以項目和競賽為依托的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實踐

蘇磊，武文彬

（南京工業(yè)大學(xué)，江蘇南京 211816）

隨著中國特色社會主義進入新時代，高等院校作為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要陣地，其創(chuàng)新教育的科學(xué)性和系統(tǒng)性對于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)具有更為重要的影響[1]。高校創(chuàng)新教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具備創(chuàng)新意識、 創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才，即培養(yǎng)具有開創(chuàng)個性的人。包括首創(chuàng)精神、冒險精神、創(chuàng)新能力、獨立工作能力以及技術(shù)、社交和管理技能[2]等。高校的創(chuàng)新實踐是高等教育創(chuàng)新體系的重要組成部分，創(chuàng)新實踐肩負著培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的任務(wù)，發(fā)揮著其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用[3]。該文著重闡述以高校創(chuàng)新項目和競賽為依托進行的大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和實踐的研究和成效。

1 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵及難點

目前，我國大學(xué)生創(chuàng)新能力主要是通過大學(xué)生創(chuàng)新項目、競賽、課外科技作品、創(chuàng)新性畢業(yè)課題和參與的科研課題等實踐活動來進行鍛煉和培養(yǎng)。參與項目的學(xué)生有來自四個年級的本科學(xué)生，其中主要為大二和大三的學(xué)生，因不同階段本科生在綜合素質(zhì)、能力和知識儲備方面的差異較大，老師在帶領(lǐng)學(xué)生開展創(chuàng)新性課題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程也面臨諸多困難。表現(xiàn)如下：

（1）中國原有教育體制和教學(xué)模式制約了學(xué)生的創(chuàng)新能力[4]；（2）學(xué)生對創(chuàng)新性課題缺乏認(rèn)知和經(jīng)驗，且在課題選題、 研究思路和方法上都缺乏訓(xùn)練和積累；（3）不同階段本科學(xué)生的知識儲備和綜合能力差異較大，創(chuàng)新能力培養(yǎng)要具有階段性和針對性，需要漸進、科學(xué)、系統(tǒng)地研究和實踐，這增加了培養(yǎng)的難度和復(fù)雜性；（4）不同階段本科學(xué)生的人生規(guī)劃、目標(biāo)和參與項目的動機都會影響學(xué)生在創(chuàng)新課題中投入的精力和時間，從而影響課題研究的深度；（5）學(xué)生在個性、喜好、執(zhí)著和堅韌性上的差異若不能充分認(rèn)知、調(diào)動和協(xié)調(diào)，會增加團隊在項目開展中的難度，帶來負面影響。

綜上因素都給學(xué)生進行創(chuàng)新性課題的開展和實踐帶來了較大困難，因此，進行大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和實踐要注重培養(yǎng)方案的針對性、漸進性、科學(xué)性和系統(tǒng)性。

2 創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式及培養(yǎng)內(nèi)容

創(chuàng)新能力和創(chuàng)新實踐培養(yǎng)中需根據(jù)不同階段學(xué)生進行針對性分析，制定分階段培養(yǎng)內(nèi)容和實踐方案，通過漸進式培養(yǎng)模式，逐步提高學(xué)生在項目開展過程中的創(chuàng)新思維、綜合能力和素質(zhì)，并在實踐的過程中反復(fù)運用和強化。同時要注重激發(fā)出每個成員的熱情和特長，培養(yǎng)成員的分工、協(xié)作能力，使團隊合作發(fā)揮更大優(yōu)勢。創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具體包括：查閱資料、提煉內(nèi)容、獨立思考、溝通交流、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維、實驗動手、理論建模、軟件分析、動畫和PPT 制作、講演和推銷、團隊協(xié)作、撰寫文章和專利、執(zhí)著和堅韌性等。

3 高校開展的創(chuàng)新類項目和競賽

高校每年開展的創(chuàng)新性項目及競賽有：“大學(xué)生創(chuàng)新與實驗開放基金項目”，全國節(jié)能減排競賽，全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”科技競賽，中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，省級雙創(chuàng)競賽，省級各學(xué)會雙創(chuàng)競賽等。

其中“大學(xué)生創(chuàng)新與實驗開放基金項目”主要面向大二學(xué)生，全國節(jié)能減排競賽主要面向大三學(xué)生，全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”科技競賽則更加考驗有較好研究基礎(chǔ)的項目和學(xué)生，主要面向大三和大四學(xué)生；而中國“互聯(lián)網(wǎng)+” 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽更多面向具有極佳創(chuàng)意的本科生和畢業(yè)幾年的正在創(chuàng)業(yè)的學(xué)生；省級雙創(chuàng)競賽和省級各學(xué)會雙創(chuàng)競賽主要參加的是大二和大三學(xué)生。

