基于“研赛融合”的大学生创新能力培养

1、基于“研赛融合”的大学生创新能力培养摘要：针对大学生创新能力培养存在的问题，本文探讨了“研赛融合”的大学生创新能力培养模式，提出了以科研项目为轴线、以学科竞赛为载体的大学生创新能力培养方法。将科研项目与学科竞赛有机融合，系统化的从深度和广度两方面提升本科生的创新能力，并以基于大数据的科研信息推送系统项目为例，介绍了“研赛融合”的实施方法和取得的良好效果。关键词：大数据；竞赛；科研创新；大学生中图分类号：TP305文献标志码：A文章编号：1006-8228(2018)10-91-04Abstract：Aimingattheexistingproblemsofinnovativeabilitycu

2、ltivationofcollegestudents,aprojectandcompetitioncombinedmethodisproposedinthispaper,whichtakethescientificresearchasaxisandthedisciplinecompetitionascarrierwhiletrainingtheinnovativeabilityofcollegestudents.Themethodorganicallyintegratesthescientificresearchprojectsanddisciplinecompetition,andhelps

3、topromotetheinnovativeabilityofundergraduatessystematicallyfromdepthandbreadth.Moreover,thebigdatabasedresearchinformationrecommendationsystemistakenasanexampletoexplaintheexperienceoftheproposedmethodandtheperformanceachieved.Keywords：bigdata；competition；innovationcultivation；collegestudent0引言新人才培养

4、作为我国人才强国战略的重要内容，得到了国家的高度重视，在教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见中，明确要求各高校大力开展大学生创新创业训练计划1,提升大学生的创新能力，为社会发展和经济增长注入新的动力。高等院校必须担负起创新人才培养的社会和历史责任，积极革新大学生创新能力培养模式，探索新的大学生创新人才培养方法，丰富大学生创新创业组织形态，提升大学生创新能力培养的实效。1大学生创新能力培养的现状在国家大力推动“大众创业、万众创新”的时代背景下，积极培养大学生的创新精神、强化创业意识、提升创新能力已经成为社会共识，各高校也普遍重视大学生创新创业教育，并在大

5、学生创新能力培养方面推出了一系列针对性的举措，如推行开放实验项目2、开设大学生创新训练计划项目3-4、举办各类型的大学生学科竞赛、对大学生课外科技活动和学科竞赛等成果给予一定的自主学习奖励并纳入学分管理体系5等,这些举措极大地推动了大学生参加创新活动的积极性。然而，这些举措之间的协同性还不够，大学生创新能力培养的深度和实效还有待加强。缺乏系统化的创新能力培养体系高校在制定大学生创新能力培养举措时，受制于学校现状,制定的措施通常都是针对具体问题的，在系统化的创新能力培养体系构建方面还存在不足。比如，大学生创新训练计划项目仅限大二学生申请，但在前期缺乏可持续的规划和针对性的准备，导致课题的难易程度

6、、研究内容的前沿性和先进性、学生的专业知识和技能准备、学生团队的结构等不够合理，使得大学生创新训练计划项目在提升大学生创新能力方面的实际效果大打则扣。创新项目深度和难度不够大学生创新项目是大学生创新能力培养最重要的载体之一，相对学科竞赛和实验教学来说，创新项目历时更长、对学生综合运用专业知识的要求更高、对创新能力的促进作用也更大。在所有大学生创新项目中，大学生创新训练计划项目也是立项数量最多、涉及学生最广的大学生科研项目：以南京邮电大学为例，仅2018年就立项832项，其中推荐国家级（省级重点）45项、省级一般20项、省级指导项目30项、校级重点209项、校级一般528项，参与的学生基本涵盖每

7、个学院的每个专业。然而，通过对历年立项的大学生创新项目进行分析，可以发现不少项目的深度和难度都不够。究其原因，一方面是大学生创新训练计划项目仅针对大二学生，这个层级学生的专业知识还不够丰富，课题设计得太深或者技术难度太大可能会让项目结题变得很困难，为项目的实施带来很大的挑战。另一方面是因为学生与指导老师之间前期围绕课题开展的准备工作和基础研究还不够扎实，对课题的内容缺乏足够的前期准备。有鉴于此，大学生创新项目和学科竞赛作为大学生创新能力培养最为广泛同时也是效果最好的两种载体，有必要研究它们之间的协同方法，实现科研项目与学科竞赛之间的融合，利用它们各自的特点来提升大学生创新能力培养的广度和深度，

