本科拔尖培養(yǎng)中的科研訓(xùn)練考核創(chuàng)新模式研究

孫立山，許 琰，戴 璐

（北京工業(yè)大學(xué) a.城市建設(shè)學(xué)部；b.樊恭烋榮譽(yù)學(xué)院，北京 100124）

引言

實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)大學(xué)教育中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，能培養(yǎng)本科生獨(dú)立組織、完成實(shí)驗(yàn)的能力，以及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，從而為本科生畢業(yè)從事科學(xué)研究和解決工程實(shí)際問題打好基礎(chǔ)。考核是實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。對于高校本科生科研訓(xùn)練實(shí)踐來說，合理的考核方式能夠有效反饋教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量。實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及科研成果展示能力是本科領(lǐng)軍人才科學(xué)研究綜合素質(zhì)培養(yǎng)的核心［1］。

近年來，各高校均非常重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)的建設(shè)、管理和改革，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強(qiáng)化本科生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系及質(zhì)量控制機(jī)制，依據(jù)課程大綱、目標(biāo)及考核要求，對本科生的綜合能力進(jìn)行全面培養(yǎng)與合理評估［2-4］。三段式科研訓(xùn)練計(jì)劃采取以能力為導(dǎo)向的全過程考核方法，強(qiáng)調(diào)對本科生實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及科研成果展示能力的考核，明確了在科研訓(xùn)練中應(yīng)該考核什么、怎樣考核和如何評分等諸多問題，取得了顯著效果。

一、當(dāng)前高校本科生科研訓(xùn)練與考核中存在的主要問題

近年來，全國各高校對大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的工作越來越重視，高校本科生科研創(chuàng)新機(jī)制建設(shè)取得了顯著的成效，為大學(xué)生提供了良好的科研創(chuàng)新環(huán)境。然而，從學(xué)生對科研訓(xùn)練的認(rèn)知和考核等方面看，仍有以下問題亟待解決［5-7］。

（一）學(xué)生對科研訓(xùn)練的認(rèn)知不足

部分本科生對在本科期間開展科研訓(xùn)練的重要性認(rèn)識不足，不清楚科研訓(xùn)練的目的和意義，認(rèn)為本科期間完成課堂理論學(xué)習(xí)任務(wù)即可，不知如何進(jìn)行高效的科研訓(xùn)練，對科研訓(xùn)練的內(nèi)容和環(huán)節(jié)要求缺乏認(rèn)識和了解。

（二）學(xué)生缺乏一定的科研創(chuàng)新動(dòng)力

大學(xué)生為了順利畢業(yè)，必須將絕大多數(shù)時(shí)間集中于學(xué)分獲取上。此外，科研訓(xùn)練相對而言難度較大且比較枯燥，需要學(xué)生全身心地投入，花費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致部分學(xué)生在科研訓(xùn)練的過程中半途而廢。

（三）存在重申報(bào)、輕考核的現(xiàn)象

部分科研訓(xùn)練計(jì)劃往往會較為重視發(fā)布及選拔環(huán)節(jié)的宣傳及評測，但由于很多學(xué)生申報(bào)科研訓(xùn)練計(jì)劃的初衷并不是鍛煉自己的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，往往出現(xiàn)在入選訓(xùn)練計(jì)劃之后忽視科研過程中的鍛煉和主動(dòng)創(chuàng)新，在計(jì)劃結(jié)題時(shí)草草結(jié)束的情況，非常不利于科研訓(xùn)練的可持續(xù)開展。

科研訓(xùn)練不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，提升學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，還能夠輔助學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用。我國高校的本科生科研訓(xùn)練仍處于不斷探索和發(fā)展的階段，存在上述的學(xué)生認(rèn)知不足、缺乏創(chuàng)新動(dòng)力，以及重申報(bào)、輕考核等問題，影響了本科生的科研訓(xùn)練效果。加強(qiáng)本科生科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)的全過程管理和效果評估，需要高校、導(dǎo)師、學(xué)生的共同努力，深化改革本科生科研訓(xùn)練創(chuàng)新模式任重道遠(yuǎn)。

