[编者按] 继2011年上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后，从2011年10月起，我们推出了新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者，重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践，旨在弘扬科学精神，激荡人文情怀，回归学术本位，浓郁学术气象，全面提升交大学术的影响力和传播力。

　　■ 无论学位论文还是科技成果的创新性评估都需要同时考察三项基本要素：所研究问题的共性程度与解决难度；解决问题方法原理的先进性和新颖性；在发现本质规律、揭示内在机制、掌握控制方法方面的有效性。

　　■ 科技人才创新能力的培养需要注重三个重要方面：透过现象看本质的特征规律概括与核心问题抽象能力；具体问题与已有知识的关联联系能力；建模分析表征与实验验证能力。

　　■ 创新人才的造就需要加强综合素养的锤炼，包括：唯实不迷信的创新精神；客观敏锐观察能力与准确表达能力；具备大局观、发展观和使命感；尊重他人工作和准确定位自身学术贡献的实事求是作风等。

　　■ 创新人才的综合能力的提高要经过重要实践环节的锻炼：通过项目申请锻炼概括共性问题能力；通过项目研发锻炼系统利用知识和工具解决具体问题能力；通过发表论文和发明专利等成果申报，锻炼总结提高和升华凝练理论成果的能力。

　　如何培养和造就高素质的创新型科技人才，是高等教育需要深入研究的重要课题。作为肩负科学研究与人才培养双重责任的高校学者，对于如何回答“钱学森之问”，探索培养高素质人才的成功道路，有着义不容辞的责任和义务。本文基于自己在先进制造领域科学研究和研究生培养中的具体实践，联系在第五届全国机械、控制、管理学科博士生论坛中 “论研究生教育中的综合素质培养”的主题报告，以及在第六届全国高校机械工程学科“基于创新理念的教学理论与实践”研讨会的交流发言，结合学习钱学森科技创新思想的体会，从创新性评估、创新能力培养、综合素质锤炼三个方面，阐述自己的深入思考与心得体会，期望能对科技创新人才的培养有所裨益和帮助。

　　关于创新性评估

　　培养创新型人才，首先需要对其研究成果或设计作品的创新性能够有科学合理的评估。科研成果或设计作品作为反映科技人才创新能力的重要载体，可以从不同方面体现完成者的科研能力和学术素养。无论是作为导师科学评价研究生学位论文的学术价值，还是作为科研工作者合理评价自身或他人的研究成果，都需要回答应该从哪些方面评价以及怎样评价一项研究成果或设计作品创新性的问题。

　　创新性的成果必须具备哪些基本要素？在和研究生尤其是博士生讨论学位论文时，碰到最普遍的问题之一就是论文创新点的总结。通过分析研究和归纳总结，我提出了创新性评价的“三要素”论点。针对提出的任何一个创新点，我都要求他们能够回答是否具备三方面的基本要素：第一，你的研究是针对什么共性或基础问题展开的？也就是说你的研究是要解决哪一类问题而不仅仅是哪一个具体问题。这个问题回答明确了，就解答了本项研究的必要性问题。第二，你在解决问题的过程中采用了怎样与众不同的方法策略？无论是原始创新、集成综合，还是他山之石拿来攻玉，究竟有什么特色和新意？这一点能清晰明确了，本项研究的先进性和新颖性就有结论了。第三，你的研究取得哪些学术进展？对所涉及的问题解决，有怎样的推进？这一点充分反映了本项研究的有效性。这三方面就如同构成一座宝塔的三个侧面，缺一不可。只有这三方面的要素都具备了，我们才可认为该创新点可以成立了。

　　有了对科研成果创新性的定性评价之后，进一步就需要对其创新的程度能够有科学合理的评价。结合创新性的三个基本要素，需要对每个要素的创新程度进行分别考察。在必要性方面，重点要考察所提炼的问题的共性程度与解决难度，即问题的广度和深度，从而明确研究成果的潜在应用推广范围。在新颖性方面，关键要考察解决问题方法原理的先进性和独特性，考察完成者在系统分析、逻辑推理、知识及工具应用等方面的综合能力。在有效性方面，核心要考察在发现本质规律、揭示内在机制、掌握控制方法方面的具体进展。

