摘要：培养大学生自主创新能力是21世纪高校人才培养的核心内容。创新型人才的培养离不开理论知识的学习，更需要系统的科研、实践能力训练。本科生研究机会（UROP）计划起源美国研究型大学，本文在研究UROP的实施基础上，借鉴其理念，提出以工程课题为核心，课题贯穿专业课程教学全过程，学生自主完成课题，实现应用型高校土木工程专业学生创新能力培养的途径。

关键词：应用型高校，土木工程，人才培养，UROP，创新能力

我国已进入了全面建设社会主义现代化国家的新征程。土木工程专业教育面临的一项紧迫性任务是如何培养适应我国现代化建设所需要的具备实践能力和创新精神的土木工程专业高素质人才。本实质上，实践和创新是相互关联、相辅相成的。土木工程的创新能力是本专业新工科人才培养的核心目标，是指在学习运用专业理论知识并结合前人经验的基础上，在土木工程领域中提供具有社会、经济、生态等价值的新思想、新方法、新设计、新技术等独特见解的能力。对于土木工程这类应用型学科，学生学习理论知识的同时，应辅以实践锻炼，在实际应用中运用理论知识，才能真正理解并掌握理论知识，也只有在学习—实践—认识—再实践的过程中才能形成创新[1]。现代社会科技日新月异，创新能力的形成还需要以广博的知识为基础。多学科交叉融合的教学与实践能促进学生的创新思维和创新技能[2]。当前，我国地方院校对本科生的教育实施过程中，提升学生创新能力的实践教学环节还非常薄弱，严重制约了学生创新能力的形成[3]。麻省理工学院（MIT）是世界上一流的理工科大学，该学校始终把创新放在非常重要的位置上。在本科生的工程教育中，对学生创新能力的培养贯穿课内外教学全过程，开展了全校性的本科生科研计划“本科生研究机会计划”（The Undergraduate Research Opportunities Program，简称UROP） ，在培养本科生科研及创新能力方面获得显著成效[4]。研究借鉴麻省理工学院的UROP的理念，可以为我国地方应用型高校培养创新型新工科人才提供思路。

一、本科生研究机会项目

上世纪80年代初，本科生研究机会项目由美国国家科学基金委员会创立，其目的在于支持本科生参与教师的科学研究项目，促进科研活动在本科生中的开展。本科生提交课题的研究申请加入科研项目。教师对准备参加UROP 的学生给予申请的指导。书面申请提交后，UROP相关人员进行审查，审查合格的项目予以经费资助。学生在项目完成过程中需承担一定的职责。在此期间，教师主要对学生进行项目指导，评价学生的工作表现。UROP的科研团队由学生和教师组建而成，项目在完成过程中能培养大学生的独立思考能力，和学生的团队协作能力。

二、UROP的实施基础

UROP的实施对学生的知识储备、和运用以及教师的指导、管理等有着较高的要求。

（一）宽泛的知识背景

MIT重视综合化课程，调动各学科教师、各专业学生参与科研问题的学习和探讨中来，把离散分割的知识综合起来，实现以科研问题为中心的各学科知识的综合运用。发展跨学科的课程，目的在于发现相关学科、各专业知识间的联系，相较单一学科专业知识，知识观和逻辑体系更完整。学生通过多种学科交叉训练的途径，使得学生基于其它学科知识从不同的角度分析问题，思考问题和解决问题。跨学科的课程学习和交叉训练有利于培养本科生的创新思维，激发其创新潜力。

（二）探究式的学习

柏林洪堡大学的创始者Wilhelm von Humboldt认为，大学教授的主要任务并不是“教”，大学本科生的任务也并不是学，而是自己独立地去从事“研究”工作[5]。在“做”中“学”是MIT 建校时确立的教学方式。其宗旨是鼓励本科生思考问题，动手实践，注重学生的研究性学习，培养本科生的创新能力。MIT的这种教学与科研相结合的研究性教学方式能培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，学生的创新能力在教学过程中自然得到提升。

（三）教师的指导

UROP的主体是本科生，在教师的指导下本科生参与教师的科研课题或是实验项目。UROP不是学生单独的活动，教师的指导必不可少。教师基于自身丰富的知识和经验为本科生提供宏观的方向，并激发起学生对所研究领域的兴趣。在探索科学问题的过程中，教师指导学生了解研究焦点、与研究相关的理论知识。指导他们学会研究的方法，用科学的思维去思考问题和解决问题，并最终获得科研的方法和与课题相关的知识。课题研究中的讨论与任务执行是必不可少的环节，在教师的引导下，加入研究队伍的本科生与同学、研究生的互动能培养本科生的团队协作精神，提升学生的思维活跃度和工作效率。

（四）UROP的管理

MIT为本科生提供基本条件信息渠道，保障本科生了解项目相关知识的教师信息。设有本科生科研办公室及专门的UROP 协调人员，负责本科生科研项目的申请、审核及最后的评估等各个环节。除此之外，办公室还为本科生提供研究方法、选题及报酬等方面的咨询服务，积极促进师生的交流，及时给本科生提供科研所必要的经费支持和物质环境，如图书资料、仪器电子设备、实验室建设等。为了使本科生积极地参与研究，学校为学生本科生提供一定的奖励和激励措施，如为学生设置交流展示平台等。同时对遇到研究困难的本科生给予帮助。