8、更好的提升大学生创新能力。2“研赛融合”的大学生创新能力培养模式学科竞赛是大学生创新能力培养的良好载体大学生学科竞赛通常是以大学生为参赛主体，以选定的赛题范围通过逐层选拔或在线评测等方式让选手相互竞争，并对学生的解决方案从技术先进性、方案创新性、经济实用性等多个方面进行综合评测，重点考察学生综合运用所学理论知识解决热点问题和实际问题的能力。学科竞赛的赛题通常都是针对行业中当前的研究热点或热门问题进行命题，或者由学生针对当前的研究热点或热门问题进行自主选题，同时，不同学科竞赛的评测指标、考核方式、成果形式等各式各样，但通常都具有很强的趣味性、实用性，同时还具有很强的竞技性和激励性,可以促使学生短

9、期内投入大量的时间围绕一个选定的小问题进行深入的研究，为培养学生综合运行专业知识解决实际问题的能力起到了很好的作用。此外，组织比赛的企业为了扩大自己的影响力和知名度，通常还会对比赛设定丰厚的奖金，以及提供平时难以接触的软硬件资源，这可以更好的激励学生，让他们更多地接触到课堂上无法触及的内容，进一步提升学生的实践能力和工程能力。因此，学科竞赛是大学生科研创新能力培养的很好载体，充分利用学科竞赛，能更好地促进学生的科研创新能力。有鉴于此，国家教育部门和政府机构越来越重视通过比赛来激励创新人才培养，越来越多的企业和协会也希望通过比赛来选拔人才和扩大影响力，使得学科比赛的数量逐步增加，为大学生通过比赛

10、来提升科研创新能力提供了很好的途径。以本科院校为例，南京邮电大学教务处在2017年全年发文鼓励学生参加的比赛就有31个，其中只有2个比赛只有校级比赛，其余29个比赛均有对应的国家级和省级比赛。比赛涉及的学科涵盖数学、物理、英语、计算机、机器人、物联网、材料等各个学科，因此，将学科竞赛作为创新能力培养的载体可以适用于几乎所有的学科。科研项目是大学生创新能力系统化培养的基础学科竞赛可以很好的提升大学生的创新能力，但也存在一定的局限性：每个学科竞赛从报名到比赛结束的过程通常都不超过6个月，很多都只有几周或者一两个月，的要求也以解决某个实际问题为主，很难持续的激励学生围绕某个方向进行深入而系统的学习。

11、而大学生科研创新项目，通常都要求学生围绕某个具有一定难度的课题开展持续时间超过一年以上的研究或设计开发，因此可以更好的系统化的提升学生的科研创新能力。同时，科研项目通常更贴近实际问题或者有更高层次的理论抽象，从而需要学生综合运用更多的专业知识或更多前沿的先进技术来解决问题，也为系统化的培养大学生科研创新能力提供了更好的途径。典型的大学生科研创新项目通常包括大学生科研训练计划项目、教育部产学合作协同育人的大学生创新项目等，周期为1-2年，对学生的要求涵盖了对问题研究现状调研、研究内容、研究方法、实施路线、预期成果等。有项目经费支持，可以让大学生围绕课题开展更为深入的研究，从问题背景分析、问题抽象

12、和假设、研究现状调研，到针对问题的解决方法、创新技术、预计要形成的成果和创新点等。通过各环节的实践，让学生获得对科研创新能力的系统化的培养。“研赛融合”大学生创新能力培养模式针对学科竞赛和大学生科研创新项目的特点，本文提出以科研项目为轴线、以学科竞赛为载体的大学生科研创新能力的“研赛融合”培养模式，该模式的核心内容包括：（1）以科研项目为轴线，打造学生团队的核心技术方向科研项目作为大学生创新能力培养的轴线和主干，不仅可以系统化的培养学生的科研创新能力，而且可以促使各年级不同专业技术水平的学生以科研项目为载体打造和积累自己的核心技术创新成果。对于低年级的学生来说，其专业技能通常掌握不够深入、缺乏

13、技术竞争力，而通过申报大学生科研创新训练计划项目（STITP）、教育部产学合作协同育人项目等大学生科研项目，可以为低年级学生规划好技术研究方向，让学生在项目实施过程中，提升专业技能和积累技术成果，为后续参加大学生学科竞赛奠定良好的基础。对于高年级的学生而言，通过参加指导教师的科研、学院/学校/实验室等的开放实验项目等，可以在老师的指导下，围绕较为前沿的技术方向开展深入的学习和研究，并进一步提升专业学术论文阅读能力和撰写能力等，提升大学生团队参加学科竞赛的核心竞争力。以学科竞赛为载体，围绕赛题扩展技术成果的应用场景以学科竞赛为载体，基于团队在参加大学生科研项目过程中积累的核心技术成果，结合学科竞

