面向國(guó)家戰(zhàn)略的本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索

胡尋尋 方志 孫大坤 閆曉軍

【摘要】隨著我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)從測(cè)繪仿制向著自主研發(fā)轉(zhuǎn)型，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)人才的創(chuàng)新能力要求愈發(fā)強(qiáng)烈，傳統(tǒng)的本科人才培養(yǎng)模式亟待改革?；趯?duì)當(dāng)前本科生科研實(shí)踐現(xiàn)狀分析，北航“吳大觀英才班”大膽改革，提出“導(dǎo)師制、小班化、全程化、進(jìn)團(tuán)隊(duì)”的人才培養(yǎng)模式。學(xué)生的創(chuàng)新水平、升學(xué)質(zhì)量以及示范引領(lǐng)作用顯著提升，為高校本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了有益的參考。

【關(guān)鍵詞】本科生? 科技創(chuàng)新? 人才培養(yǎng)? 探索與實(shí)踐

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）12-0184-03

2010-2020年國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要特別強(qiáng)調(diào)，高等教育要支持學(xué)生參與科學(xué)研究、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制。高等學(xué)校是創(chuàng)新人才成長(zhǎng)的搖籃、是科技創(chuàng)新的主力軍和核心力量，而本科教育是高等教育的根[1]，是大學(xué)教育體系中最關(guān)鍵的一環(huán)[2]。其中，以面向國(guó)家戰(zhàn)略的航空發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的本科教育是新時(shí)代高等教育發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在這種背景下，如何有效提升高校本科生科技創(chuàng)新能力成為新時(shí)代高等教育的重要工作，意義重大。

一、國(guó)內(nèi)外開(kāi)展本科生科研的現(xiàn)狀分析

19世紀(jì)初，德國(guó)柏林大學(xué)提出了“教學(xué)與研究的統(tǒng)一”原則，提倡科研是最好的教學(xué)，開(kāi)啟了本科生參與科研的嘗試。麻省理工學(xué)院于70年代啟動(dòng)“本科生研究機(jī)會(huì)計(jì)劃”。此后，清華大學(xué)借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施了“大學(xué)生研究訓(xùn)練”項(xiàng)目（SRT），繼清華之后，1998年浙江大學(xué)啟動(dòng)了由校、院（系）、省創(chuàng)、國(guó)創(chuàng)四個(gè)層次組成的“大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目”（SRTP）。2011年我國(guó)開(kāi)始在各高校推行“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”。從本科生參與科研活動(dòng)的形式來(lái)看，主要包含參與教師的科研項(xiàng)目，本科生自主申請(qǐng)科研基金（大創(chuàng)基金、校創(chuàng)基金）以及參加大學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)三種形式。

然而，隨著高校實(shí)施本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索和推進(jìn)，一系列問(wèn)題也隨之產(chǎn)生。主要表現(xiàn)在缺乏宣傳機(jī)制，學(xué)生參與度不高;導(dǎo)師作用發(fā)揮不充分;與專(zhuān)業(yè)教育結(jié)合不緊，與實(shí)踐脫節(jié);實(shí)踐平臺(tái)短缺等方面[3-5]：

二、“吳大觀英才班”培養(yǎng)本科生科研創(chuàng)新能力的實(shí)踐探索

針對(duì)本科生科研工作推進(jìn)過(guò)程中的一系列問(wèn)題，北京航空航天大學(xué)與中國(guó)航發(fā)于2012年合作辦學(xué)，在北航能源與動(dòng)力工程國(guó)家試點(diǎn)學(xué)院內(nèi)，設(shè)立以“中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)之父”吳大觀先生（1916-2009）命名的高端人才實(shí)驗(yàn)班——“吳大觀英才班”（飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)），以培養(yǎng)緊追國(guó)際學(xué)術(shù)前沿、服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求的優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新型優(yōu)質(zhì)人才。主要特點(diǎn)如下：

