大學生創新實踐活動的探討范文
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《北京郵電大學學報》2016年第二期
摘要:
結合作者指導本科生創新實踐的經驗和在美國普林斯頓大學訪學期間對該校本科生科研活動的考察，分析了本科生創新實踐過程中指導教師和學校的角色定位，并給出若干經驗總結。以量子密碼研究方向為例，對從事理論研究的創新實踐給出了三點具體的指導性建議。上述分析總結以及相關的建議對于其他研究方向的創新實踐也具有一定的指導意義。
關鍵詞:
一、引言
創新是一個國家長久發展的永恒動力，許多國家包括我國都發現并開始執行“創新要從小抓起”這一指導思想。目前，很多高校開始了一系列的科技創新活動［1-3］。隨著大學教育的日益開放，大學生比以往更容易接觸到研究生和研究生導師，大部分學有余力的學生都有機會參與到科研活動中，從而在科研和創新能力方面得到較早的培養和鍛煉，也使少數極具科研和創新潛力的優秀創新人才得以嶄露頭角。然而，優秀學生是否真的學有余力，如何找到自己喜歡的科研方向，如何合理調節自己的學業和科研創新時間，如何合理規劃自己的未來，如果對這些問題沒有一個明確的認識，最終都會導致自身創新的失敗與時間精力的極大浪費。指導教師能否單純采用類似于低年級研究生的培養模式來指導本科生，如何幫助學生進行時間和精力的分配和規劃，也與一個創新實驗成功與否有著直接的關系。此外，學校針對本科生的培養計劃以及提供各種學術交流的機會都對大學生進行科研創新造成影響。作者指導研究生和大學生創新實踐工作多年，在大學生從事理論科研創新工作方面積累了一定的經驗。在普林斯頓大學訪學期間，關注并著重調研了該校的大學生和教師之間的互動模式。如何另辟蹊徑，在應試的機制里，開出創新的花朵來，是作者長期進行的研究。現結合北京郵電大學的一些做法和普林斯頓大學的師生研修模式，從學校和指導教師兩個方面對大學生創新實踐工作進行論述，給出若干可借鑒的經驗和總結。
二、學校在大學生創新實踐活動中的角色定位
1.轉變教育觀念全面開展創新實踐教育學校在育人理念上轉變思想，更新教育觀念，以培養高素質創新人才為目標。開展大學生創新實踐教育，培養創新實用型人才，是高等教育的基本目標。充分認清當前所面臨的形勢和任務，建立客觀的并符合時展要求的高校創新型人才培養的體系，將創新型人才培養作為高校實施素質教育工程的核心內容，貫穿大學生培養的全過程，實乃時下工作的當務之急。許多學校在這方面已經走在了前面。例如，北京郵電大學領導高度重視學生的創新實踐能力培養，以校級大學生創新實踐基地和12個分基地實體作為支撐，成立了創新科技大本營，實現了管理中的“人員開放、運行開放、經費開放、基地開放”，從場地、編制、經費等方面提供常態化保障。2.營造開放自由的創新實踐環境及平臺要想切實做好大學生創新實踐教育工作，學校相應的政策支持不可或缺。要開展多樣化的創新活動，為學生提供創新發展空間，學校需要有開放自由的學術氛圍，學科間允許交叉融合，師生自由討論學術問題，在畢業生學分要求等教學管理上也要有適當的彈性機制。創建晚上的創新教育課程體系和教育教學方法，學校需要在專業設置、培養方案制定、修習方式等方面進一步加強對學生的創新實踐教育，為個性化培養創造良好的環境。應逐步進行培養方案的改革，減少硬性學分指標，把學生從埋頭修學分里解放出來，給學生更多的時間開展科研創新實踐活動。普林斯頓大學的科學和工程學士學生必須完成一個嚴格的科學和數學課程以及最少兩個學期的獨立研究。建議學校在某些專業開展試點，在學分的安排上增加靈活性，以便給全部或部分同學增加獨立研究的時間。普林斯頓大學的辦公樓里每個拐角都有休息的沙發和小桌子，方便師生隨時研討交流。黑板更是隨處可見，不論辦公室還是樓道，你會隨時聽到粉筆在黑板上寫字的聲音和討論問題的聲音。樓里面很少有浪費的地方，沒有豪華的設計與裝修，有的只是最原始的黑板和粉筆。這些相比較來說更容易實現，隨處可見的黑板墻完全可以彌補我們教室和辦公室不足的缺陷。相對于建新的教學樓，這些投入都相對小很多，也在合理的承受范圍內，在一定程度上也可以解決目前許多高校存在的教室資源嚴重不足的問題。