基礎研究助力工科創新型人才培養研究

陳猛，劉向君，況晏，楊國鋒，趙軍，熊健

(西南石油大學 地球科學與技術學院，成都 610500)

關鍵字：基礎研究；主動創新；人才培養；工科教育；創新實踐

隨著科技信息化和工業智能化的逐步深入，創新成為驅動科技進步和國民經濟持續高質量發展的關鍵引擎。習近平總書記多次強調，“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。”“綜合國力競爭說到底是創新的競爭”[1，2]。為響應國家創新驅動發展戰略需求，突破關鍵技術，構筑發展優勢，迫切需要培養一批工科專業創新型技術人才。高等院校作為科技生產力和人才資源的關鍵結合點，在國家創新戰略中當仁不讓肩負起培養創新型人才的重任。當前，我國處于工業大國向工業強國轉型的關鍵時期，特別是《中國制造2025》等落實，新型工業化的推進和科學技術的發展對工科專業人才提出更高要求[3-4]，培養具有創新精神和創新能力的高素質工科專業技術人才是我國工業發展順利轉型的重要保證。

創新型人才是指具有較強的創新意識和創新型思維，能夠創造性地完成具體事務，具有較強的創新能力和實踐能力的領軍人士[5-6]。工科專業創新型人才不僅具有技術革新的意識和能力，更要有發現潛在技術問題和預測技術風險的敏銳洞察力[7-8]。工科創新型人才的培養，創新思維和創新意識是基礎，創新能力是關鍵，只有具有創新意識，才能從實際工作中不斷發現問題、解決問題，并開展創新研究形成創新型成果。近年來，國家出臺了系列政策支持創新型人才的培養，在教師隊伍建設中越來越重視以基礎研究為依托的創新型人才隊伍建設。但目前基礎研究在工科創新型人才培養中的帶動作用并未充分發揮，基礎研究與創新人才培養脫節明顯。在國家日益重視“基礎研究”的背景下[9]，通過基礎研究與課程教學相結合，以基礎研究成果豐富教學內容，推動教師占領學科前緣，把握學科發展動態，幫助學生了解專業領域前沿。通過一定形式吸納學生參與基礎研究，在研究過程中鍛煉學生創新思維，并通過多重手段調動學生的主動創新積極性，培養學生的創新能力，具有極其重要的意義。

本文通過對工科創新型人才培養中存在的問題進行剖析，在分析基礎研究在創新型人才培養重要引領作用的基礎上，從基礎研究與工科創新人才有效銜接等方面探討提升工科創新型人才培養的有效途徑。

一 工科創新型人才培養存在的問題剖析

（一）缺乏完善的工科專業創新型人才培養理論指導體系

新中國成立以來，我國高等教育歷經精英化到普及化的發展，在科技強國戰略指引下，當前中國進入提質換擋、彎道超車的關鍵時期，“卡脖子”技術攻關如火如荼，經濟社會發展對工科創新型人才的培養提出了更高地要求。與之相應，我國大多數高等院校工科專業本科學生的專業培養方案，從公共基礎課到專業基礎程再到專業核心課程，普遍缺乏與創新教育相關的課程，學生培養方案中更沒有明確指出哪些課程需要培養學生的創新能力及如何培養該能力；專業課教師在設計教學大綱，通常亦忽略學生創新意識和創新能力的培養設計。在國家“雙創”推動下，部分高校開始增加部分創新類課程并有一定學分安排，但大多數也是將其作為第二課堂的一部分，設置學分普遍低于2.0，創新教育的實施缺乏完善的理論體系和系統性的指導方案，創新教育并未得到實質性重視。致使現階段學生參加創新教育或相關創新實踐活動全憑借個人興趣，帶有明顯的偶然隨機性和從眾性。只有從培養體系層面加以引導，才能促進學生將個人興趣激發下的創新實踐行為轉化為課程引領下的自主創新意識。2017年，我國啟動新工科建設后，新工科背景下的創新教育理念和育人模式日趨受到關注[10，4]，但目前總體相應的創新型人才培養理論體系仍不完善，與社會對工科創新型人才的培養要求存在一定差距。

