多途径获取创新思想 促进研究生创新能力的提高

马明国 彭 锋 边 静 王 波 许 凤

(北京林业大学材料科学与技术学院，北京 100083)

多途径获取创新思想 促进研究生创新能力的提高

马明国 彭 锋 边 静 王 波 许 凤

(北京林业大学材料科学与技术学院，北京 100083)

研究生是开展科学研究的主力军，研究生的创新能力关系着我国现在和未来的科技水平。创新思想是研究生从事科研活动的起跑线，是发表高质量论文的基石，是申请科研项目的基础。引导研究生多途径获取创新思想，不仅有利于促进其创新能力的提高，而且有利于创新型人才的培养，有利于科研水平的提高。因此，要基于获取创新思想的5大主要途径“灵感、生活、交流、阅读和实验”，重视引导研究生多途径获取创新思想，包括通过因材施教引导研究生从文献中获取创新思想、通过博览群书引导研究生从书籍中获取创新思想、通过善于总结引导研究生从实验中获取创新思想、通过勇于实践引导研究生从生活中获取创新思想、通过从善如流引导研究生从交流中获取创新思想，以提高其创新能力。

研究生教育；人才培养；创新思想；创新能力

创新包括原始性创新、否定性创新和继承性创新等几种类别[1]。在各种科研报告中，“创新思想”这一概念常常被提及，其在科学研究中的重要性由此可见一斑。申请科研课题需要有创新思想，设计实验需要有创新思想，撰写论文也需要有创新思想。创新思想贯穿于科学研究工作的始终，是科研活动的起跑线。同样，创新思想也决定着研究生所从事的科学研究的质量。因此，创新能力的培养是研究生教育的核心内容。

相关调查显示，当前我国研究生普遍存在着创新能力不足的问题[2]。例如，一些研究生在从事科学研究的过程中，常常找不到切入点，思维僵化，研究工作无从下手；或者是创新性不够，低水平重复。导致这种情况的根本原因在于一些研究生缺乏创新思想，开展科学研究时只能进行简单的跟踪、重复和模仿，而没有原始性的创新。因此，针对当前研究生存在的创新能力不足的问题，笔者结合近年来自身的科研工作经历，基于对创新思想获取途径的总结，提出研究生教育应重视引导研究生多途径获取创新思想，以提高其创新能力。

一、获取创新思想的途径

(一)创新思想来自于灵感

爱迪生曾经说过：“天才是1%的灵感加99%的汗水，但那1%的灵感是最重要的，甚至比那99%的汗水都要重要。”可见，创新思想来自于灵感。所谓灵感，是指无意识中突然兴起的能力，或指因情绪或景物引起的情状，是思维过程中认识飞跃的心理现象。在科学研究过程中，灵感是科研工作者对某一问题长期探索研究之后，在某一诱导物的启发下突然产生的一种新思路。灵感产生的过程是一个由量变到质变的过程。

科学研究史中能够证明创新思想来自于灵感的事例很多。例如，牛顿坐在苹果树下思考问题，看到成熟的苹果掉到地上，便开始思考“苹果为什么会落到地上”这一问题。经过思考，他认为可能是有一种力在作用。“一个苹果的落地”让牛顿的思维豁然开朗，并以此为启发，发现了著名的万有引力定律，进而通过万有引力定律解释了天体的一切运动。再如，1865年的某天，德国化学家凯库勒在为没搞清楚某一种物质的结构式而非常烦恼时，梦见了一幅蛇咬自己尾巴的图像，由此受到启发而发现了苯环的结构，即凯库勒式。毫无疑问，这2个事例都说明灵感在科学研究过程中的重要性。灵感是开启智慧之门的钥匙，是产生创新思想的源泉，在科学研究过程中可以产生“柳暗花明又一村”的效果。

灵感以抽象思维和形象思维为基础，具有突发性和情绪性，是创造性思维的结果。当然，灵感也不是凭空出现的，它是以知识为载体、以经验积累为基础的。在科研活动中，灵感是基于艰苦学习、长期实践、孜孜追求、不断积累经验和知识而突然产生的具有创造力的思路。例如，历史上著名的曹植七步成诗，既可以说是曹植才华横溢的表现，也可以说是他长期积攒在心中的愤恨不平激发出的灵感。

