本科拔尖培養中的科研訓練考核創新模式研究

孫立山，許 琰，戴 璐

（北京工業大學 a.城市建設學部；b.樊恭烋榮譽學院，北京 100124）

引言

實踐教學是整個大學教育中一個非常重要的環節，能培養本科生獨立組織、完成實驗的能力，以及嚴肅認真的工作作風和實事求是的科學態度，從而為本科生畢業從事科學研究和解決工程實際問題打好基礎。考核是實踐教學活動中一個非常重要的環節。對于高校本科生科研訓練實踐來說，合理的考核方式能夠有效反饋教學效果，提升教學質量。實踐創新能力、團隊協作能力以及科研成果展示能力是本科領軍人才科學研究綜合素質培養的核心［1］。

近年來，各高校均非常重視實驗和實踐教學的建設、管理和改革，遵循工程的集成與創新特征，以強化本科生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，構建實踐教學體系及質量控制機制，依據課程大綱、目標及考核要求，對本科生的綜合能力進行全面培養與合理評估［2-4］。三段式科研訓練計劃采取以能力為導向的全過程考核方法，強調對本科生實踐創新能力、團隊協作能力以及科研成果展示能力的考核，明確了在科研訓練中應該考核什么、怎樣考核和如何評分等諸多問題，取得了顯著效果。

一、當前高校本科生科研訓練與考核中存在的主要問題

近年來，全國各高校對大學生科研創新能力培養的工作越來越重視，高校本科生科研創新機制建設取得了顯著的成效，為大學生提供了良好的科研創新環境。然而，從學生對科研訓練的認知和考核等方面看，仍有以下問題亟待解決［5-7］。

（一）學生對科研訓練的認知不足

部分本科生對在本科期間開展科研訓練的重要性認識不足，不清楚科研訓練的目的和意義，認為本科期間完成課堂理論學習任務即可，不知如何進行高效的科研訓練，對科研訓練的內容和環節要求缺乏認識和了解。

（二）學生缺乏一定的科研創新動力

大學生為了順利畢業，必須將絕大多數時間集中于學分獲取上。此外，科研訓練相對而言難度較大且比較枯燥，需要學生全身心地投入，花費大量時間，導致部分學生在科研訓練的過程中半途而廢。

（三）存在重申報、輕考核的現象

部分科研訓練計劃往往會較為重視發布及選拔環節的宣傳及評測，但由于很多學生申報科研訓練計劃的初衷并不是鍛煉自己的創新能力和創新思維，往往出現在入選訓練計劃之后忽視科研過程中的鍛煉和主動創新，在計劃結題時草草結束的情況，非常不利于科研訓練的可持續開展。

科研訓練不僅可以培養學生的科研興趣，提升學生的科技創新能力，還能夠輔助學生對理論知識的理解和應用。我國高校的本科生科研訓練仍處于不斷探索和發展的階段，存在上述的學生認知不足、缺乏創新動力，以及重申報、輕考核等問題，影響了本科生的科研訓練效果。加強本科生科研訓練環節的全過程管理和效果評估，需要高校、導師、學生的共同努力，深化改革本科生科研訓練創新模式任重道遠。

二、面向創新能力提升的三段式科研訓練模式

北京工業大學樊恭烋榮譽學院不斷強化理工基礎和加強創新教育，尊重學生對專業的興趣與選擇，因材施教，在人才培養中注重學生工程基礎的夯實、優秀工程能力和創新精神的養成，以及持久競爭力的發展，是以培養國際、國內工程領域具有創新精神的領軍人才為主要目標的榮譽學院。三段式科研訓練課程是北京工業大學樊恭烋榮譽學院自2014年建立之初就做出的頂層設計和超前部署，為讓學生早進課題、早進實驗室、早進團隊，針對所有本科生開展貫穿大學四年的科學訓練課程。課程切實踐行“三全育人”工作理念，包括基石訓練計劃、碶石訓練計劃和頂石訓練計劃，見圖1。三段式科研訓練課程貫穿學生本科四年的培養過程，每階段的項目包括征集題目、發布指南、學生選題、導師指導、過程匯報、答辯考核等環節。課程以創新為核心，培養學生將工程素養與專業知識相結合的能力，要求學生在導師指導下開展既涵蓋工程基礎與專業知識，又體現綜合性及設計性的實物作品（軟件、系統等）的科研開發設計活動。實踐創新能力、團隊協作能力以及科研成果展示能力是本科領軍人才科學研究綜合素質培養中的核心。經過多年改革探索，三段式科研訓練課程逐漸形成了能力導向的全過程考核方法，同時強調對學生實踐創新能力、團隊協作能力以及科研成果展示能力的三重考核。