3.充分利用學術報告指引學生走向更深一步的科研之路學術報告是大學里最常見的一項基本學術活動，由主講人向學生傳授各學科的基礎知識或者最新的科研進展，使學生在最短時間內有效地了解到相關學科或領域的前沿動態，拓寬學術視野，激發學生主動學習的熱情，并從中學習科學研究的基本方法，提高學術交流的能力。作為學有余力并有興趣進一步科研創新的學生應該盡可能多地廣泛去涉獵，從中發現跟自己學科契合的興趣點，以及創新的靈感和切入點，并堅定繼續鉆研下去的決心。作為創新實驗的依托主體學校來說，應盡可能地提供各種學術報告，鼓勵教師邀請校外名師或親自上場為學生提供機會，同時應提供宣傳學術報告的平臺，增加院系中小范圍學術報告的聽眾。自2012年開始，北京郵電大學教務處開展了“名家進校園”系列活動，積極引進校外優質教育資源，邀請校外著名大學、科研機構的知名學者、專家，走進北郵校園開設講座。開闊了學生視野、啟迪了學生的不同學科交叉、融合了創新思維。
三、指導教師在大學生創新實踐活動中的角色定位
1.指導教師自身需要具備創新精神創新實踐活動開展的成功與否關鍵在于是否有一支具備強烈創新意識、高素質及高度責任心和奉獻精神的指導教師。指導教師的創新性是實施創新實踐教育的前提條件。指導教師必須在自己擅長的領域具備一定的學術科研水平，擁有科研項目資源優勢。自身必須思維開放、勇于探索，根據不同學生的個性特點激發學生的創新熱情，大膽并善于培養學生的創新意識和創新能力。指導老師，更應該去關注學術報告和自己的研究有沒有交叉，從而尋找到新的研究點。在普林斯頓大學物理系，每周都會有固定兩個時間段的學術報告。此外，針對來應聘的人進行的面試就是要求做學術報告。學術報告的聽眾包括世界知名教授、院士、甚至諾貝爾獎得主以及本科生去聽。所謂三人行，必有我師。著名的大家也通過學術講座來了解當前的研究進展和方向，是尋找新的研究點的最有效途徑。比如已經85歲的美國國家科學院院士，偉大的數學物理學家Lieb教授，每周四的講座都參加，并且每次講座都會舉手提問，這是每個指導教師都應該學習的。2.課堂教學與科學研究相結合的教學模式以傳授知識為目的的傳統教學模式已經不利于大學生創新能力的培養，指導教師應轉變觀念，在課堂教學中引入相關專業研究領域的前沿成果，采用開放式創新教學模式，重視學生的個性、創造性，激發學生的學習積極性和深入研究的熱情，從而培養學生發現新問題、解決新問題的能力以及動手實踐能力。3.科研相關知識的儲備授人以魚，不如授人以漁。進行科研創新實踐，學生需要掌握基本的科研寫作相關知識，開展調研如何入手，數據處理需要注意的問題，熟悉課題研究的過程和方法，如何做研究后期數據處理與分析等具體的科研流程，這些指導教師專門增設研究方法和統計分析及統計軟件應用的課程，可以從簡單的文獻綜述的撰寫再到相對單一的調研報告和研究報告，引導這些對科研創新有興趣的學生一步步走上科研的正規道路上來。從而來提高學生科研創新的能力，運用所學知識解決實際問題和進行知識創新的能力。4.時間管理作為指導老師，向學生明確真正的科研需要投入的精力和時間，讓學生明確認識懂得放棄，才能收獲更多。參與創新的學生，一旦確定自己感興趣的研究方向，就盡快查找學校在該領域相關的科研教師，在雙方都有時間和興趣的情況下開展研究。做科研必須要有充足的投入，時間第一。在現行條件下，指導教師要教會學生如何在課程學習與科研創新實踐之間找到平衡，也十分重要。本科生要在繁重的課業中做到合理安排時間，盡量做到有所取舍。作者曾帶的一個學生成績很好，為了出國而選修了多門課，只是把創新活動也當成一門課來處理。該學生每次討論班都來，并認真地提問題，記筆記，但討論班結束后再沒有好好鉆研，得不到實質的進步和能力提高。結果是師生皆疲憊不堪，事倍功半。而另一個一起做創新的學生則完全不同，他注重創新實踐項目，充分利用空閑及周末時間，上課認真聽課，課余時間用于涉獵自己感興趣的科研領域的學術論文，在國際著名期刊《QuantumInfor-mationandComputation》上發表了一篇論文，為自己今后的科研之路積累了豐富的經驗。5.教學相長教學與科研相結合、推進學生參與科研訓練、培養學生創新精神和實踐動手能力，教師本身擁有更多的科研相關資源與平臺，在參與學生創新培養的過程中，不僅學生得到了充分的發展，自身也會成長，即為“教學相長”。因此，指導教師要具有開放性思維，大膽吸收學生進入自身科研項目，使雙方都得到發展才是真正的“雙贏”。
