本科生创新实践的兴趣引导与科研要素关系研究

赖舜男, 王志军

(北京大学 信息科学技术学院, 北京　100871)



本科生创新实践的兴趣引导与科研要素关系研究

赖舜男, 王志军

(北京大学 信息科学技术学院, 北京100871)

本科生的创新实践能力培养与学生的科研兴趣和科研选题等要素密切相关。该文讨论分析了北京大学信息学科创新实验室多年来对学生创新能力培养的探索实践,分析了本科生科研创新实践中的兴趣激发和科研项目选题的密切关系,同时通过对创新实验室多年来入选创新科研项目的选题进行分析,揭示了本科生创新实践的兴趣目标与指导教师对课题前景引导的密切关系,由此影响了本科生在攻读硕士研究生时对专业研究方向的选择,为建立大学生创新实践体系进行了有益的探索。

本科生; 创新实践; 兴趣引导

1　引导和培养大学生科研兴趣的重要性

大学生科研创新主要体现在参加课外创新科研实践活动中,大学创新实验室建设是实现大学生创新实践活动的重要支撑平台。建立和完善以培养学生创新精神和创新能力为目标的创新实验室,不仅仅为学生的实践锻炼提供了条件保障,更是为大学生探索未知科研世界提供了便捷的平台。创新实验室通过提供科研创新实践平台,培养学生严谨的工作态度,激发学生的创新激情,提高对未知世界的探索热情,以达到创新教育的目的。

对大多数本科生而言,在中学阶段由于升学压力很少有机会参加课外兴趣小组，参与创新实践,到大学以后,对科研创新实践十分向往,在低年级初步接触信息学科的发展成果以及在参观各专业实验室获得的科研成果奇妙体验后,对科研创新实践存在某种不切实际的幻想,同时由于对科研创新难度知之甚少,对科研创新具有相当程度的畏惧感,各种感觉和兴趣交织在一起,形成了创新实践报名的原始出发点。因此如果对大学生的科研创新兴趣不加以引导,容易在后续的科研创新中陷入一种科研恐惧症,有的甚至对科研创新变得毫无兴趣,如果引导得当,将激发本科生进一步的科研兴趣。因此针对学生的兴趣特点,分析学生的自身素质条件和学业背景,有意识、有目标地引导和培养学生的科研兴趣,是学生科研创新实践中的首要环节。

近年来,北京大学信息学科创新实验室在学生创新能力培养方面进行了积极的探索,尤其是对学生科研创新兴趣的引导培养方面进行了有益的实践,取得了一定的经验。对于有兴趣参加创新实践活动的学生,鼓励他们申请科研创新项目,创新实验室引导学生参与创新实践,同时积极联系专业实验室的教师参与创新实验室的学生科研创新指导工作,在创新实验室这个平台上,通过学生和指导教师双向选择和密切合作,保证学生的创新实践活动能够有序推进。

大学生创新实验室的建设目前已经引起了许多高校的重视[1],并对实验室的建设提出了多种探索和实践[2-5],本科生科研兴趣问题也是专家学者关注的问题[6]。杨学海等通过分析大学生的兴趣特点,从学生心理学、教师和学校等多个层面给出了兴趣培养的方法[7]。曹宇结合生物与环境工程专业特点,结合学生感兴趣的内容进行科研实践,有效地提高了学生的创新能力[8]。同时大学生创新实践需要有效管理,也需要精心设计创新实践的具体实施方案[9-10]。即使以竞赛为目的的科研实践活动,对培养学生的创新实践也是有益处的[11]。另一方面,充分发挥实验技术人员在学生创新活动中的作用,也是一个重要的条件保障手段[12]。

国外著名高校,例如麻省理工学院,对学生的科研创新活动是不遗余力地予以支持,这不仅仅体现在对学生经费资助上,而且更多地体现在对学生在创新问题设想和提出的包容性上,甚至对一些听起来似乎荒谬怪诞的想法,只要学生有兴趣,能够描述清楚创新的具体实现思路和努力目标,只要相关教授也认可,学校都会给予支持,更多的是相关教授会给予大力支持。当前信息技术发展日新月异,很多新思想、新产品都是在打破传统思维的基础上创新发展的,因此创新实验室作为一个课堂内容的有益补充,积极鼓励学生从事一些奇思妙想的科研实践活动,对挖掘学生创新潜力起到了良好的助推作用。

