以項目和競賽為依托的大學生創新能力培養研究與實踐

蘇磊，武文彬

（南京工業大學，江蘇南京 211816）

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

1 大學生創新能力培養的關鍵及難點

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

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

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

2 創新能力培養模式及培養內容

創新能力和創新實踐培養中需根據不同階段學生進行針對性分析，制定分階段培養內容和實踐方案，通過漸進式培養模式，逐步提高學生在項目開展過程中的創新思維、綜合能力和素質，并在實踐的過程中反復運用和強化。同時要注重激發出每個成員的熱情和特長，培養成員的分工、協作能力，使團隊合作發揮更大優勢。創新能力和綜合素質的培養具體包括：查閱資料、提煉內容、獨立思考、溝通交流、自主學習、創新思維、實驗動手、理論建模、軟件分析、動畫和PPT 制作、講演和推銷、團隊協作、撰寫文章和專利、執著和堅韌性等。

3 高校開展的創新類項目和競賽

高校每年開展的創新性項目及競賽有：“大學生創新與實驗開放基金項目”，全國節能減排競賽，全國大學生“挑戰杯”科技競賽，中國“互聯網+”大學生創新創業大賽，省級雙創競賽，省級各學會雙創競賽等。

其中“大學生創新與實驗開放基金項目”主要面向大二學生，全國節能減排競賽主要面向大三學生，全國大學生“挑戰杯”科技競賽則更加考驗有較好研究基礎的項目和學生，主要面向大三和大四學生；而中國“互聯網+” 大學生創新創業大賽更多面向具有極佳創意的本科生和畢業幾年的正在創業的學生；省級雙創競賽和省級各學會雙創競賽主要參加的是大二和大三學生。

4 不同階段參與創新實踐的大學生特質

本科階段參與大學生創新類實踐活動的學生較多，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，主要表現如下：

大一階段：大一學生好奇心強、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，且沒有經過大學生活的洗禮，自學能力和自我管理能力欠缺。

大二階段：大二學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，參與創新課題研究的欲望最高，自我價值認同需求最強烈，但對課題研究缺乏認知，缺少課題研究所需的各種必備能力。

大三階段：大三學生已較全面地學習了專業基礎課程和部分專業課程，且部分學生有了前期參加創新性課題的經驗，但因部分同學選擇考研，投入到創新課題的時間和精力有限，降低了其參加創新課題的意愿；而沒有考研想法的學生中，自我要求和自律能力不高，且相關訓練較少的學生較多，其參與創新性課題的能力有限。

大四階段：大四學生分化明顯，到了大四階段，學生除了學習專業課程外，主要精力都用于考研和找工作，而有留學意向的同學也在準備各種語言考試和學校申請，因此大四學生繼續參與創新性課題的意愿和人數極少。

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

5 創新能力培養方案與實踐探索

該課題是以參加大學生創新項目和競賽活動來進行創新能力的培養和實踐探索。近4年來，課題組帶領學生參與的創新性項目有6 項，參加競賽10 多次，參與課題和競賽的學生有40 余人，全部來自能源動力和能源與環境兩個專業。其中，參加江蘇省大學生創新項目2 項，南京工業大學校級項目4 項；參加國家級節能減排競賽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 創新能力培養方案

在項目和競賽開展過程中，課題組依據不同階段學生的特質摸索出了有針對性的培養方案和實踐內容。大一學生主要負責一些輔助工作，側重于資料的查閱和匯總，市場調研、軟件編輯等能力的培養；大二學生側重于提出創新性課題，以及項目的研究內容和方法，啟發創新思維，進行自學能力和專利撰寫能力的訓練和提高。大三學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，同時結合學生的個性和特長，激發其潛力以及團隊分工協作能力。大四學生更側重于較獨立嘗試創新性畢業課題的研究，以及參與科研課題的能力。

