土木工程學(xué)科研究生創(chuàng)新素質(zhì)教育途徑探析

徐士良

土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。隨著社會和科技的發(fā)展,土木建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應(yīng)的技術(shù)越來越大型化、復(fù)雜化和多樣化,所采用的新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)日新月異,節(jié)能技術(shù)、信息控制技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等日益與建筑相結(jié)合,土木建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術(shù)的復(fù)合載體。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用,要求土木工程學(xué)科的研究生具有較強的創(chuàng)新素質(zhì)。

研究生創(chuàng)新素質(zhì)的核心內(nèi)容是創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力和創(chuàng)業(yè)精神[1]。研究生教育是高等教育的最高層次,它直接擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)高層次人才的任務(wù)。研究生的培養(yǎng)質(zhì)量既是一個學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的標(biāo)志,也是學(xué)?？茖W(xué)研究水平和創(chuàng)新能力的標(biāo)志。錢學(xué)森認(rèn)為[2]：“現(xiàn)在中國沒有完全發(fā)展起來,一個重要原因是沒有一所大學(xué)能夠按照培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才的模式去辦學(xué),沒有自己獨特的創(chuàng)新的東西,老是‘冒'不出杰出人才,這是很大的問題?！?/p>

創(chuàng)新教育[3]是在全面發(fā)展的基礎(chǔ)上,把學(xué)生置于學(xué)習(xí)的主體地位,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性的學(xué)與用和學(xué)以致用的教育過程。加強研究生創(chuàng)新素質(zhì)教育是高等學(xué)校必須關(guān)注的重點工作,目前中國研究生教育在進入21世紀(jì)近十年時間內(nèi)給世人的印象是規(guī)模劇增、品質(zhì)下降、培養(yǎng)方式粗糙[4]。在培養(yǎng)土木工程學(xué)科研究生人才的一部分高等學(xué)校當(dāng)中,目前還存在著研究生創(chuàng)新能力與社會需求和科學(xué)研究等不相適應(yīng)的問題。本文根據(jù)作者在同濟大學(xué)土木工程學(xué)院學(xué)習(xí)和科研實踐的經(jīng)驗,對土木工程學(xué)科研究生創(chuàng)新素質(zhì)的教育途徑進行了探討。

1 積極參與科研項目,投身創(chuàng)新實踐

作者所在科研團隊的科研項目有國家自然科學(xué)基金、973國家重大科研支撐計劃和橫向課題等,導(dǎo)師根據(jù)每個研究生的學(xué)習(xí)背景、知識結(jié)構(gòu)、個人興趣和特長等,鼓勵學(xué)生積極參與相應(yīng)的科研項目研究。在參與科研項目的過程中,學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,必須查閱大量的國內(nèi)外文獻資料,全面了解與自己研究課題相關(guān)學(xué)科的研究現(xiàn)狀、最新研究成果、發(fā)展趨勢與動態(tài)以及未知的領(lǐng)域,為形成創(chuàng)新思維和把握科研創(chuàng)新點打下了堅實的基礎(chǔ)。實際上,學(xué)生從事科研項目本身就是一個主動學(xué)習(xí)、主動更新知識的過程。在與導(dǎo)師合作的過程中,也可以從導(dǎo)師身上及時了解學(xué)科的新動態(tài)、新發(fā)展以及科研團隊中別人的研究方向和成果。

作者在讀博士期間,帶領(lǐng)兩名碩士和兩名監(jiān)測技術(shù)員,共同參與了《超大直徑深豎井施工技術(shù)及穩(wěn)定性研究》科研項目[5],并擔(dān)任現(xiàn)場監(jiān)測和科研指導(dǎo)負(fù)責(zé)人。該項目依托于秦嶺終南山特長公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)主體工程即2號豎井。為了順利完成科研任務(wù),指導(dǎo)工程施工,作者查閱了大量的文獻資料,包括加拿大地下核廢料實驗室URL、瑞典SKB實驗室、法國高放射存儲實驗室HRL、巖爆判據(jù)以及巖體強度準(zhǔn)則等最新研究成果。創(chuàng)新性的提出豎井超長段掘砌單行作業(yè)施工組織方式,采用脆性巖體雙線性強度準(zhǔn)則和雙線性理想彈塑—彈脆本構(gòu)模型進行了豎井圍巖穩(wěn)定性分析,并利用多次試驗的強力復(fù)合掏槽硬巖爆破技術(shù),在2007年10月創(chuàng)造了月成井80 m的全國紀(jì)錄。在襯砌階段,采用分瓣式液壓滑升模板將井壁與中隔板一次性滑模成型,平均月滑模進尺200 m以上,最高月滑模進尺236 m,創(chuàng)造大直徑深豎井分瓣式機械一體化連續(xù)滑模施工全國新紀(jì)錄。

