“工商融合”背景下研究生专业基础课程改革对学生创新能力的培养

张 轶

（浙江工商大学环境科学与工程学院 浙江·杭州 310018）

0 前言

随着社会的发展人类的进步，研究生的培养已成为普适化教育，很多单位的用人标准已经从本科学历背景提高到研究生学历，这也意味着社会上很多的工作越来越专业化、精细化，但也越来越多元化、交融化。因此对于研究生的培养也需要符合社会发展的需求，特别是提升学生创新能力的培养。对于工科研究生，工程创新能力的培养是学校教学过程中必不可少的一部分，如何通过课堂创新，提高工科学生的动手能力、工程能力、创新能力，为后期研究生学习，乃至于今后进入工作岗位的能力培养，是非常有帮助的。

而针对本校环境学院的环境专业研究生，在浙江工商大学的“大商科”背景下，研究生教学要将我校“工商融合”特色与环境工程专业特色结合，符合工程专业的要求，也要凸显环境专业的特色，一方面需要培养学生的专业素养，另一方面也需要培养有创新意识的环保工程师。因此对于专业基础课的设计非常重要，通过课程教学改革，培养学生的动手能力、思维能力和创新能力。本项目通过研究生“数理统计与数据分析”必修课进行专业基础课程多样化教学与实践探索，着重培养学生创新思维能力。这一门课程由原先的“实验设计与数据处理”演变而来，现在的授课更着重于数学统计等方面的应用，是一门偏理论的课程。如何将一门偏数学理论的课程改革成与环境专业相关的专业基础课，是研究的重点内容。

1 研究思路

我们知道，数理统计与数据分析在实际工作中的应用非常多，如统计学、心理学、金融、经济、财会等专业均需要用到大数据的统计分析，特别像现在的互联网+、云数据等等，均是对大数据的统计分析。那么在“大商科”背景下的环境工程研究生如何体现“工商融合”的理念，这门应用于商学、经济学、心理学等方面的数据分析课程如何凸显环境工程专业的特色，并在此基础上提升学生的创新能力和实际应用能力，需要进行案例化教学，突出专业特色，培养学生通过数学思维形式解决专业的实际问题的能力。

因此，在理论课程的过程中，应用大量的数据处理软件进行实际操作，常用的软件有 Excel、Matlab、SPSS、SAS 等，可进行数据处理、数学建模、编程分析、图像处理、数理统计、数据预测等。这类数据软件在很多领域都能应用，我们将这些数据处理软件应用到环境专业数据的处理上来，既让学生掌握理论知识，又能掌握软件操作技能，同时还能通过数据处理掌握专业数据分析的能力，了解今后专业发展的方向。

除此之外，课堂的理论知识和软件操作并不能完全体现这门课程的应用型价值，因此根据我们环境专业的特色，水、气、固等环保相关科研的性质，以及今后数据监测、科研、污染预测等工作岗位的需求，进行专题讲座和实践训练，从而将这门专业基础课应用于环境专业，具有环境行业的特色，并着重培养学生的创新能力。

2 课程教学改革与实践探索

2.1 理论知识

理论学习是课程的主要表现形式，但为了培养学生的主观能动性和思维创新性，课堂学习会相应减少教师的授课过程，而提高学生的课堂讨论和案例分析的过程，对于环境数据分析及算法理论学习，要求学生举一反三，通过一种类型的数据分析或算法介绍，能融会贯通，自主学习其他相关的分析方法及算法等。比如在方差分析中，在单因素方差分析的知识点后，要求学生对多因素方差分析原理及应用进行讨论，从而培养学生的实际应用能力。另外，为了体现“工商融合”的特点，我们在第一堂课上就会给学生讲解环境数据处理的实例，如在环境监测中的应用、环境大数据分析等，而这些内容与我们的国民经济息息相关，通过环境数据分析指导社会经济的发展方向，同时也可以通过环境分析寻找环境应用价值寻找商机。

2.2 软件应用

在软件运用方面，我们通过软件模型原理分析、软件应用、专业案例分析三步走，层层递进。比如，对于箱线图绘制，课堂上讲解了箱线图的概念，要求学生在课后自己查阅文献资料，寻找软件进行箱线图的绘制。学生能找到origin 软件、spss 软件、excel 软件、python 软件来进行绘制，说明学生能自主寻找相关的软件工具并进行学习。

