理工科大学生创新能力培养途径探析

钱永　刘垚　魏怀鑫　刘晟波

［摘 要］随着新一轮科技革命和产业革命的兴起，创新已成为推动我国经济社会可持续发展和实现中华民族伟大复兴的关键支撑。创新能力的培养是高校人才培养的主要目标任务和亟待提升的关键问题之一。文章以应用化学专业为例，从大学生创新能力培养的师生主体要素、高校内部软硬件建设、创新能力培养的社会支持互动以及创新能力培养的评价和激励机制建设等方面，系统探析了理工科大学生创新能力培养的关键路径，希望为新工科背景下的高校创新型人才培养提供借鉴。

［关键词］理工科大学生；创新能力；培养；师生主体；创新型人才

［中图分类号］ G640 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）03-0126-04

进入21世纪以来，随着产业革命和科技革命的兴起，全球范围内的行业技术及产品竞争日益激烈和全面化，给人类生产生活方式带来深刻的影响。回顾科技和产业发展的历史，不难发现创新是推动人类社会不断从落后跨越各种困难走向先进的基石和原动力。

目前，我国正处在改革开放和民族复兴的关键机遇期，面临“新旧动能”快速转换的迫切需要，因此尚存在许多亟待解决的困难和瓶颈。创新是我国取得相对竞争优势、引领全社会进行跨越式发展的动力源和金钥匙[1]。创新是引领发展的第一动力，一直以来党和国家都高瞻远瞩地把创新发展摆在国家发展全局的核心位置，提出创新驱动发展以及构建创新型国家的伟大战略，制定并大力推进“大众创业，万众创新”政策。人才是创新的第一要素，创新驱动实质就是人才驱动。高校是创新型人才的培育基地，创新能力的培养理应成为高校人才培养的核心问题及第一要务[2]。但是，目前我国高校在理工科大学生创新能力培养方面还存在诸多现实问题和制约因素。化学是最富变化和创新的学科之一，化学工业是事关一切工农业生产、国防工业及社会生活方方面面的基础性工业。对应用化学专业大学生创新能力培养路径进行系统梳理和分析，有利于该专业创新型卓越人才的培养，也可为其他专业理工科大学生创新能力的培养提供借鉴，从而为我国创新型国家建设的人才供给奠定坚实基础，具有重大的战略意义和深远的现实意义。

一、创新能力的培养的师生主体要素提升

人的思想动机、主观意志及其对环境条件的改造和适应是社会变革发展的决定性因素之一。高校教师和学生是创新能力培养的直接相关主体，是高校创新能力培养过程中最关键的人的要素，二者的意志品质和主观能动性的发挥对于创新能力培养教学活动的开展和提升至关重要。

（一）学生方面

雖然创新精神、创新意识和创新能力是现代社会高层次人才理应具备的最需要和最有价值的特质，但作为创新人才形成主体和创新培养对象的理工科大学生尚显动力不足，往往缺少创新热情和主动性，没有认识到创新不仅是国家发展的需要也是个人就业和创业的基础。大学生创新动力机制的缺失必将使相关创新能力培养的教学及实践活动成效大打折扣[3]。对于应用化学专业的大学生而言，一方面，部分学生受到社会上一些浮躁风气的影响，被一些表面现象所迷惑，缺少专业信念和宏大的人生理想而造成创新意识淡薄；另一方面，部分学生对化学化工专业缺乏深刻认识甚至产生误解，认为化学化工行业与不安全、环境污染、有害化学品有关，丧失了专业学习兴趣和学习动力，只求在课程学习上及格过关顺利毕业了事，更别谈专业钻研和创新了。创新能力的培养和形成是一个非常复杂的接受教导、自主学习和自我创造性提升的过程，因此，从学生方面来说创新能力的培养可以着重从以下几方面入手。