任何人都可以获得灵感，只不过水平高低不同而已。研究生在从事科学研究工作的过程中，只有多阅读、多思考，在科学研究中全身心地投入和孜孜不倦地追求，才能获得灵感。然而，相关调查显示，有50%以上的研究生对所从事的科研工作的态度一般，甚至厌倦[3]。俗话说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”如果不热爱所从事的科研工作，对科研工作没有浓厚的兴趣，那么就不可能全身心地投入和孜孜不倦地追求，也就更谈不上产生灵感了。

(二)创新思想来自于生活

科学研究活动是来源于生活又服务于生活的。现代科学研究讲究向生活学习、向自然学习。例如，新兴的仿生合成科研方向就是专门研究自然界的现象、揭示其中的原理并以之启迪科学研究的思想、为生活服务的。

再如，我国中科院院士江雷的课题组通过研究荷叶和稻草的微观结构，发现其表面是由微纳米结构组成的，正是这种独特的结构使荷叶出污泥而不染，具有了“莲花效应”。于是，利用这一基本原理，通过结构仿生，制备了结构相似的功能材料，使其具有荷叶和稻草相似的性能。

又如，美国加州大学伯克利分校杨沛东教授的课题组将水流中原木向下游漂流的原理应用于纳米技术的研究中，实现了纳米颗粒的自组装和定向排列。

理工类科学研究从生活中获取创新思想的类似事例可以说是举不胜举。例如，历史上著名的阿基米德定律的诞生就有力地证明了创新思想是来自于生活的。国王因为怀疑工匠在为其制作金皇冠时用银子替换了一部分金子，所以请阿基米德在保证不损坏皇冠的前提下为其鉴定皇冠是不是用纯金制成的。而阿基米德在浴室跨入浴桶洗澡时，因发现当身体浸入浴桶时一部分水从桶边溢出而受到启发，找到了不损坏皇冠进行鉴定的方法。之后，阿基米德基于此开展了进一步的深入研究，发现了流体力学著名定律——阿基米德定律。

再如，2004年，物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖特夫通过在一张布满铅笔笔迹的纸上用透明胶带粘来粘去，剥离出了一种比钢铁还坚硬10倍的新型材料石墨烯。凭借这一发现，两位科学家于2010年获得了诺贝尔物理奖。

又如，瑞士工程师乔治德梅·斯特拉尔在带着狗在森林里打猎时，发现狗身上沾了很多芒刺。他通过显微镜观察发现，芒刺上的倒钩让其结实地粘在织物和动物毛上。在这一生活现象的启发下，他发明了粘扣带。这些事例无不说明了创新思想来自于生活，生活是创新思想产生的源泉。

由此可见，科学研究从来就不是高高在上、脱离生活的，而是一直与生活有着紧密联系的。通过向自然学习，获得科学研究的创新思想，并利用创新思想解决生活中不断遇到的新的难题，已成为当今科学研究的热点方向。相反，如果科学研究脱离了生活，那么就成了无本之木、无源之水。

(三)创新思想来自于交流

俗话说“隔行如隔山”，所以跨行业和跨领域的问题是非常难以解决的。但是，“他山之石，可以攻玉”，所以通过跨学科和跨领域的合作交流是可以获得解决问题的思路的。因此，交流对科学研究是至关重要的。交流产生思想，思想碰撞可以产生“火花”。

有的科学问题，对某个学科来说很难解决，但对其他学科来说却很容易解决。例如，细胞毒性测试和抗菌性能测试，对材料学科的研究人员来说会感觉很难，但对生物学科的研究人员来说则很简单；农林生物质组成成分的分析，对林产化工学科的研究人员来说很简单，但对其他学科的研究人员来说却很难。因此，现代科学研究需要不同学科之间、不同领域之间的交叉融合，需要通过跨领域和跨学科的相互协作才能完成。

交流合作，互通有无，有利于创新思想的产生，对科研工作大有益处。通过参加课题会、论坛和各种学术会议，可以了解同行的长处以及他们正在从事或者即将从事的科研工作；可以发现自身的差距和不足，找到共同点，并求同存异，进行学术合作；可以在宣传自己的科研成果的同时，在科研合作、项目申请、论文发表、仪器共享以及研究生培养等诸多方面，与国内外学者建立富有成效的合作关系，如共同发表论文、举办学术论坛、组织学术专刊等。