2　兴趣引导与科研目标可达性的关系

科研创新实践首先要求学生对科研有兴趣,为此既要考虑学生的专业基础,还要引导学生选择专业内容难度适中、研究目标清晰可达的课题。因此吸引学生进入创新实验室首先要把好项目筛选关,同时需要与有兴趣来指导学生进行创新活动的教师沟通。从创新实践的流程而言,要与教师讨论评估以完成科研任务和目标的确定。创新实验室的任务是为学生和教师双向选择提供充分的沟通交流渠道,让学生表达想从事的科研创新活动的大致目标和方向,或者让学生具体描述想做一件什么样的事情。但是这件事情是否值得做、能不能做出来,学生往往无法把握,需要相关专业方向的教师与学生讨论清楚具体的创新内容和需要达到的目标。有些学生科研素质好,创新目标具体,指导教师只要把关，明确聚焦创新内容和具体实现方法就可以了。例如北京大学电子系陈江老师2009年指导创新小组,学生选择智能投影机的交互操作作为创新题目,陈江老师通过与学生讨论分析,给出了通过对手势的认知识别提高投影机的智能性。这类实例可以说明通过指导教师能够把学生的创新实践任务明确化和具体化。

另一类学生只是有兴趣，但是对创新实践内容具有一定的盲目性,对自己的兴趣爱好没有明确的认识。这一类学生更需要与多位教师进行沟通,创新实验室通过掌握和了解信息学院各专业方向的教师的研究内容,通过给学生一定的方向指导外,重点要让学生自己确定对哪个方向感兴趣。由于北京大学信息学院是有5个一级学科组成的,信息学科具有研究领域宽、研究范围广等特点,如何让本科生找到与自己兴趣结合的研究方向,创新实验室需要每年更新各位教师的研究进展目录,尽可能让学生了解相关教师最新的研究动态。

另一方面,信息学院在新生入学后不仅会组织新生参观各专业实验室,而且为了让学生全面了解信息学科的研究动态,在第一学期开设了信息科学技术概论课程,面向全体新生请若干研究方向的教授介绍自己的研究动态和研究成果,让学生对各个实验室的研究内容有一个初步的认识。但是对于刚从高中进入大学的一年级学生而言,要在一个学期了解信息学科众多研究方向并且留下印象深刻是比较困难的,因此创新实验室积极提供学院各位教授研究方向的介绍,再积极联系学生与相关教师的进一步沟通交流,以激发学生的兴趣爱好。通过学生与专业方向教师的沟通交流,容易给学生确定一个明确而具体的研究课题,也可以把最新的研究成果和技术介绍给学生,学生的创新实践更能够符合当前信息科学的最新发展趋势,学生就更有兴趣从事创新实践活动。

从北京大学信息学院创新实验室近几年的实践来看,学生创新实践需要在专业教师多次指导交流沟通下,结合学生的兴趣和能力等各个方面,帮助学生确定创新实践的课题的内容、需要达到的目标和具体指标,从而可以让学生选题更有目的性。

3　科研条件保障是兴趣引导的基础

创新实验室作为本科生的第二课堂,是挖掘学生创新潜力的重要培养基地,创新实验室也是北京大学国家级计算机实验教学示范中心和北京市电子实验教学示范中心的组成部分,因此也得到了这些中心在软硬件环境上的大力支持,使得创新实验室成为硬件条件过硬、软件保障过关的一流创新实践基地。同时学校对大学生创新实践活动有一系列的政策倾斜和资金支持,例如通过教育部创新基金、北京市创新基金以及学校专门为本科生创新实践而设立的校长基金和各种企业冠名赞助的创新基金等,可以大大满足大学生的科研兴趣。同时学校也积极鼓励各专业方向的教师通过自筹资金的方式,参与校长基金冠名的科研创新实践项目。这种方式既可以提高导师的指导积极性和责任心,同时也有效补充了学校在学生创新活动中经费不足的难题,以便吸引更多的本科生参加创新实践活动。信息学院的很多教授为吸引学生参与自己的科研活动,很愿意为学生提供这种冠名的科研活动。多年的实践表明,许多教授通过学生的科研兴趣实践,可以吸引成绩好、能力强的本科生提前进入自己实验室科研实习,同时也保障了后续的实验室研究生生源。

创新基金的设立,不仅仅是为学生提供少量的科研创新实践费用,更多的是让学生了解学校在学生培养环节中对创新实践活动的重视程度,同时以课题形式发布各种基金,让学生和指导教师都认识到创新实践活动的严肃性和重要性,因此提高了学生和指导教师对这一活动的责任心和压力。这种由学校引导的创新实践活动方式更具有规范性和可操作性。