（二）缺少培養創新型人才所需的一流創新型師資隊伍

創新型師資隊伍是指思想業務素質好、知識水平高、創新能力強、整體結構優化，既能進行自身知識創新又能培養具有創新能力人才的教師隊伍[11]。高校教師是創新型人才培養的直接執行者，教師隊伍創新素養的高低直接影響著創新型人才的培養質量。目前，我國高校多數教師習慣于墨守成規式的教學方式，教師自身對新事物新方法的接納程度尚且有限，部分教師創新意識較為淡薄，創新教育僅僅局限于教學手段和教學方法的創新，并未達到啟迪學生創新思維的目的，專業課教師更是不知道如何在課程教學中融合創新教育元素，致使現階段工科專業整體創新教育效果并不理想。近年來，在國家相關政策支持下，越來越多的高校成立了創新創業實踐學院，并配備了創新教育指導教師，但在實際運行中發現，專職創新教育指導教師對于工科專業知識的了解較少，所謂的創新教育僅停留于概念和方式方法上的啟迪，缺少與學生專業知識的有機結合。因此，亟需在工科專業教師中開展創新能力和創新思維的培訓，啟迪工科教學師資隊伍將基礎研究成果向教學過程轉化的思路和意識，實現在專業理論教育和實踐教育中多方位融入創新教育元素，從而為整體實現創新型人才培養提供專業型師資保障。

（三）缺乏構筑工科專業學生主動創新意識的濃烈氛圍

培養工科學生創新能力和創新思維過程中，形成一個寬松、開放、多元、競爭的創新氛圍尤為重要。隨著基礎研究的深入推進，科研工作中的創新氛圍較為濃烈，但現階段高等院校教學中普遍存在科研和教學相互獨立、相互脫節的現象，優秀的科研成果在促進創新教學的改進和升華中缺乏有效的途徑和措施，部分教師更是看重科研創新而忽視教學過程中創新氛圍的營造，致使現階段大部分學生的創新行動變得較為盲目。調查研究表明[12]，在多重因素的作用下，現階段大部分學生擁有一定的創新熱情，能夠積極參與大學生創新類項目實踐，但主動創新意識和創新能力不足，表現為沒有明確的創新目標，對什么是創新、如何進行創新、怎樣才能創新并不明確，僅愿意作為創新項目成員參加一定實踐工作，準確來說相關活動對學生自身內在創新能力啟迪不夠；還有部分學生既沒有主動創新意識，也缺乏參與創新的熱情，求學期間基本不參與任何創新類項目實踐；只有極少數學生愿意主動進行創新、懂得如何創新，能夠積極主動地負擔起創新類項目的研究工作并展現出較為突出的創新能力，并能夠取得一定創新型研究成果。歸根結底，出現此類現象的原因主要還是由于高校整體創新氛圍不夠，大部分學生出于從眾心理在周圍同學的帶動下參與創新實踐活動，學生內在的創新動能并未在氛圍的催化下調動起來。

（四）缺乏調動學生主動創新積極性的有效激勵措施

培養學生的創新能力和創新意識，自身的能動性占據主導位置，外在的合理的激勵措施也具有明顯的促進作用。近年來，國家出臺了鼓勵大學生創新能力培養的系列政策性文件，并組織實施了諸如中國“互聯網+”大學生創新創業大賽、大學生科技創新大賽、大學生創新創業訓練計劃項目等激發大學生創新能力各類賽事，鼓勵學生參與創新實踐并對獲獎學生進行獎勵，這在一定程度上調動了學生參與創新的積極性。但總體來說，相對于我國龐大的工科學生基數，參賽并能夠獲獎的學生少之又少。大部分高校對于參賽獲獎的學生進行二次獎勵，對于那些少數能夠積極參與創新的學生當然是一件好事，而對于那些主動性不強、或者對自身創新能力信心不足的學生來講，若自認為不能夠獲得獎項，認為參加創新型實踐活動不獲獎便是一場空，最終便產生徹底放棄參與創新實踐的念頭。學校應該從校級、院級層面進行適當獎勵以鼓勵學生參與創新實踐的積極性，比方將參加創新實踐或創新型比賽的工作納入實踐教學序列并認定有效的實踐課程學分，使學生更能積極參與創新實踐鍛煉。

（五）缺少促進學生主動創新實踐的個性化平臺

隨著我國經濟技術發展逐步進入關鍵轉型期，國家對創新教育越來越重視，創新教育逐漸成為高校人才培養改革的重點方向。越來越多的高校通過加強校內創新實踐基地建設，積極開展與專業相關的創新競賽活動，搭建專業化的創新實踐、創新孵化平臺，開展各類前沿科技成果展，全方位激發學生的創新思維和創新意識[13]。研究表明，創新思維和創新意識會隨著學生實踐活動的深入和技術素養的提升而不斷發展，立足學生個性特長，為學生搭建個性化的校內外實踐活動平臺，有助于學生創新思維和個性品質的形成[14-15]。目前，大多數高校的創新實踐平臺多是基于獨立的創新創業學院，依托于國家、省、校級各類創新大賽和學校、學院系列創新開放實驗等，創新實踐活動平臺缺乏有效的個性化組織形式，創新實踐項目的推進多采用“一鍋燴”式同步推進，缺少精細化的分類管理和組織形式，對于創新實踐項目的考核形式也較為單一，多為公開發表成果論文、發明專利等，不能很好達到創新能力培養效果。

