依托科技創(chuàng)新基地培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力

陳貢聯(lián)，李曉克

（華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院，鄭州450045）

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依托科技創(chuàng)新基地培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力

陳貢聯(lián)，李曉克

（華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院，鄭州450045）

摘 要：土木工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是本專業(yè)教育工作的重要組成部分，而目前我國的高等教育普遍存在著重視知識教育，忽視素質(zhì)和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的現(xiàn)象。基于此，華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院成立了大學(xué)生科技創(chuàng)新中心，以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。文章分析了大學(xué)生科技創(chuàng)新對學(xué)生自身發(fā)展的有益作用，認(rèn)為大學(xué)生科技創(chuàng)新可促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和表達(dá)能力。介紹了對培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的一些思考和實踐。從案例實施效果上看，通過相關(guān)培養(yǎng)，學(xué)生的能力有了較大的提高。

關(guān)鍵詞：土木工程；大學(xué)生創(chuàng)新；教學(xué)方法

對于土木工程專業(yè)來講，大學(xué)作為土木工程師培養(yǎng)的搖籃，需要培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高、適應(yīng)性強、創(chuàng)新能力強的人才。而目前我國的高等教育普遍存在著重視知識教育，忽視素質(zhì)和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的現(xiàn)象。大學(xué)生普遍存在基本理論比較扎實，但觀察分析能力差，獨立解決實際問題的能力差的問題。這種現(xiàn)象對土木工程專業(yè)學(xué)生的影響尤為明顯。因此，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神、動手能力、表達(dá)能力，顯得尤為重要。

1 創(chuàng)新實踐與學(xué)生綜合素質(zhì)的提高

1.1 創(chuàng)新能力

土木工程專業(yè)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是指運用專業(yè)理論知識，在土木工程領(lǐng)域不斷提供具有經(jīng)濟(jì)價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力［1］。大學(xué)生創(chuàng)新項目的申請者一般要求學(xué)生基礎(chǔ)較好、學(xué)有余力、善于獨立思考、實踐動手能力強，對科學(xué)研究、科技活動或社會實踐有濃厚的興趣。具有一定的創(chuàng)新意識和研究探索精神，具備從事科學(xué)研究的基本素質(zhì)和能力。

從筆者近年來所指導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新項目及結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽的項目來看，學(xué)生的思路較廣，創(chuàng)新點比較多，常常有意想不到的收獲。例如2012年，我院所指導(dǎo)的第六屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽取得了唯一的最佳創(chuàng)意獎（圖1）。

1.2 動手能力

具備較強的動手能力是對土木工程專業(yè)學(xué)生的基本要求。一個模型的制作，一個軟件的應(yīng)用，甚至一個Excel表格的制作和簡單計算都會鍛煉學(xué)生的動手能力。在實際動手操作中，可以檢驗理論研究的正確性，能及時發(fā)現(xiàn)問題，糾正錯誤，保證創(chuàng)新成功。還可以通過操作過程中的偶然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的創(chuàng)新機會，實現(xiàn)更大的突破。

圖1 吊腳樓建筑抵御泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害

以結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽為例，學(xué)生所做模型的材料基本為白卡紙、竹皮、木材等，所做模型從方案的初定到逐步修改，多數(shù)需要數(shù)十個模型的制作，從模型的整體受力性能到節(jié)點細(xì)節(jié)的構(gòu)造、桿件定位、均勻而少瑕疵的截面尺寸等，通過相關(guān)的模型制作，學(xué)生具備了相當(dāng)強的動手能力，而這能力正是學(xué)生書本上學(xué)不到的（圖2）。

1.3 團(tuán)結(jié)協(xié)作精神

土木工程大學(xué)生創(chuàng)新項目組一般由3～5名學(xué)生組成，因此在項目的進(jìn)行中需要學(xué)生分工合作。在此過程中，每一位參賽學(xué)生要提出自己的思想，同時注重交流，相互了解，共同完成任務(wù)；具有團(tuán)隊精神，成員之間分工明確、配合默契，才能取得較好的成績。在此過程中，有的同學(xué)動手能力較強，有的計算能力較強，而有的手工較為細(xì)膩，都可充分發(fā)揮他們的長處（圖3）。

圖2 學(xué)生在進(jìn)行創(chuàng)新模型的制作和創(chuàng)新試驗

圖3 學(xué)生在合作進(jìn)行創(chuàng)新試驗

1.4 表達(dá)能力

無論創(chuàng)新試驗、創(chuàng)新性的科研項目還是創(chuàng)新競賽，都需要學(xué)生較好的表達(dá)能力，主要包括書面表達(dá)和口頭表述。

書面表達(dá)主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽計算書、結(jié)題報告或者研究報告中。在編寫相關(guān)書面報告時考驗學(xué)生的行文功底，鍛煉了科研性報告的寫作能力和技巧。這些都與他們所做作業(yè)不同，每一句話甚至每一個標(biāo)點符號都需要仔細(xì)斟酌。通過類似訓(xùn)練可大大提高學(xué)生的寫作能力。