4 不同階段參與創(chuàng)新實踐的大學(xué)生特質(zhì)

本科階段參與大學(xué)生創(chuàng)新類實踐活動的學(xué)生較多，熱情較高，從大一到大四都有，但因其所處階段不同，學(xué)生參與項目的積極性、動機、時間、精力和能力都差別較大，主要表現(xiàn)如下：

大一階段：大一學(xué)生好奇心強、精力充沛、空余時間較多，可塑性強。但知識儲備和綜合能力相對最弱，且沒有經(jīng)過大學(xué)生活的洗禮，自學(xué)能力和自我管理能力欠缺。

大二階段：大二學(xué)生有較多精力和時間拓展自我，挖掘潛力，希望參加活動并獲取成績。因此，參與創(chuàng)新課題研究的欲望最高，自我價值認(rèn)同需求最強烈，但對課題研究缺乏認(rèn)知，缺少課題研究所需的各種必備能力。

大三階段：大三學(xué)生已較全面地學(xué)習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)課程，且部分學(xué)生有了前期參加創(chuàng)新性課題的經(jīng)驗，但因部分同學(xué)選擇考研，投入到創(chuàng)新課題的時間和精力有限，降低了其參加創(chuàng)新課題的意愿；而沒有考研想法的學(xué)生中，自我要求和自律能力不高，且相關(guān)訓(xùn)練較少的學(xué)生較多，其參與創(chuàng)新性課題的能力有限。

大四階段：大四學(xué)生分化明顯，到了大四階段，學(xué)生除了學(xué)習(xí)專業(yè)課程外，主要精力都用于考研和找工作，而有留學(xué)意向的同學(xué)也在準(zhǔn)備各種語言考試和學(xué)校申請，因此大四學(xué)生繼續(xù)參與創(chuàng)新性課題的意愿和人數(shù)極少。

綜上所述，大二學(xué)生參與創(chuàng)新性課題研究的意愿最強烈，其次是大三和大一的學(xué)生，而從專業(yè)知識儲備、綜合素質(zhì)、能力水平，以及大學(xué)生活的歷練和經(jīng)驗積累的角度看，大三學(xué)生最好，大二次之，大一學(xué)生欠缺最大，但若堅持下來，收獲也最大，且容易出較好的成績。因此，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要較長時間的訓(xùn)練，需要學(xué)生有較強的韌勁性和執(zhí)著力。

5 創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案與實踐探索

該課題是以參加大學(xué)生創(chuàng)新項目和競賽活動來進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和實踐探索。近4年來，課題組帶領(lǐng)學(xué)生參與的創(chuàng)新性項目有6 項，參加競賽10 多次，參與課題和競賽的學(xué)生有40 余人，全部來自能源動力和能源與環(huán)境兩個專業(yè)。其中，參加江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新項目2 項，南京工業(yè)大學(xué)校級項目4 項；參加國家級節(jié)能減排競賽1 項，江蘇省競賽5 項，南京市競賽1 項，校級競賽6 項等。

5.1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案

在項目和競賽開展過程中，課題組依據(jù)不同階段學(xué)生的特質(zhì)摸索出了有針對性的培養(yǎng)方案和實踐內(nèi)容。大一學(xué)生主要負責(zé)一些輔助工作，側(cè)重于資料的查閱和匯總，市場調(diào)研、軟件編輯等能力的培養(yǎng)；大二學(xué)生側(cè)重于提出創(chuàng)新性課題，以及項目的研究內(nèi)容和方法，啟發(fā)創(chuàng)新思維，進行自學(xué)能力和專利撰寫能力的訓(xùn)練和提高。大三學(xué)生偏重于項目的深入理論研究和實驗動手能力的全面培養(yǎng)，同時結(jié)合學(xué)生的個性和特長，激發(fā)其潛力以及團隊分工協(xié)作能力。大四學(xué)生更側(cè)重于較獨立嘗試創(chuàng)新性畢業(yè)課題的研究，以及參與科研課題的能力。

5.2 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵因素

幾年的創(chuàng)新實踐發(fā)現(xiàn)，影響學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵因素有：（1）堅韌性和抗挫折能力。（2）敢于創(chuàng)新的能力。（3）獨立思考和分析能力。（4）自學(xué)能力。（5）實驗動手能力。（6）表達、溝通、協(xié)作能力。（7）專利提出和撰寫能力。（8）專注力及執(zhí)行力。