14、赛的问题领域、技术方向、考察指标等，设计合适的解决方案，将团队的核心成果和技术积累用于解决学科竞赛中遇到的问题，可以帮助学生团队在参加学科竞赛时建立技术优势，同时进一步扩展核心技术的应用场景，实现提升大学生创新能力和扩展技术应用场景的一举两得。而且，在学科竞赛过程中，由于需要在短期内设计出问题的解决方案，因此需要参赛团队更加紧密的协同配合，也为大学生团队的磨合和提升团队凝聚力提供了很好的途径。值得一提的是，在参加学科竞赛的过程中，除了要合理的基于团队现有的技术积累设计解决方案，通常还需要学习赛题相关的一些额外的专业知识和技能，对提升学生和开阔学生的知识面、提升学生创新能力的广度可以起到很好的促

15、进作用。用竞赛反哺科研，提升科研创新的技术成果积累在参加学科竞赛过程中，短期内密集的头脑风暴，往往可以讨论出很多新的想法和解决思路，从而为科研项目的技术创新提供可行的方向。特别是一些限定题目的算法挑战赛或程序设计大赛，参赛过程中一大批来自不同学校、不同专业和拥有不同技能的学生同时围绕赛题进行思考和讨论，相互的思想碰撞可以更好的帮助学生开阔思路，而不同思路实现后的性能比对，也可以更好的帮助学生了解问题的不同求解方法的效果，帮助学生更好的选择技术创新方向和完善技术创新成果。3实践效果通过选取计算机学院、经济学院等的三年级本科生组建团队，对“研赛融合”的大学生创新能力培养模式的进行了实践探索，取得了

16、良好的效果：经过对学生所学课程和对专业知识和实践能力的掌握情况的分析，结合机器学习的数据处理流程和教师科研项目，设计了如下图1所示融合互联网数据爬取、自然语言处理、用户画像和信息推送等环节的学术信息推荐系统作为大学生的科研项目，并根据每个学生的特长分配好任务,让学生以该项目作为轴线进行系统性的学习、研究和开发。同时，根据不同学科竞赛的特点、赛题范围等，组织了学生参加如图1所示的一系列学科竞赛。让学生基于科研项目所习得的知识和积累的成果进行扩展性的学习，形成参赛方案参加比赛,从而实现“研赛融合”，提升学生的创新能力。通过对实践探索过程进行分析，可以发现“研赛融合”的大学生创新能力培养能从深度和广

17、度上提升学生的专业技能，丰富学生的专业知识，提升学生的创新能力，具体表现在以下方面。学生专业技能得到系统提高，专业课程学习得到促进。通过精心设计的大学生科研项目，从基于爬虫的互联网数据获取、数据的预处理、文本数据的自然语言处理、用户画像和推荐系统等典型的机器学习应用场景均在项目中得到体现，机器学习的数据处理流程、常用算法等均有所涉及，通过这种方式，让学生的机器学习的专业知识和编程技能得到了系统化的培训和提高。而且，科研项目的实用性和学科竞赛的竞技性、趣味性、激励性等一起，很好的调动了学生的学习兴趣，促进了专业课程的学习和专业知识的综合运用。学生创新能力得到显著提升，学科竞赛连续获奖。经过科研项

18、目的系统化的培训和面向学科竞赛的针对性指导，学生的专业技能和创新能力得到显著的提升，围绕科研项目积累了丰富的数据获取与分析处理的经验，掌握了常用的机器学习算法的基本原理和使用方法，并能针对具体问题灵活运用。同时，大学生科研项目实施过程中积累的数据分析方法和算法改进思路等创新成果积累，为提升团队参加学科竞赛的竞争力奠定了基础。截止到2018年6月，该学生团队已经获得2017CCF大数据与计算智能大赛“城市自行车的出行行为分析及效率优化”赛题决赛第7名，2018中国计算机设计大赛江苏省赛区三等奖、2018第九届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛大学组全国二等奖等全国性的赛事奖项，并已入围3s杯全国物联网技术与应用“三创”大赛、第七届“中国软件杯”大学生软件设计大赛等比赛的复赛，2018年所有参加的学科竞赛均获得校级或以上奖项。学习积极性得到极大激发，学习主动性增强。在“研赛融合”的大学生创新培养模式下，学科竞赛的趣味性和竞技性以及科研项目研究内容的先进性和实用性，极大的激发了学生的学习积极性，促使学生带着问题，在比赛中学习、在科研中验证，从而改变了学生的学习能动性，从机械被动学习变成了积极主动围绕特定问题开展专题学习和深入学习:所有参加科研项目和学科竞赛的学生，一方面自己围绕问题制定了详细的学习路线和学习计划，积极阅读最新的学术论文和开展科研实验