通過參與科研項目,明確了創(chuàng)新目標(biāo),激發(fā)了創(chuàng)新動力,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。參與科研項目,能使學(xué)生了解真實的工程經(jīng)驗背景,優(yōu)化知識結(jié)構(gòu),將工程創(chuàng)新能力與強烈的創(chuàng)新意識結(jié)合起來,為繼續(xù)學(xué)習(xí)提供很高的起點和科學(xué)有效的方法。

2 鼓勵學(xué)生多聽學(xué)術(shù)講座,開闊創(chuàng)新視野

土木工程學(xué)科要求研究生有較大的知識面,課堂教學(xué)對于系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識來說是比較重要的,但是由于學(xué)生的好奇心、研究目標(biāo)等不同,難以照顧到每一個學(xué)生的實際需要,難以考慮到每個學(xué)生的個性發(fā)展,影響學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。舉辦學(xué)術(shù)講座,對研究生的創(chuàng)新素質(zhì)教育是一種有益嘗試和必要補充。

同濟大學(xué)的研究生培養(yǎng)計劃要求碩士生至少聽4次以上學(xué)術(shù)講座,博士生至少聽8次以上學(xué)術(shù)講座。每次講座都有教務(wù)人員負(fù)責(zé)學(xué)生簽名,并要求學(xué)生登錄到自己的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中,等待審核。學(xué)術(shù)講座主要由本校的一些知名專家學(xué)者或者聘請國內(nèi)外一些專家學(xué)者,對某一個研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)問題、技術(shù)問題等,圍繞某個專題,面對師生進行充分地介紹傳授和講解。一般講座的主講都是大師級、教授級的人物,他們學(xué)識淵博,具有一定的人格魅力,并在某方面有所建樹,有各自的新穎觀點。

作者在同濟大學(xué)學(xué)習(xí)期間,感受到土木工程學(xué)院非常重視學(xué)術(shù)講座,每個星期都有幾次精彩的講座,讓學(xué)生們受益頗多。比如美國工程院院士,英國皇家科學(xué)院院士,著名計算巖石力學(xué)專家,Itasca咨詢集團公司軟件開發(fā)總監(jiān)Peter Cundall博士的學(xué)術(shù)講座[6]：“A Numerical Model for Large-Scale Rock Masses” ,詳細(xì)介紹了顆粒流軟件PFC的特點、理論基礎(chǔ)、本構(gòu)模型以及新的成果和動態(tài)等內(nèi)容。使學(xué)生熟悉了細(xì)觀力學(xué)顆粒流方法的優(yōu)點和使用過程,并就一些疑難問題現(xiàn)場進行提問和交流,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識,為更好地進行科學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。

通過舉辦學(xué)術(shù)講座,加強研究生對本學(xué)科研究領(lǐng)域、研究動態(tài)等相關(guān)信息的溝通和了解,這就有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造靈感,促使學(xué)生思考自己的科研項目,并從中得到總結(jié)提高,對研究生拓展視野、活躍思維、發(fā)掘創(chuàng)新潛力有很大的幫助。

3 進行團隊學(xué)術(shù)交流,營造創(chuàng)新氛圍

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的特點為綜合化、一體化、體制化和全球化,科學(xué)技術(shù)革命深刻改變了人類社會的節(jié)奏和面貌,隨著科學(xué)技術(shù)的進步、知識經(jīng)濟時代的到來,只有建立科研團隊,進行高層次創(chuàng)新人才的培養(yǎng),才能使科研工作后繼有人,并能發(fā)揮集團軍的作用,為科研工作夯實基礎(chǔ),逐步提升科研實力?？蒲袌F隊[7]是由一定質(zhì)量和數(shù)量的科研人員組成,為實現(xiàn)特定的科學(xué)研究目標(biāo),以科學(xué)研究為內(nèi)容,以學(xué)科或科研項目為紐帶而結(jié)合起來的組織。目前國內(nèi)高校比較多的是師生共建型科研團隊[8],師生團隊關(guān)系比較簡單,相互熟悉,容易協(xié)調(diào)管理,以科學(xué)技術(shù)研究與創(chuàng)新意識培養(yǎng)為實踐內(nèi)容,由知識技能互補,具有共同價值目標(biāo),在科研目標(biāo)和工作方法中共擔(dān)職責(zé)的在校學(xué)生與教師組成。