1.建立科創(chuàng)管理隊(duì)伍，保障科創(chuàng)活動(dòng)有序進(jìn)行

在能源與動(dòng)力工程學(xué)院黨委領(lǐng)導(dǎo)下，設(shè)立科技實(shí)踐部，構(gòu)建一支由學(xué)院黨委-分團(tuán)委-科技實(shí)踐輔導(dǎo)員-班級(jí)科技實(shí)踐委員等組成的科創(chuàng)管理隊(duì)伍，負(fù)責(zé)學(xué)生科研訓(xùn)練的動(dòng)員、組織開(kāi)展和運(yùn)行工作。每年新學(xué)期伊始，科技實(shí)踐部聯(lián)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)教師為學(xué)生開(kāi)展科研訓(xùn)練的培訓(xùn)和動(dòng)員工作?！皡前唷眱?nèi)科技實(shí)踐委員對(duì)接每一名學(xué)生，保證科研訓(xùn)練和科技競(jìng)賽的相關(guān)信息點(diǎn)對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)確傳達(dá)到位。截止目前，“吳班”學(xué)生100%參與了科研訓(xùn)練，有效保證了學(xué)生的參與度。

2.校企協(xié)同、雙導(dǎo)師制

為了使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)際緊密結(jié)合，“吳大觀英才班”聘請(qǐng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的院士和長(zhǎng)江學(xué)者擔(dān)任班主任，實(shí)行校企雙導(dǎo)師制，由學(xué)院的長(zhǎng)江學(xué)者、杰青、新世紀(jì)優(yōu)秀人才和學(xué)科責(zé)任教授擔(dān)任學(xué)術(shù)導(dǎo)師，從中國(guó)航發(fā)、空軍、民航系統(tǒng)和民營(yíng)企業(yè)聘請(qǐng)80余位高管、總師、首席專(zhuān)家等擔(dān)任學(xué)生企業(yè)導(dǎo)師。學(xué)術(shù)導(dǎo)師把領(lǐng)域的科學(xué)前沿帶到學(xué)生面前，答疑解惑，指引學(xué)生的學(xué)術(shù)方向;企業(yè)導(dǎo)師把國(guó)家重大戰(zhàn)略需求、企業(yè)科研訓(xùn)練、企業(yè)科研項(xiàng)目等帶到學(xué)生面前，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3.多措并舉，精心打造優(yōu)秀的科創(chuàng)訓(xùn)練團(tuán)隊(duì)

要有效提高學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)的層次和質(zhì)量，必須發(fā)揮指導(dǎo)教師的作用。

學(xué)院與北航工程訓(xùn)練中心通力合作，從學(xué)院內(nèi)選取具有較強(qiáng)理論水平和學(xué)科前沿視角的專(zhuān)業(yè)教師與學(xué)校工訓(xùn)中心具有較強(qiáng)實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)和能力的師資組建規(guī)范化的科技創(chuàng)新訓(xùn)練教學(xué)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)老師來(lái)自飛行器動(dòng)力工程、能源與動(dòng)力工程、機(jī)械設(shè)計(jì)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。這樣，根據(jù)學(xué)生的科研項(xiàng)目的背景和來(lái)源，即可以從學(xué)院內(nèi)部選擇指導(dǎo)教師，也可以從工訓(xùn)中心選擇指導(dǎo)教師，或者是同時(shí)選擇學(xué)院教師和工訓(xùn)中心教師作為項(xiàng)目指導(dǎo)老師。這種合作方式有效避免了工訓(xùn)中心老師缺乏飛行器動(dòng)力工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)背景無(wú)法提供針對(duì)性的指導(dǎo)的局限，又能夠充分利用工訓(xùn)中心的資源開(kāi)展實(shí)踐研究，極大地豐富了實(shí)踐項(xiàng)目的內(nèi)容，為學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了師資保障。

