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一、引言
高校的科技创新能力,也就是高校师生的整体创造力。积极利用高校内的各项教育资源创造新的技术与成果,满足社会经济发展的需求,是高等教育的重要目标。高校是创新型人才培养的基础,承担着培养创新型人才与研发创新型技术、成果的重任。我国大部分科技研究人员都工作于高校,产生于高校,高校是创新型人才的聚集地。明确高校的创新优势,认清科技创新能力建设前景,才能让高校的教育作用呈现出来。
二、高校科技创新能力建设现状分析
与教育发达国家相比,我国高校的科技创新能力明显不足,无论是创新性论文还是创新性科技成果,在数量与质量上都存在问题。高校科技创新能力建设成果不佳,主要受以下几点原因影响。
(一)高校的科技创新资源配置不优
目前,社会上存在高校毕业生就业难与企业招聘难两大问题,两大问题同时出现证明高层次人才数量无法满足人才市场的需求,科技人力资源的配置有问题。高端人才的流失,影响了高校科技创新人力资源的配置。在社会文明快速发展的过程中,越来越多的高校学生选择出国留学,只有极少部分留学之后选择回国,回国发展的高端人才数量更少。高校中缺少关于创新的高端科技人才,会影响高校的科技创新教育质量。除了人力资源,我国高校的科技研究设备配置也存在一些问题。教育条件的改善,让大部分高校都有充足且先进的科学仪器,但部分高校没有正确使用科技创新仪器,极大地影响了学校科技创新能力建设。
(二)高校科技创新评价体系有待优化
在传统科研理念的影响下,SCI核心论文是评价科研人才科研能力的重要依据。在这一标准的要求下,很多高校的科研人员过于重视短期科研利益,希望在短时间内写出核心论文,以此获得个人级别调整与工资待遇提高的福利,也就是说,科研创新成果与科研人员的切身利益相关。在错误的引导下,很多高校科研人员将写论文与发论文视为科研的重要部分,没有关注科研项目本身的意义。学术氛围过于浮躁,科研人员的思想急功近利,影响了高校的科研创新氛围。
(三)高校科技创新能力建设方向不符合市场需求
高校,是为社会生产与经济发展提供人才的阵地。然而,在高校科技创新能力建设过程中,高校与企业的联系不尽密切,使得其无法正确了解企业的真实需求,无法通过校内的教育与科研工作来满足企业的需求。与教育发达国家相比,我国高校的科技创新能力建设工作过于盲目。像英国剑桥大学就建立了工业联络办公室,时刻了解企业的需求,并为校内师生的科研创新成果寻找市场。只有符合市场的需求,才能让高校的科技创新实践具有价值。
三、高校科技创新能力发展趋势分析
我国高校的科技创新工作虽然取得了一定成果,但研究的深度远远不及社会的实际需求。积极转变高校科技创新能力建设的观念,建立健全的科技创新能力建设相关制度,为科技创新能力建设工作保障护航,才能取得更为丰富的成果。
(一)高校科技创新资源配置逐渐合理化
对高校内的科技建设资源进行合理配置,是做好高校科技创新能力建设工作的第一步。与科技创设能力建设相关人力、物力与财力得到合理配置,才能创设良好的科研环境,让高校师生更加便利地开展科技创新活动。
首先,从高校科技创新能力建设的人力资源来讲,建立一支高素质的科技创新科研队伍,是实施科技创新能力建设的基础。高校应当积极提高优化科技创新工作者的个人待遇,以此来留住与吸引优秀人才。给优秀科技创新工作者外出留学与学习的机会,通过培养高端人才来提高校内科技创新人才的质量。高校学生有高端引导者,其在校的科技创新思维才会更加开放。其次,高校要给予科技创新工作足够的财力与物力支持。积极采购最先进的科学仪器,引导师生利用最新技术开拓新的技术,开拓新的领域。
(二)高校科研创新成果考核逐渐完善化
科研创新成果考核机制的完善,对于高校科研创新氛围的和谐化与学术化十分关键。高校管理者要意识到科研成果学术价值的分析,不能只关注科研者在核心期刊上发表了多少论文,绝不能将核心论文的发表视为科研者级别调整与工资上调的唯一标准。高校应当关注科研创新项目本身的价值以及科研人员在这一项目上的付出,以科研成果最终的社会效益以及学术价值去评价与考核科研人员,促进高校学术氛围的成熟化。
(三)高校科技创新实践逐渐市场化
在高校科研创新能力建设过程中发挥市场的导向作用,贴合市场需求开展科技创新,有利于高校的科技创新成果得到社会的认可。各大高校应当借鉴教育发达国家高校的科研创新经验,建立一个专门的科技创新服务机构,以此为桥梁加强高校科研创新成果与社会市场需求的联系。这一机构的工作者要对科技创新成果的价值进行分析,为其寻找能够发挥价值的企业与领域,寻求科技创新合作。科技创新实践的市场化,能够给高校科技创新能力建设提供更多动力。
四、结语
综上所述,科技创新能力,是国家经济增长与社会经济繁荣的重要动力。高校,是科技创新力的集合地,各大高校应当认清自身在科技创新能力发展中所处的地位,积极发挥科技创新作用。正视高校科技创新能力建设的不足之处,本着为社会服务,为国家发展助力的原则明确科技创新发展的理念,创新方法,才能让高校与社会共同强大起来。
【参考文献】
[1]张秋华,李铁范. 高校科技创新能力研究现状分析与评述[J].考试周刊,2014(98):152-154.
1.1科技项目经费大幅提升科技项目是科技创新能力建设的支撑。“十一五”以来,里下河所承担的科技项目数进一步增加,项目经费大幅提升。“十五”期间,里下河所共承担科技项目210项,到账经费3652万元,“十一五”期间,科技项目数达到335项,到账经费达8857万元,2011-2014年,立项项目数已达到327项,到账经费超过1.14亿元。通过对立项项目梳理,有以下三点显著变化:一是项目来源明显丰富。“十一五”以来,新开辟了国家发改委专项、国家及省引智项目、省标准化项目、市环保课题等申报渠道,获得的项目经费已占到经费总数的18%以上;二是基础研究实力增长。里下河所是以应用型研究为主的科研单位,基础研究向来是薄弱环节,“十一五”以来,共立项国家自然科学基金9项,省基金22项,基础研究项目数位居全省地市级农业科研单位前列,有效地开拓了前瞻性研究思路;三是青年科技人员主持项目增多。45岁以下科技人员主持的项目占所有项目数的比例从2006年的39.6%升至2014年52.6%,青年科技人员科技创新能力进一步提升。
1.2科研条件建设支撑作用彰显科研条件是农业科研单位科技创新能力建设的基础[3]。“十一五”以来,里下河所始终坚持将科研条件建设作为科技创新事业的重要内容,先后设计建成建设标准一流、占地65.3hm2的万福科研基地,占地2hm2的生物农药、复配农药、种子包衣剂产品中试基地江苏省生态农业工程技术研究中心和占地6.7hm2的扬州辐照中心等三大科技创新基地,近期还在江都小纪镇承租流转土地约400hm2,建有农业科研成果展示核心区和基础种子繁殖区,极大地改善了科研手段和条件,为科技创新创造了条件。同时,里下河所打造了一批在国内具有影响力的科研基础平台,建成国家小麦改良中心扬州分中心、农业部长江中下游小麦生物学与遗传育种重点实验室、国家水稻改良中心扬州试验站、国家现代产业技术体系小麦育种与种子研究室、油菜、水稻、小麦试验站、江苏省小麦种质基因库、江苏省生态农业工程技术研究中心、国家农副产品基地等19个重大平台,争取建设经费达3500多万元。这些平台已成为科技创新培育基地和成果转化中心,为里下河所科研项目与经费的增长,特别是“十一五”时期的快速发展提供了保障。
1.3人才团队建设成效显著人才团队是提升科技创新能力的根本保证[4]。里下河所始终坚持“人才兴所”的战略,将人才引进和培养作为全所工作的重点。一方面,为科技人员构建良好的后勤保障制度,解决他们的后顾之忧,另一方面,为科技人员营造积极向上的科研氛围,制定合理的激励政策,鼓励科技人员申报课题和荣誉。里下河所还特别关注青年科技人员的培养,鼓励青年人提升学历、增长见闻,进一步完善“传帮带”制度,返聘一批老专家,对青年人给予指导,同时设立年投入达100万的所基金,定向资助青年科技人员,为其快速成长打下坚实的基础。目前,里下河所拥有科技人员164名,其中中国工程院院士1人,高级职称人员53人,博士20人,硕士41人,人才数量与层次在地市级农业科研单位中位居前列。
1.4科研产出量质并举科研产出是衡量科技创新能力建设实施成效的重要指标。“十一五”以来,里下河所共获得各级科技奖励64项,育成农作物新品种43个,获得品种权24项,科研成果数量与质量较以往均有显著提升。科技创新成果显著。品种创新方面,小麦品种扬麦16成为我国长江中下游地区推广面积最大的品种,年推广面积最高达60多万hm2,获得江苏省科学技术二等奖,列入全国主导品种和江苏省主推品种。扬麦20替代扬麦158成为国家区试对照品种,扬辐麦4号连续3年创江苏省小麦单产最高纪录。2014年,里下河所还与国际小麦玉米改良中心签订关于小麦赤霉病穿梭育种的合作协议;水稻品种扬两优6号连续多年位列全国两系杂交稻推广面积前5位,扬粳4038、扬粳4227被农业部列为超级稻品种,被誉为“赛泰米”的丰优香获得江苏省科学技术二等奖;油菜品种扬油9号列入江苏省主推品种。生态农业研究方面,研发的麦秸全量机械化还田轻简稻作技术连续多年被列为江苏省主推技术,年推广面积超过134万hm2;研发的克氏原螯虾工厂化繁育及标准化养殖技术及双链型生态农业模式均通过省级成果鉴定,分别获得江苏省农业技术推广奖。核技术研究方面,辐射诱变育种团队2014年获得联合国植物突变育种杰出成就奖和中国原子能农学会特别贡献奖。
1.5科企合作助推成果转化成果转化是科技创新能力建设的重要载体。里下河所以组建的三家科技型企业作为平台,极大地推动了科技创新成果的转化应用。成立的江苏金土地种业公司在扬州湾头、江都小纪、高邮司徒等加工基地建立了年产超万吨的种子生产线、烘干线,现拥有厂房、仓库等近1000hm2,明显增强了公司稻麦良种生产和加工能力,满足了市场对优质良种的需求,扩大了新品种在生产上的覆盖率,成为全国首批“育繁推”一体化种业企业,已连续4年销售额超1亿元,纯利润超过1000万元;成立的扬州绿源生物化工有限公司是我国最早从事生物农药研究的企业之一,目前正积极开拓海外市场,产品销售到以色列等国,年创汇200多万元;成立的扬州辐照中心,主营的热缩套管产品已在全国30个省、市推广,年销售额近2000万元,是全国最大的母排用热收缩管生产厂。
2科技创新能力建设存在问题
2.1科研投入偏低,科技创新动力不足近年来各级政府每年都在加大对农业科研的经费投入,但由于农业科研具有公益性、周期长等特点,研究问题增多、难度增大,人工成本提升,仪器设备更新加快,导致投入与需求相比差距仍然很大[5]。地市级农业科研单位由于平台较低,影响力不够,各类农业科研项目申报指标有限,渠道狭窄,更是很难获得国家或省重大科研项目的落地,空有科研亮点却不能获得稳定持续的项目支持。
2.2科技创新成果转化率不高,重大成果难以突破目前科研与生产相分离的问题并未得到很好解决,农业生产中急需的有效科技成果不足,成果转化率低。其原因一方面是转化渠道不畅,科研、生产、推广和应用是成果转化的一条链,但各步骤却是由不同机构来完成,中间的联动机制并没有完善;另外,部分农业科研人员重成果数量不重质量,没有真正从农民需求着手,成果不能适应生产,与市场脱节,无法形成可以大面积推广的重大成果;同时,成果转化需要的政策、金融及税收等支持体系不完善、成果转化的投入偏低等也制约了重大成果的产生[6]。
2.3科技基础平台利用率不高一是统筹规划缺乏。申请建设平台时,缺少顶层规划设计,造成整体衔接、功能互补不够,不能建立起布局合理的创新能力建设体系[7]。二是后续投入不足。各级平台的建设投入一般都是前期投入大,建成后没有稳定的经费支持日常维护与运转,制约了功能的发挥。三是管理不科学,运行机制有待完善。平台建成后,由于缺乏有效的管理,无法建立开放的共享机制,造成仪器设备闲置[8],平台利用率降低。
2.4学科间协同创新不够目前的农业科研工作学科间交叉和融合更为深刻和广泛,多项重大成果都是从多学科的角度出发,运用多种理论和方法产生的。但部分农业科研人员习惯于在自己的专业领域进行研究,各研究室、学科间缺乏交流与合作,各自为政,研究力量难以整合[9]。同时,与外单位联合攻关,共同破解重大技术难题决心不强,协同创新严重不足。
2.5青年领军人才培养亟待加强领军人才是科技工作的核心,杰出的领军人物能带动一项重大技术的突破。里下河所就是因为有一批科技领军人才的带动,才能取得当前的成就。但大多数地市级农业科研单位青年领军人才的培养进度缓慢。究其原因,一是青年科技人员影响力和知名度不高,很难获得相应的科技资源,主动性发挥不够;二是待遇不高,特别是地市级农业科研单位,没有高福利稳定人、吸引人;三是激励机制不够完善,缺乏系统性的长效管理体系[11],对科技创新成果没有稳定的奖励机制,无法激发青年科技人员创新热情。
3提升科技创新能力对策研究
3.1加强产学研合作,推进创新项目建设新局面创新能力建设首要的是依靠项目带动原则,特别是重大创新项目建设,能够显著提升地市级农业科研单位影响力和创造力。目前,产学研联合是重大创新项目建设的主流趋势和重要手段。农业科研单位科技资源有限,但是熟悉地区生态特点和农业生产需求,在研发应用型成果等方面有优势,高校资源雄厚、基础研究扎实,可为科研单位提供有效的资源、材料、创新手段及科研条件,企业有资金优势,可有效提升创新成果转化效率。地市级农业科研单位应当积极主动地加入产学研创新战略联盟中,实现优势互补,走出一条通过利用外部资源提高自主创新能力的道路[12],积极主动地推进重大项目落地,提升科技创新能力。
