蔡益棟 閆德宇 邱勇凱

[摘 要]地學類本科生在我國地球科學領域創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系中占據(jù)重要地位，而地學類的本科生創(chuàng)新能力關系到地學人才培養(yǎng)的質(zhì)量，因此地學類本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是地學類本科教育的重要內(nèi)容之一。地球科學的創(chuàng)新能力培養(yǎng)應遵循人類認知的客觀規(guī)律，并符合人類認知的一般思維過程?！皣掖髮W生創(chuàng)新性實驗計劃”是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、提高大學生綜合素質(zhì)的方法之一。該計劃倡導以本科生為主體的創(chuàng)新性實驗改革，如今已經(jīng)走過了十余年，為培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力的地學類人才奠定了基礎。

[關鍵詞]創(chuàng)新性實驗;本科生;地學類;人才培養(yǎng)

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）08-0138-03

當前高校“雙一流”建設中，一流本科教育是不能被忽視的重要方面。結構優(yōu)化、適度增長規(guī)模與質(zhì)量提升是我國現(xiàn)階段本科生培養(yǎng)的基本思路。本科生的培養(yǎng)規(guī)模均衡發(fā)展和結構完善有利于社會經(jīng)濟迅速發(fā)展和促進國民素質(zhì)提高。本科教育在我國人才培養(yǎng)體系中具有重要的地位[1]，其發(fā)揮了重要的支撐和推動作用，而本科生的科學創(chuàng)新能力培養(yǎng)是本科教育的重要內(nèi)容之一。2007年初，教育部組織試點實施“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目，開展以本科生為實踐主體的科創(chuàng)能力培養(yǎng)改革，讓其系統(tǒng)參與科研與發(fā)明創(chuàng)造，有利于本科生創(chuàng)新能力的增強。該計劃以科學研究項目為平臺，將科學技術創(chuàng)新貫穿于本科生教育的始終，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑[2]。隨著“雙一流”建設的推進，本科生的科技創(chuàng)新（下文簡稱“科創(chuàng)”）能力培養(yǎng)越來受到重視和普及。

一、“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”對地學類本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的意義

科學研究是國家發(fā)展的重要途徑，讓本科生增加參與熱情也有助于為地學類人才培養(yǎng)建設提供動力。對于地學類本科生而言，參與科學研究至少具有以下三個方面的意義：（1） 促進地學類本科生基礎科創(chuàng)技能的掌握。與研究生不同，本科生科創(chuàng)能力培養(yǎng)要求偏向于“科研感知”而非“學術成果”[3]，旨在踐行科學實踐的過程，促進科學興趣的形成，為更高層次科研積累經(jīng)驗，也為地學類本科生成為合格的高層次地學科創(chuàng)人才打下基礎。（2） 有益于本科教育階段學生的主動學習能力培養(yǎng)。在本科培養(yǎng)層次，較多學生是運用常見的被動學習模式，而一旦系統(tǒng)主持或者參與科創(chuàng)性的實驗研究項目將能夠有效促使學生學習模式由被動變主動[4]，從而促進學生的地學思維的建立，提升其發(fā)現(xiàn)、思考、解決科學難題的基本實踐能力。（3） 有利于團體意識和交際能力培養(yǎng)。“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目組通常由3～5名本科生組成，常需要團隊協(xié)作完成研究內(nèi)容，可充分培養(yǎng)學生的團隊意識。此外，在科學研究過程中，本科生能夠與導師、博士生和碩士生等廣泛交流，有利于形成良好的人際交往和溝通能力。

二、“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”對地學類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的啟示

（一）培養(yǎng)本科階段創(chuàng)新意識的良好平臺

科創(chuàng)意識的培養(yǎng)是地學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一個關鍵環(huán)節(jié)。創(chuàng)新型地學類人才創(chuàng)新能力主要包括發(fā)現(xiàn)問題、野外實踐認知、知識積累、科學預見、國際交流與合作、團隊合作、學術領導、資源集聚優(yōu)化、文化創(chuàng)新和學術貢獻能力等。地學思維創(chuàng)新、地學技術創(chuàng)新與地學實踐創(chuàng)新，三者缺一不可，其核心是地學思維創(chuàng)新[5]。地球科學的系統(tǒng)研究是具有開拓性的科學探索活動，需要發(fā)現(xiàn)核心科學問題，就必須具備獨特的科學思維，要解析科學問題，就必須要有科創(chuàng)能力。地學類本科教育需要培養(yǎng)學生獨特的地學思維，不崇信科學權威，勇于提出學術建議和批評。地學類“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”實施的目的是借助科創(chuàng)活動提升地學本科生科學興趣、培養(yǎng)地學本科生科創(chuàng)意識、訓練地學本科生科學思維和改進地學本科生學習方法，促使他們通過科創(chuàng)研究增強自信，解析自我，促進科學創(chuàng)新意識形成。

