面向理念的科技创新能力培养体系探索与实践

一 引言

2018年以来，习近平主席在教育大会上的讲话精神、新高教四十条指导文件中均充分肯定和确立了高校教育的创新培养要求和目标。当前的本科类院校，科技创新主体是从事科研的教师和少数部分学生，而科技创新载体一般为从事科研开发的实验平台或创新平台，对一般类的本科院校尤其是专业基础较弱的部分工科院系，在科技创新发展上具有更大难度。结合当前教育改革需求，融合OBE（Outcome based education，成果导向教育）即能力导向教育理念，基于专业发展和科技创新实际情况，有步骤有方案提升大学生科技创新能力和思维意识具有重要研究价值[1，2]。

二 大学生科技创新存在问题

为提高科技创新能力，高校大多设置了科技创新基金、创新创业训练项目、各级不同门类的科技竞赛支持基金等，结合创新实验室、教师科研项目及其它平台，构建了高校学生参与科技创新的基础条件。但从科技创新能力培养和实体角度来看，依然存在以下几个重要问题：

1.科研方向盲目性：科研方向的选择和定位对科技创新而言至关重要，在当前发展形势下，信息的获取途径和方式多样，已突破传统形式，具有典型的“互联网+”特性。但在大一、大二阶段，更多偏重于理论课学习，从科技创新来说，大学生往往对专业知识认知度有限，或依赖于兴趣爱好，造成在科研方向选择上的困难、目标不明确性，容易引起盲目跟从或闭门造车。

2.科研内容局限性：由于大学阶段是基础知识的学习和积累过程，而科技创新要求对本学科或专业具有较为前瞻的研究，并保持与现代科技快速发展的同步性甚至领先性，科技新发展、新技术、新工艺、新概念等必然要求从事科技人员具有足够的科研经验和研究基础，对大学生来说，具有较高难度，造成科研内容简单、科技创新意识散乱等问题，与现有的科技创新要求的多学科融合、高关联性相矛盾。

3.科研方法单一性：科技创新的顺利开展离不开研究方法的可靠性，科技创新可以包含技术理论创新、产品创新、工艺方法创新、应用创新、研究思想创新、管理方法创新等。对理工类大学生来说，尤为关注技术理论创新、产品创新和工艺创新。一般来说技术理论创新对大学生来说有较大难度，形成比较深厚的方法论可行性较低。相对而言，产品创新、工艺创新、应用创新更有可行性，就其研究方法来说，受限于内容影响，大学生科技创新更关注本学科、本项目内容，引起研究方法的单一性。

三 融合OBE理念的科技创新能力培养体系

图1 能力金字塔关系示意图

针对以上存在问题，依托飞行器创新实验室，以从事教师、学生科技创新活动为基础，基于成果导向考虑，融合飞行器设计科技创新过程，实现科研方向、科研内容、科研方法和持续性上的综合性，一般应包含基本理论知识能力、数学应用分析能力、专业基础知识能力、路演展示交流能力、项目过程质量监督和管理能力、专业知识运用能力、试验仿真分析能力、新概念飞行器设计能力、实践创新应用能力、科技创新创业能力等，为分析方便，将以上各能力称为能力节点。其基本逻辑关系如图1所示。

如图1，将科技创新过程中所涉及到的各种能力采用能力金字塔形式相联系，各能力层分为基础能力层、专业知识扩展层、创新设计应用层、科技创新双创层。其中底层即基础能力层包含基本理论知识能力、数学应用分析能力、专业基础知识能力、路演展示交流能力等，主要构建科技创新体系的基础知识和基本分析、应用、交流能力。基本理论知识能力一般可包含与自然科学相关的高等数学、画法几何、机械设计、机械制图、电工电路、计算机基础、软件设计、普通物理学、普通化学、微机原理等，甚至应该包含对这一类知识的应用能力，增加知识的宽广性，提高后期科技创新过程的多学科应用能力；数学应用分析能力是指工程数学及实际应用分析能力，工程数学可包含线性代数、矢量分析与场论、泛函分析、数值分析等，其实际应用分析能力可应用以上数学处理飞行器设计中的相关问题，如借助于Matlab、Fortran、C语言等实现结构性能、力学性能的数值迭代求解能力等；专业基础知识能力是与学科方向相关的理论力学、材料力学、飞行器制造工艺学、复合材料工艺学、流体力学基础等，为飞行器设计涉及的专业基础知识；基于以上基础能力层，受当前“互联网+”发展趋势下的创新创业发展带动，一个科技创新团队还应具备优秀的路演展示交流能力，快速完成项目总结和分析，起内部革新作用，也可在路演中接受专家在方向、方法、应用上的指导建议，起外部推进作用。基础能力层是科技创新中所有能力层的基础，对科技创新的成功实施、多学科融合、工程实现均有重要支撑作用。

文章来源：《科技创新与应用》 网址: http://www.kjcxyyyzzs.cn/qikandaodu/2021/0309/1456.html