大学生创新实践活动的探讨范文

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《北京邮电大学学报》2016年第二期

摘要:

结合作者指导本科生创新实践的经验和在美国普林斯顿大学访学期间对该校本科生科研活动的考察，分析了本科生创新实践过程中指导教师和学校的角色定位，并给出若干经验总结。以量子密码研究方向为例，对从事理论研究的创新实践给出了三点具体的指导性建议。上述分析总结以及相关的建议对于其他研究方向的创新实践也具有一定的指导意义。

关键词:

理论创新实践;指导教师;量子密码;大学生创新

一、引言

创新是一个国家长久发展的永恒动力，许多国家包括我国都发现并开始执行“创新要从小抓起”这一指导思想。目前，很多高校开始了一系列的科技创新活动［1-3］。随着大学教育的日益开放，大学生比以往更容易接触到研究生和研究生导师，大部分学有余力的学生都有机会参与到科研活动中，从而在科研和创新能力方面得到较早的培养和锻炼，也使少数极具科研和创新潜力的优秀创新人才得以崭露头角。然而，优秀学生是否真的学有余力，如何找到自己喜欢的科研方向，如何合理调节自己的学业和科研创新时间，如何合理规划自己的未来，如果对这些问题没有一个明确的认识，最终都会导致自身创新的失败与时间精力的极大浪费。指导教师能否单纯采用类似于低年级研究生的培养模式来指导本科生，如何帮助学生进行时间和精力的分配和规划，也与一个创新实验成功与否有着直接的关系。此外，学校针对本科生的培养计划以及提供各种学术交流的机会都对大学生进行科研创新造成影响。作者指导研究生和大学生创新实践工作多年，在大学生从事理论科研创新工作方面积累了一定的经验。在普林斯顿大学访学期间，关注并着重调研了该校的大学生和教师之间的互动模式。如何另辟蹊径，在应试的机制里，开出创新的花朵来，是作者长期进行的研究。现结合北京邮电大学的一些做法和普林斯顿大学的师生研修模式，从学校和指导教师两个方面对大学生创新实践工作进行论述，给出若干可借鉴的经验和总结。

二、学校在大学生创新实践活动中的角色定位

1.转变教育观念全面开展创新实践教育学校在育人理念上转变思想，更新教育观念，以培养高素质创新人才为目标。开展大学生创新实践教育，培养创新实用型人才，是高等教育的基本目标。充分认清当前所面临的形势和任务，建立客观的并符合时展要求的高校创新型人才培养的体系，将创新型人才培养作为高校实施素质教育工程的核心内容，贯穿大学生培养的全过程，实乃时下工作的当务之急。许多学校在这方面已经走在了前面。例如，北京邮电大学领导高度重视学生的创新实践能力培养，以校级大学生创新实践基地和12个分基地实体作为支撑，成立了创新科技大本营，实现了管理中的“人员开放、运行开放、经费开放、基地开放”，从场地、编制、经费等方面提供常态化保障。2.营造开放自由的创新实践环境及平台要想切实做好大学生创新实践教育工作，学校相应的政策支持不可或缺。要开展多样化的创新活动，为学生提供创新发展空间，学校需要有开放自由的学术氛围，学科间允许交叉融合，师生自由讨论学术问题，在毕业生学分要求等教学管理上也要有适当的弹性机制。创建晚上的创新教育课程体系和教育教学方法，学校需要在专业设置、培养方案制定、修习方式等方面进一步加强对学生的创新实践教育，为个性化培养创造良好的环境。应逐步进行培养方案的改革，减少硬性学分指标，把学生从埋头修学分里解放出来，给学生更多的时间开展科研创新实践活动。普林斯顿大学的科学和工程学士学生必须完成一个严格的科学和数学课程以及最少两个学期的独立研究。建议学校在某些专业开展试点，在学分的安排上增加灵活性，以便给全部或部分同学增加独立研究的时间。普林斯顿大学的办公楼里每个拐角都有休息的沙发和小桌子，方便师生随时研讨交流。黑板更是随处可见，不论办公室还是楼道，你会随时听到粉笔在黑板上写字的声音和讨论问题的声音。楼里面很少有浪费的地方，没有豪华的设计与装修，有的只是最原始的黑板和粉笔。这些相比较来说更容易实现，随处可见的黑板墙完全可以弥补我们教室和办公室不足的缺陷。相对于建新的教学楼，这些投入都相对小很多，也在合理的承受范围内，在一定程度上也可以解决目前许多高校存在的教室资源严重不足的问题。3.充分利用学术报告指引学生走向更深一步的科研之路学术报告是大学里最常见的一项基本学术活动，由主讲人向学生传授各学科的基础知识或者最新的科研进展，使学生在最短时间内有效地了解到相关学科或领域的前沿动态，拓宽学术视野，激发学生主动学习的热情，并从中学习科学研究的基本方法，提高学术交流的能力。作为学有余力并有兴趣进一步科研创新的学生应该尽可能多地广泛去涉猎，从中发现跟自己学科契合的兴趣点，以及创新的灵感和切入点，并坚定继续钻研下去的决心。作为创新实验的依托主体学校来说，应尽可能地提供各种学术报告，鼓励教师邀请校外名师或亲自上场为学生提供机会，同时应提供宣传学术报告的平台，增加院系中小范围学术报告的听众。自2012年开始，北京邮电大学教务处开展了“名家进校园”系列活动，积极引进校外优质教育资源，邀请校外著名大学、科研机构的知名学者、专家，走进北邮校园开设讲座。开阔了学生视野、启迪了学生的不同学科交叉、融合了创新思维。