3.2面向产业发展需要,助推创新成果培育目前,以追求高产、高效、营养健康、生态安全与可持续发展为目标的现代农业科学技术体系正在形成之中[13]。科技创新能力建设的目的就是研发能适应市场需求、明显增加农民收入和提高人民生活水平的农业成果,创新成果的应用不仅可以显著提升科研单位的影响力,还可以更好地创造效益反哺科研,形成良性循环。因此,地市级农业科研单位应该紧紧围绕现代农业发展要求,以研发实用型创新成果为导向,强化成果配套关键技术的研究,使成果能加速适应市场,快速成为有竞争力的产业。
3.3提高科技平台利用效率,夯实创新基础一是完善科技平台管理制度,合理整合资源。进一步明确管理主体,划清管理责任[14],寻求各平台内部联系[3],合理规划,整合有限的资源,突出建设重点,细化建设目标,提升建设水平。二是充分发挥科技平台公共服务功能。根据各科技平台专业方向,提供各类技术服务,将已建成科技平台的科学仪器、图书资料等实行共享,部分面向社会开放,稳定科技平台的日常运行,提高资源利用效率。三是制定合理的激励政策。利用科技平台的影响力和激励手段吸引创新人才、申报各类科技项目,提高竞争力。
高校的科技创新工作要服务于国家战略目标,为建设创新型国家提供知识、技术和人才支持。国家科技中长期规划纲要和高校科技中长期发展纲要,明确了高校在国家创新体系中的总体定位。在此基础上也进一步明确了高校科技发展的中长期目标。
高校在国家创新体系中的总体定位。 高校是我国培养高层次创新人才的主要基地,是我国基础研究和高技术领域原始创新的主力军,是解决国民经济重大科技问题、实现技术转移、成果转化的生力军。因此,高校是国家创新体系的重要组成部分,要在国家知识创新、技术创新、科技服务、军民融合科技创新和区域创新体系建设中发挥重要作用。
2010年高校科技创新能力建设目标。推动高校的科技体制改革,优化科技资源配置,基本建立定位明确、层次清晰、充满活力的科技创新体系,建立自由探索式研究、战略高技术研究和有组织重大科研相结合的高校科技创新体系,建成一批国际知名的研究型大学和高水平研究基地;建设一批高水平的成果转化和产业化基地,充分发挥行业特色学校的学科优势,集中力量解决一批行业关键共性技术,提升各类高校社会服务能力,形成高校全方位多层次面向经济社会发展服务的新格局,为建设创新型国家提供强有力的科技支撑和人才支撑。
2020年高校科技创新能力建设目标。全面提高、协调发展,建成一批世界一流水平的学科、基地和若干所世界一流水平的研究型大学,涌现一批世界一流水平的人才和创新成果,在基础研究和战略高技术的若干领域取得重大突破,成为国家知识创新体系的主体和国家技术创新体系的生力军,形成高校全面支撑和服务于国家整体发展与建设的新局面。高校成为创新型国家的重要源泉。
高校科技创新能力建设的指导思想
高校科技创新能力建设的指导思想是“科学定位、分类指导、自主创新、交叉集成、引领未来、促进发展”。其中科学定位、分类指导是前提,自主创新、交叉会聚是核心,引领未来、促进发展是目的。
科学定位。在宏观战略层面上要明确高校在国家创新体系中的定位与作用,深入贯彻落实国家科技中长期发展纲要的精神,更好地发挥国家知识创新体系的主力军,国家技术创新体系、科技服务体系、军民融合科技创新体系和区域创新体系的生力军等作用。同时要明确人才培养、科学研究和社会服务是高校的三大功能,科学研究是高层次人才培养的重要手段和环节,科技创新能力和社会服务水平是高等教育发展水平的重要标志。
分类指导。不同类型、不同层次的高校具有不同的目标,在国家创新体系中发挥各自不可替代的作用。通过政策导向,使不同高校在国家创新体系中发挥自身优势与特色、实现有序竞争和共同发展,不断提高科技创新能力和社会服务水平。国家通过制定普通高校分类标准,对高校进行分类管理。将我国普通高校划分为研究型、博士型、硕士型、学士型和专科型五大类。将研究型大学定位为国家知识创新体系的主体。不同类型、不同层次的高校应该在基础研究与应用研究之间、在探索科技前沿与满足社会需求之间进行权衡和优化,实现错位发展。
自主创新。高校是原始性知识创新的重要力量,原创性研究往往孕育着科学技术质的变化和发展,是科技创新能力的重要基础和科技竞争力的源泉,也是一个民族对人类文明进步做出贡献的重要体现。高校应切实加强基础研究和前沿高技术研究,大力支持科学家的自由探索和在国家需求与科学前沿紧密结合的基础研究领域开展创新性研究,积极抢占关系国计民生和国家安全的前沿高技术制高点。争取更多的科学发现和技术发明,在关键领域掌握更多的自主知识产权,在科学前沿和战略高技术领域占有一席之地。
交叉集成。发挥高校多学科综合优势和特色,建立具有高度灵活性和适应性的交叉学科研究基地,支持交叉学科研究项目和群体,促进学科间相互渗透和交叉,培育新的学科生长点,增强原始创新和集成能力。实施学科交叉会聚、综合集成的研发战略,克服资源分散、缺乏有效配置的弱点,促进跨学科集成、多学科合作和新学科开创,推动跨校跨系统的联合、协作,催生一批充满生命力的学科生长点,占领世界科学前沿。面向国内外吸引、会聚一批著名学者和专家,逐渐形成一批具有世界一流水平的创新团队,成为我国攀登科技高峰和解决重大科技问题的国家队。
引领未来。高校要引领科学技术发展的未来,高校是知识创新的主体,主要从事原始性知识创新,知识创新的成果是国家创新体系中取之不尽、用之不竭的力量源泉。由于科学理论越来越走在技术和生产的前面,为技术和生产发展引领新的道路。高校要顺应当代科学技术的特点,不断为人们的生产和生活指出新方向、开辟新领域。高校应当前瞻未来发展和长远利益,在基础科学和前沿技术研究若干领域超前部署,不断探索新的发展方向,提高持续科技创新能力,使科学技术成为经济社会发展的主导力量。
促进发展。科研成果转化为现实生产力的周期越来越短,科学与技术泾渭分明的传统界限已日趋模糊,科技竞争的焦点不断前移,使高校与经济建设主战场的联系越来越紧密。高校要着力突破重大关键技术、共性技术,支撑经济社会全面协调可持续发展,为提升传统产业和发展新兴产业做出应有的贡献。坚持走产学研合作的道路,建立多种模式的产学研联盟,实现优势互补、资源共享、共同发展,加大为经济社会发展和国家安全服务的力度,提高科技创新能力,解决经济社会发展和人民生活面临的突出问题,为全面建设小康社会和推进现代化提供保障。
高校科技创新能力的主要内涵
贯彻“科学定位、分类指导、自主创新、交叉集成、引领未来、促进发展”的指导思想。高校要重点建设六种科技创新能力。
引领未来科技发展方向的能力。高校是知识创新的源泉,大学,特别是研究型大学,是基础科学研究最重要的力量,是原始性创新成果的重要来源,是培养高素质创新性人才的主要基地。高校科技创新能力对各国未来能否在日趋激烈的全球科技竞争中占据有利地位具有举足轻重的影响。要通过加大基础研究的投入,重新整合国家基础研究的资源,优化基础研究的管理体制和运行机制,培养、引进、稳定一大批基础研究的杰出人才,使高校的基础研究水平有重大突破。通过重点建设一批以原始性知识创新为科研基本使命的研究型大学,通过建设各种模式的交叉学科研究基地和项目,争取在重大科学研究领域取得突破,引领未来科技发展的方向。
解决国民经济和社会发展重大问题的能力。高校要围绕国家战略目标和经济社会发展中的重大科技问题,加强学科交叉和技术集成,重点开展具有自主知识产权的战略高技术研究,为提高国家自主科技创新能力做出贡献。将自由探索基础上产生的可能具有重大潜在应用价值的研究课题,以及具有重要应用前景的跨学科研究等纳入高校创新规划,加快原始性创新成果向现实生产力的转化,有效地将高校科技工作与经济建设紧密结合。高校充分发挥其人才学科环境优势,利用其智力集成、创新思维,针对国家、地方、社会重大问题进行研究分析,提出对策,成为国家政府公共管理、制定内政外交政策的智囊团和思想库。
培养杰出创新型人才的能力。高校要建立能够满足建设创新型国家需要的人才培养体系,要力争培养和汇聚一批具有国际领先水平的学科带头人、一大批具有科技创新能力和发展潜力的青年学术骨干,重点培养和造就一批具有战略眼光、能够把握世界科技发展趋势和国家战略需求、具有卓越领导才能、善于组织大规模科技创新活动和承担国家重大科技任务、具有崇高道德风尚和人格魅力、能够团结大批科技人才共同奋斗的战略科学家。高校要支持一批具有世界一流水平的创新团队,加速培养造就一大批青年拔尖创新人才,提高研究生尤其是博士生的科技创新能力。
培育创新文化的能力。高校要通过树立以人为本的科技进步观,树立开放协作的竞争观,树立正确的风险意识,克服浮躁情绪和急功近利的价值取向,构建和倡导创新文化的价值体系,通过建立有利于创新的评价体系,培育激发创新活力的制度文化。通过形成布局合理的人才结构,建立协调有效的激励机制,建设开放流动的工作平台,完善科研道德约束机制,确立创新机构的组织规范和文化风格。形成勇于创新、敢为人先的氛围,提倡开展平等的学术争论,保障不同学术观点的公开发表和充分讨论;扩大研究工作的交流与合作,克服人为的学术壁垒,减少重复研究;大力推动不同学科、不同学术思想、不同学派间的交流。
增强国际合作的能力。高校要通过对科技创新、经济社会发展、高质量人才培养的贡献,不断提升国际学术声誉。积极参与国际科技计划和国际学术组织,努力扩大国际合作,广泛利用全球资源。加强基础研究和高技术前沿研究的国际交流与合作,提高我国在国际科学界的地位;要支持我国科学家在重要国际学术组织中担任领导职务。通过设立国际科技合作重点项目计划,鼓励和支持我国科学家参加全球或区域性的多边科技合作计划;争取和支持在中国设立更多的国际性学术刊物和学术组织,鼓励中国科学家在国际学术机构中任职,加速提高我国国际学术地位;鼓励与国外研究机构合作建立网络实验室,形成与国际接轨的研究基地。大力促进我国高校与国际高水平大学和研究机构建立实质性合作。最终我们要建成若干所能够与世界著名大学平等合作交流的世界一流大学。
推动区域创新体系建设的能力。区域创新体系是国家创新体系的重要组成部分和重要基础。高校的科技创新活动要与区域经济发展紧密结合,要深化高校校区、科技园区和社区“三区联动”的内涵,在政府主导下,积极探索产学研合作机制,促进产学研联盟的形成。研究型大学既要服务于国家战略目标,也要成为所在区域的科技研发中心、自主创新的示范中心和高层次创新人才培养培训中心,要与所在区域的产业集群,尤其是支柱产业形成互动。地方性高校要成为地区科技创新的生力军,尤其是一部分科研工作颇有特色的学校,要充分发挥自身的优势,大力开展科学技术的研发、推广和应用工作,成为推动区域创新体系建设的重要力量。
加快高校科技创新能力建设的政策建议
加强科教整合,逐步实施科教合一的举国体制
加强高水平独立科研院所与研究型大学的合作,积极推进教育部与科技部的深度合作乃至合并,充分发挥有限科教资源的效益,确保科教兴国战略的实施。以若干所名牌研究型大学的现有国家重点实验室、国家工程研究中心为基础,有选择地逐步将一批高水平科研机构并入研究型大学或有选择地将高水平科研院所整合成立研究型大学,组建一批能够瞄准国家战略目标和世界科技前沿、致力于战略科技领域重大攻关和前沿基础研究、代表国家最高水平的国家级创新基地。国家各部门(如农林、国防、卫生等国家级创新基地)要整合科研资源,使重大科技攻关和前沿基础研究项目与研究型大学紧密结合,以最高水平、最大效益、最快速度的科技创新成果服务国家战略目标。
加大对基础研究的投入力度,重建高校科研事业费制度
高度重视源头创新的重要作用,到2020年,使基础研究经费占R&D经费的比例提高到10%。发挥高校在源头创新中的核心地位,对高校科研经费的资助采取重点扶持与择优资助,逐步从中央财政中单列高校科学事业经费,保证高校有持续稳定的科研投入,稳定一支精干的、潜心学术的专职研究队伍,切实提高高校的原始性科技创新能力。高校科学事业费主要用于支持建设一批国际一流的研究中心,使研究中心逐步实行部分财政预算拨款,通过提供基本的人员经费和交叉学科支持经费,保证研究中心持续的国际竞争力。
聚焦交叉学科,实现原始性创新的重大突破
建议国家设立交叉学科研究与人才培养协调机构“促进交叉学科研究与人才培养委员会”,提出促进交叉学科研究与人才培养的战略规划,制定交叉学科研究与人才培养的激励政策。建立和完善交叉学科研究与人才培养的资助体系,在国家各类项目和计划中单列交叉学科研究项目部或交叉学科大类,对交叉学科进行重点支持。实施交叉学科专项计划,支持设立一批跨国、跨部门、跨行业、跨高校、跨院系的交叉学科研究基地。更新教育理念,改革人才培养模式,在研究型大学建立一批交叉学科人才培养基地。改革制约交叉学科发展的管理体制和运行机制,加强国际合作与交流,建立有利于交叉学科发展的学术支撑体系。
明确不同类型高校的功能定位,实行分类指导
进一步优化高等教育结构,构建功能明确、相互联系、高效运行的高等教育体系。通过高等教育中介组织制定我国高校分类指标体系,明确不同类型和层次的高校在整个高校体系中的相对位置,促进各高校理性地确定发展目标和特色化发展方向,促进高校的有序竞争和共同发展。加强研究型大学的原始性科技创新能力建设,服务国家战略目标。加强行业性高校的科技创新能力建设,使其成为解决行业共性关键技术的生力军。加强地方高校的建设,通过省部共建的方式,提高地方高校的科技创新能力,使其成为区域创新体系的重要力量。
继续实施重点建设政策,建设一批研究型大学
集中有效资源重点支持一批基础较好的研究型大学,尽快缩小与世界著名研究型大学的差距。到2020年,将若干所名牌研究型大学建成世界一流大学。建立以世界著名研究型大学为主要参照的研究型大学评估体系。下决心改善研究型大学教师学缘结构,提高有海外名校博士学位教师的比例,加强教师国际学术对话能力。可首先在“985工程”和“211工程”重点建设的高水平、研究型大学中,率先打破沿袭多年的“近亲繁殖”的习俗,加快引进海外名校教师的步伐,特别强调高引用等原创性研究能力强的教师引进,重点改善这一层次高校的教师学缘结构,创造人员交叉、学科交叉的基本条件。
