中国科大本科生创新能力培养纪实

■我们的记者杨

在不久前结束的第18届机器人世界杯足球赛中，中国科技大学自主研发的“科佳”智能服务机器人获得冠军。这是中国服务机器人首次在国际服务机器人标准测试中排名第一，标志着中国服务机器人研发的历史性突破。同时，学校还获得了多机器人2D模拟大赛的冠军，至今已连续10年获得5个冠军和5个亚军。

“我们团队的成员主要是研究生。他们中的大多数人在大学期间来到我们的实验室参与研究。”中国科技大学计算机研究所机器人实验室主任陈晓萍教授自豪地说，他们培养的“土著”打败了许多世界级的实验室专家。

在实战中练习真正的技能

在巴西举行的机器人世界杯比赛中，伊彦的王宁阳负责科佳机器人硬件的拆卸、组装和维护，为夺冠做出了巨大贡献。

王宁阳于2009年被中国科技大学录取。因为他对机器人感兴趣，他在大一参加了“机器人活动周”比赛。大二第二学期，陈晓萍带领球队赢得了机器人世界杯的一等奖和二等奖。回国后，计算机学院组织讲座和实验室参观，进一步激发了王宁阳的热情，他申请加入陈晓萍的实验室。

在中国科技大学，机器人不仅是一项前沿科学研究，也是人才培养的重要手段。自20世纪90年代末以来，陈晓萍的机器人实验室一直在选择和训练机器人。首先，他们为本科生开设了“机器人研讨会”课程，以研讨会和计算机实践为主要教学手段，培养学生的实践能力和创新精神。课程结束后，感兴趣的学生可以申请进入实验室学习。经过一段时间后，选择能够承担竞赛任务、分配特定主题和开展研究工作的学生。

“在这种培训机制下，一些学生很快就能承担起自己的责任。王宁初中四年级就独立承担了优秀机器人硬件的维护工作陈晓萍说。在过去的几年里，超过70%进入他实验室的本科生都参与了这项研究。到目前为止，已培养了51名博士和硕士，20多名研究生和10名本科生仍在学习。其中，作为竞赛的核心骨干，绝大多数优秀博士生都是二年级进入实验室的学生。

陈晓萍发现，在本科阶段培养优秀的实验能力和综合素养，对完成博士阶段的前沿创新研究大有帮助。

多层次研究性实验教学

陈艳是中国科技大学物理学院2007级的本科生，2011年被推荐给研究生。两年来，他作为第一作者在*国际物理杂志《物理评论快报》上发表了三篇论文。

在本科期间，陈艳上了一至五年级的“大学物理实验”。“我曾经高度赞扬理论的重要性，但一系列的实验课让我意识到理论与实践相结合是多么重要和有趣，这是对我思维方式的一种重构。”陈艳说，这一变化决定了他在以后的研究中更喜欢使用计算机模拟。

针对不同年级、不同专业的学生，学校根据难易程度构建了多层次、研究型的六级物理实验教学体系，即“基础实验-综合、设计性实验-现代物理实验技术-研究性实验-专业基础实验-专业实验”。初级实验班的目的是激发学生的学习兴趣，培养基本的实验技能。高中课程注重全方位的科研素养培养和自主实验，激发学生的创造力，提高学生的综合素质。其中，研究性实验(四级)是培养本科生科研能力的重要课程。从查阅文献、提出课题、准备实验条件、设计实验方案，到实验操作、撰写论文、答辩等，都是由学生独立完成的。实验室提供相关实验仪器和指导教师。

实验教学中心还及时将最新的尖端科研成果和研究方法转化为教学实验，实验内容每年更新20%左右。此外，在调查的基础上，对新生进行分类，开设基础开放实验，改革基础(一级)物理实验教学，将每个实验分为基础实验、高级实验和改进实验三个部分，对不同基础的学生提出不同的要求。然而，为了实现物理实验教学从中学到大学再到研究生的无缝衔接，高年级学生的专业实验课程和研究生实验课程相继开设。

“物理实验教学是我们学校实验教学改革的一个缩影。实验教学中心的一些设备已经达到了科研水平，学生掌握这些方法后可以很快进入科研阶段。”该校教务办公室副主任唐佳军说。

体验科学研究的味道

在中国科技大学，学生可以根据自己的兴趣*选择他们在大学或中国科学院相关研究所的导师和科目。他们可以在暑假或学年的空闲时间完全参加科研项目，完成后将获得4个学分。

这项改革被称为“大学生研究计划”，于2000年正式实施。它将学生纳入实验室和研究小组，将科学研究活动纳入本科教学计划。超过一半的本科生参加每一节课，大约30%的学生也发表他们的研究结果。

2011中国科技大学信息学院的王牧是一个创新的“小超人”。由于他对李敖老师的“基础生物医学”课程感兴趣，当他报名参加大二暑期研究项目时，他想从事生物信息学的研究。在仔细研究了李敖推荐的几篇论文并进行讨论后，他最终选定了“基于癌症治疗前后基因组数据的突变检测算法研究”这一课题。

由于“概率论”和“随机过程”尚未教授，王牧在暑假前开始自学，为与该学科相关的数学建模奠定了基础。在研究过程中，当对模型的理解和应用产生疑问时，王牧自己查阅了数据并解决了问题。优点是训练他的动手能力，缺点是效率低。有时这种理解会偏离，“甚至在原则上犯错误”。之后，王牧主动与老师进行了更多的讨论，工作效率和工作方向的准确性都得到了极大的提高。

此后，王牧在创新的道路上收获颇丰:他参加了与斯坦福大学联合举办的“创新设计课程”，由他的团队设计制造的原型“触觉导航系统”在最后的答辩中获得了最佳成绩A。在教育部最近举办的“中美青年先锋大赛”中，包括王牧在内的中国科技大学的一批本科生，以及美国同济大学和帕森斯设计学院的研究生，一路杀入30强，获得二等奖。

“HKUST的定位是培养一流的科技人才，激发学生学习和探索的热情，奠定广泛而坚实的理论基础，培养较强的创新和实践能力，这是我们教学改革的主线。中国科技大学副校长陈楚生表示:“从本科毕业生中有‘1000名学生和1名院士’这一事实来看，我们学校对学生创新能力的培养非常有效。”

《中国科学日报》(第五版《大学周刊》，2014年9月18日)