土木工程学科研究生创新素质教育途径探析

2010-08-15徐士良

山西建筑 2010年22期

徐士良

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。随着社会和科技的发展,土木建筑物的规模、功能、造型和相应的技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,土木建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,要求土木工程学科的研究生具有较强的创新素质。

研究生创新素质的核心内容是创新意识、创造能力和创业精神[1]。研究生教育是高等教育的最高层次,它直接担负着培养高层次人才的任务。研究生的培养质量既是一个学校人才培养质量的标志,也是学校科学研究水平和创新能力的标志。钱学森认为[2]：“现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是‘冒'不出杰出人才,这是很大的问题。”

创新教育[3]是在全面发展的基础上,把学生置于学习的主体地位,激发学生的创造欲望,培养学生的创新思维,锻炼学生的创新能力,启发学生创造性的学与用和学以致用的教育过程。加强研究生创新素质教育是高等学校必须关注的重点工作,目前中国研究生教育在进入21世纪近十年时间内给世人的印象是规模剧增、品质下降、培养方式粗糙[4]。在培养土木工程学科研究生人才的一部分高等学校当中,目前还存在着研究生创新能力与社会需求和科学研究等不相适应的问题。本文根据作者在同济大学土木工程学院学习和科研实践的经验,对土木工程学科研究生创新素质的教育途径进行了探讨。

1 积极参与科研项目,投身创新实践

作者所在科研团队的科研项目有国家自然科学基金、973国家重大科研支撑计划和横向课题等,导师根据每个研究生的学习背景、知识结构、个人兴趣和特长等,鼓励学生积极参与相应的科研项目研究。在参与科研项目的过程中,学生在导师的指导下,必须查阅大量的国内外文献资料,全面了解与自己研究课题相关学科的研究现状、最新研究成果、发展趋势与动态以及未知的领域,为形成创新思维和把握科研创新点打下了坚实的基础。实际上,学生从事科研项目本身就是一个主动学习、主动更新知识的过程。在与导师合作的过程中,也可以从导师身上及时了解学科的新动态、新发展以及科研团队中别人的研究方向和成果。

作者在读博士期间,带领两名硕士和两名监测技术员,共同参与了《超大直径深竖井施工技术及稳定性研究》科研项目[5],并担任现场监测和科研指导负责人。该项目依托于秦岭终南山特长公路隧道通风系统主体工程即2号竖井。为了顺利完成科研任务,指导工程施工,作者查阅了大量的文献资料,包括加拿大地下核废料实验室URL、瑞典SKB实验室、法国高放射存储实验室HRL、岩爆判据以及岩体强度准则等最新研究成果。创新性的提出竖井超长段掘砌单行作业施工组织方式,采用脆性岩体双线性强度准则和双线性理想弹塑—弹脆本构模型进行了竖井围岩稳定性分析,并利用多次试验的强力复合掏槽硬岩爆破技术,在2007年10月创造了月成井80 m的全国纪录。在衬砌阶段,采用分瓣式液压滑升模板将井壁与中隔板一次性滑模成型,平均月滑模进尺200 m以上,最高月滑模进尺236 m,创造大直径深竖井分瓣式机械一体化连续滑模施工全国新纪录。

通过参与科研项目,明确了创新目标,激发了创新动力,提高了学生的创新能力。参与科研项目,能使学生了解真实的工程经验背景,优化知识结构,将工程创新能力与强烈的创新意识结合起来,为继续学习提供很高的起点和科学有效的方法。

2 鼓励学生多听学术讲座,开阔创新视野

土木工程学科要求研究生有较大的知识面,课堂教学对于系统学习知识来说是比较重要的,但是由于学生的好奇心、研究目标等不同,难以照顾到每一个学生的实际需要,难以考虑到每个学生的个性发展,影响学生创新素质的培养和提高。举办学术讲座,对研究生的创新素质教育是一种有益尝试和必要补充。

同济大学的研究生培养计划要求硕士生至少听4次以上学术讲座,博士生至少听8次以上学术讲座。每次讲座都有教务人员负责学生签名,并要求学生登录到自己的学习管理系统中,等待审核。学术讲座主要由本校的一些知名专家学者或者聘请国内外一些专家学者,对某一个研究领域的学术问题、技术问题等,围绕某个专题,面对师生进行充分地介绍传授和讲解。一般讲座的主讲都是大师级、教授级的人物,他们学识渊博,具有一定的人格魅力,并在某方面有所建树,有各自的新颖观点。

作者在同济大学学习期间,感受到土木工程学院非常重视学术讲座,每个星期都有几次精彩的讲座,让学生们受益颇多。比如美国工程院院士,英国皇家科学院院士,著名计算岩石力学专家,Itasca咨询集团公司软件开发总监Peter Cundall博士的学术讲座[6]：“A Numerical Model for Large-Scale Rock Masses” ,详细介绍了颗粒流软件PFC的特点、理论基础、本构模型以及新的成果和动态等内容。使学生熟悉了细观力学颗粒流方法的优点和使用过程,并就一些疑难问题现场进行提问和交流,激发了学生的学习热情和创新意识,为更好地进行科学研究打下了基础。

通过举办学术讲座,加强研究生对本学科研究领域、研究动态等相关信息的沟通和了解,这就有利于激发学生的创造灵感,促使学生思考自己的科研项目,并从中得到总结提高,对研究生拓展视野、活跃思维、发掘创新潜力有很大的帮助。

3 进行团队学术交流,营造创新氛围

当代科学技术发展的特点为综合化、一体化、体制化和全球化,科学技术革命深刻改变了人类社会的节奏和面貌,随着科学技术的进步、知识经济时代的到来,只有建立科研团队,进行高层次创新人才的培养,才能使科研工作后继有人,并能发挥集团军的作用,为科研工作夯实基础,逐步提升科研实力。科研团队[7]是由一定质量和数量的科研人员组成,为实现特定的科学研究目标,以科学研究为内容,以学科或科研项目为纽带而结合起来的组织。目前国内高校比较多的是师生共建型科研团队[8],师生团队关系比较简单,相互熟悉,容易协调管理,以科学技术研究与创新意识培养为实践内容,由知识技能互补,具有共同价值目标,在科研目标和工作方法中共担职责的在校学生与教师组成。

学术交流是指彼此把自己的有系统的、专门的学问供给对方[9]。一个人的思考往往受思维方式、角度和知识水平等限制,难以深入。通过学术交流,面对面的探讨,才使思考深化。广泛的学术交流,每个人都会得到多方面信息,认识到以往所认识不到的东西,必然会受到启发。国内外许多实践表明：学术交流在科研工作和人才培养中占有十分重要的地位,起着不可替代的作用。

通过团队内的学术交流活动,使得学生与老师、学生与学生之间能够进行充分的交流,找出科研中的关键问题,使得研究生可以正确开展科研项目研究,有助于科研项目的顺利实施,有利于科研成果的水平提升。研究生可以汇报自己论文选题的意义、可行性和预期目标等。导师可以根据汇报情况,就论文选题是否合适、有无创新点、所采取的技术路线和手段是否可行、是否能达到预期的目的以及研究生的工作态度和工作进展情况等提出改进意见和建议,并及时布置下一期研究的主攻方向,协调研究物质、试验设备和研究经费。通过这种有步骤的公开指导和监督检查可以不断促进研究生科研创新能力的提高和研究方向、方法的正确性。通过团队内的学术交流活动,营造良好的创新氛围,既可以切实加强对研究生论文的指导和控制工作,又能培养研究生勤奋刻苦的治学态度,提高学位论文的学术水平[10]。