面向国家战略的本科生科研创新能力培养探索

胡寻寻 方志 孙大坤 闫晓军

【摘要】随着我国航空发动机事业从测绘仿制向着自主研发转型，对航空发动机人才的创新能力要求愈发强烈，传统的本科人才培养模式亟待改革。基于对当前本科生科研实践现状分析，北航“吴大观英才班”大胆改革，提出“导师制、小班化、全程化、进团队”的人才培养模式。学生的创新水平、升学质量以及示范引领作用显著提升，为高校本科生科研创新能力培养提供了有益的参考。

【关键词】本科生  科技创新  人才培养  探索与实践

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）12-0184-03

2010-2020年国家中长期教育改革和发展规划纲要特别强调，高等教育要支持学生参与科学研究、强化实践教学环节，创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制。高等学校是创新人才成长的摇篮、是科技创新的主力军和核心力量，而本科教育是高等教育的根[1]，是大学教育体系中最关键的一环[2]。其中，以面向国家战略的航空发动机创新人才培养的本科教育是新时代高等教育发展的重要环节。在这种背景下，如何有效提升高校本科生科技创新能力成为新时代高等教育的重要工作，意义重大。

一、国内外开展本科生科研的现状分析

19世纪初，德国柏林大学提出了“教学与研究的统一”原则，提倡科研是最好的教学，开启了本科生参与科研的尝试。麻省理工学院于70年代启动“本科生研究机会计划”。此后，清华大学借鉴国外经验，实施了“大学生研究训练”项目（SRT），继清华之后，1998年浙江大学启动了由校、院（系）、省创、国创四个层次组成的“大学生科研训练项目”（SRTP）。2011年我国开始在各高校推行“大学生创新创业训练计划”。从本科生参与科研活动的形式来看，主要包含参与教师的科研项目，本科生自主申请科研基金（大创基金、校创基金）以及参加大学生科技创新团队三种形式。

然而，随着高校实施本科生科研创新能力培养的探索和推进，一系列问题也随之产生。主要表现在缺乏宣传机制，学生参与度不高;导师作用发挥不充分;与专业教育结合不紧，与实践脱节;实践平台短缺等方面[3-5]：

二、“吴大观英才班”培养本科生科研创新能力的实践探索

针对本科生科研工作推进过程中的一系列问题，北京航空航天大学与中国航发于2012年合作办学，在北航能源与动力工程国家试点学院内，设立以“中国航空发动机之父”吴大观先生（1916-2009）命名的高端人才实验班——“吴大观英才班”（飞行器动力工程专业），以培养紧追国际学术前沿、服务国家战略需求的优质创新型优质人才。主要特点如下：

1.建立科创管理队伍，保障科创活动有序进行

在能源与动力工程学院党委领导下，设立科技实践部，构建一支由学院党委-分团委-科技实践辅导员-班级科技实践委员等组成的科创管理队伍，负责学生科研训练的动员、组织开展和运行工作。每年新学期伊始，科技实践部联合创新创业指导教师为学生开展科研训练的培训和动员工作。“吴班”内科技实践委员对接每一名学生，保证科研训练和科技竞赛的相关信息点对点准确传达到位。截止目前，“吴班”学生100%参与了科研训练，有效保证了学生的参与度。

2.校企协同、双导师制

为了使学生的专业学习和实际紧密结合，“吴大观英才班”聘请航空发动机领域的院士和长江学者担任班主任，实行校企双导师制，由学院的长江学者、杰青、新世纪优秀人才和学科责任教授担任学术导师，从中国航发、空军、民航系统和民营企业聘请80余位高管、总师、首席专家等担任学生企业导师。学术导师把领域的科学前沿带到学生面前，答疑解惑，指引学生的学术方向;企业导师把国家重大战略需求、企业科研训练、企业科研项目等带到学生面前，培养学生的创新实践能力。

3.多措并举，精心打造优秀的科创训练团队

要有效提高学生科技创新活动的层次和质量，必须发挥指导教师的作用。

学院与北航工程训练中心通力合作，从学院内选取具有较强理论水平和学科前沿视角的专业教师与学校工训中心具有较强实践操作经验和能力的师资组建规范化的科技创新训练教学团队，团队老师来自飞行器动力工程、能源与动力工程、机械设计等多个专业方向。这样，根据学生的科研项目的背景和来源，即可以从学院内部选择指导教师，也可以从工训中心选择指导教师，或者是同时选择学院教师和工训中心教师作为项目指导老师。这种合作方式有效避免了工训中心老师缺乏飞行器动力工程相关专业背景无法提供针对性的指导的局限，又能够充分利用工训中心的资源开展实践研究，极大地丰富了实践项目的内容，为学生的实践创新能力培养提供了师资保障。

