基于创新项目的土木工程本科生创新能力培养

王代玉 王震宇

（哈尔滨工业大学 土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090）

摘 要：创新教育已成为现代教育的灵魂，而高等教育更应该重视学生的创新思维和创新能力的培养。为培养大学生创新理念、拓展大学生创新思维、提升大学生创新意识、强化大学生创新能力，教育部主导实施了大学生创新创业计划项目。近年来，作者先后指导了多组土木工程专业大学生承担创新项目。实践表明，创新项目为学生提供了感受学科前沿、培养学习兴趣、增强实践能力的机会和平台，学生的综合素质和创新能力得到了显著提高。

关键词：大学生；创新项目；创新能力

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）15-0040-03

Abstract： Innovation education has become the soul of modern education. Higher education should pay more attention to cultivation of creative thinking and innovation ability of undergraduate. In order to cultivate innovative ideas， expand innovative thinking， promote innovative consciousness and enhance innovation ability of undergraduate， the Ministry of Education of the People's Republic of China has carried out innovation and entrepreneurship training project for undergraduate. The authors shave directed several groups of undergraduates to undertake innovative project in Civil Engineering. The practice indicates that the innovative project provides opportunity and platform for undergraduate to experience academic frontiers， develop learning interest and enhance practical ability. The comprehensive quality and innovation ability of the students are also significantly improved.

Keywords： undergraduate； innovation project； innovation ability.

2017年4月，李克強在高等教育改革创新座谈会上强调创新是推动国家发展和社会进步的不竭动力。高等教育要着力围绕服务国家创新发展，促进大众创业、万众创新，培育更多创新型人才。注重培育学生创新特别是原始创新意识，开展启发式、讨论式、探究式教学，激发他们丰富的想象力，打牢知识根基，拓宽学术视野，推动科技创新。注重增强学生实践能力，培育工匠精神，践行知行合一，多为学生提供动手机会，提高解决实际问题的能力。由此可见，目前国家对创新教育的重视，创新教育已成为现代教育的灵魂。教育是国家发展的基础，关系民族的未来，高水平教育是国家综合竞争力的重要体现。国家也确定了推进建设世界一流大学和一流学科建设的重要举措。近年来哈尔滨工业大学在国家“双一流”大学建设的号召和支持下，始终以人才培养为中心任务，推行以学生为中心、学习成效驱动的教育理念，实施通识教育与专业教育并重的教育模式，着力培养信念执着、品德优良、知识丰富、本领过硬、具有国际视野的拔尖创新人才。土木工程学院也以培养国际一流土木工程精英人才为目标，正朝着建设国际一流土木工程学院和国际一流学科的宏伟目标跨越发展。为培养大学生创新习惯、孕育大学生创新理念、拓展大学生创新思维、提升大学生创新意识，强化大学生创新能力，学校针对各年级大学生每年都对科技创新项目进行立项。计划项目分为国家级和校级资助项目。土木工程学院积极鼓励学生参加各级创新项目，每年学生参与创新项目的覆盖度超过九成。近年来，作者先后指导了多组土木工程专业大学生承担创新项目，对如何基于科技创新项目培养土木工程专业本科生的创新能力积累了一定的经验，进行了思索和探讨。

一、土木工程专业本科生创新项目现状

目前，哈尔滨工业大学土木工程学院本科生申请校级科技创新项目立项的比例较高，特别是大一年级的本科生，参与度差不多达到了百分之百，这对激发学生的创新思维，培养学生的创新意识和实践能力起到了积极的作用，但还存在着以下几个方面的问题和弊端。

（一）创新项目选题盲目

哈尔滨工业大学土木工程学院实行本科生导师制，因此本科生申请创新项目立项时，首先是学生自由组成5人左右的小组，然后组长或小组成员找导师表明申请创新项目的意向，根据导师的研究方向进行选题和立项。导师通常介绍自己的研究课题和科研项目供学生参考，或者导师由于时间较少，安排其所指导的硕士或博士研究生来进行指导，本科生只需协助研究生来完成其部分课题研究内容作为创新项目课题。导师或研究生虽然对研究方向和研究内容有基本的介绍，但对研究内容的具体工作并不能充分了解，对研究中可能遇到的困难认识不足，对以此作为创新项目能否完成的可行性没有清楚的认识。因此，就出现了有些本科生的创新项目标题照搬导师的科研项目，还有一些学生干脆直接采用博士生正在进行的毕业论文题目作为创新项目。学生的选题过于盲目，难以深入研究。作者在参加本科生创新项目立项答辩时，就曾经遇到大一学生的创新项目需要用到非常高深的数学和物理学知识，这些知识是很多博士生都不曾掌握的，而这对于刚刚进入大学，高等数学和大学物理都还没有学完的大一新生来说显然是不可能完成的任务。学生答辩时，也是直接拷贝博士生的开题报告，其对具体研究内容并不理解。这种情况下，学生并不能积极主动的参与项目的研究，学生的主动性较差，更谈不上创新能力的培养。