三、启示

以美国MIT为例的研究型大学本科生研究机会项目的分析研究对于我国地方高校培养创新型新工科人才有着重要的参考与借鉴意义。

（1）长期以来，学者们对于本科生科研内涵的分析，其基本的特征中最为突出的是原创性。美国本科生科研理事会对本科生科研给出的定义是本科生针对某项课题进行的调查研究或探究性活动，并对学科的发展做出原创性的、合理的或创造性的贡献[6]。其次，本科生科研是本科生教育的组成部分，具有教育性。本科生参与科研的主要的目的是通过科研过程的训练，培养学生探究问题和解决问题的思路、方式方法，达到其获得创新能力的目的，而不应把重点放在是否取得科研成果上，比如科研论文、实验结果等。我国部分高校注重结果而轻视科研过程本身，将结果的评定作为学生是否具备创新能力的核心。作为高校教师应明白，本科生创新能力的过程培养对于我国高校培养创新型工科人才尤为重要。

（2）美国研究型大学将构建以研究为本的课程体系作为本科生教育改革的重点。课程体系注重跨学科学习，通过在不同知识领域内的学习，体验各学科的共性和差异性。课程内容强调通识教育与专业教育的平衡，重视跨学科专业课程。在教学方式上，强调发现问题的探究式学习，比如MIT在教学中都开设研讨课、基于问题的学习（PBL）等，这些研究性学习模式的课堂教学为本科生科研模式的研究性学习提供了基础。我国高校偏重于专业教育，为促进本科生科研活动的发展，有必要进一步加强本科生的通识教育，实现通识教育与专业教育的平衡。此外，在教学过程中，我们注重培养学生分析问题和解决问题的能力，但没有充分关注学生提问题和发现问题的能力，而这一点是培养创新型人才所必需的。

（3）美国大学本科生科研过程中，学生与教师是以合作的方式来完成研究，教师在合作中指导学生的科研方法。学生可以提出自己的见解，与指导老师或团队成员展开讨论。这一合作关系和学生的自主思考和主动参与，不仅可以提高学生的分析、沟通能力，还能锻炼学生独立科研的能力与创新能力。而且，平等的师生关系也会促进学生创新能力的提升。在科研活动中，这种教师与学生合作，同时又给予学生独立思考的空间，共同讨论解决科研问题的做法是值得我国高校借鉴的。

四、实现途径的构思

土木工程专业具有较强的实践性，教学中的实践环节能提高学生分析和解决问题的能力，在培养学生解决实际工程问题能力和创新能力方面不可或缺。应用型高校可以借鉴研究型大学本科生研究机会计划（UROP），探索一种实践教学方式方法以提升应用型本科院校土木工程专业学生的创新能力。实践教学环节包括设计、实验、实习，竞赛等，学校可以统筹考虑大学生创新能力培养与校内实践环节的关系，合理设置课程。UROP在研究型大学主要依托科研项目促进学生的自觉学习，在研究过程中实现知识的整合，团队合作和协同研究学习。教师起指导作用，引导、协助学生完成研究，形成研究成果。在应用型本科院校实践教学中借鉴UROP，需要做相应的转化后实施。本文提出的转化实施思路是：

（1）设计符合工程实际的课题作为研究对象。在满足国家对于本科教学要求的前提下，院系根据学校要求和学科特点设置课题项目。课题项目主要由教师提出，也可以由学生与教师讨论后提出。结合土木工程专业的特点，课题主要分实验和设计两大类，实验可以是源自实际工程项目或者教师的科研课题等。

（2）学生组成项目小组，小组成员基于自身的特长、兴趣，对项目进行申请，指导教师面试提交申请的学生，通过面试的学生与指导教师组成项目团队。学生对课题的自由申请、指导教师对学生的面试完成了立项过程的双向选择，确保了学生参与的积极性和目标性。

（3）以工程课题作为载体，教师引导学生梳理与课题相关的主要课程，并将课程与课题阶段任务相匹配，这一过程是学科知识在课题中的重构。教师作为课题任务相关知识学习的引导者和学生解决工程问题的指导人，实施过程强调教师指导性，学生自主学习、研究探索式学习和团队成员间的协作，同时完成学生多项能力的培养。

（4）工程课题贯穿本科课程教学全过程，引导学生在研究完成课题过程中主动学习，将碎片化知识先于课题的阶段性任务导入，通过工程课题实现理论知识与实践能力的对接。跨学科知识由教师指导学生旁听相关课程，并鼓励学生与课程老师就课题问题进行讨论，寻找解决问题的思路。

（5）指导学生撰写项目阶段性工作总结，召开项目进度报告会，目的在于培养学生的时间观念，确保项目的进度，同时锻炼学生撰写报告的能力与口头表达能力，实现人才综合能力的培养。

参考文献

[1] 杨叔子. 创新源于实践[J]. 实验室研究与探索， 2004， 23（7）： 1-3．

[2] 孙峻. “新工科”土木工程人才创新能力培养[J]. 高等建筑教育， 2018， 27（2）： 5-9.

[3]文衍宣，吕小艳，龙云飞.地方高校本科生参与科研活动的研究与实践[J]. 高教论坛， 2013（2）： 38-41.

[4] 李正， 林凤， 卢开聪. 美国本科生科研及对我国的启示[J]. 高等工程教育研究， 2009（3）： 79-85.

[5] 牛慧娟. 洪堡的大学理念及其对我国高校改革的启示[J]. 华中科技大学学报（社会科学版）， 2004， 18（5）： 118-120.

[6] 刘宝存. 为未来培养领袖： 美国研究型大学本科生教育重建[M]. 北京： 高等教育出版社， 2011，10.

基金项目：湖南省普通高等学校教学改革研究项目（HNJG-2020-0786）；湖南省学位与研究生教学改革研究项目（2021JGYB211）

作者简介：李苗，博士，副教授，主要从事土木工程的理论研究与教学工作