（二）提高學生實踐創(chuàng)新能力的重要途徑

地學類實踐創(chuàng)新能力是在科創(chuàng)研究過程中推進和培養(yǎng)起來的，其工作模式都是密切關聯(lián)且環(huán)環(huán)相扣的?？苿?chuàng)實驗研究中會出現(xiàn)紛繁復雜的問題，迫切需要學生從不斷反復的失敗教訓中汲取知識，在失敗中尋求成功，在成功中總結經(jīng)驗，從而建立解決科學問題的思維，這也是科創(chuàng)能力培養(yǎng)的基本要求，即創(chuàng)新潛力培養(yǎng)和塑造[5-6]。實施“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”讓更多本科生直接參加科創(chuàng)研究活動，有利于學生觀察力的培養(yǎng)和解析問題能力的架構，進而激發(fā)本科生科創(chuàng)意識和培養(yǎng)實踐能力?！皣掖髮W生創(chuàng)新性實驗計劃”項目實施過程中，地學類本科生需要有獨特的邏輯，首先要做好學術資料收集、選題設計研究、文獻查新論證和實施方案確立;其次，要進行樣品采集，做大量的實驗來檢驗和驗證。在科學研究過程中，還要進行科學論證和成果提煉，并對相關地球科學問題進行剖析，這些過程都可以極大提升地學類本科生的科創(chuàng)實踐能力。

（三）培養(yǎng)科創(chuàng)興趣和團隊協(xié)作能力的得力方式

“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目通過讓本科生制訂研究計劃、實施科學研究方案，充分體現(xiàn)了本科生在實踐過程中的主體作用[7]。尤其對于地學類本科生來說，大學生創(chuàng)新性實驗普遍具有探索性、實踐性和科技性的特點。通過科創(chuàng)研究，使學生從課堂純理論轉(zhuǎn)變到具體科創(chuàng)問題的系統(tǒng)研究，從科研論文撰寫的茫然到文獻檢索和綜述的精通，消除了學生對科學研究的神秘感，激發(fā)了學生的科學研究熱情。隨著實施的科創(chuàng)項目以及學生參與度的增加，給本科生提供了共同組團參與科創(chuàng)研究活動的平臺。此外，項目開展過程中更是需要全員齊心協(xié)力、通力合作，因此也有效培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力。

三、提高“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”成效的建議

“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”作為我國創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要載體，其設計的廣泛目標、支持的有效力度、學生的普遍參與面上有不少值得肯定的地方。已經(jīng)開展了10余年的“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目的中國地質(zhì)大學（北京）取得了豐碩的成績。2017 年，中國地質(zhì)大學（北京）大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目共立項434項，有401項中期檢查合格，評定為國家級項目146項、北京市級項目70項、校級項目185 項，資助經(jīng)費達317.9萬元，參與學生人數(shù)達到1543人。在2017年全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)年會上，學校4項作品入選，并有1項作品獲大會優(yōu)秀論文。2017年，本科生以第一專利權人獲專利授權（含軟件著作權）的項目達18 項。2017年，中國地質(zhì)大學（北京）資助國家級、省部級學科競賽38項，校級學科競賽20項，有6000余人次的本科生參加各級各類學科競賽，獲省部級及以上獎勵 353 項。盡管成效喜人，但也不可避免地存在一些不足。

（一）理清大學生創(chuàng)新性研究的內(nèi)涵

地球科學創(chuàng)新性研究不是知識的簡單傳遞，而是要構建以地學本科生的學識為根本，在師生互動基礎上進行知識構建，知識構建的核心需要依托地球科學問題的求索和科創(chuàng)研究項目的探究。一個科學研究項目的架構，涉及學術內(nèi)容構思、可行性評價、具體任務分工、科創(chuàng)經(jīng)費預算、申請書編寫和方案實施等，各方面都要經(jīng)過周密、細致、嚴謹?shù)耐魄?，整個過程實際上也是一個較為完整的系統(tǒng)化科研訓練過程[5， 8]，這為更高級的地學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定了良好的基礎。地球科學研究工作的訓練，不僅可以培養(yǎng)出學生強烈的科學興趣，而且還可以訓練出學生嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng)。