此外，论文撰写发表的过程也是进行交流的一个很好的机会。在与审稿人进行交流以及根据审稿人提出的意见对论文进行修改的过程中，也会产生创新思想，从而为下一阶段的科研工作提供新的思路。

(四)创新思想来自于阅读

“读书破万卷，下笔如有神。”任何科学研究都是以前人的研究成果为基础的，是有历史传承的。通过阅读文献和书籍，可以了解所从事的科学研究的历史沿革、发展进程和研究现状，同时也有利于开启智慧，激发创新思想的产生。因此，在研究生培养过程中，要鼓励和倡导研究生多阅读文献，尤其是应要求其坚持定期查阅高层次、高质量、高引用率的文献，以便追踪学科前沿的进展、把握最新的研究方向，并从中获得启发，或者予以借鉴，找到开展科学研究的切入点或新的突破口。

在研究生培养过程中，除了要提倡阅读文献之外，还要大力提倡阅读书籍，尤其是经典书籍。通常，书籍是对以期刊论文为代表的较为分散的科研成果的阶段性总结和提升。同时，科学研究离不开相关学科专业书籍所阐述的基本原理，因为一些重大的科学发现往往脱胎于或者萌发自这些基本原理。例如，离子液体能溶解纤维素，那么能不能制备一种溶解木质素的离子液体呢？于是，在相关学科专业书籍所提供的“相似相容原理”的指导下，一种与木质素有相似结构的、可以溶解木质素的离子液体就被研发出来了。

(五)创新思想来自于实验

理工类科学研究尤其离不开实验，而在实验过程中常常会出现很多新的实验现象和得到新的实验结果，这些新的实验现象和结果就是创新思想的起源。例如，在“微波法和超声波法对碳酸钙物相的影响”的实验中，通过对比研究会发现，与微波法相比，超声波法所得到的碳酸钙为纯相的球霰石。于是，新的科学问题“为什么超声波条件下能够得到纯相的球霰石，其影响因素是什么、作用机理是什么”就产生了，这就为后续实验的开展提供了创新思想。

一个实验现象的发现可以衍生出一系列新的实验现象，一个科学问题的解决也可以带动一系列新的科学问题的解决或产生。例如，在“合成纤维素/银复合材料”的实验中，由于纤维素在氯化锂/二甲基乙酰胺溶剂中预处理时忽略了氯离子的存在，所以最后得到的是纤维素/氯化银-银复合材料；但是，在抗菌性能测试中却发现这种纤维素/氯化银-银复合材料比纤维素/银复合材料具有更好的抗菌性能。于是，衍生出一系列针对纤维素/氯化银-银复合材料的后续研究，进而得到了很多有意义的结果。

二、引导研究生多途径获取创新思想，以提高创新能力

“授人以鱼不如授人以渔。”因此，在研究生培养过程中，不应仅仅是进行单纯的知识传授，还应注重引导研究生从灵感、生活、交流、阅读和实验等多种途径获取创新思想，以提高其创新能力。

(一)因材施教，引导研究生从文献中获取创新思想

研究生在不同学习阶段的特点是有差异的，而且每个研究生的性格和所具备的知识基础都是不同的，所以因材施教非常重要。

针对刚入学的研究生阅读文献较少、对本学科领域的了解不足等情况，笔者作为研究生导师，首先根据学生的专业方向和研究领域列出历年来相关的研究论文和学位论文名单，要求学生大量查阅文献，提高文献阅读量，规定研究生在读期间至少阅读600篇、粗看300篇、细看100篇、仔细研读50篇文献。在此基础上，笔者通过开设专门讲座向学生介绍了自己的研究团队和研究方向，并就如何有针对性地选择文献、有目的地阅读文献、提高文献的阅读效率和整理总结文献等，传授了技巧和方法，从而使学生能够有目的、有步骤地全面深入地掌握本专业方向和研究领域的知识和信息。此外，笔者还要求学生每半个月汇报一次文献阅读进展情况，并与学生一起探讨其所阅读文献涉及的研究方法和研究内容，纠正学生科研工作中存在的偏差。