改革人才培养体制机制,加强高层次创新人才培养
加强创新人才培养的系统规划,深化创新人才培养体系改革,真正落实“建设创新型国家,关键在人才,尤其在创新型科技人才”的思想。聚焦高层次创新人才培养模式的改革,借鉴国外创新型国家的经验,对高等教育体制和学位授予制度进行改革,到2020年,使高校成为唯一的学位授予机构,并立法进行保障。鼓励科研机构与高校合作培养人才,充分利用高校的优质高教资源,避免造成各机构间的不良竞争和重复性建设,优化高层次创新人才培养的环境。
完善科技评价制度,营造有利于产生创新思想的制度文化
以科技评价制度为突破口,推动科技管理体制和运行机制改革。加强顶层设计,建立面向全国高校的科技评价机构,统筹考虑各类高校科技评估。建立合理的评价机制,保证对高校科研进行公开、公平、公正的评价。逐步建立基于效率的科技拨款新机制,引导高校关注科技创新活动的投入产出效率,使有限的科技创新资源发挥更大的效益。针对不同类型、不同层次的高校和不同性质的科技活动,构建不同的评估体系和评估指标,如对基础研究评估要采用国际认可的标准,逐步建立规范的国际同行评议机制,应用开发研究更加注重效益评估等。遵循科学研究的基本规律,营造科学民主的学术氛围,宽容失败的学术环境,从根本上杜绝浮躁心理,营造有利于创新思想、创新人才、创新成果的制度文化。
优化高校区域分布,发挥高校对区域科技创新能力的提升作用
国家应从宏观战略上把高校的区域布局和区域经济发展紧密联系起来,重视高校分布和规划,进一步优化高校的区域分布;减小省会城市的高等教育规模,促进地级区域的高校发展;扩展研究型大学的数量和区域,发挥对区域经济的促进作用。通过中央与地方共建、地方独立建设、地方高校与国内外名校合作办学等多种方式建设区域性研究型大学,提高地方高校人才培养质量和科技创新能力,更好地服务于区域经济发展的需要。充分发挥高校在技术创新中的源头作用,进一步加强产学研合作,组建产学研战略联盟。推动高校科技成果转化,提高自主技术科技创新能力。
建立多样化的人才队伍组织模式,加强创新团队建设
为适应科技日新月异的发展,国家提出建立创新型研究所。中国农业科学院哈尔滨兽医研究所(以下简称“哈兽研”)响应国家号召,提高自主创新能力,通过科研创新平台建设这一重要途径实现目标。科研创新平台从广义讲,是探索未知世界、发现自然规律和实现技术变革的复杂科学研究系统,是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的技术基础和重要手段[1]。近年来,科研设施与仪器规模持续扩大,覆盖领域不断扩展,技术水平明显提升,综合效益日益显现。通过提供专业化服务,科研设施与仪器对科技创新的服务和支撑作用得到充分发挥[2]。在国家经济快速发展前提下,以及增加对科研经费投入的背景下,哈兽研利用科研创新平台聚集先进的实验设备、优秀的科研人员、精湛的创新团队、良好的科研项目、科学的运行管理机制和开放的学术氛围为孕育科学灵感、催生原创成果提供了无法替代的优越条件。研究所作为国家创新体系中的基本单元,是国家科技创新任务承接和创新成果实现的核心骨干。研究所正在成为科技创新的基地,新产业培育发展的源泉,国家和地方经济发展的重要科技支撑,是我国科技创新队伍中的主要力量[3]。哈兽研作为兽医学科的“国家队”,从战略高度、体制层面统筹布局,促使资源合理建设和布局,实施并建设一系列重大的科研创新平台,在此平台上已向国际、国内不断展示和增强哈兽研自主创新能力,帮助哈兽研实现转型升级,让科研成果走出“象牙塔”并转化为实际的生产力,产生了最大的经济效益、社会效益和服务效益。
1哈兽研科研创新平台发展现状
科研创新平台的建设、布局、管理和运行不仅需要前瞻性、全局性和观念性的顶层设计,更需要各级部门给予的系统性、持续性经费支持。目前,依托哈兽研的主要科研创新平台,包括以下几个方面。
1.1高等级生物安全实验室(以下简称“生物安全实验室”)
世界各国纷纷加快争夺烈性传染病病原研究的制高点,不断增强科技实力,美国、澳大利亚和加拿大先后投巨资建设了生物安全实验室。哈兽研一直致力于有效地控制烈性传染病的发生、传播和疫病防控研究,2013年,在国家发改委、财政部、科技部和农业部大力支持下实施并建设生物安全实验室,力图在激烈的竞争中占据更有利地位。生物安全实验室建设以高标准、严要求为原则,在2015年下半年投入使用,能够研制储备埃博拉出血热、马尔堡出血热、拉沙热、尼帕病毒性脑炎、裂谷热和西尼罗热重组疫苗,对进一步提高我国动物疫病与公共卫生的防控能力和水平,提高哈兽研在国内外的学术地位与综合实力具有重要意义。
1.2兽医生物技术国家重点实验室(以下简称“重点实验室”)
重点实验室于1986年批准建设,1989年对外开放,是兽医学领域最早建立的国家重点实验室。重点实验室作为国家科技创新体系的重要组成部分,是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家及开展高层次学术交流的重要基地[3]。重点实验室在发展的26年间,以兽医领域国家发展战略目标为导向,增强动物疫病诊断、疫苗创制科技储备和病原学原始创新能力,开展基础研究、应用基础研究和基础性工作,在科学前沿探索中具有创新思想,满足国家重大动物疫情预警预报国家安全需求,尤其在禽流感研究关键技术创新方面成就突出,在畜禽疾病流行病学科学数据、资料和提供共享服务方面为国家动物疫情决策提供科学依据。
1.3动物用生物制品国家工程研究中心
动物用生物制品国家工程研究中心是科技成果产业化的重要平台,其利用哈兽研具有的先进技术通过机制体制创新,破除了技术研发与成果转化之间的体制机制障碍,把具有完整、独立知识产权并具备产业化条件的科研成果用合理的企业组织化形式实现产业化,把不断进步的技术成果连续地变成产品,激发科研人员紧盯市场需求开发并转化科研成果的积极性,研制适合现代畜牧业发展要求的新型动物用诊断制剂[4]。
1.4国际联合实验室
哈兽研建立了国际联合实验室——中哈动物传染病研究联合实验室(以下简称“实验室”)。2014年,实验室依托单位与国内4家单位联合承担科技部国际合作项目,与哈萨克斯坦塞夫林农业技术大学共同建设“中哈农业科学联合实验室及教学示范基地”。2014年12月,实验室依托单位与哈萨克斯坦塞夫林农业技术大学签署合作协议,正式启动联合实验室建设,以此平台为载体,开展人员培训、教学示范与合作研究等具体工作,充分发挥实验室开放交流、对外合作的职能,为中亚国家动物疫病防控提供支持。
1.5CNAS认证动物疫病诊断与技术服务中心
哈兽研动物疫病诊断与技术服务中心通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可,成为我国动物疫病检测领域首个获得认可的国家检测实验室。该中心现经CNAS授权检测的项目有14项,涵盖分子生物学检测、血清学检测和病原学检测等方面。据了解,中国合格评定国家认可制度已经融入国际认可互认体系。此次获得认可,标志着哈兽研动物疫病诊断与技术服务中心具备按有关国际认可准则开展所获得认可项目的检测工作,同时,也将得到与CNAS签署互认协议的国家与地区认可机构的认可。
2哈兽研科研创新平台在研究发展中的重要作用
2.1汇集了一批优秀人才
哈兽研科研创新平台拥有先进的仪器设备和良好的科研环境,吸引和培育了一批优秀人才开展学科前沿研究,承担重大科研项目。在取得科研成果的同时,又为兽医领域培养和孕育了具有创造力的学术带头人和优秀的青年学术骨干,培育农业科研杰出人才及其创新团队1个,国家自然基金优秀创新团队1个,享受国务院特殊津贴1人,“杰青”1人,“优青”2人,国家百千万人才2人,2013年“Nature十大科学人物”1人,获得第六届“全国优秀科技工作者”和“全国青年岗位能手”荣誉称号2人。这些人才的培养,充分体现了实验室近年人才建设取得的成效,提高了实验室的学术、社会影响力。
2.2培育了一批优势学科
优势学科建设是一流研究所建设的重要指标,是人才培养和科学研究的基础[5]。哈兽研坚持建设科研创新“硬”平台,培育了兽医研究领域的优势学科,建成了禽流感、禽病、猪病和人畜共患病优势特色学科,承担重大项目的攻关,进一步发挥了科技创新的支撑引领作用。这些优势学科的科研人员,研制了阻击禽流感大暴发的禽流感疫苗、畜禽高效快速方便的诊断制剂,以及小反刍兽疫、布氏杆菌病的治疗疫苗和诊断试剂等自主创新成果。在中国工程院开展的我国20世纪重大工程技术成就的评选活动中,我国动物医学领域评出的四大成就(“马传染性贫血病驴白细胞弱毒疫苗”、“猪瘟兔化弱毒疫苗”、“牛瘟绵羊化山羊化弱毒疫苗”和“牛肺疫兔化弱毒菌苗”)均为哈兽研研制。
2.3组建了一批创新团队
根据科研创新平台发展目标、方向和任务的需求,组建了优势突出、组织高效的创新团队,如禽流感创新团队、农业科研杰出人才创新团队等,形成了高水平的兽医领域科技智库,为促进国家发展进行了高质量的咨询工作,并使科研内容、研发产品差异化战略得到不断优化。今后将从基础研究服务应用研究的实际需求出发,以项目为依托,充分发挥这一高端科研平台的作用,使其有效地支持研究所的发展壮大,为产业服务,为社会创造更大的价值。
2.4产出了一批重大成果
同志强调:“只有把核心技术掌握在自己手中,才能真正掌握竞争和发展的主动权,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全”。在国家重点实验室项目的资助下,消灭了牛瘟、牛肺疫,控制住了马传染性贫血病的蔓延,在“非典”攻关、禽流感阻击战中发挥了重大作用。另外,承担多项国家“863”计划、“973”计划、国家科技重大专项等项目任务,造就了一批勇挑重担、攻关创新的团队;承担各类科研项目1000余项,获国家自然发明二等奖1项、国家科学技术进步二等奖2项。同时,利用生物安全实验室对国际上出现的新发行传染性病原进行操作,摆脱了国外技术垄断与控制。哈兽研科研平台的科学建设和经费投入,使科技水平有了大幅度提升,为核心技术的研发提供了重要保障[6]。
2.5积累了一批宝贵经验
利用科研设施平台积极开展前沿问题探索,促进学科交叉与应用研究融合,进一步推进平台的开放共享,提高仪器设备的使用率[7]。哈兽研运行的仪器设备共享服务平台和动物疫病远程诊断平台,可以在关联单位内访问,并能预约使用大型仪器,还能进行动物疫病现场的远程诊断,真正实现资源共享。在其他方面,鼓励科研人员在企业、高校和科研机构之间流动和跨地区流动,摒弃狭隘利益观,对科技创新给予最有力的支持和资助。
3研究所科研创新平台发展展望
3.1创新管理机制,提高管理运行水平传统观念
认为,科研活动是科研人员进行的创新活动,科研管理人员只是为科研活动提供一些服务性质的行政事务工作,殊不知,只有加强科研管理,才能促进科研活动健康地发展,其效益比简单地增加科研投入更具有现实意义[8]。哈兽研运行了多个重大科研创新平台,实现网络化管理、专业化服务,定期举办操作培训,提供技术指导,尤其在生物安全管理方面,进行严格监管和规范处理。同时,行政管理者必须加强自身综合素质培养,转变工作方式,发扬团队合作精神,增强协同工作意识,坚定实事求是的科学态度,并不断提高对科研活动规律的认知度。
3.2强化评价体系建设,完善科学评价方式
目前,存在评价指标简单量化,评价主体单一、体系不完善,科技评价的监督手段欠缺等问题。建议在评价体系中,不能过分注重科研人员论文的数量和刊物级别,应重视科研成果的质量和成果转化对社会的贡献,采用第三方评价机制,扩大社会公众参与和科技评价的范围,避免一些科研人员出现急功近利乃至科研不端行为。
3.3注重人才团队建设,激发创新活力
探寻高层次创新型科技人才成长规律,注重加强科技领军人才、拔尖人才培养,确立“领军人才+骨干群体”的建设模式[9],大力实施名师工程,创新拔尖人才引进机制,把一批中青年拔尖人才放在关键岗位和重大任务中磨炼,培养具有突出创新能力的骨干队伍,带动团队发展。探索和发现是现代型研究所的强大动力,要保持科研的领导地位,不仅需要创造性科研人员也需要杰出的行政人员,必须承认行政人员的重要作用并给予其充分的支持。行政人员可以独自或与人合著发表成果、参与实施实验和调查、管理实验室、培训学生和研究人员、收集和分析数据以及开发网站和其他工具等[10]。
作者:张艳禾 刘 爽 刘益民 单位:1.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所 2.中国农业科学院科技管理局
参考文献
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[3]熊明民,刘建安.加强我国农业科研单位科技平台建设的实践与思考[J].农业科技管理,2013(3):17-21
[4]张金凤.加强重点实验室建设管理促进学科发展[J].实验技术与管理,2014(8):236-238
[5]郝新保,苏群豪.从中美两国实验室管理模式探讨我校科研平台建设[J].海南医学院学报,2008(1):99-101
[6]徐仕刚.重点实验室管理创新初探[J].科学与财富,2015(6):367
[7]胡远艳.科研创新平台在开放实验室建设中的实践与思考[J].科技创新导报,2012(17):140-141
二、科技活动投入情况
(一)研发投入强度逐年加大
国际上,R&D投入强度(R&D/GDP)指标反应一国或一地区的科技实力和研发水平,也是评价城市核心竞争力的重要因子。上海从1990~2008年以来的19年间,R&D投入强度的变化弧线呈现出两大发展阶段:1990~1995年间R&D投入强度趋于小幅度波动,1992年R&D投入强度最高达1.57%,而之后两年又呈下跌态势:自1995~2008年R&D投入强度明显呈稳步增长的态势,年平均增长率高5.97%,表现出继续增长的势头。