（二）学生的专业知识积累不足

创新项目立项虽然面向全校本科生，但学院鼓励大一新生更多的参与，还有些本科生辅导员要求大一新生必须参加，因此每年参与创新项目的学生仍以大一新生为主。对于刚入学的大一新生，第一学年主要是基础课的学校，专业课程开设很少，学生对专业知识掌握和积累严重不足，对所学专业的发展状况和学术前沿的了解很少。同时，学生基本没有参与科研工作的机会，对如何进行科学研究的过程和方法基本不了解。这也是他们在创新项目选题时比较盲目的原因之一。另一方面，大一新生的课程安排较紧张，基础课程的学习任务较重，学生的精力主要用于基础课程的学习和考核中，很难对进行创新项目的深入研究和思考。项目的结题也是从研究生手里拷贝些数据和资料，草草应付过去。这种情况下，创新项目的立项只能是浪费人力物力，并没有创新成果的产出，学生也没有得到创新能力和实践能力的锻炼和培养。

（三）学校软硬件资源的利用不足

哈尔滨工业大学土木工程学院力学与结构试验中心是建设部重点实验室，且分别与2011年和2016年獲批“结构工程灾变与控制教育部重点实验室”和“土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室”，还有拥有“211”和“985”联合资助的风洞与浪潮联合实验室；同时还有专门针对本科生的“985”资助建设的土建类高水平科技创新基地。这些试验中心和基地为学生的创新项目的研究提供了很好的硬件基础。土木工程专业本科生在专业课程的学习过程中通过教学试验，可以接触到各类试验设备，了解了科学试验的过程和方法，锻炼了动手能力以及分析问题和解决问题的能力，增强了土木工程专业学生的技术素养；但对于低年级的学生，由于还未进行专业课程的学习，很多学生根本没有进入过实验室，没有经历过完整的学术专业训练，并不能对学校的硬件资源进行充分利用。另一方面，学生利用图书馆资源进行查找和检索参考文献资料的主动性和能动性不足。很多学生甚至到了研究生阶段都不知道如何有效的利用图书馆资源进行文献资料的检索。

（四）对创新立项的目的认识不足

国家层面和学校层面进行大学生创新项目立项是为了激发他们丰富的想象力，拓宽学术视野，培育学生的创新意识和创新能力。然而，在具体执行时，却存在基层学院将其作为任务，强制学生参与创新项目的现象。这就使得部分学生缺乏主观能动性，只是被动的接收者，没有进行创新研究的兴趣和热情，甚至产生抵触情绪。还有的学生是抱着获取学校或国家的奖学金、保送研究生等目的而申请或参与创新项目。对于创新项目的科研机会，并没有花费时间和精力认真思考，也没有科学严谨的研究态度。这种带着目的性的创新项目，最后也不会激发学生的创新思维，得到创新性的研究成果。作者在参与本科生创新项目答辩时，曾遇到学生以校园网速过慢的原因和解决对策为题的创新项目，结果学生的研究方法是采用下载软件下载资料验证网速快慢，解决对策是错开用网高峰在大家都休息的时间再使用。可见，学生明显的应付了事的现象，完全没有创新性和研究价值。

二、基于创新项目的大学生创新能力培养对策

（一）充分发挥教师的引导作用

指导教师对大学生创新项目质量的影响不容忽视。在指导学生创新项目时，教师自己首先应具有创新思维和创新能力，才能在教学过程中起到积极引导和示范作用。同时应摒弃传统的“教师主讲，学生主听”的灌输式传统教学方式，而应最大限度地调动学生的积极性，让学生积极思考，培养学生发现问题分析问题的能力，充分发挥学生的主体作用。指导教师在学生选题时，可以结合自己的科研项目，将课堂上的理论知识与科研项目结合，突破课内知识的限制，最大限度的调动学生的积极性和主动性，培养学生独立思考的能力，而不是让学生直接照搬自己的科研项目申请书。在研究过程中因材施教，引导学生广泛涉猎相关专业知识，充分发挥创新小组每个成员的能力和自主能动性，锻炼学生的实践能力和团队合作能力，培养学生的创造性思维和科学素养，而不是仅仅作为研究助手配合研究生完成课题试验。指导教师还应对创新项目足够的重视，有较强的责任心，在学生研究项目的指导上投入足够的时间和精力，对学生进行耐心的引导和启发；研究过程中保证与学生经常的沟通和交流，及时发现项目执行过程中的问题并指导解决，对项目实施的全过程进行严格的监督。

（二）加强课堂教学改革，重视实践教学

要培养学生的创新性思维，就要加强对传统灌输式教学方法。教学中应以加强教师为主导，学生为主体的研讨式教学方法。通过小组讨论和翻转课堂的方式，激活学生的思维，调动学生学习的自主性和自觉性，最大限度地提高学生的综合能力。教师还应对与本课程相关的前期先修课程的知识进行必要的结合和回顾，增强学生对专业知识的理解和累积。例如，钢筋混凝土基本原理课程的学习中，大部分教材对钢筋混凝土受弯构件的正截面和斜截面的概念仅有简单介绍，对其力学机理并没有详细的介绍。作者在讲授时，首先根据前期所学的材料力学的知识，来解释正截面和斜截面产生的机理，一方面学生对所学内容有了更深入的理解和认识，另一方面引导了学生如何分析问题的能力，同时对之前所学知识有了进一步的回顾和理解，增强了学生的知识积累。

