本科拔尖培养中的科研训练考核创新模式研究

孙立山，许 琰，戴 璐

（北京工业大学 a.城市建设学部；b.樊恭烋荣誉学院，北京 100124）

引言

实践教学是整个大学教育中一个非常重要的环节，能培养本科生独立组织、完成实验的能力，以及严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度，从而为本科生毕业从事科学研究和解决工程实际问题打好基础。考核是实践教学活动中一个非常重要的环节。对于高校本科生科研训练实践来说，合理的考核方式能够有效反馈教学效果，提升教学质量。实践创新能力、团队协作能力以及科研成果展示能力是本科领军人才科学研究综合素质培养的核心［1］。

近年来，各高校均非常重视实验和实践教学的建设、管理和改革，遵循工程的集成与创新特征，以强化本科生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，构建实践教学体系及质量控制机制，依据课程大纲、目标及考核要求，对本科生的综合能力进行全面培养与合理评估［2-4］。三段式科研训练计划采取以能力为导向的全过程考核方法，强调对本科生实践创新能力、团队协作能力以及科研成果展示能力的考核，明确了在科研训练中应该考核什么、怎样考核和如何评分等诸多问题，取得了显著效果。

一、当前高校本科生科研训练与考核中存在的主要问题

近年来，全国各高校对大学生科研创新能力培养的工作越来越重视，高校本科生科研创新机制建设取得了显著的成效，为大学生提供了良好的科研创新环境。然而，从学生对科研训练的认知和考核等方面看，仍有以下问题亟待解决［5-7］。

（一）学生对科研训练的认知不足

部分本科生对在本科期间开展科研训练的重要性认识不足，不清楚科研训练的目的和意义，认为本科期间完成课堂理论学习任务即可，不知如何进行高效的科研训练，对科研训练的内容和环节要求缺乏认识和了解。

（二）学生缺乏一定的科研创新动力

大学生为了顺利毕业，必须将绝大多数时间集中于学分获取上。此外，科研训练相对而言难度较大且比较枯燥，需要学生全身心地投入，花费大量时间，导致部分学生在科研训练的过程中半途而废。

（三）存在重申报、轻考核的现象

部分科研训练计划往往会较为重视发布及选拔环节的宣传及评测，但由于很多学生申报科研训练计划的初衷并不是锻炼自己的创新能力和创新思维，往往出现在入选训练计划之后忽视科研过程中的锻炼和主动创新，在计划结题时草草结束的情况，非常不利于科研训练的可持续开展。

科研训练不仅可以培养学生的科研兴趣，提升学生的科技创新能力，还能够辅助学生对理论知识的理解和应用。我国高校的本科生科研训练仍处于不断探索和发展的阶段，存在上述的学生认知不足、缺乏创新动力，以及重申报、轻考核等问题，影响了本科生的科研训练效果。加强本科生科研训练环节的全过程管理和效果评估，需要高校、导师、学生的共同努力，深化改革本科生科研训练创新模式任重道远。

二、面向创新能力提升的三段式科研训练模式

北京工业大学樊恭烋荣誉学院不断强化理工基础和加强创新教育，尊重学生对专业的兴趣与选择，因材施教，在人才培养中注重学生工程基础的夯实、优秀工程能力和创新精神的养成，以及持久竞争力的发展，是以培养国际、国内工程领域具有创新精神的领军人才为主要目标的荣誉学院。三段式科研训练课程是北京工业大学樊恭烋荣誉学院自2014年建立之初就做出的顶层设计和超前部署，为让学生早进课题、早进实验室、早进团队，针对所有本科生开展贯穿大学四年的科学训练课程。课程切实践行“三全育人”工作理念，包括基石训练计划、碶石训练计划和顶石训练计划，见图1。三段式科研训练课程贯穿学生本科四年的培养过程，每阶段的项目包括征集题目、发布指南、学生选题、导师指导、过程汇报、答辩考核等环节。课程以创新为核心，培养学生将工程素养与专业知识相结合的能力，要求学生在导师指导下开展既涵盖工程基础与专业知识，又体现综合性及设计性的实物作品（软件、系统等）的科研开发设计活动。实践创新能力、团队协作能力以及科研成果展示能力是本科领军人才科学研究综合素质培养中的核心。经过多年改革探索，三段式科研训练课程逐渐形成了能力导向的全过程考核方法，同时强调对学生实践创新能力、团队协作能力以及科研成果展示能力的三重考核。

图1 三段式科研训练计划框架

（一）实践创新能力考核

本科生的实践创新能力考核是指以需求为导向，培养学生的创新意识，引导学生掌握正确、科学的学习方法，学会用所掌握的知识创造性地解决实际问题，养成创新的习惯，主动参与实践，最终提升解决复杂工程问题的能力。在科研训练计划的选题和推进过程中，教师均设置了面向复杂工程问题的需求选题以及关键技术可行性的论证考核环节，并引导学生开展讨论。之后由学生各自汇报方案，师生共同对方案的可行性进行论证，明确各选题的关键问题和技术，确保不同专业的本科生对复杂工程问题形成等效认知，最终将学生培养成具有强科研能力的领军人才。实践创新能力的主要考查点包括创新意识、创新思维、专业知识掌握程度、实践动手能力等。科研训练计划选题示例如下。

