工科大学生创新能力培养过程控制的研究与实践

邓 力，刘和平，余传祥，串 禾，郑群英

（重庆大学 电气工程学院，重庆 400044）

培养和造就创新型人才，特别是创新型工程科技人才，是建设创新型国家、实施科教兴国战略和人才强国战略的关键之所在[1].在目前大学专业教学课时总体压缩，工程教育的质量和水平与新型工业化发展的要求还相距甚远的情况下，如何培养出基础扎实、具有创新意识和实践能力的高素质优秀人才，仍然是各类高校共同面临的难题[2－4]；而如何引导学生把课余时间用于研究性、探索性和创新性学习，更是缺少一套的行之有效的方法和措施.

为了培养工科大学生的创新能力，重庆大学《基于过程控制的工科大学生创新能力培养的研究与实践》课题组经过多年研究、探索、实践和总结，创造性地提出工科大学生创新能力的“培养过程控制”的核心理念，并将其应用在工科大学生实践创新能力培养的过程中，取得了显著成效.

1 高素质应用型创新人才培养目标的定位

我国企业科技创新能力薄弱的关键因素是创新型工程科技人才匮乏，在我国数百万个企业中，需求量更大的是应用型创新人才[2].高等工科院校是培养工程师的摇篮，承担着为国家建设事业培养高素质科技人才的历史重任[1].

为适应用人单位实际需求，在探索工科类大学生创新能力培养的过程中，借鉴和吸收国内外著名高校培养工科大学生的创新型人才的先进经验，将创新能力培养目标定位在对人类有益的高素质应用型创新人才上.

2 建立以博士生导师为核心的工科大学生创新能力培养课题组

具有现代教育理念和科研创新能力、熟悉生产领域、掌握工程技术的高素质教师队伍是培养学生创新能力的前提条件.

重庆大学组建立了以博士生导师为核心，具有丰富教学实践经验和较强科研能力的教师为主要成员的《基于过程控制的工科大学生创新能力培养的研究与实践》课题组.自课题组建立以来，便特别注重培养学生的理论和实践相结合的能力、实践和解决问题的能力以及创新和发明创造能力.在培养模式和手段上进行了大胆尝试改革，对提高大学生的综合设计能力、分析测试能力、科学创新能力和科学创新意识上初见成效.近年来所指导的学生在参与国家、学校和国际知名企业举办的大赛和训练计划中屡屡获大奖；多组“大学生科研培训项目”其成果直接应用于产品设计开发.

例如：指导2012年TI杯全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题邀请赛（TI杯）获全国一等奖；2011年第十届全国大学生电子设计竞赛中获全国二等奖；2010年第四届德州仪器（TI）C2000 DSP大奖赛获命题组一等奖和2010年第四届德州仪器（TI）C2000 DSP大奖赛获专业组一等奖，2010MIPS-BasedTM PIC32嵌入式创新大赛获一等奖；2010年第七届“挑战杯”一汽-大众中国大学生创业计划竞赛获金奖；2009年2项第一届国家大学生创新性实验计划评审获优秀.指导的第二届重庆大学大学生科研训练计划项目《纯电动汽车动力性能与能量匹配的仿真计算系统》已经应用于力帆、渝安东风小康、奥托，环卫车等车辆的性能匹配，具有很高的实用价值.

3 激发参与科学研究的兴趣，调动创新实践的积极性和热情

兴趣是一切创新的源动力，在创新能力的培养中必须坚持这一理念，才能充分开启学生的心智，而且在兴趣的推动下，他们会主动寻求认识事物的方法和手段，探索未知、追求新知[5].通过在大学生新生中广泛开展各种形式的专题报告、科普讲座，利用新生研讨课程等行之有效的方式，激发低年级学生参与科学研究的兴趣，调动他们创新实践的积极性和热情.在学生报名参加创新能力培养之初和创新能力培养的整个过程中，课题组都会以指导教师自己研究的科研项目为主题，以深入浅出、图文并茂的方式，讲述相关技术的最新发展动态、国际国内所取得的最新成就以及政府、社会和企业关注程度.通过增强他们的社会责任感，激发他们参赛的兴趣和积极性.主动参加创新培养的学生都自愿参与并积极完成了国家、地方、学校、学院和校企联合等开展的多种创新实践活动1-2项.

4 构建形成一个从本科低年级、高年级到研究生的多专业、多层次、立体化、开放式的创新梯队及长效的科技创新能力的培养过程体系

由于低年级大部分学生基本上不具备科技开发能力，可通过在新生中广泛开展多种形式的专题报告、科普讲座.对于具有较强动手能力的低年级学生和高年级学生鼓励他们积极参加国家、地方、校、院和校企联合等开展的多种创新实践活动，并把他们吸引到本课题组来.在充分尊重个人兴趣爱好及个体发展多元化需求的情况下，按项目所需专业和项目研究的可持续发展的原则将学生组成跨学院、跨学科的研究小组；并采取有效的手段和正确引导机制，让学生以助手的身份自愿参加教师的研究项目.在带着项目的情况下引导他们尽早进入相关实验室，并与有相关课题研究的研究生进行交流，组织和开展定期的学术研讨和工作总结，甚至参与到课题组的具体科研实践活动或科研实验平台的建设与管理中.指导教师在培训中既可以根据学生自身的特点和个性，采取灵活多样的培养方式，实施个性化教育，同时训练学生的科研能力和综合运用所学知识的能力.形成一个从本科低年级、高年级到研究生的多专业、多层次的创新梯队及长效的科技创新能力的培养过程体系.