“十一五”期间,上海市全社会研发投入总量为703.41亿元,2007年时有256.78亿元,投入强度则高达2.48%,与OECD成员国2.2%~2.3%的平均水平相当,开始逐步接近发达国家研发投入强度3%的水平。放眼整个国际大背景下,上海的研发投入强度属中等偏上,在OECD国家排名中位居第9,有较大的发展空间和发展潜力。但与瑞典、芬兰、日本等中小型科技强国3.5%~4%的研发投入强度水平相比,上海刚跨入创新型城市建设的门槛,离真正的科技创新型城市还是有不小的差距。
(二)科技活动人力资源较充足
科技活动人员是创新的驱动者,也是知识技术密集型产业发展的基础条件,在“人才强市”的战略中它是首要资源,推动经济发展和城市创新进程。至2008年末,上海拥有科技活动机构数1162个,科技活动人员数20.07万人,科技活动人力资源相对充足。从科技研发人员的相对数量上来看,上海2008年每百万人口中R&D活动人员数为3290人、从事R&D活动的科学家和工程师人数大约有2700人。同期在国际上,排名第1的芬兰每百万人口中研发人员数要高出上海1倍之多,而上海排位第10。总体来说,上海的研发人力资源比较充足,今后还需加大培养和引进人才的力度,形成布局较完备、结构合理的研发创新人才梯队。
(三)科技活动经费
科技活动经费的多少关系到科技或研发活动的开展和进行。从总量上看,从1995年到2008年上海科技活动经费筹集和支出额逐年上升,2008年时分别为485.13亿元和434.57亿元。其中,研发活动经费支出占58.09%,达256.78亿元。从均量上看,每万人科技活动经费支出额和每万人研发活动经费支出额与前三者保持同步增长的态势,各自为21.65亿元和12.79亿元。从科技活动经费筹集的渠道看,政府和企业的资金投入占到绝大部分,政府的资金投入连年增加,但增加的幅度不算大,其他的资金来源渠道还有事业资金、银行贷款和其他的一些收入来源。
三、科技活动产出现状
(一)专利
上海专利申请量和专利授权量增长速度惊人,在1990年两者分别仅为1526件和924件,至2000年已达11337件和4050件。从2000年到2006年,上海发明专利授权量占全国的比重从4.9%上升至9.2%,位居全国第3,北京则比上海高出8.4%。2008年全年受理专利申请量和专利授权量分别为36042件和16602件,比2007年分别增长了10.1%和31.7%。在53个重大科技攻关项目完成专利申请789件,其中发明专利609件,可见发明专利占较大比例。在专利申请量和授权量高速增长的同时,上海市知识产权局按照“政府搭台、各方参与、市场运作、服务社会”的方式来促进科技成果向现实生产力转化。使专利转化取得了一定成效。
(二)高新技术产品
随着科技创新的不断推进,高新技术产业已成为上海发展的支柱产业。2007年,全市新认定的高新技术成果转化项目786项,累计共有4327项高新技术成果转化项目,80%的项目已实现产业化,累计新增产值约2864亿元。2008年。上海市高技术产业仍保持快速增长,全年高技术产业完成工业总产值4460.97亿元,比上年增长16.3%,占全市规模以上工业总产值的比重达到24.4%。随着调整出口退税率、加征出口产品关税及增补加工贸易禁止类商品目录等一系列宏观调控政策的持续出台,上海市外贸企业积极应对,全市实现外贸进出口总额2571.08亿美元,其中,出口1308.6亿美元,增长25.3%:进口1262.47亿美元,增长22.9%。高新技术产品进出口额前11个月大约为1039.57亿美元,比2007年同期增长26.5%,出口525.25亿美元,占全市出口总额的40.1%,增长29.4%,进口514.32亿美元,占40.7%,增长23.7%。
四、科技能力发展的瓶颈
(一)重应用开发、轻基础研究
研发活动按照类型划分为基础研究、应用研究和试验开发。基础研究是指为了获得新的基本原理和新知识而进行的实验性或理论性工作,作为一种基础知识和基本原理的积累和创造过程:应用研究是以某一特定应用和实践为目的进行的研究活动:试验开发是指利用现有的知识对新材料、新产品等的开发和对已经生产出的材料、产品等的持续改进的活动。2002年,上海市全社会研发活动经费总支出为102.36亿元,其中。基础研究、应用研究和试验开发各占6.86%、22.77%和70.37%。而到了2006年,研发活动经费总支出增长至两倍之多为256.78亿元,但基础研究活动的经费仅占5.45%,应用研究和试验开发分别占15.96%和78.59%。
(二)领军人才紧缺
统计数据显示,“十一五”期间,上海培养和引进人才的力度逐年加大,2008年25~64岁的劳动力人口中有17.2%接受过高等教育,且形成了以复旦大学为核心的“知识杨浦”的五角场大学城板块、交通大学和华师大闵行高校聚集区、“一城六校”的松江大学城和“南汇科教园区”的人才集聚地布局现状,形成了引进创新人才的良好氛围。但是,与一些经济发达、创新型的国际大都市相比,优秀的管理人才和企业家以及由这些顶尖人才带领的创新团队仍比较缺乏,长期以来,作为创新主体的高校、科研院所和企业各自在不同轨道运行,高校和科研机构的人一味地搞科学研究,“纸上谈兵”,研究成果市场化率低,脱离市场发展需要,而企业只追求利润和眼前利益,对于高投入低回报的研发活动兴趣不大,研发部门的专业人才也不多。这样,既具有专业科研技术能力又
兼备产业化能力的人才严重缺乏。因此,高校在培养研究生专业技能的同时,要使学生多参与企业实践活动,鼓励高校与相关企业联合培养研究生,为社会提供更实用的专业化人才和领军人才。
(三)企业主体地位不突出
企业同科研机构和高校并称为科学技术创新的三大主体,其中,企业是高新技术产业最大的创新源,其在空间上的集群形成了一系列的高科技产业园区、经济技术开发区、进出口加工贸易区,如上海的张江高科技园区、漕河泾经济技术开发区和虹桥经济开发区等,使企业成为了研发创新的真正平台,虽然,上海近年来企业执行R&D的比例逐年增长,从2005年的54%、2006年的59.6%增加到2008年的61馏%,但只有11.4%的企业拥有自己的研发机构。同OECD国家的企业执行R&D的比例相比上海仅排在第14位,第1名的瑞典企业执行R&D的比例高达77.6%,说明其企业的创新能力最强。
五、提高科技创新能力。加快创新型城市建设
(一)加强区域性创新集群的构建
关键词:机械原理;教学;创新
机械原理课程作为机械类专业中一门重要的专业基础课,它具有较强的工程性、实践应用性、创新性,在整个教学体系中起着承上启下的作用。该课程主要讲述机构的结构分析、运动分析、力分析和常用机构的运动原理和应用。学过这门课以后,学生能对现有机械的组成和运动情况进行分析,具有运用所学知识,组合新的机构及创造出新产品的能力。在培养学生的机械设计能力和创新思维、创新能力所需的知识、能力和素质结构中占有十分重要的地位。
一、基于创新能力培养的机械原理课程教学体系的建立
目前,国内外高校都十分注重培养大学生的科技创新和实践能力,德州学院结合机械原理的精品课程建设,以培养和发展机械类本科生的综合素质和实践动手能力为目标,以创新教育为重点,以“激发创新兴趣,培养创新思维,引导自主实践,重在创新过程”为原则,对机械原理课程进行了全面的建设。机械原理课程建设总体框架如图1所示。
二、通过理论教学模块培养学生的创新意识和创新思维
1.改革理论教学内容,培养学生创新意识和思维
随着企业对机械工程技术人员的设计、创新和新产品开发能力越来越重视,机械原理教学内容也应该随之进行改革。以机构设计为核心构建课程体系和组织教学内容,加强对连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等机构的结构、应用特点的介绍,全面、系统地讲授各机构的运动、动力性能。对与理论力学重复的部分如平面机构运动分析、力分析、刚性转子平衡可适当减少课时,简单介绍。
在教学内容上适当增加一些日常生活中的实例和工程机械的结构实例。讲授机构时先以生活中的应用实例导入,再以各种机加工机床的结构作为实际工程机械实例深入学习。如讲解连杆机构时,先以常见的推拉门窗、太阳伞等生活实例应用引入,然后进一步介绍在牛头刨床的传动机构。而这些机床的结构中如牛头刨床中包含了机械中的连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构等,使学生能够将感性认识和理论知识结合起来,提高学生对机构有了直观的认识。
同时在讲授各个机构时应将其彼此联系起来,如介绍凸轮机构的工作原理时,可以提问学生前面所学机构中哪些机构能够实现主动件匀速转动从动件移动,学生就会能够将连杆机构中的曲柄滑块机构联想起来,然后可以进一步联想起凸轮机构高副低代后就是连杆机构。接着让学生将自己所知道的凸轮机构和两机构联合使用的应用实例举出一二。这样将前后所学内容连贯在一起,融合贯通起来,培养学生的创新思维和创新意识。
2.改革理论教学方法和手段,强化学生的创新意识和思维
充分利用现代化的教学手段,增加课堂授课的信息量;在对教学内容进行深入研究的基础上,结合机械原理的教学内容建立以图片、动画、录像资料为主的素材库。对各个机构的运动、分析及应用采用三维动画演示,运用其形象、直观、生动的特点,创造生动逼真的教学环境,优化课堂教学,提高学生的学习兴趣和素质。而学生在学习机械原理以前已经进行三维实体软件的学习,大部分三维动画是由学生独立完成的。这样将三维实体软件的应用与专业理论学习结合起来,不但使吸引学生的学习兴趣,更培养了学生利用先进软件工具解决具体工程问题的能力。学生拓宽了思路,进一步提高了创新意识。
同时,在德州学院的教学网中建设了机械原理课程教学网站,并被学院评为优秀网站。网站内容包含教学课件、习题解答、在线复习、实验指导、学生创新实例、师生互动平台等内容。教师可以通过课程网站对学生进行答疑,增强了教师与学生学习的互动性。同时教学网站给学生提供一个自学的平台,学生可根据个人兴趣进行自主性学习,从而有效地化解理论课时少的矛盾。
三、通过实践教学模块提高学生的创新精神和创新能力
1.设计合理的课后大作业,有助于提高学生的创新思维
在教学过程中,除了精选的理论基础作业外,可以适当有针对性地布置课后大作业,规定一段时间内完成,利用课余时间分组进行评价。这些作业可以来源于实际生活,也可以来源于工程实际应用。通过完成作业达到学生对《机械原理》知识的综合应用和提高。特别是学习到几种常用机构时,比如讲到连杆机构时,可以布置自动翻书架的设计、爬楼机器人机构设计等题目让学生任选其一进行设计,也可以让学生自己设计题目进行设计。既提高了学生设计自主性和创新思维,激发学生的学习兴趣,又使不同程度的学生都能有所收获。
2.积极进行实验教学改革,提高学生的创新能力
2010年的人才培养改革中,提高了机械原理实验课时量,增加到了12学时。近几年,学院加大了对机械专业实验室的投入,增加了创新实验设备的购进。目前可做机械原理课程实验的有机械设计基础实验室和机械创新实验室。目前机械课程实验教学中已由原来的以演示性、验证性实验为主转变为以综合性和设计性实验为主。现在的实验教学中除保留了机械原理的认知实验、机构运动简图的绘制、齿轮齿廓范成原理实验等基本实验外,增加了平面机构创意组合实验、机构运动方案创新设计实验、轮系创意组合实验、慧鱼创意组合实验等实验。规定了必修实验的个数为5个,除此之外为选修实验项目和学生自行设计实验。为了提高学生的实践动手能力和创新能力,我们将机械创新实验室对外开放,学生可以根据自己的实验设想和具体方案,用现有的仪器设备,利用业余时间去实验室将自己的实验设计构思进行验证。整个过程都是由学生亲力亲为,不但提高了学生对各种仪器的综合操作技能,同时也加强了他们独立思考、分析解决问题的能力和创新精神。
3.积极进行课程设计改革,鼓励学生大胆创新
为了体现专业特色,同时又兼顾课程教学理论知识,我们对机械原理课程设计的题目、内容和考核方法进行了改革。课程设计题目避免重复,设计内容不光要有图纸和设计说明书,还鼓励学生要采用计算机软件对自己所设计的方案进行三维虚拟造型,进行运动学仿真及可行性验证。学生们对三维虚拟造型都很感兴趣,学习Pro/E等三维设计软件的积极性也较高。通过这一环节的训练,不仅提高了学生对三维设计软件的熟悉程度,而且还调动了他们的创新积极性,扩大了他们的思考空间,激励他们改进设计,大胆创新。课程设计的考核还鼓励学生做出所设计机构的实物,若方案可行并有实物模型做出的则课程设计成绩评定为优秀,鼓励学生动手实践,提高自身的实践能力。
4.科技创新模块以科技设计竞赛为载体,促进学生创新素质提高
德州学院大力支持广大学生参与各类科技文化竞赛活动,制订了《德州学院大学生科技文化竞赛管理办法》、《德州学院创新学分和技能学分认定办法》等,对学生在第一课堂外实施的一系列创新和技能活动中取得的创新或技能成果给予一定的学分和物质奖励,大大提高了学习的创新意识。而竞赛都要求在符合大赛主体与内容的前提下,学生自行选择设计题目。设计大赛一般要求提交模型或样机,因此参赛学生不仅要构思,还要设计、制作和调试。将创新构思和实践能力紧密结合起来。所以在竞赛的具体实施过程中,从查资料、绘制图纸、撰写说明书到自己亲手制作,以及作品的调试以及最后的竞赛答辩,学生们经历了各个环节,对创新所需的实践能力进行了全方位的训练。
四、结论
经过几年的机械原理课程的建设,取得了较好的效果。机械原理课程被评为德州学院优秀课程。通过机械原理课程的学习,一方面,培养了学生独立思考问题、分析问题的主动性;另一方面,也激发了学生的学习兴趣,提高了他们的工程意识和创新设计能力。
参考文献:
[1] 管锋.机械原理课程实践性环节的教学改革与实践[J].