　　关于创新能力培养

　　钱学森在谈及培养科技队伍顶层的“科技帅才”时就曾提出：“他们不仅要有雄厚的自然科学理论知识、丰富的工程实践经验，而且要有社会科学和哲学的修养，要文理工相结合”。大学研究生阶段，作为科技人才的重要成长环节，在有限的时间内，我们的培养重点究竟应该放在哪些方面，这是一个关乎人才培养目标的问题。纵观我国高等教育的发展探索历程，教育理念一直在实践中不断发展。结合自己在交大从本科生到博士研究生，从教学科研到学科建设的历程，我认为研究生教育的培养目标应该集中在四个方面的能力培养：学习能力、思维能力、实践能力和组织能力。其中，学习能力重点反映在从信息中获取知识的能力；思维能力核心体现在将已有知识与要解决的问题的联系能力上；实践能力关键体现在物化操作能力和实施执行能力方面；组织能力体现在对人、事、物的组织协调与规划管理方面。也就是说，研究生教育的重点是通过学、思、行的锻炼，掌握如何学习、怎样研究、如何做人。

　　科学的学习方法

　　首先，要有大局观和层次观。无论学习新知识还是开展新的研究工作，都要明白“纲举目张”的原理，坚持从全局到局部，从粗略到细节。做到先熟悉森林，再了解树木，最后掌握枝叶，由纲到目，分层递进。要高度重视时空全局和周围环境，也就是钱学森坚持的要运用系统论的思想和原理，搞清楚整体和局部、结构和功能、系统和环境、现状和目标等的关系。在做研究规划时，做到从无到有，从有到好，从好到精，保证整体进展不断更新完善。在写学位论文时，应按照版本更新，编辑修改全文，保证全面提升；而不是按照章节修改，局部完善。这种分层递进方法，能够实现事半功倍。

　　其次，要有强烈的关联意识。辩证唯物主义的基本原理，就认为客观世界的事物大多都是相互关联和不断发展的。在学习和研究的过程中，注意分析总结要素与功能在结构上的关联、前因和后果在逻辑上关联、不同现象在本质上的关联等关联关系，对于培养和提高把所学知识用于解决具体问题的联想思维能力将会有极大的帮助。联想能力的培养，是思维能力培养中，除了逻辑思维能力与形象思维能力之外，启迪创新思维的另一个重要方面。联想能力的培养，对于掌握用一门科学方法研究另一门科学的移植方法以及用多学科理论研究特定问题的综合学科都有帮助。

　　关于科研方法

　　黄顺基在“钱学森科技创新思想方法研究”中指出，钱学森曾经将近代科学研究的一般过程概括为：“提出问题；调查研究与问题相关的资料；针对问题进行分析、论证；提出经验性假设；通过逻辑推理、数学演算和科学实验，以检验假设的真理性”。这是对近代科学研究方法的高度概括和总结。在与美国等国外大学近年来的国际合作与交流中发现，我们的学生在解决问题的能力方面不比任何学校的学生弱，但在从具体工程技术项目中概括和提炼共性基础科学研究问题方面，还需要不断提高。如何从工程技术研究项目中，提炼和概括共性基础科学问题，钱学森提出基于“矛盾论”的观点寻找研究问题的方法，包括事实与事实的矛盾，事实与理论的矛盾，理论与理论的矛盾。从哲学高度，为提出问题给出了方法论上的指导。除此之外，为了提高概括提炼科学技术核心问题的能力，我认为还需要培养以下几个方面的能力。

　　首先是科学观察能力。一要培养凡事都要透过现象看本质的观测意识；二要借助先进的仪器设备，跨越人体视觉速度对快速过程观测能力的局限，突破视觉范围对观测波波长范围的约束，对象尺度对视觉分辨率的约束等。三要利用频谱分析、数理统计等先进分析方法和原理，进行跨域分析和研究。

　　其次是建模与表征能力。一要学习数学建模的方法和理论；二要通过对要素、系统和过程的分析，掌握结构、功能、约束、目标、环境和动态历程的关联影响；三要通过逻辑思维、形象思维以及启迪性创新思维，深入分析所研究问题的现象、特征和规律。

　　此外，要做好模型的物理验证和数字验证。对于复杂的工程技术问题，往往都需要经过物理模型、数学模型到数字模型的建模过程。例如机械系统的振动分析中，首先需要将具体机械结构系统简化为由质量、阻尼和弹性支撑组成的物理模型；通过动力学方程建立其以微分方程（组）形式表达的振动过程的数学模型。这样能实现准确表达，但往往求解并不容易。为了获得数值解，常常需要通过有限差分法或者有限元方法等建立数值模型。模型的准确与否，需要经过有效性验证（Validation）和校核性验证(Verification)。前者通过与实验值比较，用以考察检验理论模型与实际系统之间的行为规律一致性，属于物理问题。后者考察理论模型与计算程序之间的一致性，属于数学问题，用以检验数值离散解与已知理论解的差异。只有通过有效性验证与校核性验证的模型，才能用以进行参数优化和仿真决策。