但这还不足以培养学生的创新思维，我们通过课外大作业，要求同学分组讨论。比如进行SPSS 软件运用，首先要求学生进行理论计算，再进行SPSS 软件学习，通过实际大数据案例，如环境监测数据等，让学生进行数据分析，并通过数据分析获得某些结论，以求获得数据的掌握及分析过程。通过已有数据，每个组可以采用不用的数据处理方法、处理工具进行分析并获得不同的结论，这是一个发散性的题目，那么这一过程就是锻炼学生发散性思维和创新思维。

对于获得的实际案例的结论，又可以在课堂上进行分组讨论，也就是说最后得到的结果是可以为实际环境污染变化趋势进行预测，让学生的学习从书本知识飞跃到实际项目分析上，通过实践掌握数据分析和数理统计能力，同时通过理论知识的掌握也能具备实际运用和解决实际工程问题的能力，这也是“工商融合”意识的体现，加强实际经济效益的分析。通过课程的学习，掌握“数理统计与数据分析”中数据的处理过程，不仅可以为后续研究生科研做准备，也可以通过实践创新，为实际工程应用提供理论支撑，为社会经济发展提供环境数据分析。

2.3 实践创新

实践创新方面，更能凸显学生的创新能力培养。我们通过课堂讨论的形式，要求学生自主寻找环境相关的杂志阅读相关的文章，并分析文章中用到的软件模型，并能进行软件应用分析。很多同学都找了行内TOP 期刊进行文献阅读，并对很多专业软件进行讲解，如jade 软件分析已知、未知物，Artemis 软件分析，双误差棒绘制，design-expert 软件应用等等。可以将课程学习的内容引申到今后的科研，能灵活运用已有软件技术，通过数据分析进行反应机理讨论，能透过现象看本质，则是科研创新能力的体现，自我锻炼能力的提升。

除了课堂上学生学习知识之外，我们也鼓励学生组队参加学科竞赛，进行实践创新。通过指导研究生团队项目，可以培养研究生创新意识，现在很多的学科竞赛、研究生基金项目都很注重科研创新和科研项目的实际应用价值。老师在指导过程中就会有意识地指导学生运用已学的理论知识、模型软件等促进项目的开展。环境类专业研究生的项目很多涉及到前期的资料收集、实验设计、数据处理、数据分析及结果讨论，这里面运用到的数理统计与数据分析手段非常多，有很多优秀的研究生能通过数据分析提出数学模型，那就是一个理论层面的提升，极大地体现了学生的创新意识和创新能力。通过课程的学习将知识运用到实践中，并能获得创新性的实验成果；通过与学生讨论分析项目实际应用价值和研究价值，也培养了学生对项目的实际应用及经济价值的分析能力，以及学生商科经济思维能力。

课程中数据处理、软件应用的学习，为后续科研工作打下了良好的理论基础，好的软件技术应用在科学研究中，能大大提高科研文章的质量，从实验现象获得机理研究的分析，是质的飞跃，要在高影响因子的期刊发表文章，需要透过现象看本质，从实验到理论的深入分析才能提高学生的创新思维能力，而不仅仅停留在实验现象的表述过程中，这也是我们课程改革的目的，将书本知识运用到实践和科研中去，体现出学生的创新能力也体现出科研实践的创新性和实际应用价值。

3 结论与展望

针对本次教学改革探索，主要从理论知识、软件应用和实践创新三个方面进行分析，培养学生的创新能力，并牢牢结合学校的“工商融合”特点，在课堂及实践过程中强调实际经济效益分析，能将环境数据分析应用于社会经济发展，指导社会经济的发展方向和环境应用价值。后续课程改革仍需加强研究生的创新能力培养，初步的思路包括以下几点：

（1）实际案例的应用。后期我们可以扩大分析的范围，让学生分组进行水、气、固等多方向的污染源数据分析，不受框架模式的限制，自己寻找合适的数学模型进行实际问题分析，从而提高学生的数据分析能力，极大锻炼学生的创新思维能力。

（2）环境问题追踪。在课堂上增加讨论案例，要求学生针对某一个全球环境问题进行长期数据追踪，通过10-20年或更长时间的数据收集，进行某类环境问题的数据处理及分析，并能提出自己的观点，提出解决的对策或推演环境问题的发展趋势，从而培养学生分析问题解决问题的能力，也是培养学生发散性创新思维的一个途径。

（3）学生长期溯源。由于课堂教学的时间有限，在科研过程中创新能力也是非常重要的，可针对研三学生进行数据统计，从而评估在科研过程中数理统计与数据分析能力是否有应用到后续科研中并得到提升，在科技论文及毕业论文中是否能体现这门课程的实际应用价值，从而反馈课程的改进，弥补不足，为课程的发展不断提供新的思路和想法。