中图分类号:G642
文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2008)06-0012-04
1信息类学科毕业设计存在的问题
信息类学科知识更新和社会需求更新较快,新技术、新工艺、新器件、新软件、新算法不断涌现,导致学生在毕业设计时出现很多问题。如对专业和学科的新技术、新工艺、新方法缺乏足够了解,专业面较窄,适应能力、动手能力较差;论文选题陈旧,如计算机专业的图书管理系统、学生管理系统、人事管理系统等类似的题目占相当比例,且每年都在重复使用,没有发展,毫无创新性可言;避硬件就软件,即使是硬件方面的课题,也仅是停留在设计原理结构层面上,缺乏实验调试,与实际情况对接不上;课题脱离社会实践,所使用的技术有些已是淘汰的技术,对学生综合能力培养的帮助不大;课题有相当大的一部分是虚拟课题,并没有将所学的理论知识与实际应用结合起来,在一定程度上阻碍了学生自我创新能力的培养。
另外,随着高校扩招,大学生就业形势严峻,找工作自然成了首要的任务,做毕业设计的同时,也正是毕业生找工作的冲刺阶段,很多大学生无法安下心来做设计、写论文;即使找到工作,又有相当数量的用人单位要求学生进行实习。同样,考研复试、部分学生需要完成重修考试等也因类似的原因占用了毕业设计的时间,导致部分学生对毕业设计重视程度和精力投入很难完全到位。有些学生毕业设计的目的不够明确,态度不够认真,加之有些指导教师水平有限、责任心不强,学校的监控措施不到位,导致部分学生不重视毕业设计,应付了事,甚至从网上直接抄袭论文。以上这些现象严重影响了毕业设计的质量,也严重影响了人才的培养质量,更不用说学生的创新能力和实践能力。因此,有必要对毕业设计教学过程进行整体优化,拓宽毕业设计的途径,采取积极有利的措施,使创新意识与实践能力的培养贯穿于毕业设计的全过程,从而形成良性循环。
2提高毕业设计创新能力与实践能力的措施
2.1尽早介入教师的科研项目
目前,高校毕业设计基本安排在最后一个学期,但有效设计时间仅有3~4个月左右。要想在此时间内完成高质量和高水平的毕业设计(论文),使学生的创新能力和实践能力明显提高显然是困难的。因此为了实现毕业设计的目标,可以放宽毕业设计的时间限制,在不改变和影响教学计划的前提下,利用课余时间尽早提前参与到教师的科研活动当中。
例如,从大学三年级开始学生作为教师的科研助手,通过参与教师的科研项目,让学生了解并熟悉科研的一般规律,从最基本的基础工作做起,随着科学研究的不断深入,逐步建立起学生的好奇心,培育学生的创新意识,并在研究过程中,施展自己的才华。我院每年都有许多学生参与教师的科研活动,还充分利用省级重点实验室装备制造业综合自动化实验室和罗克韦尔自动化实验室等,结合各级各类科研项目吸收部分学生参加实验室科研活动并且在实验室完成毕业设计工作。我院2006届参与教师科研的学生人数为67名,2007届为92人,分别占到当年毕业生总数的18%和25%。
良好的科研实验环境有利于充分发挥学生的积极性和主动性。教师的科研工作通常在具体的领域里具有较强的创新性与前沿性。教师的科研实验室通常具备较为先进的实验设备和良好宽松的实验环境,足以为学生的实践能力培养提供可靠的保证。科研课题转化为毕业设计的内容可为学生提供更大的空间,提前介入教师的科研课题,学生具有充足的时间、精力进行思考和工作,既能让学生了解如何进行科研,形成科研的基本概念,又能使科研与学习相长。以科研项目为依托,将实际科研项目融入毕业设计之中,真题真做,深入工程实际,抓住设计指导重点,教授工程设计方法,确保毕业设计的质量和实用性,注重培养学生解决工程实际问题的能力和创新意识,使学生的专业理论知识和实践技能得到升华。将这种过程持续到毕业设计过程结束,通过一年多甚至两年的研究,无论从研究的深度和广度要远远高于仅用一个学期完成毕业设计的质量和水平。有的学生甚至可以在核心学术期刊发表高水平、高质量的学术论文,取得专利。学生毕业后很大一部分人将从事这一类型的工作,这同时也使学生在毕业后能尽快适应社会需要和新的工作岗位,为在新的岗位上做出成绩打下坚实基础。对于毕业后继续攻读研究生的学生也具备了科学研究的基本素质,能很快投入到硕士课题的研究工作。
2.2学科竞赛与毕业设计有机结合
大学生学科竞赛是培养学生创新精神和动手能力的有效载体,对培养和提高学生的创新思维、创新能力、团队合作精神、解决实际问题和实践动手能力具有极为重要的作用。学科竞赛现在越来越受到各高校的重视及社会的认可,特别是国际以及国家级和省级的竞赛,例如大学生“挑战杯”、ACM国际大学生程序设计竞赛、电子竞赛、机器人大赛、网页设计竞赛、电子商务竞赛等。一般可以从大学三年级做起,鼓励学生跨专业、跨系、跨学院多学科综合组建团队,通过赛前的积极备战,可以极大地提高学生的创新思维,锻炼学生刻苦钻研的品质,培育团队协作的精神,积极向上、顽强拚搏、不屈不挠的毅力。有一部分学生可结合已参与的电子竞赛、机器人大赛等方面的题目,不断延展科技竞赛平台的宽度和深度,作为学生毕业设计的选题,继续发挥创造性,提出新观点,创新内容,把课题做大、做活。学生在毕业设计过程中,既有团结协作的精神,又有相对的独立性,这种团队合作意识和创新能力的培养,对他们今后走向工作岗位至关重要。通过学科竞赛与毕业设计的有机结合,增强了学生的动手能力和工程训练,提高了学生的创新能力和分析问题解决问题的能力,是培养创新型人才的有效途径。
我院每年都从计算机科学与技术、自动化、电子商务、通信工程等专业选取80名左右的学生,还有个别来自于机械学院等其他学院的学生,每组3~5人,组成20余个创新团队,积极开展科技创新活动,并以参加各种竞赛为载体,与毕业设计有机结合,展示其取得的成果。这些学生都能非常投入,连“五一”、“十一”等长假也不休息,而平常工作到后半夜凌晨1、2点钟则更是常事,从中锻炼了自己,学生的能力、创造性都得到了极大的发挥,也成为这些学生毕业就业的一个很重要资本,用他们的话讲,这是他们大学四年来所做的最有意义也最有成就感的事情。2005届自动化专业学生王刚、冯琦和计算机科学与技术专业学生李金峰、张义鑫组成的一个创新团队,通过学科竞赛和毕业设计的有机结合,取得了突出成绩:设计完成的“计算机控制系统”在学校举办的CAI课件大赛上获一等奖;研制完成的“音控智能机器人小车”获第三届辽宁省普通高校大学生机械设计竞赛二等奖以及全国大学生机械创新设计大赛三等奖;对竞赛内容进行拓展与延伸作为毕业设计核心研究课题,并基于此研究撰写的2篇论文“基于Visual C++的广义形态图像边缘检测算法实现”、“基于SPCE061单片机的音控智能机器人小车设计”分别发表在核心期刊《计算机应用与软件》和《仪器仪表用户》杂志上;其中2人的毕业设计(论文)分别获校优秀毕业设计(论文)一等奖和三等奖,毕业后分别就职于东软集团、中国移动沈阳公司等,并很快成为业务骨干和项目负责人。
2.3校企合作联合指导
我院的每个专业已经建立起2~3个稳定的校外实习基地,每年接收部分学生进行实习和毕业设计。实行校企联合指导方式,一方面,可培养学生工程设计和实践能力,使学生了解和掌握实际工程设计的全过程;另一方面,工作单位的实际课题,任务明确,要求具体,时间性强,能激发学生的工作热情和主动性,增强学生的事业心和责任感。校企合作开展毕业设计,是学生走上工作岗位前的一次极有意义的实战演练,这既为学生今后从事技术应用性工作奠定了良好的基础,更提高了学生在人才市场的竞争力。
由于前几年一些高校连年不断“扩招”,本科生和硕士毕业生的数量迅猛增加,就业形式愈显严峻,就业门槛也在不断提高。人才招聘的时间随之前移,有些学生在毕业设计之前就与用人单位签订了就业协议,前提是用人单位往往要求学生在毕业设计期间到单位实习进行试工以便考察他们的能力。这部分学生为了以后的就业考虑,也往往希望在校外单位做毕业设计。如何适应这种形势的变化,一个对学校、对用人单位、对学生都有利的做法就是允许学生到用人单位做毕业设计,这也是解决这一矛盾的有效途径。便于用人单位和学生较早互相了解,有利于学生就业后尽早地进入工作角色。当然,这是有先决条件的,一是学生在企业所做的内容必须与本专业有关,二是企业也要指派专人进行指导,并与学校的指导教师进行有效的沟通,三是学校能对学生进行有效的监管,使其达到毕业设计的要求,保证毕业设计的质量。在进行毕业设计评定时,应对学生设计的创新之处或与生产实际关联紧密的研究课题进行鼓励并在成绩评定时给予体现。这样也可较好地引导学生在进行毕业设计时力求创新。这样不仅做到了真题真做,有效地提高了学生的综合素质和就业率,同时也满足了企业对人才的要求,达到了校企“双赢”的目的。
例如,2007届信息安全专业王欢同学,在毕业设计期间一直在福建富士通信息软件有限公司进行实际课题“基于XML企业网络信息交互系统实现”的研发工作,设计出一个适合企业Web应用的Java通用架构,通过XML自身的安全性诠释XML在Web应用服务中的运用,开发结果表明,整个系统具有平台无关性,并提高了应用系统的可维护性,可扩展性,可移植性和组件的可复用性。其设计成果得到了实际应用,该毕业设计(论文)也获得了学校优秀毕业设计(论文)。由于设计期间的突出表现,福建、上海、沈阳的多家公司希望聘用他,最终该生选择了福建富士通信息软件有限公司,在网络安全事业部工作。近几年来,我院每年在企业和用人单位进行毕业设计的学生比例已经占到毕业生的15%左右,并有逐年增加的趋势。
随着科技的进步,社会分工的细化以及市场的变化,以校企合作方式开展毕业设计的教学模式以及具体实践过程、步骤,还需不断加以改进和调整。
2.4充分利用网络优势
一方面,学生在毕业设计过程中通过充分利用丰富的网络资源,加强网上检索能力,了解本课题国内外最新的研究进展情况,增强消化、吸收和开发利用知识的能力,在自己的毕业设计中有针对性地去发现并解决存在的问题,从而不断提高知识创新和技术创新能力,做出高质量的、有创见的毕业设计(论文)。在条件允许的情况下,以校园网为依托开通的万方数据库资源系统、中国知识基础设施工程(CNJI)光盘镜像站点上进行中文期刊检索,利用篇名、作者、刊名、关键词、中文摘要等途径,输入检索词、检索范围、检索时间段,得到所需课题的检索结果;通过因特网在中国专利数据库、美国专利文献数据库、欧洲专利数据库上进行检索;通过“世界科技期刊网”(WorldSciNet)、EBSCO外文期刊数据库等进行外文期刊检索。
另一方面,在毕业设计期间,学生与学校甚至指导教师之间往往保持一个相对松散的联系。我们通过学院网站的建设,专门开辟毕业设计专栏,将学校、学院有关毕业设计的规定、要求、通知、选题情况、结题评分细则、毕业设计论文写作模板、答辩要求、答辩安排、公开评优原则等公布在网上,搭建学生与指导教师、学院、学校之间联系的平台,及时沟通有关信息,进行在线交流与研讨,反馈毕业设计中的问题并予以解决。这样,不受时间和地域的约束,即可以有效克服学校要求的每周与学生见面次数的限制,又可以克服有些学生在外地企业进行毕业设计而不能及时与校方指导教师沟通的弊端,使毕业设计工作规范化、科学化、现代化,提高了毕业设计工作的实际效果。
2.5毕业设计实行结题验收
为了突出学生能力培养,同时使学生切实重视毕业设计,将毕业设计按课题对待与管理。一般来讲,在毕业答辩前2周内,学生已把主要精力放在毕业设计论文写作与修改工作,以及答辩的准备工作,涉及毕业设计研究与开发的主要内容已基本结束。因此,可以答辩小组组成验收小组,在毕业答辩前2周对每名学生的毕业设计进行结题验收,验收在实验室或设计现场进行,学生对自己的毕业设计成果进行实际演示与操作,成果根据专业与课题的性质,可以是设计出来的实物,也可以是开发的软件等。对于结题验收效果突出者,在评定院、校优秀毕业设计(论文)时给予优先考虑;对于结题验收不合格者,责令限期整改,仍达不到要求的,取消答辩资格,毕业设计(论文)成绩按不及格论处,需跟随下一届学生重做毕业设计。这一做法,一方面对设计突出、创新能力突出的学生,特别是提前介入教师科研项目研究、参加过学科竞赛,以及在企业完成实际项目的学生充分展示了他们的风采;另一方面,可有效杜绝有些未认真进行毕业设计的学生答辩时随意夸大自己的毕业设计以及虚构结果等现象。我院2006届和2007届由于结题验收不合格的学生分别有16人和11人,经过整改仍未通过的有7人和4人。结题验收的实施,对端正学生的毕业设计态度,提高学生的创新能力和实践能力,提供了强有力的保障。
3结束语
上述思路与措施的综合应用,在我院近几年的教学实践中已经取得了成效,学生的创新能力和实践能力有了明显的提高,使得毕业设计的整体水平和质量也有很大提高。我院2006届和2007届学生获校级优秀毕业设计(论文)一、二、三等奖和优秀奖分别为6项和7项,位列各学院之首。计算机科学与技术专业在辽宁省教育厅组织的全省毕业设计(论文)随机抽查中,获辽宁省同类专业评比第1名。自2005年以来,我院学生参加各种大学生学科竞赛获奖32项,获实用新型专利3项,学院学生在学术刊物上公开30篇以上;毕业生的就业率每年都达到90%以上,学生的社会竞争力稳步提高。
本科毕业设计作为一个系统工程,还有许多其他环节,如选题、开题报告、答辩、评优、过程监控等方面,只要我们把这些方面的工作做好,建立起有效的激励机制和评价体系,保证必要的经费,同时积极探索拓宽毕业设计途径的新思路,提高学生的创新能力和实践能力,就会使毕业设计上一个新台阶,实现人才培养目标,增强人才在社会上的竞争力。
参考文献
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[2] 吴盘龙,李星秀. 毕业设计与科研项目相结合培养学生创新能力[J]. 理工高教研究,2007,26(5):104-105.