针对高年级研究生已经对本学科领域有了足够的了解、具备了基本的文献查阅技能等情况，笔者将研究生指导工作的侧重点转为以督促学生每周跟踪本专业方向和研究领域的最新科研进展、要求学生每月作一次科研进展汇报为主，并注重引导学生关注所阅读文献中的研究思想以及思考其借鉴意义。

对不同性格的研究生，应采取不同的引导方法，使每个学生都能从文献阅读中获取创新思想。因此，对缺乏自信心的学生，笔者除了注意在其取得一些成绩的时候多表扬、有失误的时候少批评之外，会先引导其阅读一些简单浅显的文献，由浅到深，由易到难，一步一个脚印，使学生在阅读文献的过程中逐渐提高专业能力和阅读能力，并逐渐建立自信心。对心高气傲和领悟能力强的学生，笔者会提出一些较高的要求，要求其阅读一些有一定理论深度的文献；对好高骛远的学生，则会适当给与一些挫折教育。

(二)博览群书，引导研究生从书籍中获取创新思想

目前，很多研究生阅读文献较多，但是阅读书籍相对较少，认为书籍里的知识已经老化了、没有值得学习的地方。然而，实际上，专业书籍会对科学研究的基础知识、基本技能和基本原理进行全面的介绍，会对较为分散的文献进行系统总结和提高，在理论上更有深度。大量阅读专业书籍不仅有利于开拓研究生的学术视野，弥补其基础知识的不足，而且有利于启迪其思维并使其从中获取创新思想。因此，除了引导研究生查阅文献之外，还要注重引导学生阅读相关的书籍。

俗话说“书到用时方恨少”。作为研究生导师，笔者每年都支持研究生购买与本专业和所做课题相关的书籍，尤其是经典书籍，并进行认真阅读；同时，还鼓励学生大量阅读交叉学科的书籍，例如与材料科学与技术相关的《生物矿化》《胶体与界面化学》《生物质能利用原理与技术》《新能源技术》和《天然物化学》等书籍。

此外，在日常的研究生指导中，笔者会有意识地强调一些文献中的创新思想与书籍中的基本原理的关系，提醒学生关注书籍中的基本原理在科学研究中的应用；同时，通过考察学生对相关原理的掌握程度，促使学生深入阅读一些相关书籍。例如，笔者在讲解离子液体溶解纤维素的相关原理时，要求学生主动阅读教科书中的相关内容。又如，笔者所在的科研团队在编撰相关书籍时，会鼓励研究生积极参与，使学生在编撰书籍的过程中学会总结和思考。到目前为止，已有10多位研究生参与了英文书籍部分章节的编撰。引导研究生博览群书不仅有利于其提高科学研究的理论水平，而且有利于其获取创新思想，开展原创性研究。

(三)善于总结，引导研究生从实验中获取创新思想

目前，有些研究生只寄希望于从文献中获取创新思想，而不喜欢做实验，觉得实验枯燥乏味、没有技术含量，是低水平的劳动。这进而也导致了学生轻视实验过程中遇到的问题。然而，实际上，实验对研究生尤其是理工类研究生来说是非常重要的。阅读文献和进行实验是研究生在读期间最重要的学习任务，所以研究生导师应注重引导研究生在实验过程中善于总结，以便从实验中获取创新思想。

作为研究生导师，笔者在研究生刚入学时就特别强调实验的重要性。首先，针对新入学研究生存在的实验操作技能水平较低的问题，笔者会亲自做演示实验，让研究生在一旁观察学习；然后让研究生在导师指导下自己操作，待研究生完全掌握实验操作技能后，才允许其独立操作实验设备。同时，笔者还让低年级研究生与高年级研究生配对组成研究小组，让低年级研究生在协助高年级研究生做实验的过程中学习实验操作技能。