其一，要树立宏大的人生理想信念、家国情怀和社会担当意识。这是大学生产生强烈和持久创新意愿的最有力保障。古人云“学者不患才之不赡，而患志之不立”，可见树立远大人生理想和志向对于一个人求学成长的重要性。这方面的培养可以从入学教育开始并贯穿学业过程的始终，学生在专业课程学习中应不断主动加深对化学化工专业的了解，把自己的专业学习与国家的发展和前途命运相关联，逐步建立起坚定的人生理想、专业信念和远大目标。其二，要刻苦钻研本专业和交叉学科的理论知识、技术原理，提升实验研究技能。应用化学专业大学生的创新能力培养应主要侧重于专业科技创新能力的培养。科技创新的基础建立在现代科学理论和技术原理之上。现代化学化工的科技理论是有着严密逻辑关系的知识体系和理论体系，应用化学专业大学生创新能力的提升必须建立在强化专业基本知识、基础理论、科学实验技能和一般科学素养的培育和养成的基础之上。因此，学生要刻苦学习和钻研所学专业的科技理论，全面熟练掌握所学专业的相关知识，形成宽厚的专业基础，加强本专业领域的逻辑思维训练和创新实践。同时，还应注意本专业领域与周边专业领域的学科交叉，主动涉猎和学习相关领域的科技知识，打造自身深厚严密的理论知识体系和掌握熟练的专业实验技能，从而为创新能力的形成奠定厚实的知识基础。在专业整体学习上要系统性地全面掌握，同时还要有意识地去追踪专业研究领域的前沿进展情况，为创新做好专业知识和能力储备。其三，要关注社会需求、科技和产业发展的前沿信息，结合社会发展和专业科技领域的发展不断培养自身的好奇心、创新兴趣和创新挑战精神。其四，要较好地掌握和运用互联网和计算机技术。在信息技术和互联网快速发展的今天，理工科专业大学生必须努力适应新兴科技和新兴产业迅猛发展所提出的更高要求，迅速学会通过互联网获取先进科技信息的技术手段，系统掌握先进的科技软件、大型仪器的测试原理和操作技能。其五，要积极参与并承担校内外各级大学生创新创业训练计划项目、科技创新竞赛以及教师的科研项目，加强创新实践，在科技研发中不断提升自身的创新意识、逻辑思维和发散思维。

（二）教师方面

在学生创新能力培养过程中，大学教师理应是先行者、领路人和托举者。不得不指出，虽然我国理工科高校众多，但是由于地区经济发展水平不同，建校历史积淀各异，很多理工科高校在创新型师资方面还很欠缺。在大力提倡创新型人才培养的今天，不难发现很多高校在教师的自身创新能力水平、创新激情、创新人才培养能力和技巧以及创新型师资团队建设方面还存在短板[4-5]。作为创新能力培养师生双方中最关键的人的要素，应用化学专业教师必须在以下几方面全方位提升自己，才能有力推动创新型人才培养。其一，作为当代理工科大学教师，对我国的创新型国家发展战略要有强烈的社会责任感、紧迫的时代感和大局意识，要紧跟国家发展需要，与时俱进，对现代社会产业革命和科技革命对高校创新教育的迫切要求有更高层次和更加清醒的认识，要积极承担起自身在创新型人才培养中的主体责任。其二，在专业领域方面，专业教师要放眼全球跟上国际前沿，不断精研和提升自身专业水平和专业创新能力，既要术业有专攻，又要紧跟时代发展，了解天下科技和产业发展大势。只有这样，才能在创新人才的培养上始终胜任传道、授业和解惑的重任。其三，在完成传授知识和服务社会的传统教学任务之外，要积极进行教学模式改革，主动摸索培养和提升应用化学专业大学生创新能力的教学方法和手段；潜心钻研课程教学、实验教学以及科研带动教学的创新路径，力争在各个教学环节中都渗透创新能力培育的内容，如在教学中始终鼓励学生的创新意愿、支持学生的创新实践活动。其四，专业教师要积极参加学校组织的师资提升进修培训项目，注重校内外的交流学习。“他山之石，可以攻玉。”专业教师应主动外出进行校际交流学习；在院系内部也要围绕创新能力培养目标梳理和制订专业教师的创新能力培养任务要求，并经常进行教学研讨交流；同时加强相关专业和交叉学科领域的创新交流。其五，专业教师要积极申报各级科研课题，加强校企合作科技攻关。这样做一方面，可以创造自身科研创新的物质条件，并提升自身的创新能力水平；另一方面，可为本专业学生的创新科研实践提供项目支撑，并让他们有机会接触行业创新技术产品、接收社会创新需求信息。