党的十报告中指出:“全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神和实践能力”。同志提出的“中国特色、世界水平的现代教育”是“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴梦的重要组成部分。刘延东同志在2014年高校咨询会上也提出:“要把立德树人、提高质量贯穿综合改革全过程,创新人才培养机制,切实落实人才培养中心地位”。当前,高校在人才培养模式、课程教学内容和方法、实践教学环节等方面还存在着一些不足,如何培养创新人才是高校教育工作者需要着重关注和实践的课题。我校电气信息类专业结合2014版培养计划修订,做了部分课程的教学改革与实践尝试,现与大家交流学习。
一、主要改革内容及实施情况
(一)充分发挥培养计划在引领学生创新能力
在2014级电类学生培养计划修订中,对电类三个专业的学科基础课、专业核心课、专业方向课、专业选修课、集中实践教学环节进行课程调整、学时调整。充分发挥培养计划在引领学生创新能力培养中的核心作用。
(1)2014级船舶电子电气工程专业教学计划修订情况
在学科基础课中:一是新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是将“单片机原理及应用”课程(36+20)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验分别独立的两门课程。
在专业核心课中:取消了“船舶通信与导航”课,改列为专业选修课。
在专业选修课中:取消了电子综合设计辅导(2学分、24+8学时、第5学期)课,新增加了“电子技术创新实验辅导”实验课程(1学分、32学时实验、第5学期)。
在集中实践教学环节中:一是取消了“电子技术课程设计”(2学分、2周、第3学期)新增了针对性更强的两门“模拟电子技术课程设计”(1.5学分、1.5周、第4学期)及“数字电子技术课程设计”(1学分、1周、第4学期)课;二是将“单片机课程设计”(1学分、1周、第5学期)改成(1.5学分、1.5周、第4学期);三是取消了“船舶电气设计与检验课程设计”(1学分、1周、第6学期),新增了“船舶机舱测控系统课程设计”(1.5学分、1.5周、第6学期)。
(2)2014级电气工程及其自动化专业教学计划修订情况
在学科基础课中:一是取消了“电气工程导论”课程;二是取消了“计算机辅助设计”,新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);三是将“单片机原理及应用”课程(42+16)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;四是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验独立的两门课程。
在专业核心课中:一是将“单片机原理及应用”调整到学科基础课;二是取消了“供配电系统”课程(2.5学分、36+4学时、第7学期),改增为“工厂供电”课程(3学分、40+8、第7学期);三是将“检测与转换技术”(2学分、26+6学时、第4学期)学分调整为(2.5学分、28+12学时、第4学期);四是将“自动控制原理”课程(3.5学分、48+8学时、第5学期)学分调整为(4学分、52+12学时、第5学期)。
在专业方向课中:一是取消了“变压器应用技术”课程(2学分、28+4学时、第7学期);二是取消了“船舶动力装置与辅助机械”(2学分、28+4学时、第6学期)课;
在专业选修课中:一是取消了6门课程,分别是:信号与系统、文献检索、企业管理、电气工程专题讲座、集散控制系统、电子综合设计辅导;二是新增“电子技术创新实验辅导”(1学分、32学时实验、第5学期)、“新能源技术”(1学分、16学时、第5学期)两门课程;三是将“AUTOCAD”课程(2学分、16+16上机、第5学期)改为实验课程(1学分、32学上机、第5学期)。
在集中实践教学环节中:一是取消了“专业综合课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“测控技术课程设计”(1学分、1周、第5学期)及“电气控制技术课程设计” (1学分、1周、第6学期)两门课程。
(3)2014级电子信息工程专业教学计划修订情况
在学科基础课中:一是取消“计算机辅助设计”(16+16)课,改成了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是增加了由专业核心课调整来“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验);三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论(56)与实验(16) 两门独立的课程。
在专业核心课中:取消了“信息论与编码”(24+8)课程并调整“单片机原理及应用”课程(40+16)到学科基础课。
在专业方向课中:一是在通信系统方向:将“程控交换”(32)课程换成为“移动通信”(22+10)课程;二是在嵌入系统方向:将“ARM处理器原理及应用”改为“嵌入式系统”(22+10),新增“ 计算机操作系统”(16+16(上机))及调整来“ 电子综合设计辅导”(16+16);而“DSP原理及应用”、 “多媒体技术”、“ 电子设计自动化”调整到专业选修课中;三是取消了电子系统设计方向。
在专业选修课中:一是取消了“复变函数与积分变换”、“JaVa语言程序设计”、“数据结构”、“数据库技术及应用”、“Linux软件设计”、“计算机接口与通信”、“自动控制原理”、“电视原理”8门课程;二是由专业方向课调整来“DSP原理及应用”、“多媒体技术”、“电子设计自动化”3门选修课;三是新增“专业导论”、“学科前沿信息”、“新能源技术”、“现代控制理论[双语] ”、“信息论与编码”、“集成电路设计”、“计算机网络安全”7门课程。
在集中实践教学环节中:一是取消了“电子设计方向专业课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“工程训练C”(1周,1学分),调整了“模拟电子技术课程设计”(2周,2学分)、“数字电子技术课程设计”(2周,2学分)、“单片机原理及应用课程设计”(4周,2学分)。
(二)加强几门关键课程的课改示范工作,提升课程在电子能力培养中的关键作用
(1)电子综合设计辅导课程的教改实施情况
电子综合设计辅导课程是训练学生综合设计能力的课程。学院2009年起将原来的“电装实习”改成(电子装配)“工程训练”和“电子综合设计辅导”(2学分、24+8学时、第5学期)两门课程,并结合课余电子制作训练作为补充。电子综合设计辅导课程每一年的设计制作内容在原有的基础上都有新增,加强设计内容的新型性和实用性,至今实验室已有50多个设计实训模数电路板。2014版培养计划中“电子综合设计辅导”课程调整为实验课程“电子技术创新实验辅导”(实验30学时)。
电子装配工艺训练对学生的知识基础要求较低,在原2010版教学计划中安排在大一第二学期进行,重点是训练学生的电子电路焊接技术,为以后的电子装配打下基础。教学时数为一周,时间上分散进行,历时半个学期。电子综合设计辅导课程是学生进行电子设计的入门课,除公选课、选修课形式外,兴趣小组形式的学习培养也是一个最有成效的环节,使得对电子设计有基础、有兴趣的同学得到充分发挥与提升能力。对电子制作训练做到有计划性,一般分为四个阶段:
第一阶段:为电子制作基本能力训练。安排在入学后的第二学期,以兴趣小组形式进行。内容主要为:焊接技术训练、认识基本元器件(学会万用表的使用)、识图、音频放大电路制作。
第二阶段:电子制作入门训练。安排在入学后的第三学期,以公选课的形式进行。主要学习绘图、制作与测量(学习Protel(Altium Designer)软件的使用,学会常用电子仪器的使用,利用波形图分析电路的工作状态,分析能力训练),内容有:简单电源电路、电动机驱动电路、光控灯开关电路、温控加热器电路等。
第三阶段:电子设计基础训练。主要是结合理论知识设计电路,安排在入学后的第四学期,以选修课的形式进行。内容有:音响电路(含音调电路、功率放大器电路)、隔离放大器电路、充电器电路等。
第四阶段:电子设计综合能力提高训练。主要为综合设计中、大规模电路,安排在入学后的第五学期,以选修课的形式进行。内容有:抢答器电路、开关电源电路、数控电源电路、无线通信电路、锁相环振荡电路、转速检测电路、充电器电路。
(2)单片机原理及应用课程的教改情况
单片机作为电子自动化控制的主要手段,其作用越来越重要。我院该课程为省级精品课程,课程组老师进行了一系列的教学实践,编写了新的教学文件,每年修改电子教案、课件,出版新的教材与实验指导书,不断完善学习资源,实施电子考试等等,为学生的自动化电子设计起到了重要的支撑作用。在2014版教学计划中理论学时改为32,实验改为独立设课,学时为32,课程设计为1.5周。单片机实验电路板全部为校内老师设计制作,实验室至今有单片机综合应用设计电路板30多件。
(3)新增电子技术实践公选课
针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始学院在二年级学生中设立“电子技术实践”公选课程,从学生学习电子技术知识的初始阶段就引导学生向技术应用方向发展,培养学生理论联系实际、实际凝练为理论知识的能力,拓展学生的创新思维能力。电子技术实践课程在一定程度上打破课程的专业界限、学科界限,使得知识、技术、信息等多方面融会贯通,在还不能完全打破现有教学模式的情况下,以教学实验班的形式增加一个补充教学环节,以音频功率放大器的设计制作为立足点,从应用目标出发搜索知识点,解决技术问题,培养思维方式。电子技术实践公选课作为教学模式创新探索,在教学过程中最大程度地改变学生被教师控制之下被动地学习的局面,改变单纯死记硬背完成学业的局面,转而让学生养成从解决问题的角度去思考、查找知识,提高学生的主观能动性、创新意识。在教学环节上将实验教学、理论教学、课程设计三点连成一线。在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求,适应技能考证的要求,适应用人单位对应用型人才的需求。
(三)编写、修订教材、教案,建立完善教师与学生教学学习资源
编写出版《电子综合设计常用模块与实例指导》、《单片机设计实例集》等实践指导教材;为学生开展考证培训修订《电子工程师考证培训讲义》等;编写新的教学文件及电子教案、课件等,建立完善教师与学生教学学习资源。
一是修订出版了《单片机实验与课程设计指导(Proteus仿真版)》、《电子设计常用模块与实例》、《单片机设计实例选集(一)》、《51系列单片机原理及应用》等实践指导性强的教材;二是在原网络课程的基础上进行了单片机慕课网站的建设,新编了150题左右的作业练习题库;三是修改2014级教学大纲、电子教案及课件;四是设计开发2014级用的新实验电路板并用于每年的学生电子设计竞赛训练。
(四)加强实践能力培训,提高学生的综合能力
加强实践能力培训,提高学科竞赛的获奖数量、提高学生、专利证书数量、提高学生电子工程师/板级工程师/电工等从职证书数量。
(1)加强了学科竞赛的辅导力度。一是组织学生电子协会,每周至少开展一次活动,以加强低年级同学的基础技能训练;二是与飞思卡尔智能汽车竞赛相结合,利用各种提高学生能力的资源,充实学生的实践活动;三是培养充实指导教师力量,2014年学院的指导教师队伍扩大至9人,落实了组队学生与指导教师的互选环节,密切指导教师与参赛学生的联系,特别是在暑期中通过明确训练计划、训练内容增加指导教师的投入精力;四是针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始在二年级学生中设立电子技术实践公选课程,在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求。
(2)重视指导学生、申报专利工作,培养科学研究能力 。通过学生课程设计、毕业设计、电子竞赛、省创新研究项目等实践,指导学生以论文或专利的形式固化研究成果,近年来学生发表的电子设计类论文、实用专利、省大学生科技创新(电子电气类)项目、国家级大学生创新创业训练项目增加明显。
(3)加强校内电子工程师等考证培训工作。学院培训中心通过了市职业技能鉴定条件验收,成立了市“职业技能鉴定所”和电工方面考证员,可进行中、高级电工,中、高级维修电工,初级电子设计工程师、板级设计工程师、单片机C语言程序设计师7种电子电气类证书的证书认定,为学生培训考评提供了极大的便利。
(4)加强了毕业设计真题实做的要求。学院将毕业设计任务早计划、早布置,以提高毕业设计论文的真题实做时间,现一般是在第7学期初就布置任务,毕业论文答辩分二次进行,在较长的时间内可给学生留出较多时间完成高质量的毕业设计论文,学生毕业设计真题实做的比例在90%以上。
(五)落实考证考级替代学分考试的制度
落实考证考级替代学分考试的制度,将提高从职能力的技能考证、考级、竞赛奖等纳入到教学学分中。
学院出台了关于《本科生毕业设计(论文)替代管理办法》(试行)的文件,规定了5类学生学业成果(考证、考级、论文、专利、竞赛奖)或经学院本科毕业设计(论文)工作小组认定可以代替毕业设计(论文)的其他成果可替代毕业设计(论文)学分。
二、实践成果
两年间,学生在电子工程师、电工考证、学科竞赛获奖方面成绩提高明显,取得电子工程师证书30 人;电工证书192人;在大学生电子设计竞赛中,获省一等奖学生为9人,二等奖学生为18人,三等奖学生为21人;在全国(省)飞思卡尔智能汽车竞赛及智能机器人大赛中获一等奖6人,特等奖2人,二等奖9人,三等奖24人。两年间,学生发表电子设计类论文10篇,取得电子设计类实用专利35项。
三、不足分析
一是教学计划改革后课时量压缩造成教师“抢课”现象,并由课程门数增多及投入精力不足造成教学改革的实践效果下降;二是团队精神在学院教改项目中体现不够,大多数教师还是安于老的教学方式,教改积极性不高,大范围的教改项目推进困难。
提高教学质量不仅需要领导重视,更需要教师的人人参与。教学改革不能停留在口号上,更应建立在教师行动上。高校要把提高教师的影响力与学生的竞争力作为学校发展的基本目标,以社会需求为导向,进一步改革人才培养模式,为社会输送合格的创新创业型应用人才。
参考文献:
[1] 唐树森,李维. 电气信息类专业基础课程综合改革的研究与实践[J]. 中国电子教育,2004,03:44-46.