5.3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效措施

（1）項目開展前首先進行堅韌性和抗挫折能力的培養(yǎng)。即對進入課題組的學(xué)生，首先提醒他們，參加項目若希望不付出只收獲是不可能的，另外過程中會遇到各種困難，教師們會提出異議，若遇到困難和異議就退縮或放棄，那就不要參加創(chuàng)新團隊。參與項目的學(xué)生應(yīng)把每一次的困難和異議當(dāng)成一次鍛煉的機會，以提升自身能力和作品品質(zhì)。在實踐過程中，學(xué)生要養(yǎng)成認(rèn)真對待問題的習(xí)慣，教師在項目有進展和突破時要鼓勵學(xué)生，這樣不斷重復(fù)和訓(xùn)練，可有效提高學(xué)生的堅韌性和抗挫折能力。

（2）培養(yǎng)勇于創(chuàng)新的能力非常重要。培養(yǎng)過程中，教師要鼓勵學(xué)生敢于提出問題、獨立思考，并發(fā)表自己的見解。要多啟發(fā)學(xué)生，創(chuàng)新有很多種，從無到有的原創(chuàng)不容易，學(xué)科間的知識交叉運用，或技術(shù)、方法的革新都是創(chuàng)新，不要求大，追求一點點突破和進展。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力時，教師要注意放低自己，平等地經(jīng)常跟學(xué)生一起討論，傾聽和鼓勵學(xué)生的想法，激勵和包容學(xué)生的新點子，并鼓勵學(xué)生付諸實踐。

（3）創(chuàng)新能力還體現(xiàn)在自學(xué)能力上。項目研究涉及到很多新問題，學(xué)生必須有較強的自學(xué)能力，實踐過程可以不斷推動學(xué)生針對問題進行資料查閱和自學(xué)，提高知識的具體應(yīng)用能力。

（4）很多創(chuàng)新性課題的研究需要實驗數(shù)據(jù)支撐，因此需要學(xué)生自己搭建實驗臺、設(shè)計實驗方案，進行實驗測試和數(shù)據(jù)分析。這能有效提高學(xué)生的實驗動手能力。在這方面我們體會深刻，并取得了較好的效果。

（5）表達、溝通和協(xié)作能力關(guān)乎著團隊的整體協(xié)作意識和合作能力。因此，在項目開展的過程中，一直鼓勵學(xué)生要敢于表達想法，鍛煉溝通能力，培養(yǎng)項目組組長對任務(wù)的分解能力，以及根據(jù)成員特長進行合理分工和團隊協(xié)作。

（6）專利撰寫能力可有效反映出學(xué)生在研究領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，并通過專利申請獲得創(chuàng)新內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)保護，因此主要在大二、大三階段的學(xué)生中進行反復(fù)的訓(xùn)練，若專利能在本科期間授權(quán)將大大鼓勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力，也將成為大學(xué)畢業(yè)后考研和找工作的資本[5]。

（7）在創(chuàng)新團隊組織形式上的新舉措。為保證創(chuàng)新團隊的持續(xù)性、可發(fā)展性和互助性，團隊最好由四個年級的學(xué)生共同組成，以大二、大三為主力軍，大一和大四為輔。這樣可以各取所長，互幫互助，又可實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的漸進性和持續(xù)性。堅持4年的學(xué)生在本科結(jié)束時會獲得多方面鍛煉，取得較優(yōu)的成果，同時也利于一個項目的持續(xù)深入研究。

6 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐效果

以下全部為學(xué)生體會和總結(jié)。

（1）資料查閱、提煉和匯總能力的培養(yǎng)。在蘇老師的悉心指導(dǎo)下，我們開始查閱文獻，了解國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。在看文獻的階段，我接觸到了大量的期刊、論文和專利，讓自己大開眼界。我們不僅學(xué)會了如何查資料，還知道了根據(jù)課題要求篩選適合的數(shù)據(jù)、公式和參數(shù)，以及如何歸納整理現(xiàn)有資料，針對性提出研究方案和研究方法。

（2）自學(xué)能力的培養(yǎng)。在整個做課題的過程中，感覺最主要的是自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。我們?nèi)齻€人常常到圖書館看還沒開始學(xué)的專業(yè)書籍，以及與課題有關(guān)的書，大大拓寬視野，收獲頗豐。

（3）團隊合作能力的培養(yǎng)。團隊有三個人，所以很多時候工作是分工進行的，我發(fā)現(xiàn)分工明確很重要，分工后工作效率會提高，合作性也更強。

（4）溝通請教能力的培養(yǎng)。不會的問題一定要去請教，若自己看書或者思考可能要花很長時間才能想清楚，而請教別人卻是一種快速獲得知識的渠道。我發(fā)現(xiàn)不管是請教老師還是學(xué)長，他們都會認(rèn)真和我們溝通和教我們的。