學(xué)術(shù)交流是指彼此把自己的有系統(tǒng)的、專門的學(xué)問供給對方[9]。一個人的思考往往受思維方式、角度和知識水平等限制,難以深入。通過學(xué)術(shù)交流,面對面的探討,才使思考深化。廣泛的學(xué)術(shù)交流,每個人都會得到多方面信息,認(rèn)識到以往所認(rèn)識不到的東西,必然會受到啟發(fā)。國內(nèi)外許多實踐表明：學(xué)術(shù)交流在科研工作和人才培養(yǎng)中占有十分重要的地位,起著不可替代的作用。

通過團隊內(nèi)的學(xué)術(shù)交流活動,使得學(xué)生與老師、學(xué)生與學(xué)生之間能夠進行充分的交流,找出科研中的關(guān)鍵問題,使得研究生可以正確開展科研項目研究,有助于科研項目的順利實施,有利于科研成果的水平提升。研究生可以匯報自己論文選題的意義、可行性和預(yù)期目標(biāo)等。導(dǎo)師可以根據(jù)匯報情況,就論文選題是否合適、有無創(chuàng)新點、所采取的技術(shù)路線和手段是否可行、是否能達到預(yù)期的目的以及研究生的工作態(tài)度和工作進展情況等提出改進意見和建議,并及時布置下一期研究的主攻方向,協(xié)調(diào)研究物質(zhì)、試驗設(shè)備和研究經(jīng)費。通過這種有步驟的公開指導(dǎo)和監(jiān)督檢查可以不斷促進研究生科研創(chuàng)新能力的提高和研究方向、方法的正確性。通過團隊內(nèi)的學(xué)術(shù)交流活動,營造良好的創(chuàng)新氛圍,既可以切實加強對研究生論文的指導(dǎo)和控制工作,又能培養(yǎng)研究生勤奮刻苦的治學(xué)態(tài)度,提高學(xué)位論文的學(xué)術(shù)水平[10]。

4 結(jié)語

研究生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。研究生創(chuàng)新能力不僅直接影響高等學(xué)校知識創(chuàng)新的水平,而且關(guān)系到國家未來整體創(chuàng)新能力。通過鼓勵研究生參與科研項目、多聽學(xué)術(shù)講座和進行團隊學(xué)術(shù)交流等途徑,可以把研究生的創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)工作落到實處,逐步提高研究生的創(chuàng)新能力。

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[2]朱清時.求解創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的困局[J].中國高等教育,2009(20)：4-6.

[3]薛 飛,王秋萍.如何培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究生的創(chuàng)新性探討[J].中國誤診學(xué)雜志,2007,7(27)：6547-6548.

[4]董云川.研究生教育質(zhì)量的反思與期待[J].高教發(fā)展與評估,2009,25(5)：62-72.

[5]同濟大學(xué).超大直徑深豎井施工技術(shù)及穩(wěn)定性研究報告[R].2009.

[6]Peter Cundall.A Numerical Model for Large-Scale Rock Masses.The Sun Jun Lecture,Tongji University,2008：10.

[7]殷鐵銘,李永安.高校創(chuàng)新型科研團隊建設(shè)初探[J].華東交通大學(xué)學(xué)報,2009,26(1)：126-129.

[8]閻世梁,張 華.師生共建科研團隊,構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺[J].實驗室研究與探索,2009(3)：8-11.

[9]張懷剛,張 波.學(xué)術(shù)交流在科研工作和人才培養(yǎng)中的地位與作用[J].青海農(nóng)林科技,2005(5)：41-43.

[10]王開松.科研選題創(chuàng)新性與研究生的培養(yǎng)[J].科技信息,2008(34)：195-196.