口頭表述體現(xiàn)在結(jié)題時或競賽時面對評委的答辯環(huán)節(jié)（圖4）。口頭的表述首先需要學(xué)生克服恐懼心理，在表述過程中從對語言的組織到整個項目的匯報流程都需學(xué)生爛熟于心，需要學(xué)生做出簡潔、明了又能讓評委聽懂的匯報。在對評委的答辯階段，考驗了學(xué)生的應(yīng)變能力和口頭表達(dá)能力。事實證明，通過一個項目的培養(yǎng)，都會極大地提高大學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐表達(dá)能力。

圖4 選手在答辯

2 大學(xué)生創(chuàng)新中心的建立

華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院一貫重視大學(xué)生創(chuàng)新工作，近年來先后組織參加全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽、全國大學(xué)生混凝土材料設(shè)計大賽、全國大學(xué)生周培源力學(xué)競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生水利設(shè)計大賽、國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目、校級大學(xué)生創(chuàng)新試驗項目等多項賽事，并在國家級、省級、校級多層次獲獎，展現(xiàn)了我院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的風(fēng)采。為更好地組織和管理我院的大學(xué)生創(chuàng)新活動，2013年我院成立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心，更好地為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)，開啟了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)和管理的新篇章。中心是我院本科生科技創(chuàng)新活動的平臺，主要負(fù)責(zé)推動我院大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的發(fā)展和各項相關(guān)學(xué)科競賽的籌辦、組辦工作，為同學(xué)們進(jìn)行科技創(chuàng)作及學(xué)術(shù)交流創(chuàng)建造良好空間和氛圍。

中心的目標(biāo)原則是：1）“學(xué)以致用”，積極發(fā)展第二課堂，提升第一課堂，促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力鍛煉；2）開展大學(xué)生學(xué)術(shù)活動和科研活動，活躍學(xué)術(shù)思想，提高學(xué)術(shù)水平和科研能力；3）組織開展課題研究及科技競賽，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技開發(fā)、工藝改進(jìn)等研究工作，推動學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力培養(yǎng)；4）舉辦學(xué)術(shù)報告會、科普座談會，提倡學(xué)術(shù)爭鳴，活躍我院本科生學(xué)術(shù)氛圍。2.1 項目的啟動、組織和管理

以筆者的指導(dǎo)經(jīng)驗，大學(xué)生創(chuàng)新活動一般以大二和大三的學(xué)生為主，大一學(xué)生對專業(yè)知識接觸太少，還沒有專業(yè)概念，大四學(xué)生有就業(yè)和考研的壓力，積極性不高。大二和大三的學(xué)生由于具有專業(yè)知識，同時有充足的時間去做相關(guān)的項目，且可爭取相關(guān)的創(chuàng)新學(xué)分，因此大二和大三的學(xué)生就成了創(chuàng)新項目的生力軍。

土木與交通學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新中心對大學(xué)生創(chuàng)新項目的組織和管理具體體現(xiàn)在以下幾點：1）接收國家級和省級等大學(xué)生相關(guān)創(chuàng)新競賽的文件，組織相關(guān)學(xué)生和指導(dǎo)教師開展項目；2）組織和開展相關(guān)專業(yè)校級大學(xué)生創(chuàng)新競賽和創(chuàng)新試驗等活動；3）匯總和評審相關(guān)的學(xué)院級大學(xué)生創(chuàng)新項目向?qū)W校推薦；4）為學(xué)生提供創(chuàng)新試驗和相關(guān)項目的場所。我院大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽已經(jīng)有國家級、省級、校級三個層面的參賽經(jīng)驗；還有力學(xué)設(shè)計大賽、混凝土材料設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯、全國水利設(shè)計大賽等，多層次、多專業(yè)、多角度培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 項目課題的選擇

創(chuàng)新課題從來源上大致分兩部分：一種是確定性的課題，如結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽、混凝土設(shè)計大賽等；第二種是自主性的課題，如大學(xué)生創(chuàng)新性試驗項目。

對于自主性的課題，大學(xué)生創(chuàng)新性項目的選題原則為：注重實效，強調(diào)學(xué)生在項目實施過程中創(chuàng)新思維和實踐能力方面的收獲，重點資助選題科學(xué)、思路新穎、具有創(chuàng)新和探索性、研究方案及技術(shù)路線可行、實施條件有保障的項目［3］。

在選題過程中，對短期內(nèi)有實效的課題較為重要，其實效度的把握需要指導(dǎo)教師進(jìn)行方向性的引導(dǎo)。在學(xué)生創(chuàng)新過程中，他們提出了一些創(chuàng)新點，如建筑沉降監(jiān)測、混凝土材料的耐久性試驗等，這些項目都不是短期內(nèi)能見到效果的，如在項目結(jié)項時還未見到成效，則會打擊學(xué)生的積極性。

