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研究生科技创新思维方法引导

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摘要:科技创新思维不仅对科技进步十分重要,而且对国家乃至全世界的进步发展均有重要影响。研究生作为社会科技发展的中坚力量,应当具备充足的科技创新思维和能力。但随着近几年研究生招生规模的扩大,师资年轻化和培养能力的不足,研究生培养面临许多需要探索的问题。对科技创新思维与方法的先期引导进行了探索,介绍了科技创新与一般意义上的创新的区别,研究生培养对科技创新思维与方法的需求,结合南京航空航天大学教学和应用实例,分析了先期引导的模式探索内容、引导方法、实施效果,以及所获取的一些成绩。

关键词:研究生;科技创新;思维与方法;先期引导

创新是一个国家进步的灵魂,是保证国家富强发达的永恒动力[1]。科技创新在其中更扮演着不可替代的作用。在中国,研究生教育是从21世纪初叶开始实施的,它是西学东渐的产物,同时也是我国致力于国家由站起来到富起来再到强起来的决心表现,中国需要高层次的科技创新人才,引领祖国这30年真正强起来的过程。从研究生教育创办至今,对研究生科研能力的培养是永恒的话题。目前,国家对高层次人才的需求进一步扩大,因此为响应国家需求,我国各高校对研究生招生的数量进一步放开。从各届研究生毕业就业情况来看,大多数研究生进入了国家各个行业发挥着重要作用,部分博士研究生进入高校任教或者科研院所做研究。因此,随着中国经济实力的进一步增长,国家更需要社会上的中高端人才研究生们能够积极响应国家战略,为祖国的发展贡献自己的力量。但是,随着研究生招生规模扩大,研究生指导教师数量有限,以及指导经验、方法和导向等方面的部分问题,导致研究生培养方式方法比较单一。研究生踏足社会以后对企业的实际应用不够熟悉以及知识面相对单一等情况,与社会的发展需求之间出现某些脱节现象。尤其是近几年,互联网科技以及人工智能的发展极大促进了科技创新的步伐,国家也更需要研究生们可以具备科技创新思维与方法。因此对研究生的科技创新思维与方法的先期引导成了培养研究生的关键问题。

1科技创新与一般意义上创新的区别

科技创新与一般意义上的创新还是有所差别的,一般意义上的创新主要指系统性思维能力、创造性思维能力和实践能力。但是科技创新一般是指原创性科学研究和技术创新,主要指创造和应用新的科学技术知识、新的加工制造工艺,或者创新性地采取新的生产经营管理方式等。因此主要集中体现在开发新的创新性技术和产品,提高产品功能或者质量,提升用户体验或者服务的过程。

2研究生培养对科技创新思维与方法的需求

研究生的科技创新思维与方法主要体现在其科研能力上,即研究生在各科学领域进行旨在探究真理的普遍理智创造活动所需的能力,或者可以说是其能够顺利完成学校以及导师交给的科研任务的能力。研究生培养对科技创新思维与方法有必然的需求:①要具备创新的主动意识,研究生在初期要培养主动了解所在课题组相关研究内容及其相关的基础知识,培养主动阅读相关研究论文的习惯,主动阅读如下综述性文章,在宏观格局上熟悉本领域的研究现状,这对研究生以后的课题研究非常重要。②要主动学习和掌握科技创新思维与方法。研究生在积极参与课题组的相关实验操作或者代码编程工作中,了解实验设备及作用,熟悉编程软件和编程手法等等,将会在实际参与中建立深刻的科技创新思维与方法。③研究生要具备获取科技创新思维与方法支撑资源的能力和方法。研究生怎样培养对身边事物和网络上各种资源的利用能力,学会组织资源,怎样经过分类升华,提炼出优势资源。

3先期引导的模式探索

3.1创新课程教授

以南京航空航天大学的课程教学为例,分析先期引导的模式探索,主要包括:①开设了科技创新课程,主要旨在介绍科技创新的重要性、方法与途径,使研究生新生可以快速进入到科技创新思维里面。②开设了文化思想交流课程,鼓励同学们积极大胆发言,放飞自己的思维想象力,与各位同学教师交流,互相交流观点、思想,传播创新文化。③开展了博弈课程,该课程的主要目的在于培养学生的思辨以及求取不同的能力,很多的创新来自于本身与众不同的想法,人工智能界的Hinton教授说过,假如你有一种想法,说给大家听,大家都取笑你,那么恭喜你,你真正拥有了一个好的创新想法,坚持它并且研究它!生活以及科研本身便是一种与真理相博弈的过程,在出来最终结果之前,没有谁对谁错之分。

3.2创新方法指导

在进行课程教授的同时,我们还对学生进行积极的创新方法引导,主要方法有:①在全校大力鼓励不同的创新思想,鼓励学生积极动手,尝试失败;②营造一种良好的校园氛围,让学生们敬畏失败,因为失败中藏着真正的有意义的教训,不是盲目崇拜成功者,令学生对于不同观点更加开放与包容;③鼓励学生积极地走出去,走到实际工厂,与工人进行面对面交流,了解实际创新需求,激发学生的创新动力。