二、面向創(chuàng)新能力提升的三段式科研訓(xùn)練模式

北京工業(yè)大學(xué)樊恭烋榮譽(yù)學(xué)院不斷強(qiáng)化理工基礎(chǔ)和加強(qiáng)創(chuàng)新教育，尊重學(xué)生對專業(yè)的興趣與選擇，因材施教，在人才培養(yǎng)中注重學(xué)生工程基礎(chǔ)的夯實(shí)、優(yōu)秀工程能力和創(chuàng)新精神的養(yǎng)成，以及持久競爭力的發(fā)展，是以培養(yǎng)國際、國內(nèi)工程領(lǐng)域具有創(chuàng)新精神的領(lǐng)軍人才為主要目標(biāo)的榮譽(yù)學(xué)院。三段式科研訓(xùn)練課程是北京工業(yè)大學(xué)樊恭烋榮譽(yù)學(xué)院自2014年建立之初就做出的頂層設(shè)計(jì)和超前部署，為讓學(xué)生早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早進(jìn)團(tuán)隊(duì)，針對所有本科生開展貫穿大學(xué)四年的科學(xué)訓(xùn)練課程。課程切實(shí)踐行“三全育人”工作理念，包括基石訓(xùn)練計(jì)劃、碶石訓(xùn)練計(jì)劃和頂石訓(xùn)練計(jì)劃，見圖1。三段式科研訓(xùn)練課程貫穿學(xué)生本科四年的培養(yǎng)過程，每階段的項(xiàng)目包括征集題目、發(fā)布指南、學(xué)生選題、導(dǎo)師指導(dǎo)、過程匯報(bào)、答辯考核等環(huán)節(jié)。課程以創(chuàng)新為核心，培養(yǎng)學(xué)生將工程素養(yǎng)與專業(yè)知識相結(jié)合的能力，要求學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下開展既涵蓋工程基礎(chǔ)與專業(yè)知識，又體現(xiàn)綜合性及設(shè)計(jì)性的實(shí)物作品（軟件、系統(tǒng)等）的科研開發(fā)設(shè)計(jì)活動(dòng)。實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及科研成果展示能力是本科領(lǐng)軍人才科學(xué)研究綜合素質(zhì)培養(yǎng)中的核心。經(jīng)過多年改革探索，三段式科研訓(xùn)練課程逐漸形成了能力導(dǎo)向的全過程考核方法，同時(shí)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及科研成果展示能力的三重考核。

圖1 三段式科研訓(xùn)練計(jì)劃框架

（一）實(shí)踐創(chuàng)新能力考核

本科生的實(shí)踐創(chuàng)新能力考核是指以需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，引導(dǎo)學(xué)生掌握正確、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會用所掌握的知識創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，養(yǎng)成創(chuàng)新的習(xí)慣，主動(dòng)參與實(shí)踐，最終提升解決復(fù)雜工程問題的能力。在科研訓(xùn)練計(jì)劃的選題和推進(jìn)過程中，教師均設(shè)置了面向復(fù)雜工程問題的需求選題以及關(guān)鍵技術(shù)可行性的論證考核環(huán)節(jié)，并引導(dǎo)學(xué)生開展討論。之后由學(xué)生各自匯報(bào)方案，師生共同對方案的可行性進(jìn)行論證，明確各選題的關(guān)鍵問題和技術(shù)，確保不同專業(yè)的本科生對復(fù)雜工程問題形成等效認(rèn)知，最終將學(xué)生培養(yǎng)成具有強(qiáng)科研能力的領(lǐng)軍人才。實(shí)踐創(chuàng)新能力的主要考查點(diǎn)包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、專業(yè)知識掌握程度、實(shí)踐動(dòng)手能力等。科研訓(xùn)練計(jì)劃選題示例如下。

1.面向老年人行為監(jiān)測的應(yīng)急機(jī)器人系統(tǒng)（emergency robotic system for the elderly behavior detection）。本項(xiàng)目旨在彌補(bǔ)當(dāng)前社會環(huán)境下對空巢老人生命安全監(jiān)測的缺失，采取多種方式監(jiān)測老人的動(dòng)作，并判斷他們是否有生命危險(xiǎn)，據(jù)此構(gòu)建模型進(jìn)行判斷，在確定老人有危險(xiǎn)時(shí)能夠及時(shí)提供必要的幫助。

2.基于犯罪現(xiàn)場照片內(nèi)容分析的犯罪心理畫像生成（generation of criminal psychological portrait based on content analysis of crime scene photos）。該項(xiàng)目主要解決我國犯罪偵查學(xué)和心理學(xué)界犯罪心理畫像缺乏系統(tǒng)性的問題。它設(shè)計(jì)并完成了利用計(jì)算機(jī)對證據(jù)類型的不同形式（如拋甩狀血跡）進(jìn)行分類，最終得到對犯罪嫌疑人的心理側(cè)寫。

3.基于圖像識別的圖像背景音樂生成（automatic BGM composition for images based on image recognition）。該項(xiàng)目圍繞當(dāng)前環(huán)境下人們對個(gè)性化軟件及圖片的音樂情感需求，設(shè)計(jì)基于色彩的情感判斷，并將其分成情緒大類，最終生成對應(yīng)的圖像音樂，達(dá)到與圖片情緒適配的效果。