三、指导教师在大学生创新实践活动中的角色定位

1.指导教师自身需要具备创新精神创新实践活动开展的成功与否关键在于是否有一支具备强烈创新意识、高素质及高度责任心和奉献精神的指导教师。指导教师的创新性是实施创新实践教育的前提条件。指导教师必须在自己擅长的领域具备一定的学术科研水平，拥有科研项目资源优势。自身必须思维开放、勇于探索，根据不同学生的个性特点激发学生的创新热情，大胆并善于培养学生的创新意识和创新能力。指导老师，更应该去关注学术报告和自己的研究有没有交叉，从而寻找到新的研究点。在普林斯顿大学物理系，每周都会有固定两个时间段的学术报告。此外，针对来应聘的人进行的面试就是要求做学术报告。学术报告的听众包括世界知名教授、院士、甚至诺贝尔奖得主以及本科生去听。所谓三人行，必有我师。著名的大家也通过学术讲座来了解当前的研究进展和方向，是寻找新的研究点的最有效途径。比如已经85岁的美国国家科学院院士，伟大的数学物理学家Lieb教授，每周四的讲座都参加，并且每次讲座都会举手提问，这是每个指导教师都应该学习的。2.课堂教学与科学研究相结合的教学模式以传授知识为目的的传统教学模式已经不利于大学生创新能力的培养，指导教师应转变观念，在课堂教学中引入相关专业研究领域的前沿成果，采用开放式创新教学模式，重视学生的个性、创造性，激发学生的学习积极性和深入研究的热情，从而培养学生发现新问题、解决新问题的能力以及动手实践能力。3.科研相关知识的储备授人以鱼，不如授人以渔。进行科研创新实践，学生需要掌握基本的科研写作相关知识，开展调研如何入手，数据处理需要注意的问题，熟悉课题研究的过程和方法，如何做研究后期数据处理与分析等具体的科研流程，这些指导教师专门增设研究方法和统计分析及统计软件应用的课程，可以从简单的文献综述的撰写再到相对单一的调研报告和研究报告，引导这些对科研创新有兴趣的学生一步步走上科研的正规道路上来。从而来提高学生科研创新的能力，运用所学知识解决实际问题和进行知识创新的能力。4.时间管理作为指导老师，向学生明确真正的科研需要投入的精力和时间，让学生明确认识懂得放弃，才能收获更多。参与创新的学生，一旦确定自己感兴趣的研究方向，就尽快查找学校在该领域相关的科研教师，在双方都有时间和兴趣的情况下开展研究。做科研必须要有充足的投入，时间第一。在现行条件下，指导教师要教会学生如何在课程学习与科研创新实践之间找到平衡，也十分重要。本科生要在繁重的课业中做到合理安排时间，尽量做到有所取舍。作者曾带的一个学生成绩很好，为了出国而选修了多门课，只是把创新活动也当成一门课来处理。该学生每次讨论班都来，并认真地提问题，记笔记，但讨论班结束后再没有好好钻研，得不到实质的进步和能力提高。结果是师生皆疲惫不堪，事倍功半。而另一个一起做创新的学生则完全不同，他注重创新实践项目，充分利用空闲及周末时间，上课认真听课，课余时间用于涉猎自己感兴趣的科研领域的学术论文，在国际著名期刊《QuantumInfor-mationandComputation》上发表了一篇论文，为自己今后的科研之路积累了丰富的经验。5.教学相长教学与科研相结合、推进学生参与科研训练、培养学生创新精神和实践动手能力，教师本身拥有更多的科研相关资源与平台，在参与学生创新培养的过程中，不仅学生得到了充分的发展，自身也会成长，即为“教学相长”。因此，指导教师要具有开放性思维，大胆吸收学生进入自身科研项目，使双方都得到发展才是真正的“双赢”。