3.3基本课题引导

研究生入学后,可能马上面临选题的问题。从发挥兴趣与特长方面考虑,教师一般会尊重学生的意愿,在其研究领域范围内,让学生去选择自己喜欢并擅长的研究方向。这样就会最大程度上激发学生的学习热情,让学生可以快乐学习,高高兴兴做科研。从现实效果来看,这部分研究生也取得了令人羡慕的成绩,往往还将新方法以及新技术引入指导教师的研究团队,帮助研究团队成员进行技术更新,取得了良好效果。因此,对于基本课题引导,我们坚持人性化的兴趣与特长为第一任教师的观点,并且取得了不错的效果。

3.4全新课题训练

为进一步加强研究生科技创新思维的培养,我们采用了全新的课题训练方式,主要采用引进来与走出去的方法。引进来主要是指利用各种学科建设或者科研项目的资金,积极购买与科研教学有关的实验仪器,同时相关企业内部人员进校进行长期的技术交流与培训,培养学生的实际动手操作能力。在实践当中提高设备操作水平,在学习之中培养自己的科技创新思维。同时积极鼓励学生对各设备的学习使用程度进行评价,对于表现突出的学生给予相应的加分政策鼓励。鼓励学生参与这种实战型的课题训练,培养科技创新思维。例如,2017-09,本课题组与思看科技有限公司展开合作,引进其移动式三维激光扫描仪,并且进行相应的设备培训。通过培训,让研究生新生们了解到了实际的计算机逆向工程操作,以及如何做计算机辅助设计,加深了学生们对于工程实用背景的了解。同时研究生们明白了所谓的逆向工程,首先需要进行精准的3D扫描,然后才可以开展相应建模、设计和制造工作。这对学生以后的科研道路或者实际企业项目应用有着重要意义,受到了广大学生的欢迎。走出去主要指与企业合作完成项目、建立研究生实践基地两个方面,利用企业的技术优势,对学生进行全新的课题训练。本课题组多次和相关企业合作,开展科研项目合作,包括创新设计、设备运行状态检测与诊断、振动噪声测试、分析以及故障源识别,可靠性设计、轻量化设计、智能化设计等,解决企业面临的许多实际问题。这种全新的课题训练方式极大提高了学生的创新积极性,并且培养了学生动手解决实际问题的能力。使研究生能将理论与实践结合起来,把学习教授的知识和解决实际工程应用问题结合起来,极大地促进了研究生的科研创新能力。

4在研究生中开展先期引导的实施与效果

4.1南航全校申报专利、授权专利情况分析

由以上分析可以看出,近年来南京航空航天大学非常重视研究生的科技创新思维与方法的先期引导,并且由于校领导的高度重视、教师教授们的热烈配合以及学生们的积极响应,初步产生了优秀的先期引导成果,具体量化的指标可以表现在南航全校师生发表的专利情况,如表1所示。通过对研究生开展积极的科技创新思维与方法的先期引导等一系列创新性举措,不断提高科研人员的知识产权意识,南航专利申请量和授权量逐年持续增长,成为江苏省《高等学校知识产权管理规范》贯标试点单位。2016年学校发明专利申请量1118件,首次突破千件,授权量位居全国高校第21位。截至2016年底,学校发明专利拥有量1969件,位居全国高校第20位。

4.2研究生创新能力培养情况分析

在学校整体方面,研究生科技创新思维与方法的先期引导成效显著。在课题组对研究生创新能力培养方面,我们积极对研究生进行科技创新思维与方法的先期引导,同样取得了很好的成绩。近几年,指导研究生发表的学术论文,往往研一的同学就在国家一级学会会刊上发表文章,甚至被国际SCI期刊录用。多个学术团队的博士、硕士研究生参加国家创新大赛获得金奖,甚至国际大奖。我们指导的博士参与2014-12月法国里昂大学举办的CMMNO会议提出的场外随机运行行星齿轮箱高速波动与故障识别“挑战”竞赛,进行了相应的研究,取得了优秀的成绩;许多先进的理论方法和技术被应用到航空发动机研究、飞机零部件研究,以及其结构健康监测与故障诊断中,应用到车辆智能设计中,为国家重大工程的研发起的了重要作用。由于对学生的先期引导作用,使研究生后劲很足。论文撰稿人指导的研究生不但每年拿到国家奖学金,且不断有硕士、博士研究生申请到国家留学基金委基金资助出国深造。近几年相继有作者指导的研究生在学科方向上的世界顶级期刊MSSP[2]、NonlinearDynamics[3]、JSV[4]等发表文章,还有多篇学术论文在这类顶级杂志上成功录用。由此可见,对研究生进行科技创新思维与方法的先期引导有着重要作用。

5总结

本文从研究生培养前期对科技创新思维与方法的重大需求角度出发,以南京航空航天大学为例,讲述了在创新课程教授、创新方法指导、基本课题引导以及最后的全新课题训练方面做出的努力改进。最终在研究生中开展先期引导的实施与效果充分表明了对研究生进行科技创新思维与方法先期引导的重要性。

作者:李舜酩 夏品奇 徐坤 单位:南京航空航天大学

研究生科技创新思维方法引导责任编辑:张雨    阅读:人次