科研创新与学生参加学校其他社团活动具有明显的区别,也是学校在人才培养体系中的重要一环,因此学校也有意识的开设创新实践的课程,不仅有学校产业研究院开设创新创业方面的课程讲座,同时也鼓励教授开设一些科研创新方法学方面的介绍,例如北京大学微电子系张海霞教授开设的创新科研方法方面的课程,为学生了解创新实践的目的意义、创新过程和方法并提供了全面深入的基础理论和方法指导。这些课程,通过在科研一线的教授作为主讲教师,讲授更为生动和有说服力,学生更容易接受。这让学生对科研创新具有更为具体的直接感受,同时也让学生建立起科研创新的欲望和好奇心。

4　科研选题是兴趣引导的前提

大学生从事科研创新的选题不外3种:第一种是学生根据自身的兴趣自选课题；第二种是根据教师的专业方向选择实验室拟定的课题；第三种是学生和指导教师根据学生特点,通过与学生多次讨论确定一个双方都有兴趣的题目。这3种选题方式具有不同的优缺点。

第一种选题方法充分尊重了学生的兴趣爱好,有利于学生投入更多的热情从事科研创新活动,但是由于学生的兴趣是多种多样的,而且也处于一种不稳定状态,随着学生对相关专业知识的深入理解,以及信息技术日新月异的新成果和新技术的涌现,学生常常被国内外新产品、新技术的新颖性所吸引,学生的兴趣或者目标经过一段时间的实践后常发生改变,尤其是一旦学生遇到一些科研阻力，或者某个环节出现不顺利或者失败,学生的兴趣容易发生改变。因此单纯根据学生的兴趣爱好进行选题容易形成由于学生对科研题目的专业背景和发展现状了解不深,而成为兴趣衰退的一个重要因素。

第二种选题方法是根据创新实验室的条件以及作为指导教师的专业教授的兴趣和科研课题相结合。教师对学生的能力有一定程度的估计和认识,同时又结合教师的专业研究方向,选取若干个适合大学生从事科研创新的小课题，相对容易,也可以利用大学生的科研热情为自己的课题增加科研活力,提高科研的覆盖面,有的大学生甚至可以做出让导师刮目相看的深入成果。因此选择这类课题的学生,教师愿意带,也愿意对学生的科研工作认真负责地仔细把关。一定程度上,创新实验室也变成了专业导师对提出的一个新想法进行验证的重要试验场所。这个定位对于北京大学信息学科领域的科研发展也是适当的和有益的。但是需要有学生对这些课题有充分的兴趣,也需要作为指导教师的教授能够根据学生的兴趣特点和自身条件耐心引导学生的兴趣往自己的专业研究领域方向拓展,如果指导教师在科研条件和人格魅力等多方面具有足够的吸引力,这部分学生不仅可以做出不错的科研成果,也为日后进入实验室攻读硕士研究生提供了好苗子。事实上,在北京大学信息学院参加创新实践的学生,除了部分学生出国或者极少部分本科毕业后直接参加工作除外,大部分学生都选择了科研创新方向的指导教授作为自己的研究生导师。从这个方面可以看出,兴趣引导对学生今后从事相关的研究工作的选择影响较大。

第三种选题方法是学生兴趣与导师的专业方向结合,在教师的兴趣和专业背景等多方面的引导下,学生逐渐对教师提出的问题和技术前景产生了兴趣和好奇。通常情况下,在项目筛选过程中,实验室和指导教师需要对学生提出的科研意向和各专业教师提出的研究课题进行充分的沟通和交流,同时要让指导教师充分阐述科研项目的应用背景和技术前景,甚至需要教师向学生详细说明所从事的科研创新项目所具备的产品市场潜力前景,也需要对学生在科研过程中可能遇到的问题有一个清晰的描述和预测,让学生感受到指导教师对科研创新活动具有可控和可操作性,从而激发学生的创新热情,也增加学生的科研兴趣。

从以上3个方面的选题实践分析,大学生科研创新实践活动的选题,不仅关系到学生科研创新兴趣的持续性,也关系到指导教师的指导热情和责任心。选题要素从科研角度需要考虑以下几个方面:科研背景的明确性、科研问题的新颖性、科研方法的可操作性、科研过程的可控性以及科研成果的可展示性。同时还需要从学生的角度考虑,首先需要考虑学生的科研兴趣点,其次考虑学生的专业基础、动手能力、做事情态度和独立思考能力等,重点考虑兴趣强度和广度,专业背景和做事情的态度等因素。从教师角度考虑,要让教师认识到学生创新实践的严肃性和责任心,督促教师分配一定的时间参与学生的创新实践活动总来,通过每周的例会制度,从学生的选题到课题的阶段进展,让学生和指导教师进行充分的讨论和交流,以达到最佳的学生和指导教师的组合效果,以有利于科研创新实践活动的顺利展开。