4.小班化授課，厚數(shù)理基礎(chǔ)、強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技能

科研創(chuàng)新的突破建立在扎實(shí)的數(shù)理和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上。為強(qiáng)化學(xué)子的數(shù)理和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，打牢科研創(chuàng)新的根基，“吳班”從教材、教師隊(duì)伍、教學(xué)方法方面進(jìn)行改革，制定了針對(duì)核心課程小班化教學(xué)制度。《工科大學(xué)物理》《工科大學(xué)數(shù)學(xué)分析》《工程流體力學(xué)》《葉輪機(jī)原理》《傳熱學(xué)》《燃燒與燃燒室》《航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)》7門(mén)核心課程實(shí)行小班化教學(xué)。同時(shí)，為保證教學(xué)效果，制定了《能源與動(dòng)力工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)核心課程責(zé)任教授管理?xiàng)l例》，“吳班”所有核心課程的責(zé)任教授人選均為本行業(yè)公認(rèn)、具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和深厚理論基礎(chǔ)的教授，或者是始終活躍在國(guó)際學(xué)術(shù)前沿、具有深厚學(xué)術(shù)造詣的教授。小班化教學(xué)的實(shí)施為學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。

5.建立全程化的科研實(shí)踐體系

“吳班”的科研實(shí)踐體系主要由科研訓(xùn)練和科技實(shí)踐活動(dòng)組成。其中，科研訓(xùn)練包括大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和暑期科研訓(xùn)練。科技實(shí)踐活動(dòng)主要有學(xué)院級(jí)的“動(dòng)力杯”競(jìng)賽，大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃（SRTR）和馮如杯競(jìng)賽，國(guó)家/省部級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃、全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽，國(guó)際級(jí)的AIAA航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)大賽等。

首先，學(xué)院開(kāi)設(shè)科技創(chuàng)新課培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí);其次，面向?qū)W院教師征集題目作為學(xué)生暑期科研項(xiàng)目，培養(yǎng)動(dòng)手能力;最后，學(xué)院邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)教師對(duì)學(xué)生參與科研的全過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)。此外，設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)科創(chuàng)經(jīng)費(fèi)并提供場(chǎng)地，支持學(xué)生開(kāi)展雙創(chuàng)研究。實(shí)現(xiàn)了學(xué)生科研訓(xùn)練體系的制度化、規(guī)?；烷L(zhǎng)效性管理，實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)生參加不同層次的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。

6.進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)、提升綜合創(chuàng)新技能

為進(jìn)一步點(diǎn)燃學(xué)生的科研興趣和熱情，使學(xué)生熟悉科研工作的背景和開(kāi)展方式，前置學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為本、碩、博一體化培養(yǎng)打好基礎(chǔ)，針對(duì)“吳班”設(shè)立“本科生進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)”制度。指導(dǎo)教師面向能源與動(dòng)力工程學(xué)院和北航航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院具備高級(jí)職稱(chēng)的專(zhuān)職教師遴選，優(yōu)先考慮近3年在課堂教學(xué)、學(xué)生培養(yǎng)方面做出突出貢獻(xiàn)的教師。

其次，為保證指導(dǎo)效果，要求每名導(dǎo)師原則上只能指導(dǎo)1名學(xué)生，且自申報(bào)作導(dǎo)師時(shí)需提交與本科生培養(yǎng)階段相符的科研訓(xùn)練計(jì)劃;團(tuán)隊(duì)導(dǎo)師在學(xué)生本科期間至少指導(dǎo)學(xué)生參與1次科技競(jìng)賽，完成科研訓(xùn)練并形成可考核性成果。學(xué)院定期組織研討交流，學(xué)生以研究報(bào)告、文章、發(fā)明專(zhuān)利等方式匯報(bào)科研訓(xùn)練的具體情況。學(xué)院據(jù)此評(píng)選優(yōu)秀指導(dǎo)教師及優(yōu)秀學(xué)生并給予獎(jiǎng)勵(lì)支持。