　　关于综合素质锤炼

　　要培养创新型科技人才，首先要培养创新精神。创新精神的精髓，我以为可以概括为不迷信的唯实精神，也就是：不唯书、不唯心，只唯实。用邓小平同志“解放思想、实事求是”的思想来概括，就是不迷信权威学说，只遵循客观规律。只要没有被科学原理推翻、被科学实验否定，就不要轻易否定任何可能性。保持开放的学术思想和开阔的学术视野，是创新型科技人才培养中的重要观念教育。

　　其次，要建立合理科学的知识结构。钱学森在创建现代科学技术体系的研究中指出：“现代科学技术从工程实践到基础理论的认识过程，可以分为三个层次：首先是工程技术这一层，然后是直接为工程技术提供理论基础的技术科学这一层，再就是基础科学这一层”。按照横向划分，包括自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、行为科学以及美学等十一大门类。在方法论研究方面，钱学森认为系统方法、信息方法、控制方法、运筹方法是交叉科学时代解决工程问题的最重要的理论和方法。这些对于构建研究生知识构架的课程体系设置，具有重要的指导意义。具备合理的知识结构，掌握科学的理论方法，具备逻辑思维、形象思维、发散思维等创造性思维能力，是创新型人才培养的重要内容。

　　创新性科研能力的培养是研究生培养中的核心环节。实现这一目标关键在于经过重要实践环节的锻炼：通过项目申请锻炼概括共性问题能力，促进对学科前沿的把握和对发展动态的洞察；通过项目研发锻炼系统利用知识和工具解决具体问题能力；通过发表论文和发明专利等成果申报，锻炼总结提高和升华凝练理论成果的能力。对于工科研究生而言，参加科研项目是完成学位论文至关重要的基础，但学位论文不是科研项目的简单总结。两者既有关联，又有不同侧重。科研项目的目标是解决工程技术问题，重点在“know how”，强调的是完整性、综合性和实用性；学位或学术论文的重点在于“know why”, 核心在掌握共性的科学规律，强调的是基础性、通用性和创新性。参加科研实践是系统锻炼创新科研能力的必由之路。

　　研究生培养极为重要一点，是优秀学术品格的塑造。一方面，要不断提高个人学术修养，遵守学术规范、树立知识产权意识、尊重他人研究成果，准确定位自身学术贡献；另一方面，要注重意志力使命感的培养，在大科学和大工程时代，没有任何事情能够一蹴而就，因此，持之以恒的敬业精神和热爱科技的满腔激情都是成功的必要因素。此外，宏伟的事业往往要靠集体实现，因此，团队合作精神就尤为重要。古代曾子说过：“吾日三省吾身：为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？”，说明儒家认为对个体人格的追求往往需要在集体人格的完善中才能得以实现。团队工作能力培养，还包括组织规划能力的培养，包括人财物的调度规划、项目的整体布局、时序安排等；另外还有冲突协调能力的培养，以及从阶段目标到总体目标的过程管理能力培养等。因此，对于工科创新人才培养而言，大团队和大工程是培养工科创新人才综合素质的理想平台。

　　学者小传

　　姚振强，上海交通大学机械与动力工程学院教授，博士生导师，制造技术与装备自动化研究所所长，机械制造及自动化学科负责人，国家自然科学基金委“复杂装备的数字化设计”创新研究群体骨干成员。上海交通大学－英国WARWICK大学联合培养博士。1997年入选上海市科技启明星计划，2007年获得国务院颁发的政府特殊津贴。兼任中国机械工程学会机械设计分会常务理事，《机械工程学报》编委。

　　主要研究方向：先进制造工艺与精密数控装备。在先进制造技术研究方面， 2004年度获得国家科技进步二等奖1项。在精密数控装备设计研究方面，2011年度获得上海市科技进步一等奖1项，2010年获得上海市科技进步二等奖2项。另有10项研究成果获得国家发明专利授权。在数控磨削工艺和激光雷达测试技术方面获得软件著作权登记6项。在Journal of Materials Processing Technology，Computational Materials Science，Wear，Tribology International等国内外期刊发表SCI论文51篇。

　　在研究生培养中，共毕业博士生13名（其中博士留学生1名），毕业硕士生39名（其中硕士留学生2名）。主持建设的“数字化制造技术基础”课程2006年度入选上海市精品课程。主编《敏捷制造》等专著3本。