（5）實驗創(chuàng)新思維和動手能力的培養(yǎng)。這次大創(chuàng)實驗與平時的課程實驗不一樣，首先，實驗的內(nèi)容是自己正在研究的，器材是自己選購和調(diào)試的，方案是自己制定的；其次實驗的結(jié)果需要自己去處理和分析；在實驗室搭建過程中，感受最大的一點是實驗設(shè)備的購置和選擇是無法只靠自己腦補想出來的，而是應(yīng)該多跑跑。親自去店家詢問能得到很多實驗室搭建的建議。這極大的鍛煉了我們的實驗技巧和思維。

（6）創(chuàng)新項目研究方法的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。通過一年多創(chuàng)新項目的實踐和訓(xùn)練，最大的收獲是了解了如何對一個項目進行科學(xué)有效的研究。對一個項目的研究，不僅要對其本身進行分析，還要搜集很多與它相關(guān)的資料。此外還要利用軟件對復(fù)雜的問題進行簡化和模擬，通過數(shù)據(jù)分析把各種影響因素和因變量以圖表的形式直觀地展現(xiàn)出來，并從多種角度去得到結(jié)論。

（7）理論建模和數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)。一位后期加入課題組的成員的感受：當(dāng)時令我驚訝并不是我們研究的內(nèi)容，而是大創(chuàng)成員給我的他們自己編制的計算程序。當(dāng)我打開王同學(xué)給我的那個Excel 時，我甚至懷疑這個程序是不是他們做的。暫且不考慮內(nèi)容的正確性，按照我當(dāng)時的Excel 水平，無論如何也編不出這么多復(fù)雜的程序。甚至不知道運用Excel 如何入手和做些什么。

（8）專利撰寫能力的培養(yǎng)。蘇老師多次組織我們查閱專利，閱讀專利、討論專利、了解專利的撰寫規(guī)范，掌握CAD 繪圖方法，并教我們撰寫專利的方法，經(jīng)過多次修改和反復(fù)磨煉，我們已經(jīng)能較熟練地撰寫專利了，并獲得了專利授權(quán)，為我們考研和找到好的工作提供了資本。

（9）PPT 制作和演講能力的培養(yǎng)。參加科技作品競賽要進行PPT 匯報和講演。之前，我們對PPT 的制作很沒經(jīng)驗，尤其在內(nèi)容的精煉、藝術(shù)感和動態(tài)演示圖的制作上。另外，項目講演因要求在有限時間內(nèi)把課題的背景、創(chuàng)新點、研究內(nèi)容和結(jié)論有條理的講出來，對我們是個很大的挑戰(zhàn)。通過多次演練和反復(fù)完善，我們的PPT 和講演在競賽中獲得了評委的好評。

（10）不畏困難，持之以恒精神的培養(yǎng)。在蘇老師的幫助下，我們掌握了課題的基本原理，建立了理論模型，一切工作都在步入正軌。我們一度認(rèn)為課題研究不過如此，可是事實卻給我們當(dāng)頭一棒。在理論模型的基礎(chǔ)之上，我們進行計算時才發(fā)現(xiàn)所涉及的傳熱學(xué)知識一點都沒有學(xué)過。因為當(dāng)時這門課程還沒學(xué)。我一度認(rèn)為我們的團隊要散了。但是中途放棄未免太可惜了。權(quán)衡利弊之后，我決定和組員們嘗試自學(xué)相關(guān)內(nèi)容再去解決問題。

總之，在學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)過程中，學(xué)生開始畏首畏腦，打不開思路，沒有自信，不敢表達觀點，經(jīng)過多次嘗試、鼓勵和啟發(fā)，學(xué)生逐漸開始敢于表達想法，并能主動思考，自我學(xué)習(xí)，互相探討和大膽嘗試，使創(chuàng)新思維和能力得到有效鍛煉和明顯提高，學(xué)生變得更加自信和有創(chuàng)新能力。

7 創(chuàng)新實踐研究的突破性進展

（1）四年多時間里共參與創(chuàng)新項目6 項，參加競賽10 多次，分別獲得了國家級、省級和校級的多項獎勵。

（2）項目研究過程中參與創(chuàng)新性課題和競賽的學(xué)生人數(shù)有40 人，全部來自能源動力和能源與環(huán)境兩個專業(yè)。

（3）學(xué)生在參加創(chuàng)新性項目和競賽中共申請專利7 項，6 項已授權(quán)，1 項在申。授權(quán)專利中發(fā)明專利1項，實用新型5 項，學(xué)生第一作者的有3 項。

（4）經(jīng)過四年大學(xué)生創(chuàng)新項目和競賽的持續(xù)開展和不斷探索與實踐，學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力得到了有效鍛煉，并取得了較好成果，同時創(chuàng)新實踐經(jīng)驗也為高校教師在后續(xù)的創(chuàng)新實踐研究中提供了借鑒。