其次，针对实验中遇到的问题，笔者会与研究生一起进行探讨，寻找原因，找出解决问题的办法。同时，笔者会及时跟踪和分析研究生的实验数据，引导学生举一反三并学会总结、学会从中发现新的问题。例如，在“利用氢氧化钠/尿素处理纤维素、再加入硝酸银和氯化铝制备纤维素/氯化银-氧化铝复合材料”的实验中，实验数据表明得到的产物为纤维素/银复合材料，于是笔者引导研究生思考“为什么氯化银可以还原得到银，还原剂是什么，氧化铝哪里去了”，从而使学生学会在实验过程中发现问题并从中发掘创新思想。

此外，笔者会引导研究生在论文发表过程中对审稿人提出的具有建设性和指导性的审稿意见进行有意识的总结，从中找到开展下一阶段科研工作的新思路。这不仅有利于培养研究生独立思考、独立解决问题的能力，而且有利于培养研究生的创新能力。

(四)勇于实践，引导研究生从生活中获取创新思想

俗话说“读万卷书，不如行万里路”。所谓“行万里路”，就是要体验生活，观察生活，勇于实践，从生活中获取科研的创新思想。

然而，不可否认的是，当前一些研究生放不下“身段”，缺乏一些基本的生活常识，“四体不勤，五谷不分”，重视理论学习，轻视生活实践，所以在科学研究中眼高手低，不能做到得心应手。其实，在生活中，从来都不缺乏解决问题的方法，缺乏的是创新思维。

因此，笔者在指导研究生的过程中，特别注重培养学生勇于实践的意识，在讲解学科前沿知识时，有意识地与生活中的实例进行有机的结合，以引导学生学会从生活中获取创新思想。例如，在讲解当前的科学热点——水凝胶时，以生活中常见的豆腐和凉粉为实例进行阐述；在讲解木工专业的重要研究领域——胶黏剂时，以我国历史上在造城墙时使用糯米作为胶黏剂为例子；在讲解相关文献时，列举了“以铁匠打铁淬火为借鉴制备碳纳米管”这样的从生活中得到启迪的实例。

此外，在研究生培养过程中，笔者经常鼓励学生要读好书、做好实验，要多体验生活，避免读死书、死读书、闭门造车，并经常带领学生进行野外采样和开展社会实践；特别是要求研究生在选择研究课题和方向时，要注重贴近生活、与实践相结合，并注重为学生提供与企业交流的机会，引导学生关注生产、生活中的实际问题，从实践中寻找科研课题和获得创新思想。

(五)从善如流，引导研究生从交流中获取创新思想

引导研究生多参与学术交流的重要性不言而喻。科学研究的过程，实际上是交流与分享的过程。把自己的成果与他人交流，同时在分享他人成果的过程中汲取经验和创新思想。因此，针对当前研究生一方面不善交流、有畏难情绪、担心别人窃取自己有价值的想法另一方面又渴望交流但缺乏交流平台的现状，笔者在研究生培养过程中特别注重为学生提供交流的机会，支持学生积极参加各类国内外学术会议，从善如流，向同学学习、向老师学习、向同行学习、向外行学习、向所有人学习。

例如，笔者坚持定期与所指导的每位研究生进行交流，了解其研究进展，并将自己在参加学术会议和论坛的过程中获得的经验和想法与学生分享；同时，坚持每周四晚上开课题组会议，并要求研究生参加，以加强内部交流；还要求研究生组成合作团队，加强同学间的相互交流。

再如，笔者每年都会邀请10多位国内外著名学者开展学术交流；每年带领研究生参加2～3次国内学术交流会议，并鼓励学生提交会议报告，与同行分享自己的科研成果；还带领学生到国内重要的科研单位和课题组进行交流访问，鼓励学生与各行各业的学者交流合作。在加强国内学术交流的同时，笔者还鼓励高年级研究生出国参加学术会议，加强国际交流。

[1] 李志辉，张日清，何方，等.博士研究生创新能力培养方法的研究[J].中国林业教育，2008，26(2)：45-48.

[2] 朱红，李文利，左祖晶.我国研究生创新能力的现状及其影响机制[J].高等教育研究，2011，32(2)：74-82.

[3] 信忠保，张雯，关立新.高校研究生科研态度调查与激励措施研究[J].中国林业教育，2010，28(6)：50-54.

(责任编辑 柳小玲)

北京市高等学校“青年英才计划”课题“纤维素/银-氯化银抗菌机理研究”，项目编号BJQNYC201327。