二、创新能力培养的软硬件建设

如果把创新型人才比喻成能够成长为国之栋梁的金丝楠木，高校就如同培育这些金丝楠木的苗圃。对于创新型人才的培养，高校的软硬件平台就如同一家优质苗圃必备的肥沃土壤、清洁水源、辛勤园丁、高效管理等条件，不可或缺。大多数省部级高校在实验室、数字文献资源等硬件方面，以及创新课程体系建设、校级创新能力培养集成体系建设、校内外协同创新能力培养体系建设、创新能力评价体系建设等软硬件平台方面都还存在很大欠缺和局限[6-7]。对此，应努力建立起贯穿大学生从入学教育到毕业离校的全流程跨专业的创新教育平台和培养体系。

（一）进行硬件创新平台及其支持系统构建

首先是现代大型分析测试仪器平台与先进的开放实验室研究平台的建设和运行管理；其次是国内外重要文献资料的购置和配备，比如重要电子数据库资源、重要的纸质书籍文献资料等；还有先进的科技软件，比如量化计算软件和化工设计软件等的购置。

（二）创新理念指导下的培养方案和课程体系建设，进行适应创新人才培养的教学模式变革

在课程建设方面，增设专业导论课，对学生进行专业创新的引导；对各门专业课进行教改设计，明确创新能力培养的模式、方法和内容；在毕业设计/论文立题环节突出创新能力培养的要求和审查。在实验教学环节进行综合实验改革，增加具备开放性、创新性、研究性的实验项目。在课堂教学上，广泛开展结合具体高新产品研发及其生产实际的讨论式、案例式教学模式改革，以培养学生的创新能力。研究创新人才培养的内在要求与规律，开设创新能力培养的公共课程。

（三）拔尖“双创”人才培养的组织建设

高校内设专门机构，负责组织、协调和帮助大学生参加挑战杯、“互联网+”、全国大学生化工设计竞赛等校内外的各级创新比赛，营造创新氛围，并建立起校内的创新成果评价和奖励服务体系，对大学生的创新活动进行价值肯定和激励。

（四）进行学科交叉平台和创新导师团队的建设

组建专业内学生创新活动的教师指导团队以及校内跨专业创新人才培养师资团队和协同创新培养平台，为大学生参加各种创新比赛和训练计划项目的创新实战提供强有力的智力支持[8]。

（五）建设和维护好高校内的创新中心、创客空间、大学生科技园及校企共建大学生创新孵化器等创新训练平台

这些创新平台不仅仅服务于向内的高校自立项目，更服务于以创新型大学生为主体而建立起来的广泛对外合作的载体和平台，从而容纳更多的学生和更多的创新项目，让更多的学生参与创新实践，这样才能充分发挥这些平台的教学功能和支撑作用。

三、创新能力培养提升的社会支持和互动体系建设与维护

创新型国家建设是全社会的举措，创新能力培养离不开良好的社会创新氛围，只有充分利用好社会资源，得到社会力量的支持，建立良好的校内外资源、信息和智力支持的交流互动，努力形成校内外协同创新合力育人的创新人才培养机制，才能更好地提升高校的创新能力培养效能。近年来，政产学研的深度交流合作和互动对于推动地区产业转型升级、科技进步和经济社会快速发展发挥着越来越重要的作用。在政产学研的深度合作中，无处不充满着贴近生产实际的创新思路、创新科技研发项目和创新生产实践。政产学研对大学生创新能力的培养起到强大的外部环境和支撑平台作用，创新育人尤其是大学生的创新能力培养自然不能脱离政产学研这样的社会合作链条[9]。

（一）高校发挥主动性

高校要依据自身的专业和学科特色、科研亮点、师资人才队伍优势以及人才培养特点，积极主动地对外衔接，广泛参与政产学研，努力构建长期稳定的校企合作联系和科技攻关平台，不断吸引外部的物质条件、高技术科技信息、社会需求信息以及智力支持等社会资源。高校广大教师个体也要广泛接触工厂企业，瞄准区域特色产业或具体企业的发展方向，凝练和深挖自身的科研主攻方向，主动建立更多的校企合作关系，在校企合作中融入学生创新能力培养，这样就可以在人才创新能力培养中助推企业产品和技术的科技攻关。