四、以量子密碼研究領域為例
學生一旦確定研究方向，并且對自己的學習時間有了正確規劃后，就可以真正開展研究了。首先要找到選定研究方向的具體研究點。要學會上網關注該領域的研究進展，通過百度、google、nature、science、維基百科，以及小木蟲等各種學術論壇了解該研究方向的基本概念、背景、最新進展及其實際應用等等。然后在一定了解的基礎上，找到當前需要解決的某個問題著手進行深入研究。一旦找到具體研究點之后，根據不同領域應有不同的實施方法。期間要積極主動多與指導教師和小組成員進行交流，形成具有固定規模的討論班。作為指導教師，要結合優秀本科生時間相對較少，潛力相對較大的特點對他們的指導制定激勵計劃。以量子密碼研究領域為例，該課題的特點是理論性和前沿性較強，存在大量的文獻。針對量子密碼課題的特點，在研究計劃的制定上可以給學有余力的優質學生如下指導性建議。1.經典論文案例分析閱讀量子密碼研究領域最新的文獻，可以快速了解和掌握該學科的最前沿，在短時間內取得一定的創新性成果。但是如果要想取得里程碑式甚至劃時代的創新成果，就有必要對經典論文中所蘊含的巨大創新價值和意義進行深入剖析。對于表現優秀，具有較強創造潛質的學生，“經典論文案例分析”就顯得尤為重要。嚴格挑選2～3篇經典論文，讓優秀學生從論文產生的學術背景、學科發展的要求、相關技術的推動、論文的前瞻性及其對后續研究的影響、論文如何促進新學科的形成、甚至結合社會、政治和人文環境等方面開展深入思考和研究，以此提高他們在創新價值觀和方法論上的綜合素養，為他們日后能對學科乃至社會做出卓有成效的貢獻奠定基礎。2.公開問題研究在許多科研領域，包括量子密碼領域，存在一系列公開的待解決問題。在這些大的研究方向上，可以結合優秀學生的知識結構和目前的研究及動手能力，布置若干相應的公開問題，從而培養這些學生完全獨立思考以及長時間執著研究的素養和能力。3.限時協議攻擊密碼協議研究包括設計和分析。量子密碼理論上具有無條件安全性，但許多精心設計的協議卻由于設計時沒有考慮到的問題而被發現具有一定的安全漏洞，被提出相應的攻擊策略及改進方法。從這些成果中提取一些有代表性的成果，將這些成果形成所需的基本背景知識進行整理，然后讓優秀學生以此為基礎，在有限時間內復現原有的攻擊和改進。針對一般學生的培養方法對優秀學生能力發揮有些受限，不利于其潛力的挖掘。通過上述培養方法，可以增強學生的挑戰感，培育其在限時和高壓環境下潛能激發的心理習慣，為他們日后在更具挑戰性的學習和工作環境中能夠超水平發揮和脫穎而出奠定基礎。上述量子密碼研究方向的經驗和方法已經在本科生創新實踐環節的應用中取得了一定的效果。這些方法幫助指導本科生發表國際SCI期刊檢索論文3篇，其中1篇為SCI小類2區。所指導本科生畢業后有3名出國讀研，2名保送清華讀研，1名保送北郵讀研，這些經驗方法對他們研究生期間的科研學習有很大幫助。
五、總結
作為為社會培養和輸送創新人才的搖籃，國內外的高校都加快了開展本科生科研創新教育的步伐，各種旨在提高本科生科研和創新能力的項目和計劃應運而生，比如本科生導師制、大學生創新實驗計劃等。面對創新實踐教育的滾滾大潮，學校如何在理念及政策上來做相應改變以激勵大學生開展創新科研活動，指導教師如何運用自己學術專長及資源合理有效指導學生，達到預期的科研教育效果，這些都需要我們不斷地摸索并積累經驗。結合作者指導本科創新實踐的經驗和在美國普林斯頓大學訪學期間對該校本科生科研活動的考察，分析了本科生創新實踐過程中學校和指導教師的角色定位，總結了若干經驗。最后，以量子密碼研究方向為例，對從事理論研究的創新實踐活動給出了若干具體的創新指導性建議。
作者：郭奮卓 李慧娟高飛 單位：北京郵電大學 理學院 北京郵電大學 教務處 北京郵電大學 網絡技術研究院