5 工科大学生创新能力的“培养过程控制”

通过以培养学生创新能力为核心的“培养过程控制”手段，引导学生变被动性学习为主动性探究学习，激发学生参与科研实践的意识和发明创造的兴趣，启迪学生的发散性思维，拓展学生的专业学术视野，提升学生知识综合应用能力和创新能力.另外，在创新能力培养过程中，引入现代企业的工程项目管理方法，培养学生的团队合作精神以及强化团队协作运行的管理流程规范.

5.1 提炼适合培养大学生创新能力的子项目

课题组特别注重将实践创新训练项目与国际前沿学术成果和学科、行业热点接轨，以课题组教师的工程应用科研项目为背景，提炼适合培养大学生创新能力的子项目.在创新培养过程中，组织学生进入与国际知名企业、校企联合搭建的实验室或创新能力培养基地，甚至到与项目合作的企业中，让学生熟悉一线生产技术、工艺流程的同时始终将自己的研究方法、手段、目标和方向对准行业、学科热点，以弥补课堂理论教学在联系实际方面的欠缺和不足、并将课堂理论与实际应用有机地结合起来.其效果是提高了学生学习的目的性、主动性和积极性，同时也使学生掌握知识能力和应用能力得到了极大的增强，多个科研培训项目成果甚至已经直接应用于产品设计开发，还为学生毕业后的硕士学位研究方向或就业、创业方向的理性选择提前作好准备.

5.2 引入现代企业的工程项目管理方法

结合工程项目的设计开发流程和国际上通行的工程管理模式，建立一套学生创新能力和课程知识应用于工程实际的训练方法，强化团队合作意识和团队协作运行的管理流程规范，培训团队协作能力，发挥团队合力效应.

举行每周1到2次的项目组的工作汇报，要求每个小组的成员汇报项目进行过程中发现的问题，问题的解决方法、思路和结果并提出新问题.让不同学科的同学在一起共同讨论，提出各自的见解，最后归纳出新的解决方案以及需要补充的知识和相关课程学习，在知识融合和问题碰撞中迸发出创新的火花，这样不仅强化了学生的创新意识，同时还锻炼了学生的组织能力、表达能力和团队协作能力.

5.3 采用“肯定－否定－肯定”培训模式

在创新实践培养过程中，积极推行启发式、鼓励式和问题-探究式的指导，把握控制训练过程的节奏，采用“肯定－否定－肯定”培训模式，及时引导学生发现创新和研究的关注点；指导学生研究理论基础的知识点、开发工具和计算机辅助设计软件的应用；评价学生用理论验证和软件验证结果的可行性和正确性；纠正学生分析问题、提炼问题的错误认识和实验方案设置中所存在的问题；训练学生使用科学的思维方法和严密的逻辑论证推理.在项目完成的过程中让他们享受到发现问题—分析问题—解决问题过程的乐趣和成就感.课题组还要根据项目的进展程度和每个学生的科研开发能力的提升速度，及时调整培养方案和难易度，以实现最大限度地挖掘每个学生科学研究和创新实践的潜力以及保护学生创新的激情.

在训练培养学生学习科学研究方法和获得创新研究开发技能的过程中，注重启发学生总结自己的科学研究成果，鼓励、引导、培训和支持学生积极撰写科研论文和提炼专利创新点，联系专利事务所对学生进行专利申请的培训和协助申请国家专利.重庆大学电气学院2005级学生在参加创新能力培训后给课题组发来的邮件中写道：“我们每周都要开小组讨论会，把自己的想法和老师及小组成员进行交流，针对会上提出的问题，在下一周进行实践和补充，以此往复，大家的研究成果在老师们的耐心指导下渐渐浮出水面，我们从一开始只会问老师我们需要做什么变成了我想做什么，这与指导老师耐心的指导是不可分割的.在团队的努力下，我们取得了一些成果，荣获发明专利2项，实用新型专利2项”.

6 结束语

在对工科大学生创新能力培养研究与实践中，将“培养过程控制”的核心理念贯穿在整个过程中，不仅激发了学生参与科学研究的兴趣与创新实践的积极性和热情，还吸引了不同专业的各年级学生自愿参与创新能力的培养，从而建立起一个从本科低年级、高年级到研究生的多专业、多层次的创新梯队及科技创新能力的培养过程的长效体系.“培养过程控制”已经被证实为一种培养大学生创新能力的有效方法，追踪曾经参加本课题组创新能力培养的学生，获得了很高的社会评价，他们都以基础扎实、素质良好受到用人单位的广泛欢迎，部分优秀学生还被英国谢菲尔德大学、清华大学、哈尔滨工业大学等国内外著名大学免试录取攻读硕士学位.

〔1〕教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见（教高[2007]2号）.

〔2〕中国工程院创新人才项目组.走向创新——创新型工程科技人才培养研究[J].高等工程教育研究，2010（1）:1-19.

〔3〕肖放鸣.大学生创新能力培养约束因素及国家与社会责任[J].求索，2010（7）:171-172.

〔4〕蒋晓虹，卢永嘉.大学生创新能力的学理分析和培养要素[J].苏州大学学报（哲学社会科学版），2009（6）:117-118.

〔5〕钟玉泉,彭健伯.双向能动教学法与大学生自主创新能力[J].黑龙江高教研究，2009（11）:172-175.