4.小班化授课，厚数理基础、强专业技能

科研创新的突破建立在扎实的数理和专业基础上。为强化学子的数理和专业基础，打牢科研创新的根基，“吴班”从教材、教师队伍、教学方法方面进行改革，制定了针对核心课程小班化教学制度。《工科大学物理》《工科大学数学分析》《工程流体力学》《叶轮机原理》《传热学》《燃烧与燃烧室》《航空发动机结构强度与振动》7门核心课程实行小班化教學。同时，为保证教学效果，制定了《能源与动力工程学院专业核心课程责任教授管理条例》，“吴班”所有核心课程的责任教授人选均为本行业公认、具有丰富的工程实践经验和深厚理论基础的教授，或者是始终活跃在国际学术前沿、具有深厚学术造诣的教授。小班化教学的实施为学生科研创新能力的培养打下坚实的专业基础。

5.建立全程化的科研实践体系

“吴班”的科研实践体系主要由科研训练和科技实践活动组成。其中，科研训练包括大学生创新创业训练和暑期科研训练。科技实践活动主要有学院级的“动力杯”竞赛，大学生训练计划（SRTR）和冯如杯竞赛，国家/省部级的大学生创新创业计划、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、“挑战杯”竞赛，国际级的AIAA航空发动机设计大赛等。

首先，学院开设科技创新课培养学生创新意识;其次，面向学院教师征集题目作为学生暑期科研项目，培养动手能力;最后，学院邀请专业教师对学生参与科研的全过程进行指导。此外，设立专项科创经费并提供场地，支持学生开展双创研究。实现了学生科研训练体系的制度化、规模化和长效性管理，实现了不同学生参加不同层次的创新训练项目。

6.进科研团队、提升综合创新技能

为进一步点燃学生的科研兴趣和热情，使学生熟悉科研工作的背景和开展方式，前置学生科研创新能力的培养，为本、硕、博一体化培养打好基础，针对“吴班”设立“本科生进科研团队”制度。指导教师面向能源与动力工程学院和北航航空发动机研究院具备高级职称的专职教师遴选，优先考虑近3年在课堂教学、学生培养方面做出突出贡献的教师。

其次，为保证指导效果，要求每名导师原则上只能指导1名学生，且自申报作导师时需提交与本科生培养阶段相符的科研训练计划;团队导师在学生本科期间至少指导学生参与1次科技竞赛，完成科研训练并形成可考核性成果。学院定期组织研讨交流，学生以研究报告、文章、发明专利等方式汇报科研训练的具体情况。学院据此评选优秀指导教师及优秀学生并给予奖励支持。

学生通过进科研团队，进一步熟悉了科研工作的背景和开展方式，深入了解科学研究的规律，增强动手能力，为创新性人才培养打下坚实的基础。

三、育人成效

1.学生创新创业水平显著提升

2012-2016级吴班学生累计获得国家级奖励255人次，人均1.4次。在学科竞赛中，2016级吴班学生陈方宇获得第十二届全国周培源大学生力学竞赛特等奖（两年一届，全国仅5人）;在全国“挑战杯”大学生科技竞赛、全国大学生“节能减排”大赛、首都“挑戰杯”大学生科技竞赛等省部级以上赛事中吴班学子斩获特等奖2项、一等奖3项。涌现出了 “行业物联网高技术公司”“分布式多元矢量推进系统”等一批优秀创新创业项目。

2.毕业生升学质量创新高

2012-2016级吴班毕业生100%升学，其中86%的毕业生升学至清华、北大、上交、北航等国内名校;14%的毕业生前往英国帝国理工学院、苏黎世联邦理工大学、康奈尔大学、法国国立民航大学、慕尼黑工业大学等国外名校继续深造。

四、结束语

在国家实施创新驱动和“两机”重大专项的战略背景下，我国航空发动机研制方式要实现从测绘仿制向自主设计的转变，关键在于科研创新人才的培养。北航能源与动力工程学院“吴大观英才班”通过“导师制、小班化、全程化、进团队”以及科研创新保障机制的实施，全资源利用，建立了系统化的科研创新人才培养体系，学生在创新创业、升学质量、示范引领和发展潜力等方面显著提升，相关探索为培养优秀的航空发动机专业人才提供参考。

参考文献：

[1]刘尧.2018 年中国高等教育热点回眸[J].上海教育评估研究，2019，8（1）：73-79.

[2]陈宝生.坚持“以本为本” 推进“四个回归”建设中国特色、世界水平的一流本科教育[J].时事报告（党委中心组学习），2018（5）：18-30.

[3]吴静，郭利杰，梁凡凡.科研团队导向的大学生科研训练计划实施成效分析[J].中国矿业，2019，28（3）：176-181.

[4]沈丹，宋琦，毛军伟，等.以“科研团队导师制”为抓手，构建大学生创新创业长效机制[J].现代职业教育， 2018（21）：56-57.

[5]张天宏，孙志刚，谭慧俊，等.大工程观视域下“基（下转第187页）

（上接第185页）

本科研能力训练”课程教学的实践与探索——以飞行器动力工程专业为例[J].工业和信息化教育，2021（6）：71-76.

作者简介：

胡寻寻（1989年5月-），男，汉族，河南信阳人，博士学历  北京航空航天大学讲师，研究方向为思政教育、高温防护涂层。

孙大坤（1981年2月-），男，汉族，吉林长春人， 博士学历，北京航空航天大学教授，研究方向为人才培养、航空宇航推进理论与工程，流体机械及工程。