（二）社会全方位支持

第一，在利用社会资源尤其是校企合作途径来提升大学生创新能力的培养过程中，要多形式、多点面、全流程地推进。例如，从大学生入学到毕业期间都可以聘请企业专家或高级工程技术人员参与专业课程授课，以加强学生创新能力培养，鼓励并组织学生参与教师的校企合作项目，进行科研创新实践；在大二及大三年级，结合相关合作企业的工艺技术和主要产品进行创新教育；在毕业设计/论文环节，采用合作导师或者进驻合作单位参与科技攻关的形式，与企业或者研究机构进行接近生产和科技研发实际的创新能力培养。第二，要创造条件鼓励学生在完成专业课程学习任务的前提下，积极参与政府、企业和其他社会机构组织的各类与专业相关的创新创业竞赛。学生在各种“双创”比赛中相互借鉴和交流学习，也会在一定程度上取得“以赛促训”的创新能力培养效果。

（三）促进创新成果转化

促进大学生创新科技成果形成发明专利和学术论文等知识产权，促进创新成果的转化，并对内对外宣传展示，扩大影响，这样有助于营造大学生的创新学习氛围，增加政、产、研机构和社会各界对大学生创新能力培养的关注与支持。

四、创新能力培养效能评价和激励机制

创新能力培养效能的评价和激励可以为创新型人才培养提供衡量标准和指导。通过科学合理的评价和激励，一方面可以评判学生的创新能力是否得到了提升，达到了预期培养目标；另一方面可以为后续的创新教育改进提供指引，为大学生积极参与创新学习、创新科研以及参加各种创新比赛活动营造氛围。

理工科大学生创新能力培养的核心目标是育人，因此创新能力培养是一个长期持续的过程和系统工程[10]。大学生创新能力的形成是创新能力培养的内在本质的成果，而大学生参与创新科研项目、创新比赛等活动所获得的各种奖项、证书、知识产权、项目转化等结果则是创新能力培养成果的一种外在展现。前者决定后者，二者又紧密相连，都能反映创新能力培养的成效。有学者提出以科研产出为导向进行大学生创新能力培养，也有人提出侧重于育人为导向的创新能力培养模式[11]，二者本质上如同一枚硬币的两面，具有相辅相成、不可分离的关系。根据侧重点的不同，在大的评价概念上可能会分别形成以结果为重点或者以育人指标为重点的评价方法体系。但基于培育人才是高校创新能力培养的根本目标，创新能力培养成效的评价也必然是涉及创新精神、创新意识、创新思维能力、创新知识体系、创新实践技能以及创新成果产出的一个多维度的系统方法，既要注重创新活动的科技成果产出如获奖、荣誉证书、专利论文等，又要注重创新教育过程中的人才成长、人才内在素质和创新能力的形成。这就要求不同高校要根据自身的专业特色以及人才培养规格要求，并结合国内外创新人才培养的先进测量和评价方法[12]，开发出适合高校自身的创新能力培养评价方法和体系。可以针对不同专业，细化创新人才在创新能力方面的多維度多要素指标[13-14]，并综合大学四年学习阶段，覆盖创新教学、创新科研、创新比赛以及参与社会创新实践活动的诸多方面进行科学评价。

五、结语

高校创新人才培养承载着推动国家振兴和民族永续繁荣发展的重大希望和责任。大学生个人的人生理想追求和价值取向，高校教师的责任意识、创新能力和教学水平，大学的软硬件建设、组织协调和运行管理水平，社会资源对创新能力培养的支持和互动以及创新实践的评价和激励机制，都是决定理工科大学生创新能力培养提升的关键要素。同时，大学生创新人才培养又是一個长期的、需要不断改进的、受到多因素影响的并具有开放性的复杂系统工程。因此，无论是大学生个体、高校教师、高校管理体系还是社会组织机构，都应提高认识，积极发挥各自作用并长期努力，力争为早日实现我国创新型国家建设的跨越式发展做出贡献。

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［责任编辑：雷 艳］