5　科研兴趣中的社会价值导向作用

学生的科研创新活动,往往对科研成果具有一定的社会价值期望,对科研成果的期望主要有3类:其一是成果形成新颖的技术专利或者具有一定学术价值的论文,这对于申请出国攻博或者以后有意保研从事学术科研道路的学生而言,具有一定的吸引力；其二是具有市场前景,通过创新项目,学生可以形成一定的产品原型,有利于学生今后的创业,这对于有创业意识的学生具有良好的吸引力；其三是参加一些国际性或者全国性的大赛,与国外优秀学生或者国内其他高校拔尖学生进行诸如全国电子设计大赛竞赛之类的全国专业性竞赛,这类竞赛可以锻炼学生拼搏精神,对北京大学学生而言,从小学到高中一直就是竞争中的佼佼者,因此也吸引一部分学生寻找一种通过竞赛追寻竞赛获胜的成就感,同时这部分学生也可以利用这样的成绩给自己的出国攻博或者保研提供直接的能力证明和素质佐证。

一个典型的实例是[13],北京大学计算机系李文新教授在2008年指导的2位本科生通过确立手指静脉血管特征识别课题,不仅获得了全国电子设计竞赛一等奖,激发了学生对生物特征识别的兴趣,在保研时选择李文新教授作为博士生指导教师,并且在博士期间一直从事生物特征识别的研究工作。毕业后利用科研成果获得了市场的认可,在获得风险投资后继续进行手指静脉生物特征识别技术的市场化推广,应用前景广阔,为大学生从事创新实践活动提供了典型的成功案例。

创新实践的社会价值期望因素对学生的科研兴趣取向在当前的社会环境中不可忽视,也是正常的价值取向,因此应该给予正面肯定。作为创新实验室,只有正确引导学生的科研兴趣,尽可能引导学生的科研兴趣与国家和社会对大学生的培养目标相结合,才能在大学生培养环节中保持自己的独特地位。

6　结语

大学生的科研兴趣,是一种复杂的社会思维活动,受到众多因素的影响和干扰,尤其是对于处于心智成熟期的年轻大学生而言,正确的价值取向和正确认识信息科技发展规律和发展趋势的引导作用,同时通过提供各种科研保障条件,让学生对自己的科研兴趣有一个正确的实践认识过程,从而可以引导学生在科研创新实践活动中坚持正确的价值观和人生观。

创新实验室对本科生素质教育的引导和推动作用,尽管已经成为教学改革素质培养的重要组成部分,但是本科生创新实践活动本身也在发展并延伸新的内涵,也正在加大力度向深度和广度方向发展。

References)

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[8] 曹宇,李灿,王丽娟. 浅谈大学生生物学科学习兴趣与创新实践的结合[J].贵阳学院学报:自然科学版,2013(3):73-76.

[9] 张瑞,王冬梅.大学生创新训练项目的全过程管理研究[J].实验技术与管理,2015，32(7):9-12.

[10] 北京大学创新实验室[EB/OL]:http://eelab.pku.edu.cn/pagelist.do?item=news&key=36.

Study on relationship between interest guidance and research elements in innovation practice of undergraduate students

Lai Shunnan, Wang Zhijun

(School of EECS, Peking University, Beijing 100871, China)

The cultivation of innovative ability of undergraduate students is closely related with undergraduates’ research interest and the research topics. Cultivating innovative ideas and exploring spirit for undergraduates need to start with the research interest. This paper analyzes the exploration of undergraduates’ innovative ability in the innovative laboratory of school of EECS of Peking University in these years,and analyzes the relationship of the interest stimulating in the innovative practice and the selection of the research project. Meanwhile,through investigating all selected innovation topics in these years in the innovative laboratory, the innovative interest and goal in innovative practice for undergraduates are closely related to the tutors’ professional guidance,and also closely related to the choice of the professional direction of graduate students in the future. Therefore,this exploration is benefit to establishing undergraduates’ innovative practice system.

undergraduate student; innovation practice; interest guidance

10.16791/j.cnki.sjg.2016.09.008

2016-03-31

赖舜男(1965—)，女，重庆，硕士，工程师，从事传感器技术和计算机辅助电路设计技术教学和研究.

E-mail：snlai@pku.edu.cn

G642.0

A

1002-4956(2016)9-0026-04