與學校工訓中心具有較強實踐操作經驗和能力的師資組建規范化的科技創新訓練教學團隊，團隊老師來自飛行器動力工程、能源與動力工程、機械設計等多個專業方向。這樣，根據學生的科研項目的背景和來源，即可以從學院內部選擇指導教師，也可以從工訓中心選擇指導教師，或者是同時選擇學院教師和工訓中心教師作為項目指導老師。這種合作方式有效避免了工訓中心老師缺乏飛行器動力工程相關專業背景無法提供針對性的指導的局限，又能夠充分利用工訓中心的資源開展實踐研究，極大地豐富了實踐項目的內容，為學生的實踐創新能力培養提供了師資保障。

4.小班化授課，厚數理基礎、強專業技能

科研創新的突破建立在扎實的數理和專業基礎上。為強化學子的數理和專業基礎，打牢科研創新的根基，“吳班”從教材、教師隊伍、教學方法方面進行改革，制定了針對核心課程小班化教學制度。《工科大學物理》《工科大學數學分析》《工程流體力學》《葉輪機原理》《傳熱學》《燃燒與燃燒室》《航空發動機結構強度與振動》7門核心課程實行小班化教學。同時，為保證教學效果，制定了《能源與動力工程學院專業核心課程責任教授管理條例》，“吳班”所有核心課程的責任教授人選均為本行業公認、具有豐富的工程實踐經驗和深厚理論基礎的教授，或者是始終活躍在國際學術前沿、具有深厚學術造詣的教授。小班化教學的實施為學生科研創新能力的培養打下堅實的專業基礎。

5.建立全程化的科研實踐體系

“吳班”的科研實踐體系主要由科研訓練和科技實踐活動組成。其中，科研訓練包括大學生創新創業訓練和暑期科研訓練。科技實踐活動主要有學院級的“動力杯”競賽，大學生訓練計劃（SRTR）和馮如杯競賽，國家/省部級的大學生創新創業計劃、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、“挑戰杯”競賽，國際級的AIAA航空發動機設計大賽等。

首先，學院開設科技創新課培養學生創新意識;其次，面向學院教師征集題目作為學生暑期科研項目，培養動手能力;最后，學院邀請專業教師對學生參與科研的全過程進行指導。此外，設立專項科創經費并提供場地，支持學生開展雙創研究。實現了學生科研訓練體系的制度化、規模化和長效性管理，實現了不同學生參加不同層次的創新訓練項目。

6.進科研團隊、提升綜合創新技能

為進一步點燃學生的科研興趣和熱情，使學生熟悉科研工作的背景和開展方式，前置學生科研創新能力的培養，為本、碩、博一體化培養打好基礎，針對“吳班”設立“本科生進科研團隊”制度。指導教師面向能源與動力工程學院和北航航空發動機研究院具備高級職稱的專職教師遴選，優先考慮近3年在課堂教學、學生培養方面做出突出貢獻的教師。

其次，為保證指導效果，要求每名導師原則上只能指導1名學生，且自申報作導師時需提交與本科生培養階段相符的科研訓練計劃;團隊導師在學生本科期間至少指導學生參與1次科技競賽，完成科研訓練并形成可考核性成果。學院定期組織研討交流，學生以研究報告、文章、發明專利等方式匯報科研訓練的具體情況。學院據此評選優秀指導教師及優秀學生并給予獎勵支持。

學生通過進科研團隊，進一步熟悉了科研工作的背景和開展方式，深入了解科學研究的規律，增強動手能力，為創新性人才培養打下堅實的基礎。

三、育人成效

1.學生創新創業水平顯著提升

2012-2016級吳班學生累計獲得國家級獎勵255人次，人均1.4次。在學科競賽中，2016級吳班學生陳方宇獲得第十二屆全國周培源大學生力學競賽特等獎（兩年一屆，全國僅5人）;在全國“挑戰杯”大學生科技競賽、全國大學生“節能減排”大賽、首都“挑戰杯”大學生科技競賽等省部級以上賽事中吳班學子斬獲特等獎2項、一等獎3項。涌現出了 “行業物聯網高技術公司”“分布式多元矢量推進系統”等一批優秀創新創業項目。

2.畢業生升學質量創新高

2012-2016級吳班畢業生100%升學，其中86%的畢業生升學至清華、北大、上交、北航等國內名校;14%的畢業生前往英國帝國理工學院、蘇黎世聯邦理工大學、康奈爾大學、法國國立民航大學、慕尼黑工業大學等國外名校繼續深造。

四、結束語

在國家實施創新驅動和“兩機”重大專項的戰略背景下，我國航空發動機研制方式要實現從測繪仿制向自主設計的轉變，關鍵在于科研創新人才的培養。北航能源與動力工程學院“吳大觀英才班”通過“導師制、小班化、全程化、進團隊”以及科研創新保障機制的實施，全資源利用，建立了系統化的科研創新人才培養體系，學生在創新創業、升學質量、示范引領和發展潛力等方面顯著提升，相關探索為培養優秀的航空發動機專業人才提供參考。

參考文獻：

[1]劉堯.2018 年中國高等教育熱點回眸[J].上海教育評估研究，2019，8（1）：73-79.

[2]陳寶生.堅持“以本為本” 推進“四個回歸”建設中國特色、世界水平的一流本科教育[J].時事報告（黨委中心組學習），2018（5）：18-30.

[3]吳靜，郭利杰，梁凡凡.科研團隊導向的大學生科研訓練計劃實施成效分析[J].中國礦業，2019，28（3）：176-181.

[4]沈丹，宋琦，毛軍偉，等.以“科研團隊導師制”為抓手，構建大學生創新創業長效機制[J].現代職業教育， 2018（21）：56-57.

[5]張天宏，孫志剛，譚慧俊，等.大工程觀視域下“基（下轉第187頁）

（上接第185頁）

本科研能力訓練”課程教學的實踐與探索——以飛行器動力工程專業為例[J].工業和信息化教育，2021（6）：71-76.

作者簡介：

胡尋尋（1989年5月-），男，漢族，河南信陽人，博士學歷? 北京航空航天大學講師，研究方向為思政教育、高溫防護涂層。

孫大坤（1981年2月-），男，漢族，吉林長春人， 博士學歷，北京航空航天大學教授，研究方向為人才培養、航空宇航推進理論與工程，流體機械及工程。