土木工程专业课程的学习中，多有相关的教学实验内容，而目前对此实践性环节的重视程度不够。在教学实验中应重视培养学生科学素养，锻炼学生的实践能力和分析问题的能力，提升学生的综合应用能力。如在进行钢筋混凝土受弯构件受弯性能和受剪性能试验时，应让学生根据课堂所学知识，进行试验设计使梁发生正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏，自主完成设计、制作、试验和报告。在试验过程中培养学生思考和分析问题的能力，锻炼学生的动手能力。完成试验报告的过程中，指导和锻炼学生完成科研论文和报告的写作能力。通过教学试验，增强学生对课堂知识的理解程度，发挥学生的主观能动性，增强学生学习兴趣，培养学生的科学素养。

（三）充分利用学校软硬件条件

科研项目和本科生创新项目的开展离不开硬件设施的支持。对土木工程专业学生而言，良好的实验室硬件设备是进行试验研究和科技创新活动的前提和基础。哈尔滨工业大学土木工程学院虽然具有良好的实验设施和条件，但对本科生的开放和利用程度较低。教师在课堂教学过程中，应注意发掘有创新意识和意向的同学，可带其加入自己的科研项目，使其提前经历科学研究過程，熟悉试验设施，积累专业知识，锻炼实践能力，培养科学态度。学校还应对如何利用图书馆资源进行文献资料的检索等功能不定期的开展培训讲座，培养学生自主学习和独立思考的能力。学校和学院可举办和鼓励学生参加各类科技竞赛，为学生营造良好的科研创新氛围，科技竞赛也是培养学生创新思维，提高学生创新能力的重要方式。

（四）建立多元化的考评体系和奖励机制

传统的考评模式着重于学生的成绩，造成学生精力主要用于应付考试，压抑了学生的创新性思维，因此应建立多元化的考核评价体系。应将学生参与科研创新项目和各类实践活动的成果和表现，任课教师和科研创新项目指导教师对学生综合素质和创新能力的评价纳入学生的评价指标，进行综合评价。学校应完善素质教育学分制教学等方式增强学生的创新意识，建立和完善创新素质培养的奖励体系和激励措施。同时，学校可将教师的职称评定和业绩考核等于指导学生参加创新项目并取得的创新成果和创新价值挂钩，从而提高教授对指导学生创新项目的重视。

三、指导大学生创新项目的收获和体会

近年来，作者先后指导了多组土木工程专业大学生承担创新项目。项目选题主要基于自己的科研项目想结合，引导学生自主思考和分析，根据学生的知识水平和兴趣，确定学生能力范围之内的研究课题。指导过程中，善于发现学生的创新潜力并加以引导，培养学生的创新意识和能力，增强学生分析问题和解决问题的能力，注重对学生科学素养的培养，发掘具有创新潜力的人才。实践表明，创新项目为学生提供了感受学科前沿、培养学习兴趣、增强实践能力的机会和平台，学生的综合素质和创新能力得到了显著提高。作者指导的学生中，大部分都获得了攻读研究生的资格，其他也都找到了理想的工作。其中，有一组关于FRP约束混凝土方柱尺寸效应的创新项目，基于研究成果发表了1篇高水平SCI期刊论文和1篇国际会议论文；该组5名参与创新项目的同学全部获得保送研究生资格，2人硕士毕业后继续攻读博士学位，其中1人被澳大利亚卧龙岗大学全额奖学金资助攻读博士学位，而其在创新研究中改进的试验加载装置正在申请国家发明专利。另外，通过指导大学生创新项目，对作者的教学和科研工作也起到了很好的促进作用。针对学生在创新项目研究中所欠缺的专业知识，在专业课教学中进行了适当补充，提高了学生的学习兴趣，提升了教学效果。学生创新性的思想，也激发了作者的创新思维，开拓了科研的视野和方向。

参考文献：

[1]张飞，任恒嘉，陈奕志，等.科研项目促进土木工程本科创新人才培养研究[J].教育现代化，2015，4（5）：82-85.

[2]祝向荣，黎阳，朱志刚，等.积极指导大学生创新项目培养创新型人才[J].高教学刊，2016（3）：220-221.

[3]杜新强，冶雪艳.从大学生创新实验项目谈学生创新能力的培养[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2013（1）：47-48.

[4]张婷婷，王宝民，陈廷国，等.面向卓越工程师的土木工程专业实验教学方法研究[J].实验技术与管理，2015，32（6）：189-191.

[5]于亚男.大学生创新创业能力培育方法[J].高教学刊，2015（22）：10-11.

[6]杨杰，艾军，黄东升，等.研究型大学土木工程专业人才培养模式之探索[J].高等建筑教育，2006，15（2）：45-49.

[7]李斌，高春彦.大众化教育背景下混凝土结构课程教学改革研究与实践[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2012，14（增刊）：111-112.