本科生科研训练与创新型土建类卓越人才培养模式改革实践研究
2017-03-11熊孝波丁锦宏吴坤王柳生龚德书葛文璇黄泽
熊孝波 ,丁锦宏 ,吴坤 ,王柳生 ,龚德书 ,葛文璇 ,黄泽
(1.南通大学建筑工程学院,江苏南通 226019;2.南通大学教育科学学院,江苏南通 226019)
创新型人才是我国建设创新型国家的根本,大学生科研是培养大学生创新能力的有效手段,因此,高等学校是培养创新型工程人才的前沿阵地。我国《高等教育法》第十六条第二款从法律上强制规定了高校有培养学生从事本专业实际工程工作能力和初步科学研究能力的基本义务。
教育部《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》强调要努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力。让学生参与到各种类型的科学研究中来,培养学生的初步科研能力是大学本科教学改革的重要内容。当前,越来越多的高校已意识到大学生参与科研训练的重要性,因此,加强大学生创新能力的培养一直以来都是高等教育研究的主题之一。
1 本科生科研的缘起
1969年,麻省理工学院MargaretL.A.MacVicar受到EdvinH.Land的启发,创设了“本科研究机会计划”,这是全美最早的本科生科研训练。90年代,伯克利开始设立专项资金对本科生科研进行资助,伯克利于1997年成立了本科生研究办公室。本科学生参加科学研究对培养创新人才具有非常重要的作用,这个方面的认识已逐渐引起我国高校的极大注意。
目前,我国开设工科专业的本科高校有上千所,高等工程教育的本科在校生达到371万人。我国教育部在2009年制定了卓越工程师培养计划。教育部在2010年最终遴选了第一批61所学校进行具体实施“卓越工程师教育培养计划”。潘懋元研究指出高等教育是一个复杂的、多层结构的开放系统,必须从不同的学科观点,运用不同的学科方法,才能比较全面和深入地理解高等教育,掌握高等教育的内外部关系规律。多学科的高等教育研究,具有重要的方法论意义。丁邦平研究提出了接受式、发现式和建构式等三种科学探究教学方法。
我国教育部门,北京大学、清华大学、浙江大学、南京大学和中国科学技术大学等国内一流高校已经这方面的工作给予了一定重视,教育部门有国家级、省部级等各种类型的创新科研项目对本科生进行资助。很多高校要求本科生完成毕业论文,通过导师认真的科学的指导,让学生完成毕业论文使得本科生受到一定的科研训练能够完成一篇文献综述,使学生能加入教师的研究工作中,也支持学生的自主科研项目。学校鼓励积极参加校团委管理的课外科技活动,参加全国“挑战杯”等。本科生科研正在成为本科生教育改革的一个重要趋势。与国外和重点大学相比,笔者在这些方面的实践探索和经验积累时间只有8年,取得了一定的经验,但需要进行重点研究以改进提高笔者这方面的工作,这是非常有价值和意义的。
石家庄铁道学院李向国等通过采取加强新生专业教育、实行导师制、不断深化课程建设、开展多种形式的科技活动、毕业设计(论文)与科研相结合等多项措施,提高了本科生的创新能力。西安工业大学建筑工程学院王睿等指出,高等教育已形成理论教育、实践教育、创新教育相结合的培养模式,这将有助于本科生养成良好的科研习惯,并为开展创新性科研奠定基础。同济大学高等教育研究所高桂娟,陈乐借鉴加州大学伯克利分校在促进本科生科研方面的成功经验,始终以培养学生科研能力与探究精神为导向,中国高校应在教师发展制度的设计及“学年式”学分制上进行变革,以提高本科生的科研水平。
2 本科生科研项目的基本类型
本科生科研训练可以分为三种,一种是学生参与以教师为主的研究小组,担任导师的研究助手;第二种是学生根据自己构思的研究内容和研究方案,向学校提出研究资金申请。这些申请可以包括研究性项目以及公众服务性项目等,项目资助领域主要可以为自然科学和工程科学等。第三种是指导学生进行毕业论文的研究工作,学生进入毕业论文阶段,学生必须树立起从事科研工作的思维适应科研工作的工作流程和工作方法,这一步是基础。对于本科学生而言,因为其知识和经验都有限,指导教师必须把握好毕业论文题目的分层次关联性、数量与质量、难度与广度的关系。教师一定要耐心听取学生发表的意见和建议,有时候,学生的想法比较奇特,指导教师也应该尽量引导学生实现自己对问题的再认识。
3 本科生毕业论文及参加科研的启迪和成才受益
广东工业大学建设学院的王华讨论了大学生科研在本科生培养中的几个重要作用,包括有助于培养学生对所学专业的兴趣,有助于培养学生多渠道获取知识的能力,有助于培养学生自主学习和创新的能力,有助于增强学生的竞争力,有助于提高教师科研方面的创新成果。并且结合大学生科研的特点,针对大学生科研的实施环节提出了一些有益的建议。