學(xué)生通過(guò)進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步熟悉了科研工作的背景和開(kāi)展方式，深入了解科學(xué)研究的規(guī)律，增強(qiáng)動(dòng)手能力，為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、育人成效

1.學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平顯著提升

2012-2016級(jí)吳班學(xué)生累計(jì)獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)255人次，人均1.4次。在學(xué)科競(jìng)賽中，2016級(jí)吳班學(xué)生陳方宇獲得第十二屆全國(guó)周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽特等獎(jiǎng)（兩年一屆，全國(guó)僅5人）;在全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生“節(jié)能減排”大賽、首都“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技競(jìng)賽等省部級(jí)以上賽事中吳班學(xué)子斬獲特等獎(jiǎng)2項(xiàng)、一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。涌現(xiàn)出了 “行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高技術(shù)公司”“分布式多元矢量推進(jìn)系統(tǒng)”等一批優(yōu)秀創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。

2.畢業(yè)生升學(xué)質(zhì)量創(chuàng)新高

2012-2016級(jí)吳班畢業(yè)生100%升學(xué)，其中86%的畢業(yè)生升學(xué)至清華、北大、上交、北航等國(guó)內(nèi)名校;14%的畢業(yè)生前往英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院、蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)、康奈爾大學(xué)、法國(guó)國(guó)立民航大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)等國(guó)外名校繼續(xù)深造。

四、結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和“兩機(jī)”重大專(zhuān)項(xiàng)的戰(zhàn)略背景下，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制方式要實(shí)現(xiàn)從測(cè)繪仿制向自主設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵在于科研創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。北航能源與動(dòng)力工程學(xué)院“吳大觀英才班”通過(guò)“導(dǎo)師制、小班化、全程化、進(jìn)團(tuán)隊(duì)”以及科研創(chuàng)新保障機(jī)制的實(shí)施，全資源利用，建立了系統(tǒng)化的科研創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、升學(xué)質(zhì)量、示范引領(lǐng)和發(fā)展?jié)摿Φ确矫骘@著提升，相關(guān)探索為培養(yǎng)優(yōu)秀的航空發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)人才提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉堯.2018 年中國(guó)高等教育熱點(diǎn)回眸[J].上海教育評(píng)估研究，2019，8（1）：73-79.

[2]陳寶生.堅(jiān)持“以本為本” 推進(jìn)“四個(gè)回歸”建設(shè)中國(guó)特色、世界水平的一流本科教育[J].時(shí)事報(bào)告（黨委中心組學(xué)習(xí)），2018（5）：18-30.

[3]吳靜，郭利杰，梁凡凡.科研團(tuán)隊(duì)導(dǎo)向的大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃實(shí)施成效分析[J].中國(guó)礦業(yè)，2019，28（3）：176-181.

[4]沈丹，宋琦，毛軍偉，等.以“科研團(tuán)隊(duì)導(dǎo)師制”為抓手，構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)長(zhǎng)效機(jī)制[J].現(xiàn)代職業(yè)教育， 2018（21）：56-57.

[5]張?zhí)旌辏瑢O志剛，譚慧俊，等.大工程觀視域下“基（下轉(zhuǎn)第187頁(yè)）

（上接第185頁(yè)）

本科研能力訓(xùn)練”課程教學(xué)的實(shí)踐與探索——以飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)為例[J].工業(yè)和信息化教育，2021（6）：71-76.

作者簡(jiǎn)介：

胡尋尋（1989年5月-），男，漢族，河南信陽(yáng)人，博士學(xué)歷? 北京航空航天大學(xué)講師，研究方向?yàn)樗颊逃?、高溫防護(hù)涂層。

孫大坤（1981年2月-），男，漢族，吉林長(zhǎng)春人， 博士學(xué)歷，北京航空航天大學(xué)教授，研究方向?yàn)槿瞬排囵B(yǎng)、航空宇航推進(jìn)理論與工程，流體機(jī)械及工程。