5.2 創新能力培養的關鍵因素

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

5.3 創新能力培養的有效措施

（1）項目開展前首先進行堅韌性和抗挫折能力的培養。即對進入課題組的學生，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，那就不要參加創新團隊。參與項目的學生應把每一次的困難和異議當成一次鍛煉的機會，以提升自身能力和作品品質。在實踐過程中，學生要養成認真對待問題的習慣，教師在項目有進展和突破時要鼓勵學生，這樣不斷重復和訓練，可有效提高學生的堅韌性和抗挫折能力。

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

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

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

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

（6）專利撰寫能力可有效反映出學生在研究領域的創新能力，并通過專利申請獲得創新內容的知識產權保護，因此主要在大二、大三階段的學生中進行反復的訓練，若專利能在本科期間授權將大大鼓勵學生的學習熱情和創新能力，也將成為大學畢業后考研和找工作的資本[5]。

（7）在創新團隊組織形式上的新舉措。為保證創新團隊的持續性、可發展性和互助性，團隊最好由四個年級的學生共同組成，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，又可實現培養創新能力的漸進性和持續性。堅持4年的學生在本科結束時會獲得多方面鍛煉，取得較優的成果，同時也利于一個項目的持續深入研究。

6 創新能力培養的實踐效果

以下全部為學生體會和總結。

（1）資料查閱、提煉和匯總能力的培養。在蘇老師的悉心指導下，我們開始查閱文獻，了解國內外的研究現狀。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。我們不僅學會了如何查資料，還知道了根據課題要求篩選適合的數據、公式和參數，以及如何歸納整理現有資料，針對性提出研究方案和研究方法。

（2）自學能力的培養。在整個做課題的過程中，感覺最主要的是自主學習能力的培養。我們三個人常常到圖書館看還沒開始學的專業書籍，以及與課題有關的書，大大拓寬視野，收獲頗豐。

（3）團隊合作能力的培養。團隊有三個人，所以很多時候工作是分工進行的，我發現分工明確很重要，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。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。我發現不管是請教老師還是學長，他們都會認真和我們溝通和教我們的。

（5）實驗創新思維和動手能力的培養。這次大創實驗與平時的課程實驗不一樣，首先，實驗的內容是自己正在研究的，器材是自己選購和調試的，方案是自己制定的；其次實驗的結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備的購置和選擇是無法只靠自己腦補想出來的，而是應該多跑跑。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）創新項目研究方法的系統學習。通過一年多創新項目的實踐和訓練，最大的收獲是了解了如何對一個項目進行科學有效的研究。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的資料。此外還要利用軟件對復雜的問題進行簡化和模擬，通過數據分析把各種影響因素和因變量以圖表的形式直觀地展現出來，并從多種角度去得到結論。

（7）理論建模和數據分析能力的培養。一位后期加入課題組的成員的感受：當時令我驚訝并不是我們研究的內容，而是大創成員給我的他們自己編制的計算程序。當我打開王同學給我的那個Excel 時，我甚至懷疑這個程序是不是他們做的。暫且不考慮內容的正確性，按照我當時的Excel 水平，無論如何也編不出這么多復雜的程序。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。蘇老師多次組織我們查閱專利，閱讀專利、討論專利、了解專利的撰寫規范，掌握CAD 繪圖方法，并教我們撰寫專利的方法，經過多次修改和反復磨煉，我們已經能較熟練地撰寫專利了，并獲得了專利授權，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。參加科技作品競賽要進行PPT 匯報和講演。之前，我們對PPT 的制作很沒經驗，尤其在內容的精煉、藝術感和動態演示圖的制作上。另外，項目講演因要求在有限時間內把課題的背景、創新點、研究內容和結論有條理的講出來，對我們是個很大的挑戰。通過多次演練和反復完善，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。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。我們一度認為課題研究不過如此，可是事實卻給我們當頭一棒。在理論模型的基礎之上，我們進行計算時才發現所涉及的傳熱學知識一點都沒有學過。因為當時這門課程還沒學。我一度認為我們的團隊要散了。但是中途放棄未免太可惜了。權衡利弊之后，我決定和組員們嘗試自學相關內容再去解決問題。

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

7 創新實踐研究的突破性進展

（1）四年多時間里共參與創新項目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新性課題和競賽的學生人數有40 人，全部來自能源動力和能源與環境兩個專業。

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

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