本科生参与研究有助于学生们发展人际关系,增进彼此团队意识,促进人与人之间的交流与合作。参与研究可以增加研究经验与工作经验的积累,通过参加科研训练,本科生可以有机会完成毕业论文或发表文章,取得一定的成就感和获得感,以及增加自己未来人生出彩的机会。
做好毕业论文要依靠前期积累,需要各种途径共同发挥作用。毕业论文是培养学生科学方法、创新精神等综合素质的重要途径。
毕业论文阶段是培养毕业生科研素养最重要也是最后的环节,毕业生的科研能力会影响到用人单位对学校培养学生质量的评估。提出科研问题是本科生应该必备的基本素质。本科毕业论文一般都是教师指定题目,而学生选题。学生选题后,指定5篇有代表性文献给学生10天左右的时间仔细阅读,使其对所选题目有一个了解。认真教会学生查阅参考文献和研读参考文献,通过恰当的引导,让学生能够对所读文献进行分析和综述,并要求他们写开题报告。学生们根据自己的文献综述及感悟,得出来自己为什么要做这个题目以及初步打算如何做。
4 基于研究性学习的主要专业课程群的修订和教学大纲的完善
北京交通大学王永生等本科生科研训练活动是高校教学质量与改革工程,这有利于培养高素质创新人才,并推进人才培养模式改革。以大学生本科毕业论文和创新性计划项目为载体,科学地构建起大学生科研训练,自主创新实践长效机制,重视基于跟进式教育理念,激发学生的创新思维,提高实践创新能力,为我国高等工程教育培养出更多的21世纪创新型人才。
本科生科研训练已成为当代高等教育发展的主要手段,从本质上讲,是教学的一种形式。把本科生科研活动与课程一起排进日常教学计划中。明确本科生科研是教学的必要部分。本科生科研已成为高校教学的必要组成部分。本科生科研将会成为我国高等教育愈加明显的特征。组织全面制定主干课程与重要基础课程研究性教学大纲时,高校应该对现有教学管理模式进行改革,并完善各方面等内容,并进行分层次教学,修订完善创新型人才的本科培养方案,形成教育教学理念和创新能力培养并落实培养方案之中,构建科研训练与创新实践的长效机制。
在本科生研究性课程设置和安排方面,高校应该从人才培养的全局出发,在创新人才培养方案中对学生的科研能力和创新能力培养进行整体优化顶层设计,整合并优化专业基础课和专业课的课程群体系,建立专业主干课程群。施行小班授课和研究性教学。留出学生更多的自主学习时间,以及参加科学研究的时间,制定相应的课外科技活动和学习学时的要求。
笔者结合自己十余年的教学经历,依托土力学、工程地质、路基工程、基础工程、地下结构工程和建筑工程事故分析与处理等精品课程和教材建设的实践,通过改善教学方法和授课方式,充分运用各种现代科学技术方法、结合国家重大工程建设的重大实例,开展工程应用案例的非线性分析、复杂性分析和启发式教学,对培养基本功扎实深厚、具有创新意识和能力的现代工程技术人才起得了较大的推动作用。熊孝波结合自己的教学与科研实践,运用灰色理论、系统工程方法、模糊数学、神经网络等方法,结合自己的国家自然科学基金项目(40962005)和(2011-k3-36)等省部级课题进行了个人经验式的人才培养,使得受到培养的学生具备了一定的分析复杂土木工程问题的能力。指导学生先后写作发表了10余篇科研论文,有10余人进入985和211等高校进入研究生阶段的学习。
5 结语
通过主干课程的研究性教学和毕业论文指导等研究性教研教育活动,让学生能够对工程条件和工程问题进行深入分析,并作出合理的评价,可以培养科学的思维方法,效果十分明显。对培养基本功扎实、具有创新意识和能力的现代工程技术人才起得了较大的推动作用。这类教学活动是研究性学习的一种尝试,通过探索过程促进学员学习方式的改变,提高了学生们发现知识能力。
工程案例与分析问题能力的培养。高等院校的职能包括教学、科研和社会服务,培养创新型人才离不开这三个方面。在当今高等工程教育中,传授知识和发现知识更应该融合。通过传授知识为主的教学 、发现知识为主科研和服务工程实践的社会服务,这样才能够全面支撑起新时代创新型人才培养的平台。笔者从 2009—2016年,采用案例教学的方式,进行了研究性教学的科研理念方式走进本科生课堂的局部教学活动。这样可以让学生了解学科前沿研究成果,使知识的交流与发现、教与学、教学与科研得到有效整合,以工程问题研究为核心,进行思维方法的训练,培养学生学术研究的系统思维能力和模式。笔者通过探索本科教学在传授知识的教学过程中如何融入发现知识的探究以促进学生们发现知识能力的培养。
采取以工程案例为导向,引导学生进行探索式学习的教学模式,将传授原理、知识与研究方法等培养结合起来,帮助学生逐步建立起创新思维的系统性和创造性,构建本科生科研训练体系,使大学生科研训练和创新实践贯穿人才培养的全过程。
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