（二）團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力考核

團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是指建立在科研訓(xùn)練組成團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)之上，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神、互補(bǔ)互助，以實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)工作效率的最大化。對于團(tuán)隊(duì)成員來說，不僅要有個(gè)人能力，還需要有在不同的位置上各盡所能、與其他成員協(xié)調(diào)合作的能力。三段式科研訓(xùn)練計(jì)劃通過分組訓(xùn)練、分工合作等方式，實(shí)現(xiàn)本科生的跨學(xué)科、跨專業(yè)科研交流協(xié)作，提高團(tuán)隊(duì)意識和工作效率。基石訓(xùn)練計(jì)劃和碶石訓(xùn)練計(jì)劃要求學(xué)生以小組為單位完成不同專業(yè)領(lǐng)域的工程項(xiàng)目，對學(xué)生工程能力進(jìn)行“廣度”訓(xùn)練，同時(shí)也為學(xué)生解決綜合性強(qiáng)、學(xué)科融合度高的工程問題打下了基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的考核在科研訓(xùn)練計(jì)劃的開題、中期、結(jié)題答辯以及過程性監(jiān)督檢查中均有體現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的主要考查點(diǎn)包括溝通能力、應(yīng)變能力、責(zé)任感與熱情、紀(jì)律與服從等。其中，溝通能力包含表達(dá)能力、傾聽能力和設(shè)計(jì)能力。溝通能力看似是外在的東西，但實(shí)際上是學(xué)生綜合科研素質(zhì)的重要體現(xiàn)。應(yīng)變能力是指對科技創(chuàng)新中遇到的問題，能迅速地給出反應(yīng)，并尋求合適的解決方法的能力［8］。三段式科研訓(xùn)練計(jì)劃主要鍛煉學(xué)生完成科研訓(xùn)練中必要的方案協(xié)同設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)匯報(bào)能力，以及答辯等工作中的溝通能力、應(yīng)變能力、責(zé)任感與熱情、紀(jì)律與服從等。

（三）科研成果展示能力考核

科研成果展示能力是指學(xué)生對科研成果的寫作、講解答辯和展示等方面的綜合素質(zhì)。在全面了解工程領(lǐng)域知識、細(xì)致學(xué)習(xí)研究工科領(lǐng)域課題的同時(shí)，要想更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)，還要輔以學(xué)術(shù)會議海報(bào)，對成果進(jìn)行展示講解，全面加強(qiáng)學(xué)生的科研觀。在科研訓(xùn)練計(jì)劃最終項(xiàng)目考核中，要求學(xué)生提交正文不少于10 000個(gè)單詞的英文論文，同時(shí)制作學(xué)術(shù)交流海報(bào)進(jìn)行張貼和展示，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以PPT的形式完成項(xiàng)目匯報(bào)且回答專家的提問。

三段式科研訓(xùn)練計(jì)劃的最終成績由平時(shí)成績、過程表現(xiàn)（包括團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識、創(chuàng)新問題的提出與解決等記錄）、各環(huán)節(jié)的海報(bào)演示、現(xiàn)場答辯和設(shè)計(jì)報(bào)告五個(gè)部分組成，實(shí)現(xiàn)對科研訓(xùn)練計(jì)劃的全過程監(jiān)督和評價(jià)。通過在科研訓(xùn)練中要綜合運(yùn)用導(dǎo)師制、英文寫作、英文匯報(bào)等各類元素，確保本科生實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及科研成果展示能力等各項(xiàng)科研素質(zhì)得以達(dá)成。

結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各技術(shù)行業(yè)對高校人才的科技創(chuàng)新能力提出了更高的要求。實(shí)施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)本科生的科研創(chuàng)新能力，是目前高等教育改革的重要課題。三段式科研訓(xùn)練計(jì)劃通過構(gòu)建科學(xué)的考核模式，能夠有效提升本科生的科研綜合素質(zhì)，為本科生未來進(jìn)一步深造打下良好基礎(chǔ)。在科研訓(xùn)練考核方式的實(shí)施方面，主要關(guān)注如下三個(gè)方面：（1）嚴(yán)把過程。本科生科研能力的培養(yǎng)是一項(xiàng)長期的、潛移默化的過程，難以通過一次性考試衡量，因此需要采用能力評價(jià)、過程評價(jià)的方式，并且貫穿科研訓(xùn)練課程的全過程。（2）科學(xué)評價(jià)。不同指導(dǎo)教師對科研訓(xùn)練計(jì)劃中的能力評價(jià)、過程評價(jià)采取的方式和方法各異，評價(jià)不同專業(yè)學(xué)生科研成果時(shí)所采取的標(biāo)準(zhǔn)也不同，需要組織者在學(xué)生選題征集、分組答辯等環(huán)節(jié)盡量平衡專業(yè)分布，避免評審教師的主觀性傾向。（3）模式創(chuàng)新。可考慮在校企協(xié)作、專業(yè)融合、學(xué)生互評等方面持續(xù)開展科研訓(xùn)練計(jì)劃模式的創(chuàng)新活動(dòng)，調(diào)動(dòng)指導(dǎo)教師和學(xué)生參與科研訓(xùn)練計(jì)劃的積極性和主動(dòng)性，進(jìn)一步提高學(xué)生的科研能力培養(yǎng)成效。