圖1 三段式科研訓練計劃框架

（一）實踐創新能力考核

本科生的實踐創新能力考核是指以需求為導向，培養學生的創新意識，引導學生掌握正確、科學的學習方法，學會用所掌握的知識創造性地解決實際問題，養成創新的習慣，主動參與實踐，最終提升解決復雜工程問題的能力。在科研訓練計劃的選題和推進過程中，教師均設置了面向復雜工程問題的需求選題以及關鍵技術可行性的論證考核環節，并引導學生開展討論。之后由學生各自匯報方案，師生共同對方案的可行性進行論證，明確各選題的關鍵問題和技術，確保不同專業的本科生對復雜工程問題形成等效認知，最終將學生培養成具有強科研能力的領軍人才。實踐創新能力的主要考查點包括創新意識、創新思維、專業知識掌握程度、實踐動手能力等。科研訓練計劃選題示例如下。

1.面向老年人行為監測的應急機器人系統（emergency robotic system for the elderly behavior detection）。本項目旨在彌補當前社會環境下對空巢老人生命安全監測的缺失，采取多種方式監測老人的動作，并判斷他們是否有生命危險，據此構建模型進行判斷，在確定老人有危險時能夠及時提供必要的幫助。

2.基于犯罪現場照片內容分析的犯罪心理畫像生成（generation of criminal psychological portrait based on content analysis of crime scene photos）。該項目主要解決我國犯罪偵查學和心理學界犯罪心理畫像缺乏系統性的問題。它設計并完成了利用計算機對證據類型的不同形式（如拋甩狀血跡）進行分類，最終得到對犯罪嫌疑人的心理側寫。

3.基于圖像識別的圖像背景音樂生成（automatic BGM composition for images based on image recognition）。該項目圍繞當前環境下人們對個性化軟件及圖片的音樂情感需求，設計基于色彩的情感判斷，并將其分成情緒大類，最終生成對應的圖像音樂，達到與圖片情緒適配的效果。

（二）團隊協作能力考核

團隊協作能力是指建立在科研訓練組成團隊的基礎之上，發揮團隊精神、互補互助，以實現團隊工作效率的最大化。對于團隊成員來說，不僅要有個人能力，還需要有在不同的位置上各盡所能、與其他成員協調合作的能力。三段式科研訓練計劃通過分組訓練、分工合作等方式，實現本科生的跨學科、跨專業科研交流協作，提高團隊意識和工作效率。基石訓練計劃和碶石訓練計劃要求學生以小組為單位完成不同專業領域的工程項目，對學生工程能力進行“廣度”訓練，同時也為學生解決綜合性強、學科融合度高的工程問題打下了基礎。團隊協作能力的考核在科研訓練計劃的開題、中期、結題答辯以及過程性監督檢查中均有體現。團隊協作能力的主要考查點包括溝通能力、應變能力、責任感與熱情、紀律與服從等。其中，溝通能力包含表達能力、傾聽能力和設計能力。溝通能力看似是外在的東西，但實際上是學生綜合科研素質的重要體現。應變能力是指對科技創新中遇到的問題，能迅速地給出反應，并尋求合適的解決方法的能力［8］。三段式科研訓練計劃主要鍛煉學生完成科研訓練中必要的方案協同設計、團隊匯報能力，以及答辯等工作中的溝通能力、應變能力、責任感與熱情、紀律與服從等。

（三）科研成果展示能力考核

科研成果展示能力是指學生對科研成果的寫作、講解答辯和展示等方面的綜合素質。在全面了解工程領域知識、細致學習研究工科領域課題的同時，要想更好地培養學生的工程師素養，還要輔以學術會議海報，對成果進行展示講解，全面加強學生的科研觀。在科研訓練計劃最終項目考核中，要求學生提交正文不少于10 000個單詞的英文論文，同時制作學術交流海報進行張貼和展示，并在規定的時間內以PPT的形式完成項目匯報且回答專家的提問。

三段式科研訓練計劃的最終成績由平時成績、過程表現（包括團隊協作意識、創新問題的提出與解決等記錄）、各環節的海報演示、現場答辯和設計報告五個部分組成，實現對科研訓練計劃的全過程監督和評價。通過在科研訓練中要綜合運用導師制、英文寫作、英文匯報等各類元素，確保本科生實踐創新能力、團隊協作能力以及科研成果展示能力等各項科研素質得以達成。

結語

隨著我國社會經濟的快速發展，各技術行業對高校人才的科技創新能力提出了更高的要求。實施創新教育，培養本科生的科研創新能力，是目前高等教育改革的重要課題。三段式科研訓練計劃通過構建科學的考核模式，能夠有效提升本科生的科研綜合素質，為本科生未來進一步深造打下良好基礎。在科研訓練考核方式的實施方面，主要關注如下三個方面：（1）嚴把過程。本科生科研能力的培養是一項長期的、潛移默化的過程，難以通過一次性考試衡量，因此需要采用能力評價、過程評價的方式，并且貫穿科研訓練課程的全過程。（2）科學評價。不同指導教師對科研訓練計劃中的能力評價、過程評價采取的方式和方法各異，評價不同專業學生科研成果時所采取的標準也不同，需要組織者在學生選題征集、分組答辯等環節盡量平衡專業分布，避免評審教師的主觀性傾向。（3）模式創新。可考慮在校企協作、專業融合、學生互評等方面持續開展科研訓練計劃模式的創新活動，調動指導教師和學生參與科研訓練計劃的積極性和主動性，進一步提高學生的科研能力培養成效。