（二）加強導師引領

“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”備受國內(nèi)外高水平大學所關注，除了有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型學生之外，還有利于促進師生交流。地學科創(chuàng)研究的開展是依托學術問題的探究，需要學術觀點的交流與反饋，本科生初涉科創(chuàng)研究無疑更需要教師的引領。沒有及時且有針對性的指導，本科生的地球科學創(chuàng)新研究就會有一定的局限性。師生共同探索深層次的地球科學問題，是地球科學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一個有力舉措[4， 9]。然而，很多本科生反映導師無暇顧及本科生的創(chuàng)新性研究。再加之，我國高校師生比普遍偏高，而且對科創(chuàng)實驗導師的獎勵方式也尚在探索，對本科生科學研究重視不夠，導致教師不愿投入更多精力。對此，高校應加強對導師的精神支持與物質(zhì)獎勵，以鼓勵教師投入更多精力在本科生科創(chuàng)研究中。

（三）提倡可持續(xù)性立項

“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目設置應該具備可持續(xù)性，項目設置時限一般為1～2年，要保證項目完成后仍然還有持續(xù)的研究工作可以開展。學生應根據(jù)導師的建議并結合自己的興趣，定好研究方向，選好題目，設計好研究方案，要確保在該項目結題后，直到畢業(yè)還可以繼續(xù)開展研究工作，甚至可以直接將項目研究工作作為畢業(yè)論文或者設計中的一部分[6]。在此期間，在項目的持續(xù)運行中應由院校兩級形成制度和科研經(jīng)費支持，可以確保在畢業(yè)時乃至畢業(yè)后形成一系列優(yōu)秀科學研究成果。只有這樣，才能讓學生真正地熟悉和掌握科學研究的基本思路、過程和方法，才能形成優(yōu)秀的科研成果，也才能為地學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)打下基礎。

（四）提高科學管理能力

本科生科創(chuàng)研究活動涉及部門廣泛，因此行政部門的組織管理能力對本科生科創(chuàng)研究影響較大[10-11]。如果校院兩級職責沒有協(xié)調(diào)好，容易出現(xiàn)科學研究中途“難產(chǎn)”的窘境。目前“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目的開展，管理部門往往以院系為單位組織申報，有的是僅由教學秘書通知到學生，而缺乏導師與學生直接面對面交流項目申報內(nèi)容，導致科創(chuàng)項目水平千差萬別，對學生跨專業(yè)跨領域進行自由科研組隊也不利，從而限制了學生主體實踐能力的發(fā)揮。因此，需突破院系藩籬，允許面向全校本科生自由組合申報，條件成熟時可跨校組隊開展科創(chuàng)項目申報。相關組織管理者還應根據(jù)自身高校情況搭建“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”學術交流空間，從而使行政管理者、導師和團隊成員既可以及時反饋交流，也可以互相促進，還有利于提高行政組織管理的質(zhì)量與科學水平。

（五）落實團隊獎勵措施

激勵與反饋是推動科創(chuàng)研究的常用且有效措施。在西方國家實施本科生科創(chuàng)研究的高校中，絕大部分高校都是給予團隊學生一定學分，計入學位要求或依據(jù)科學研究成果額外獎勵[4]。在我國地學相關高校，學生選修的課程普遍偏多，加學分對本科生沒有足夠吸引力。因此，應結合高校實際情況，改進獎勵措施和方式，以滿足本科生群體的切實需求。例如，有些本科生對科創(chuàng)研究有著濃厚興趣，立志追隨科學，就可以為其保研評估提供有利的證明材料，這在部分高校中已經(jīng)開始實施。此外，部分高校還對結題的項目予以頒發(fā)不同等級證書進行鼓勵[12]，取得了較好效果。通過參加導師項目的形式，有部分家庭經(jīng)濟困難的同學也獲得了經(jīng)濟補助。同時，還應對導師實施獎勵，譬如對本科生科創(chuàng)實驗的導師通過折合教學工作量進行獎勵，這也將會激勵導師投入更多精力。

四、總結

資源、環(huán)境和災害深刻影響著人類的可持續(xù)發(fā)展道路，認識和解決這些重大社會和科學問題，亟須培養(yǎng)和造就一批具有創(chuàng)新性能力的地學類人才。人才培養(yǎng)，本科是基礎。培養(yǎng)科創(chuàng)能力是一項系統(tǒng)工程，其廣泛開展必將有助于大批地學創(chuàng)新型人才的涌出。“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”對學生學習、心理等綜合素質(zhì)的提高具有很大的幫助，其不僅培養(yǎng)地學類本科生獨立的思維、縝密的分析問題能力，還能促使地學類本科生主動探索地球的奧秘，揭示地球科學問題的本質(zhì)，并通過謹慎的邏輯思辨，最終實現(xiàn)地球科學研究創(chuàng)新?！皣掖髮W生創(chuàng)新性實驗計劃”的實施，為地學本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)創(chuàng)造了機會，中國地質(zhì)大學（北京）良好的科研氛圍和科研條件也為創(chuàng)新型地學人才培養(yǎng)提供了全面施展和自由發(fā)揮的舞臺。

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[責任編輯：鐘 嵐]