智能电网建设对科技团队管理的要求
自2002年以来,国家电网公司一直高度关注智能电网的发展,重视各种新技术的研究创新和集成应用。
自2009年特高压试验示范工程投运后,国家电网公司加快了智能电网的研究和建设推进步伐,并将我国智能电网建设规划为三个阶段:第一阶段是规划试点阶段(2009〜2010年),重点开展智能电网发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发、设备研制及各环节试点工作;第二阶段是全面建设阶段(2011〜2015年),加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用;第三阶段是引领提升阶段(2016〜2020年),全面建成统一坚强的智能电网,使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率,以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。目前,我国智能电网发展正处于第二阶段。从世界各国及我国智能电网发展进程来看,当前智能电网建设呈现出以下特点:
要求高。智能电网旨在建设以特高压电网为骨千网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网,这一建设目标决定了智能电网建设的要求。
技术难度大。从当前世界各国和我国智能电网研究来看,要实现智能电网发展的目标还需要攻克很多关键技术和设备难题。
试点推进。由于目前智能电网建设在世界范围内尚处于研究阶段,因此我国在智能电网建设中采取试点推进的原则,智能电网试点项目存在着更多的探索性和试验性。
正是基于以上特点,智能电网建设对科技团队的管理也提出了较高要求。
首先,要有优秀的科技创新团队。科技创新团队在科技创新中占据主导地位,科技创新团队由什么样的人才组成是决定该团队创新研发能力大小的关键要素,智能电网建设需要富有创造力的科技创新团队。
其次,要有明确的创新发展目标。目标是创新发展的动力和方向,智能电网是科技集成应用的综合体,需要在多个方面取得技术突破和创新,智能电网建设需要科技创新团队结合实际提出有针对性的攻关课题。
再次,要有健全的统筹推进机制。智能电网建设涉及电力、电子、信息化等多个专业知识,需要科技创新团队、企业、科研机构等多个层面的共同参与,建立跨专业、跨层面的统筹推进机制是加快智能电网建设进程的关键。
科技团队创新管理在智能电网建设中的实践和应用
青山湖科技城是杭州现有的5家国家级孵化器之一,其目标定位是中国自主创新的〃示范区〃、长三角产业发展的〃智库〃、浙江省海洋经济带的〃枢纽〃、杭州市产业升级的〃触媒〃、临安市经济发展的〃引擎”,是代表全国科研高新技术水平,发展高新技术产业,带动新一轮经济增长的引擎。青山湖科技城智能电网综合示范工程是浙江省两家智能电网综合工程试点单位之一、浙江省首家由县级供电企业牵头实施的智能电网综合示范工程,项目总投资1.9亿,由清洁能源接入、储能系统、优质电力园区、电动汽车充电设施等在内的16个子项目组成。作为该项目的实施单位一临安市供电公司,结合企业实际和项目定位,大力推进该项目实施进程,不断探索智能电网建设和科技创新管理方面的新举措、新方法,重点在科技创新团队管理、课题管理、机制建设、基础管理、资金保障等方面进行了卓有成效的创新与实践。
在科技创新团队管理方面
一是把好准入关。在科技创新团队人员选拔上,打破了指定团队成员的做法,实现了科技创新由部分管理人员参与到公司所有人员积极参与的转变;成立了智能电网建设科研技术小组,组建了青山湖科技城智能电网综合建设工程项目团队、技术监督团队、QC团队、状态检修团队、ERP/PMS团队等科技团队;公司39名来自不同岗位不同部门的青年骨千力量通过应聘加入到青山湖科技城智能电网综合示范工程16个子项目的科技攻关团队中,充分挖掘了企业内部员工科技创新优势,调动员工主动参与科技创新、发挥主观能动作用的积极性。
二是把好培养关。在科技创新团队培养上,一方面通过举办临电大讲堂、管理人员培训、班组长培训、学历进修等方式积极拓宽员工视野,提升员工自主创新能力,提高团队攻关水平;另一方面,各项目组在项目攻关和团队管理中,挖掘、锻炼并培养了一批新人,在项目攻关中起到了关键作用,成为了项目建设的后备军或主力军,建立完善了科技创新人才梯队,为科技创新提供了持续动力。
二是把好考核关。在科技创新团队的考核管理上,通过开展技术比武、技能竞赛等活动,对有突出贡献的员工进行奖励;实行科技创新团队成员淘汰更新机制,对在团队中无贡献的成员进行淘汰,并及时吸纳新生力量补充团队新鲜血液。
在科技创新团队课题选择方面开放式选题。在课题选择上,不设定课题的范围、大小、专业、主题等要素,完全由科技创新团队自主提出攻关课题,自行设定课题研究的关键要素,自行组织实施课题。同时,充分利用科技创新、管理创新、QC团队合理化建议、群创项目等渠道,广泛搜集员工意见建议,丰富创新实施平台。
竞争性管理。在课题管理上,实行课题年初申报、过程指导和年终评比,对年初各攻关小组上报的课题进行统一评审和筛选,评定重点课题,调整淘汰无关课题;在课题实施过程中,主管部门每月对课题进展情况进行督办和指导,对毫无进展或进展困难的课题进行适当调整;在年终评比中,对优秀成果进行奖励。
在统筹推进机制方面
建立沟通协调机制。临安市供电公司成立了由省公司、市公司和县公司主要领导成员组成的项目推进机构,建立了由公司领导、项目负责人、科技创新团队成员广泛参与的月度例会和技术协调会机制,建立项目联络月报制度与上级专业部门紧密联系和沟通,开发智能电网网络交流平台,编制智能电网周刊,及时沟通协调系统上下、专业之间、团队之间的关系和问题。
建立学习调研机制。由各科技创新团队提出各子项目年度调研需求,智能电网协调组对需求进行统一协调并排定年度调研计划,统一监督调研进展。2012年国网临安市供电公司各科技创新团队共外出调研12次,累计90余人次,拓宽了科技创新团队成员的眼界和思路,吸取了大量的先进经验。
[中图法分类号] G252
一、文献检索课程的重要性
统计结果表明,科研人员在开展一项科学研究时,用于文献检索上的时间所占比例很大,各个阶段的时间分配比例如图1所示[1]:
8% 38% 45% 9%
图1 科学研究各阶段时间分配比例
可见,科研人员花费在文献检索上的时间所占比例高达38%,仅次于研究及实验工作时间。而由于信息不灵、忽视文献检索而不能及时获取最新文献资料,导致重复性科研,更会造成人力、财力和时间上的浪费。据报道,全球重复性科研造成的浪费占科研经费的10%左右。如果科技人员能及时了解国内外同行在做同类研究工作及其进展情况,就能扬长避短、开拓思路,避免重复性科研,在新起点上做出新的研究,取得更高的成果。
在校大学生作为未来科学研究的中坚力量,应通过《科技文献检索》的学习,夯实科技信息检索能力,成为科技信息的驾驭者。目前各大高校均已认识到《科技文献检索》是学生素质教育的重要组成,普遍将其纳入必修课程,或作为选修课开设,但长期以来受传统教学思维模式的制约,文献检索课程偏重于检索工具书方法的介绍,不能适应信息时代的要求,其教学质量参差不齐,未能尽如人意。
作为授课教师,我们应强化《科技文献检索》教学效果,教会学生“捕鱼”本领,使学生能够捕捉信息,立足社会。本文结合课题组老师多年来《科技文献检索》课授课经验,提出建立《科技文献检索》课程体系,从而达到提升课程教学效果、培养学生科技信息检索能力、避免重复性科研的目的。
二.《科技文献检索》课程体系的提出
《科技文献检索》课就其实质来说,是一门方法课,即讲授检索和利用科技文献的方法,主要是培养学生的情报信息意识和检索技能。主要内容包括:文献、文献检索基本知识;文献检索语言;文献检索工具;文献检索方法、途径;专题文献检索程序;计算机文献检索;网络信息检索。
传统的《科技文献检索》课授课形式,以课堂教学为主,用计算机辅助授课,利用投影屏幕进行计算机检索示范,学生停留在眼看、耳听、手记的阶段,课程教学偏重于科技文献检索基础检索知识
和基本检索技能与方法的传授,虽然比“一本教材一支笔,一块黑板一张嘴”的授课形式有所改进[2],但仍难以激起学生学习热情,在能力、素质培养方面不够,达不到创新教育的目的。针对这一问题,我们在该课程的教学实践中,不断摸索教学方法,改进教学手段,完善教学内容,最终提出了建设《科技文献检索》课程体系。
经过实践与总结,确立的《科技文献检索》课程体系由文献检索课、第一课堂实践、第二课堂实践三部分组成,具体构成结构如下图2:
图2 文献检索课程体系结构图
在《科技文献检索》课程体系下,大学生文献检索能力的培养,即信息获取利用能力的培养,是贯穿于大学教育全过程的。该模式摒弃了传统《科技文献检索》课程只在开课学期内集中授课的开课方式,将《科技文献检索》课程教学融会贯通于整个大学教育过程中,建立以计算机检索为主线,手检为辅线的授课体系,把现代科技中最先进的网络检索引入教学中,从而适应信息时代的发展特点,真正使学生具备可以用于实践中的信息检索能力,可以准确获取最新科研动态,为所要从事的科学研究提供方向性指导,从而有效避免重复性科学研究工作。
1、 文献检索课
在我们所建立的《科技文献检索》课程体系下,文献检索能力的培养不在是开课学期的任务,而是贯穿于整个大学学习生活始终的。课程教学由以下三部分组成:
(1)、在新生入学大一阶段,进行入学文献教育。该任务由图书馆配合,通过开展专题讲座的形式,介绍文献检索的重要作用,向学生普及一般性检索方法,让学生在总体上对文献检索有个认识。该阶段主要是依托图书馆馆藏资源,向新生讲授馆藏图书、杂志、工具书等纸质文献的手工检索和使用方法。帮助新生尽快熟悉相关资料检索的途径,为开展日常课程的学习提供帮助,使新生可以更好的利用图书馆资源完成本科教学任务。通过该阶段的入学文献教育,使学生掌握图书类资料的检索技能以辅助基础课程的学习,不必浪费时间自己去摸索, 能更好为后序的相关课程学习服务。
(2)、在大二阶段,学生已经基本掌握了基本计算机知识和技能,组织学生进行计算机文献检索基础方法的教育。该阶段的教育主要依托计算机基础知识授课内容进行,普及基本的计算机检索知识,重点介绍查询工具的使用方法,如中国教育科研网上信息检索, Yahoo、Excite、Infoseek等检索工具的使用[3],介绍常用的学术论坛,使学生具备初步的网络信息资源检索和交流能力。
(3)、在大三阶段,通过开设专门的《科技文献检索》课,该部分内容为课程教学阶段的核心,为学生系统的讲授文献检索的内容,包括检索原理、检索过程的6个步骤、检索语言的语法结构、国内科技文献检索工具、美国《工程索引》EI检索方法等。为适应现代信息存储特点,教学中以机检为主,手检为辅,协调好二者的关系。因而将依托我校图书馆电子资源平台,重点讲授中国知网、万方数据资源、维普科技期刊数据库等中文文献检索平台,讲授EI、IEEE数据库等外文文献检索平台的操作方法,介绍电子图书资源检索方法,使学生全面掌握专业的文献检索方法。
教学过程中,摒弃传统教学中把重点放在了“检索”上,而忽略了“利用”的缺点,充分利用多媒体教学手段,除现场实习外,课堂教学一律进多媒体教室;教学过程中采用活泼的互动式教学形式,课程前期采用“老师讲,学生听”的方式[4],教师讲授基本的检索方法,待学生掌握基本检索技巧后,转变为“学生讲,老师与学生共听”的方式,将学生分成5―10一组,每个检索方法讲授结束后,提供相应的课后检索习题,让学生以小组形式的完成课后检索,待下次上课时,以抽查的形式让一组学生在教师多媒体平台上讲授并演示文献检索过程,即巩固了文献检索能力,又提升了学生表现力。
2、 第一课堂实践
第一课堂实践中,以学生实际动手检索应用为主。该阶段由以下三部分组成:
(1)、查复习参考书,辅助日常教学:在《科技文献检索》课程体系下,学生文献检索能力的培养渗透于每门专业课的教学环节中。考虑到每名专业课的授课教师均具备一定的文献检索能力,在《科技文献检索》课程体系中,我们将每名专业课授课教师均作为课程体系的建设者,在每门专业课的授课中,鼓励学生充分利用掌握的文献检索技巧,发挥主观能动性,进行专业课相关的书籍、文献的检索,用于辅助日常专业课的学习的,到达事半功倍的效果。
(2)、课程设计:大学课程中很多课程,在课程后期会涉及课程设计内容,学生在课程设计过程中,为将书本上所学知识运用于工程实践,仅仅局限于课本上的基本理论难以实现,需要进一步查阅课程相关的科技文献及工程资料,此时可以进一步培养和锻炼学生科技文献检索能力。课程设计开始之初,选用2个课时,进行文献检索技能培训,帮助学生复习和巩固所学的文献检索知识,从而为课程设计的顺利进行奠定基础,同时进一步强化学生的文献检索能力。