2.3 重視指導(dǎo)教師與學(xué)生的關(guān)系

創(chuàng)新項目以學(xué)生為主體，因此科技創(chuàng)新要充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性，整個創(chuàng)新過程由學(xué)生自主完成。在此過程中，學(xué)生從方案的初定、方案的優(yōu)化、計算機分析、多次試驗、計算書或研究報告的形成，直至答辯階段都需要充分尊重學(xué)生的主體地位。在此過程中，學(xué)生需要在牢固的基礎(chǔ)知識的前提下發(fā)揮自己的創(chuàng)新意識，學(xué)生既有挑戰(zhàn)又有壓力，反過來又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在學(xué)生的創(chuàng)新過程中，指導(dǎo)教師的作用至關(guān)重要。指導(dǎo)教師要充分尊重學(xué)生的創(chuàng)新意愿，如各個同學(xué)的分工、學(xué)生提出的創(chuàng)新點等。教師除在選題過程中需要把握大方向外，還需為學(xué)生制定較為合理的研究方法和路線。另外，要充分發(fā)揮學(xué)生的積極性，不要將課題或者相關(guān)的內(nèi)容定得太死而讓學(xué)生失去科研的激情。

對于自主性的選題，將教師的科研與教學(xué)結(jié)合，帶領(lǐng)有興趣的學(xué)生做相關(guān)的創(chuàng)新項目是一個較好的方向。教師對相應(yīng)的工作基礎(chǔ)有較好的積淀，同時對創(chuàng)新點較為明確。因此，在指導(dǎo)學(xué)生做相關(guān)創(chuàng)新項目時就顯得游刃有余。

3 案例實施效果

3.1 取得的成績

由于學(xué)院的重視，土木與交通學(xué)院從2006年以來在大學(xué)生創(chuàng)新項目的培養(yǎng)及大學(xué)生相關(guān)競賽中取得了不菲的成績（表1，圖5）。在大學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和由此所帶動的學(xué)習(xí)成績的提高等方面都有幫助。

表1 華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院近年來大學(xué)生創(chuàng)新成果

圖5 學(xué)生在創(chuàng)新競賽現(xiàn)場

3.2 對學(xué)生的培養(yǎng)效果

通過大學(xué)生創(chuàng)新活動，學(xué)生的創(chuàng)新意識明顯增強，動手能力有較大提高，團(tuán)隊精神明顯增強。參加相關(guān)的競賽也可增加學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分，這對今后學(xué)生的工作或者讀研都有較大的幫助。由于相關(guān)活動的評委有很多是工程單位的負(fù)責(zé)人，出現(xiàn)了很多當(dāng)即要求學(xué)生進(jìn)其單位工作的意向，這也帶動了學(xué)生的就業(yè)，使得創(chuàng)新活動成為雙贏。

4 展望

依托大學(xué)生創(chuàng)新基地對大學(xué)生創(chuàng)新活動的管理和大學(xué)生的培養(yǎng)都已取得良好的效果。筆者認(rèn)為，大學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)還有待從以下方面加強：

1）需要教師有意識的培養(yǎng)，培養(yǎng)可以包括兩個方面：在創(chuàng)新活動中的培養(yǎng)；在課堂中培養(yǎng)，把自己科研中的新進(jìn)展向?qū)W生介紹，在課堂中潛移默化地提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。

2）從獎勵機制上重視大學(xué)生創(chuàng)新，充分調(diào)動大學(xué)生的積極性。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳俊嶺，黃皇.結(jié)構(gòu)模型競賽在土木工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用［J］.高等建筑教育，2014，23（2）:103-107.

［2］程遠(yuǎn)兵，陳記豪，尹曉飛.抗泥石流沖擊吊腳樓房結(jié)構(gòu)競賽模型設(shè)計［J］.力學(xué)與實踐，2013，35（4）:91-94.

［3］文永奎，盧文良，楊麗輝.基于研究型教學(xué)的土木工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新實驗活動的探討［J］.高等建筑教育，2009，18 （6）:122-125.

（責(zé)任編輯：王彥永）

Cultivate Students Relying on Science and Technology Innovation Innovation Ability

CHEN Gonglian，LI Xiaoke
（School of Civil Engineering and Communication，North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou 450045，China）

Abstract:The cultivation of innovative ability of college students in civil engineering is an important part of the professional education.At present，there is a widespread emphasis on knowledge education，neglect the quality and the cultivation of innovative consciousness in higher education in China.So，in order to develop students'in?novation ability，the college students'science and technology innovation center was founded in School of Civil Engineering and Communication，North China University of Water Resources and Electric Power.In this paper，the beneficial effect of college students'scientific and technological innovation on students'development is analy?sised.It is believed that students'scientific and technological innovation can promote the students'innovation ability，practical ability and the spirit of unity and cooperation.Also，some thoughts and practices on cultivating and improving students'innovation ability are introduced.From the effect of the implementation of the case，through the relevant training，the students have a greater ability of improvement.

Key words:civil engineering；college students'innovation；teaching method

中圖分類號：G420

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1673-2928（2016）02-0097-04

收稿日期：2015-09-19

基金項目：2012年河南省高等學(xué)?！皩I(yè)綜合改革試點”項目（教高〔2012〕859號）：土木工程。

作者簡介：陳貢聯(lián)（1980-），男，河南虞城人，華北水利水電大學(xué)講師，同濟(jì)大學(xué)博士，主要研究方向：混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)及其抗震。