1.面向老年人行为监测的应急机器人系统（emergency robotic system for the elderly behavior detection）。本项目旨在弥补当前社会环境下对空巢老人生命安全监测的缺失，采取多种方式监测老人的动作，并判断他们是否有生命危险，据此构建模型进行判断，在确定老人有危险时能够及时提供必要的帮助。

2.基于犯罪现场照片内容分析的犯罪心理画像生成（generation of criminal psychological portrait based on content analysis of crime scene photos）。该项目主要解决我国犯罪侦查学和心理学界犯罪心理画像缺乏系统性的问题。它设计并完成了利用计算机对证据类型的不同形式（如抛甩状血迹）进行分类，最终得到对犯罪嫌疑人的心理侧写。

3.基于图像识别的图像背景音乐生成（automatic BGM composition for images based on image recognition）。该项目围绕当前环境下人们对个性化软件及图片的音乐情感需求，设计基于色彩的情感判断，并将其分成情绪大类，最终生成对应的图像音乐，达到与图片情绪适配的效果。

（二）团队协作能力考核

团队协作能力是指建立在科研训练组成团队的基础之上，发挥团队精神、互补互助，以实现团队工作效率的最大化。对于团队成员来说，不仅要有个人能力，还需要有在不同的位置上各尽所能、与其他成员协调合作的能力。三段式科研训练计划通过分组训练、分工合作等方式，实现本科生的跨学科、跨专业科研交流协作，提高团队意识和工作效率。基石训练计划和碶石训练计划要求学生以小组为单位完成不同专业领域的工程项目，对学生工程能力进行“广度”训练，同时也为学生解决综合性强、学科融合度高的工程问题打下了基础。团队协作能力的考核在科研训练计划的开题、中期、结题答辩以及过程性监督检查中均有体现。团队协作能力的主要考查点包括沟通能力、应变能力、责任感与热情、纪律与服从等。其中，沟通能力包含表达能力、倾听能力和设计能力。沟通能力看似是外在的东西，但实际上是学生综合科研素质的重要体现。应变能力是指对科技创新中遇到的问题，能迅速地给出反应，并寻求合适的解决方法的能力［8］。三段式科研训练计划主要锻炼学生完成科研训练中必要的方案协同设计、团队汇报能力，以及答辩等工作中的沟通能力、应变能力、责任感与热情、纪律与服从等。

（三）科研成果展示能力考核

科研成果展示能力是指学生对科研成果的写作、讲解答辩和展示等方面的综合素质。在全面了解工程领域知识、细致学习研究工科领域课题的同时，要想更好地培养学生的工程师素养，还要辅以学术会议海报，对成果进行展示讲解，全面加强学生的科研观。在科研训练计划最终项目考核中，要求学生提交正文不少于10 000个单词的英文论文，同时制作学术交流海报进行张贴和展示，并在规定的时间内以PPT的形式完成项目汇报且回答专家的提问。

三段式科研训练计划的最终成绩由平时成绩、过程表现（包括团队协作意识、创新问题的提出与解决等记录）、各环节的海报演示、现场答辩和设计报告五个部分组成，实现对科研训练计划的全过程监督和评价。通过在科研训练中要综合运用导师制、英文写作、英文汇报等各类元素，确保本科生实践创新能力、团队协作能力以及科研成果展示能力等各项科研素质得以达成。

结语

随着我国社会经济的快速发展，各技术行业对高校人才的科技创新能力提出了更高的要求。实施创新教育，培养本科生的科研创新能力，是目前高等教育改革的重要课题。三段式科研训练计划通过构建科学的考核模式，能够有效提升本科生的科研综合素质，为本科生未来进一步深造打下良好基础。在科研训练考核方式的实施方面，主要关注如下三个方面：（1）严把过程。本科生科研能力的培养是一项长期的、潜移默化的过程，难以通过一次性考试衡量，因此需要采用能力评价、过程评价的方式，并且贯穿科研训练课程的全过程。（2）科学评价。不同指导教师对科研训练计划中的能力评价、过程评价采取的方式和方法各异，评价不同专业学生科研成果时所采取的标准也不同，需要组织者在学生选题征集、分组答辩等环节尽量平衡专业分布，避免评审教师的主观性倾向。（3）模式创新。可考虑在校企协作、专业融合、学生互评等方面持续开展科研训练计划模式的创新活动，调动指导教师和学生参与科研训练计划的积极性和主动性，进一步提高学生的科研能力培养成效。