(3)、毕业设计:学生在大四毕业设计阶段,进入了文献检索能力应用的关键时期,该阶段文献检索能力的培养采用基于“问题学习检索模式”进行[5]。基于“问题学习检索模式”是让学生结合自己的毕业设计题目,以解决学生的毕业设计过程中信息需求为手段,培养学生的信息检索利用能力。该模式的流程如图3:
图3 问题学习检索模式
每名学生的毕业设计题目不同,提出的问题和任务可以不同,但达到的目标是一致的,即培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。由于文献检索教学具有技能性、实用性的特点,因此将问题学习模式引入毕业设计阶段文献检索课教学,解决了长期困扰我国文献检索教育的教学方法单调、教学内容枯燥等问题,收到了良好的教学效果。
3、 第二课堂实践
《科技文献检索》课程体系中的第二课堂实践,主要是依托高校教师的科学研究,让学生参与到教师的科研课题、发明、实践中,把教师的科研与教学有机地结合起来,在向学生传授检索技能的同时,有针对性地引导、帮助学生完成一些较小的研究课题。这样不仅提高了学生的信息检索素质,还可以使学生具备一定的研究与创新能力,更新自身的知识结构,提升自身的信息应用能力。
三.《科技文献检索》课程体系建设的效果
在提出建设并实施《科技文献检索》课程体系以来,我系学生科技文献检索能力得到了显著的提升,有效促进了专业课程的学习效果,提高了学生的创新能力。在第二课堂实践阶段,我系学生通过参与到笔者的科研项目中,积极进行科技文献的检索,发现问题并解决问题,极大程度的辅助了笔者科研项目的进行,与此同时,部分学生通过检索到的可研成功,及时捕捉到新的研究方向,进行了全国大学生各类创新性比赛,取得了可喜的成绩。其中大三学生范刚等撰写的“低温余热资源梯级回收利用发电系统”课题,获得了“第三届全国高校环保科技创意设计竞赛”银奖;大四学生吴凯利等,获得了“第二届低碳能源集成解决方案竞赛三等奖”三等奖,大三学生王晓获得全国大学生节能减排大赛全国二等奖。可见,在创建的《科技文献检索》课程体系下,学生具备了阐明自己的信息需求,并鉴别各种形式和类型的信息源,自学能力和创新能力得到了提高。
文献检索教育是教育界在信息化社会所面临的新任务和新挑战,也是信息化社会对大学生提出的新要求。“下个世纪,受教育者不再是一个只会吸纳大量事实信息的人,而是一个知道如何检索、评价和应用所需信息的人”[6],因而建设《科技文献检索》课程体系,加强大学生信息获取能力和文献检索能力的培养,促进实践教学质量的提高,是高等教育长期而艰巨的任务,也是高等教育改革和发展的基本出发点。
参考文献
[1] 朱东正.关于文献检索课教学内容及教学模式改革的探讨[J].中国大学教育,2007,(1):76~78
[2] 王代礼.文献检索课特色教学研究[J].图书馆工作与研究,2009,157(3):58―60
[3] 夏旭,梁丽明,李康健.文献检索课教学改革与思考[J] .图书馆理论与实践,2009,(12):80-82
[4] 申彩虹.高校文献检索课教学改革建议[J].高校图书馆工作,2007,27(1):82-84
0 引言
机械原理课程设计是机械类学生进入大学以来第一次真正意义上的课程设计,是利用已学过的知识进行比较全面地、具有实际内容和意义的设计,也是机械原理课程学习的一个必要实践环节[1]。为了适应竞争日益激烈的企业对具有高素质工程人才的需求,有关机械原理课程设计的教学改革如课程设计的方式、内容、组织形式、探索如何培养学生的创新设计、计算机辅助设计以及团队合作的能力等,一直在各高校中进行[2-3]。
目前国内高校对机械原理课程设计的选题一般采用两种做法:一种是选用已有的典型机械(如牛头刨、压床等),进行比较系统的运动分析、力分析等,重点在于加深学生对机械原理课程各章节的理解和掌握;另一种是以培养学生的创新能力为目标,学生自选课设题目以小组为单位进行课程设计,亦或是在机械原理课程设计中引入创新实验等[4-5]。
这些以提高学生创新能力为目标开展的多形式改革,打破了传统设计中的问题和不足,建立起了传统课设中缺乏的工程价值观,能充分调动和发挥学生的主动性,均值得我们学习和借鉴。
1 传统“机械原理课程设计”中存在的弊端
1.1 传统设计题目单一,时间短、任务重
我学院十几年来一直延用同一个课设题目――小型精刨机主切削运动机构设计,每位设计者采用图解法完成机构在两个瞬时位置时的运动分析和力分析,手绘在A1的图纸上,并编制相应的设计说明书。一方面教师指定了课设内容和课设题目,学生只要按照要求按步骤进行即可,造成学生因有完整现成资料参考而缺少方案创新,达不到训练学生收集和运用设计资料的能力,与时展和要求特别是与面向工程实际应用的卓越人才培养有了不小的距离[6]。
另一方面,课程设计安排在课程讲授完,大概十四周之后,由于班级较多,可用教室较少,需要串联进行,其中总会有四个~八个班将被安排在考试周或考试周的前一两周进行,正值各科考试(电工技术、工程材料、材料力学)陆续进行,学生忙着应对考试,加上真正用于课设的时间不足四天,时间短任务重,留给学生思考的时间不多,便会导致学生着急赶进度,一味追求进度而忽视了设计的质量,出现投机取巧的现象。往往学生还没有太明白是怎么一回事,课设就结束了,来不及对方案进行思考和分析,更谈不上锻炼和提高学生的设计能力。
1.2 传统设计手段落后,理论脱离实际
教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会2009年制定了“关于深化机械原理课程实践教学改革的意见”,其中明确指出目前机械原理课程实践教学改革应当重点关注的问题之一是商业软件(如ADAMS、Pro/E等),在实践教学中应用的相关问题。计算机三维虚拟设计技术的应用已经成为社会对工程技术人员一项必不可少的需求条件。而传统的设计方法无论是用图解法还是解析法,设计中都是过于侧重理论,偏重知识的积累,这种模式是中国传统的高等教育的人才培养模式,在历史上曾发挥过重要作用。随着产业结构的转型升级,传统的教学模式暴露出了许多缺点,设计过程与工程实践完全脱节,学生在设计过程中仅是被动地接受知识,无法真正培养工程应用能力,对工程意识建立、工程应用能力培养等都有不利影响,根本谈不上培养学生理论联系实际的思想,也训练不了学生编辑计算机程序来辅助解决问题的基本技能。
1.3 传统设计参数差别不大,缺乏创新能力
传统课设过程中,教师给每个班级分配三个方案,一个小组完成其中一个方案,对于同一小组的各成员,其设计参数仅限于原动件的角位移的区别,其它一概相同。而且一般是几个班同时进行设计,而各不同班级之间的区别也仅在于行程速比系数的差别,虽然各学生设计任务中的结构尺寸有差异,然而差异却不明显。这便使得部分学生有了可乘之机,借助复印手段,学生从设计开始手头就有了往届学生的设计说明书作为参考,他们只需要将其中相应的数据加以简要改动,照着说明书的步骤照猫画虎开始画图,自然说明书中的错误也将被一并带入新的设计,甚至有的学生为了交差,说明书全盘照抄别人的,使得说明书数据与图纸对不上也是时有发生。这样的课程设计对于学生理论知识的巩固起不到多大作用,没有主动参与和思考的热情,体会不到设计的乐趣所在,更不要说对创新能力的培养了。
1.4 传统设计个人意识强烈,缺乏团队协作精神
由于全班同学课程设计的方案和内容相同,每位同学完成从结构设计到运动分析、力分析一项完整的任务,不需要同学间的协作,最多涉及到同学间帮带的关系,大多学生自己埋头做自己的,团队之间相互协作的精神也很难发挥,体现不出团队合作中的荣誉感和责任感。
2 基于创新能力培养的《机械原理课程设计》改革实践
2.1 提前布置课设题目,建立工程意识
目前的课设任务均是课程设计周的第一天布置,学生直到课程设计开始才明白要完成的任务,一些接受能力差一些的学生或者基础理论不扎实的学生很难在第一时间进入设计状态。
为给学生留出较多时间来查阅相关资料,课程设计的任务布置应安排在学生开始上课后的前面阶段,这样一方面使得学生有了更多的时间来收集相关资料,为课程设计的进行积累更多的理论基础;另一方面,学生带着课设任务进行平时课程的学习,使得学习过程有了目标性和针对性;同时可以将学到的理论知识用于指导实践,有助于学生从平日的生活和工程实践入手选题,以产品为导向,使传统课程设计理论实践相脱离的问题得以改善,更加强调学生综合能力的培养,有利于激发学生学习兴趣、建立工程意识。
2.2 引入现代设计方法,提高设计主动性
将现代工程设计方法和手段融入课程设计,更新课程设计的方法,改变传统的手绘制图的落后方式,不仅可以巩固对三维设计软件的掌握程度,为今后的学习和工作奠定基础,同时,使课程设计中遇到的运动学、动力学等复杂问题变得简单、直观和精确,弥补学生力学知识的薄弱和实践经验的不足,增加学生的成就感,可以提高学生创新的积极性,建立传统教育中缺乏的工程价值观,从而激发学生的学习兴趣,转变学习态度,有助于营造独立创新、自由探索的良好环境,提高学生设计的主动性。
2.3 扩大设计题目类型,培养创新能力
从日常生活、工程实际中广泛搜集合适的课程设计题目,扩大题目的数量和类型,提高学生的兴趣,也给学生以充分的想象和发挥的空间,使他们学会独立思考、积极创新。特别是前期学生通过互联网、图书馆,有的还讨教自己的亲朋好友。搜集资料的过程中,不仅增长知识,同时可以培养学生检索文献的能力。
2.4 以小组为单位,激发团队责任感
为更好地体现课程设计的目的,巩固学生的理论知识,更清楚认识设计的概念,同时培养团队合作的精神,以培养学生的综合设计能力,采用研究设计小组形式,发挥每个人的特长,集思广益,互相合作,能够比较全面有效地解决问题,使知识的掌握更加准确和深刻培养学生团队协作能力,增强每个学生的参与意识和设计的积极性。同时也可避免互相抄袭现象,调动后进学生的积极性,使其体会到团队的力量是无穷的,形成协作意识,增强责任感,有利于发展良好性格,为将来工作岗位上的合作奠定基础。
3 课程设计改革的实施内容
3.1 制定课程设计实施规范
机械原理课程设计改革首先要明确的是统一整体操作规范,若每位教师都有各自的实施方式和评价标准,没有形成统一的评价体系,这对所有学生来说是不负责任的,容易造成不良影响,甚至是教学事故。为了规范课程设计,需制订实施规范,主要包括实施方式、实施步骤、考核及评分方式等内容。
3.2 搜集课程设计题目
课程设计题目的制定是课程设计顺利开展的关键。一方面鼓励学生自选课题开展研究,另一方面教师从日常生活、工程实际中广泛搜集合适的课程设计题目供学生挑选。不管哪种方式,教师均需从可实施性方面考虑,从整体上把握课题的难度及工作量;同时从课题的内容上考虑,让学生觉得既有兴趣又不陌生;还要从创新角度考虑题目的新颖性,给学生以充分的想象和发挥的空间,锻炼创新能力。“设计也是一种创新”,在培养学生创新能力的同时,典型机械的分析和设计对于学生来说也是不能缺少的,可以要求学生在现有传统方案基础上进行进一步的设计和优化。
3.3 编制“基于SolidWorks的机械原理课程设计”指导书
为改变传统的手绘制图的落后方式,适应现代工程的需要,我们将三维设计软件SolidWorks引入课程设计,由于学生对该软件比较陌生,教师需编写相对应的基于SolidWorks的课程设计指导书来辅助学生在较短时间内完成相关工作。指导书内容以一种典型传动机构(例如小型精刨机)为例,详细介绍基于SolidWorks对机构进行结构分析及运动仿真的详细步骤,一方面包含参数化机构的创建,另一方面为机构的运动仿真,即通过SolidWorks Motion 和SolidWorks Simulation 模块对方案进行动态仿真分析。
4 结束语
基于创新能力培养的《机械原理课程设计》改革实践,通过以小组协作形式完成课程设计,改变了以个体为单位的传统模式,更有利于调动和发挥学生的主观能动性,培养学生团队协作能力。
课程设计题目从生活实践入手选题,以产品为导向,使传统课程设计理论实践相脱离的问题得以改善,更加强调学生综合能力的培养。
将计算机辅助设计引入课程设计,更新课程设计的方法,不仅巩固对三维设计软件的掌握程度,同时提高学生创新的积极性,建立传统教育中缺乏的工程价值观,可以推广至机械相关专业。
【参考文献】
[1]安子军.机械原理[M].北京:国防工业出版社,2009.
[2]黄小龙,刘相权.机械原理课程设计改革的研究与实践[J].科技教育创新, 2011,24:182.
[3]朱玉.CDIO 工程理念在“机械原理课程设计”教学中的应用[J].中国电力教育CEPE,2010,1:138-140.