四、以量子密码研究领域为例

学生一旦确定研究方向，并且对自己的学习时间有了正确规划后，就可以真正开展研究了。首先要找到选定研究方向的具体研究点。要学会上网关注该领域的研究进展，通过百度、google、nature、science、维基百科，以及小木虫等各种学术论坛了解该研究方向的基本概念、背景、最新进展及其实际应用等等。然后在一定了解的基础上，找到当前需要解决的某个问题着手进行深入研究。一旦找到具体研究点之后，根据不同领域应有不同的实施方法。期间要积极主动多与指导教师和小组成员进行交流，形成具有固定规模的讨论班。作为指导教师，要结合优秀本科生时间相对较少，潜力相对较大的特点对他们的指导制定激励计划。以量子密码研究领域为例，该课题的特点是理论性和前沿性较强，存在大量的文献。针对量子密码课题的特点，在研究计划的制定上可以给学有余力的优质学生如下指导性建议。1.经典论文案例分析阅读量子密码研究领域最新的文献，可以快速了解和掌握该学科的最前沿，在短时间内取得一定的创新性成果。但是如果要想取得里程碑式甚至划时代的创新成果，就有必要对经典论文中所蕴含的巨大创新价值和意义进行深入剖析。对于表现优秀，具有较强创造潜质的学生，“经典论文案例分析”就显得尤为重要。严格挑选2～3篇经典论文，让优秀学生从论文产生的学术背景、学科发展的要求、相关技术的推动、论文的前瞻性及其对后续研究的影响、论文如何促进新学科的形成、甚至结合社会、政治和人文环境等方面开展深入思考和研究，以此提高他们在创新价值观和方法论上的综合素养，为他们日后能对学科乃至社会做出卓有成效的贡献奠定基础。2.公开问题研究在许多科研领域，包括量子密码领域，存在一系列公开的待解决问题。在这些大的研究方向上，可以结合优秀学生的知识结构和目前的研究及动手能力，布置若干相应的公开问题，从而培养这些学生完全独立思考以及长时间执着研究的素养和能力。3.限时协议攻击密码协议研究包括设计和分析。量子密码理论上具有无条件安全性，但许多精心设计的协议却由于设计时没有考虑到的问题而被发现具有一定的安全漏洞，被提出相应的攻击策略及改进方法。从这些成果中提取一些有代表性的成果，将这些成果形成所需的基本背景知识进行整理，然后让优秀学生以此为基础，在有限时间内复现原有的攻击和改进。针对一般学生的培养方法对优秀学生能力发挥有些受限，不利于其潜力的挖掘。通过上述培养方法，可以增强学生的挑战感，培育其在限时和高压环境下潜能激发的心理习惯，为他们日后在更具挑战性的学习和工作环境中能够超水平发挥和脱颖而出奠定基础。上述量子密码研究方向的经验和方法已经在本科生创新实践环节的应用中取得了一定的效果。这些方法帮助指导本科生发表国际SCI期刊检索论文3篇，其中1篇为SCI小类2区。所指导本科生毕业后有3名出国读研，2名保送清华读研，1名保送北邮读研，这些经验方法对他们研究生期间的科研学习有很大帮助。

五、总结

作为为社会培养和输送创新人才的摇篮，国内外的高校都加快了开展本科生科研创新教育的步伐，各种旨在提高本科生科研和创新能力的项目和计划应运而生，比如本科生导师制、大学生创新实验计划等。面对创新实践教育的滚滚大潮，学校如何在理念及政策上来做相应改变以激励大学生开展创新科研活动，指导教师如何运用自己学术专长及资源合理有效指导学生，达到预期的科研教育效果，这些都需要我们不断地摸索并积累经验。结合作者指导本科创新实践的经验和在美国普林斯顿大学访学期间对该校本科生科研活动的考察，分析了本科生创新实践过程中学校和指导教师的角色定位，总结了若干经验。最后，以量子密码研究方向为例，对从事理论研究的创新实践活动给出了若干具体的创新指导性建议。

作者：郭奋卓 李慧娟高飞 单位：北京邮电大学 理学院  北京邮电大学 教务处 北京邮电大学 网络技术研究院