二 基礎研究在工科創新型人才培養中的重要作用

（一）基礎研究是創新教育的重要支撐

基礎研究不僅是科技進步和技術創新的重要源泉，更是創新教育的重要支撐[16]。通過開展系列基礎研究，不僅可以培養出優秀出色的高層次科學家，更能為國家、社會持續輸送具有解決復雜工程問題和杰出創新能力的優秀技術人才。人類科技發展史表明，沒有扎實的基礎研究，就不可能培育出高素質特別是創新型人才，更不可能推動科技社會發生質的飛躍。全球范圍來看，世界主要科技強國均把支持基礎研究作為提升國家科技創新能力和創新型人才培養的戰略性舉措，美國2021 年提出的《確保美國科學技術全球領先法案(2021年)》和《NSF 未來法案》均大幅增加聯邦機構的基礎研究投入；歐盟2021 年開始實施為期7 年的第九期科研框架計劃“地平線歐洲”，總投資額約為1 000 億歐元[17]。《中國基礎研究競爭力報告2021》表明，2020 年全國共投入研究與試驗發展(R&D)經費24 393.1 億元，達到中等發達國家水平，目前我國典型技術創新突破(如，5G、高鐵、航空航天、核能、深潛等)90%左右與基礎研究直接相關。

（二）基礎研究是創新型人才培養的重要助推器

創新型人才的培養不是一朝一夕“短平快”的工作，而是一個長期的循序漸進“拉鋸式”的過程。高等院校師資隊伍基于基礎研究項目產生新的思想，提出新的理論，研發新的技術，帶領學生站在行業發展的最前沿，啟迪學生在傳統知識學習的基礎上逐漸培養自身的創新思維和創新意識。高校作為基礎研究的主力軍，在加強基礎研究的同時，將其成果融入人才培養整個過程，對于高校創新型人才的培養，起到積極的助推作用。當然在將基礎研究融入到工科創新型人才培養過程中，一定要把握好創新教育理論體系構建、創新型教師隊伍建設、創新資源的整合等關鍵要素。

三 強化基礎研究在工科創新型人才培養中的措施

（一）以基礎研究的創新成果引領課程教學內容革新、促進創新型人才培育體系形成

建立健全創新型人才培養機制是新時代高等教育發展的必然要求，是國家實施創新驅動發展戰略、促進經濟提質增效升級的迫切需要[18-19]。將創新實踐真正融入到工科專業教育的實踐活動之中，通過統一的教學改革規劃，實現創新教育與工科專業人才培養模式的有機結合。高等院校在制定工科專業相應的人才培養方案時，應充分剖析各專業的特點，結合各專業實際建立健全的創新教育課程體系，將專業基礎課程、公共基礎課、專業實踐課等與創新教育課程有機搭配，并靈活性地為創新教育課程設置一定的學分，全方位構筑工科專業完善的創新教育課程體系，實現從課程教育層面培養大學生的創新能力，通過激發大學生的創新思維，提升大學生的創新主動性和目標性，為大學生創新能力的培養提供制度性保障。

（二）以基礎研究的人才隊伍建設創新型教學團隊

高校教師作為創新型人才培養的引路人，創新型人才的培養首先要有創新型的高校教師作為保證，加強高校教師創新素質培養，提升高校教師的育人本領是培養創新型人才的關鍵。創新型教師一定要有豐富的實踐經驗和扎實的基礎研究基礎，同時具備一定的前瞻思維和創新的研究能力及國際化的視野。高校教師在從事基礎研究的同時，采取合理的教育手段或措施引導學生有效參與基礎研究，對于創新型人才的培養起到重要的作用。目前，如何把從事基礎研究的科研成果和積累應用于創新型人才的培養實踐，是現階段高校教師培養面臨的技術“瓶頸”之一。一方面，可基于基礎研究的科研團隊組建相應的教學團隊，在團隊成員中開展專業實踐技能的培訓，增強教師的創新應用和專業實踐能力。在團隊組建過程中積極吸引企業精英或與優秀企業建立良好的合作，助力教師和學生及時了解科學技術發展前沿和關鍵需求，促進教師創新素養的錘煉。另一方面，以基礎研究的創新型成果，促進教師課堂內容的改革和教學方式方法的優化，教師通過在基礎研究過程中充實自身的同時，也應從一定程度上養成言傳身教式啟迪創新能力培養模式。第三，在“創新型”師資隊伍建設過程中，也應當重視各級各類教師進修和培訓工作，當前教師的培訓形式多種多樣，涵蓋線上、線下名家授課，網絡視頻資源學習等，開放的學習資源使得新時期教師職業能力提升途徑更加多樣化、便捷化，在一定程度上促進教師創新能力的提升。第四，在國際化的大背景下，創新型師資隊伍的建設亦應當廣泛學習借鑒國際先進教育教學理念和方法，通過各類學術會議、短長期交流等擴展教師的國際化視野。當然，在教師培育過程中，師德師風建設也不可懈怠，從創造優良教學環境和風氣入手，多措并舉，推進創新型師資隊伍建設工作創新。

（三）以基礎研究成果創新學生課堂培養方式

創新型人才的培養重在創新型思維的塑造和培養，工科專業課教師在專業課知識講授過程中，適當穿插課程相關領域前沿性基礎研究成果，對于啟發學生的創新意識和創新思維具有十分重要的意義。在課堂知識講授過程中，教師應大膽突破傳統知識傳授方式，圍繞某一關鍵知識點，以基礎研究中涉及的關鍵科學問題為導向，啟迪學生在專業課知識學習過程中積極思考專業方向前沿科學問題，以問題為導向掌握相關技術的發展歷程和巨大變革的歷史背景，實現以最快的方式接近學科前沿。當然，在知識傳授的過程中，受教個體的差異使得創新型人才培養沒有一成不變的教學模式，教師在傳授知識的過程中應積極根據學生的最新現狀探索新的適宜的教學方法，如翻轉課堂、開放課堂、分組討論等，教師應及時與學生進行交流和互動，建立真正“以學生為中心”的課堂教學模式，解放學生固有思維，使學生主動丟掉傳統被動的“填鴨式”教育和依賴心理，主動融入到課堂教學的氛圍中，真正成為課堂教學的主體。教師也可將各類創新大賽靈活融入課堂教學，實現賽教有機結合，激發學生主動探索多種創新方法和途徑。教師在教學中也可引入精彩的科研案例，特別是基礎研究完成過程，幫助學生將理論知識與創新實踐相結合，以鮮活的案例啟發學生積極主動思考，在問題驅動下養成探究式學習能力，最終成為創新型人才。

（四）以基礎研究為引領開辟多種創新實踐平臺

雖然有教師團隊的引領，創新實踐平臺仍然是培養創新型人才必不可少的基礎設施。高校教師可依托國家自然科學基金、國家重點研發計劃等科研項目及國家、教育部、省級重點實驗室開放基金和各類科研項目等，在科研任務的驅動下設置一些較為前沿的科研小課題，吸收不同專業背景、不同年級、不同性別的學生建立不同類別的創新實踐興趣小組，學生與身邊同齡人在一起開展實踐活動，主動討論意愿更強烈，學習靈活性更強，學習效率也更高，通過創新實踐興趣小組鼓勵學生積極參與基礎研究過程，激發團隊成員依托各自的學科背景、興趣愛好、專業特長、性格和個人意愿自我定位，發揮各自特長開展創新型實踐研究。同時，也可鼓勵學生積極參加各種級別大學生創新創業訓練項目和大學生科技競賽，在富有經驗的教師的指導下，引導學生主動創新，塑造學生創新思維和意識。另外，高校應充分發揮校企合作優勢，通過產學研創結合，推動大學生創新能力的培養。同時，高校還應持續豐富第二課堂形式，創新學習方式，負責教師可以大膽從基礎研究和日常生活中尋找靈感，促進第二課堂的教育方式逐步多樣化，與第一課堂形成良好互補，全方位錘煉學生創新實踐能力，促進創新思維完善，培養學生成為真正具有創新精神的高素質人才。

（五）以基礎研究投入產出為啟發加大創新教育支持力度

與我國基礎研究大力投入和高效產出形成的良性循環一樣，成功的大學生創新教育亦需要大量財力、物力和人力等方面投入。雄厚的資金和人員配備是建立完善的多樣化創新實踐平臺、提升各類創新實踐活動覆蓋面的基本保證，通過科學的手段管理和使用資金，使相關經費能真正發揮至培養創新型人才的關鍵點，是保證創新人才培養質量的重要支撐。

四 結束語

在國家大力支持基礎研究的背景下，以基礎研究的成效助推創新人才培養體系完善、以基礎研究成果豐富創新型人才培養內涵、以基礎研究過程輔助創新型人才培養方式，大力推動創新師資隊伍培養和創新型平臺搭建，形成基礎研究與工科創新型人才培養的良性互動局面，實現基礎研究成功反哺創新型人才培養，具有重要的戰略意義。