李昱達(dá) 何祿英 李 輝 熊 蕓 汪 鋒

(武漢工程大學(xué) 化工與制藥學(xué)院 綠色化工過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430205)

在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的背景下，勞動(dòng)力市場對(duì)高素質(zhì)、高層次科技創(chuàng)新型人才的需求越發(fā)迫切。積極推動(dòng)高等教育改革，把培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力擺在高教改革中的突出位置，成為打贏人才攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要支撐。過去10年，國家一方面施行“新工科建設(shè)”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國制造2025”等重大戰(zhàn)略，以提升科技創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)質(zhì)量；另一方面有意識(shí)地?cái)U(kuò)大高等教育規(guī)模，以滿足高素質(zhì)、高層次人才的規(guī)模需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2015年到2020年，我國碩士研究生錄取人數(shù)增長約73.6%，博士研究生錄取人數(shù)增長約55.9%[1]。然而，研究生規(guī)模的快速擴(kuò)張導(dǎo)致生師比過高、培養(yǎng)質(zhì)量下滑，這與新工科建設(shè)培養(yǎng)一流人才的初衷背道而馳[2]。此外，高校研究生教育與本科生教育尚未完全打通，科研平臺(tái)資源未被本科教育充分利用，本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)效不盡人意[3]。

科研訓(xùn)練是高等教育改革的一種新模式，通過讓大學(xué)生提早接觸科研，培養(yǎng)大學(xué)生的科研素養(yǎng)，進(jìn)而更快、更好地培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才?？蒲杏?xùn)練作為大學(xué)生的“科研領(lǐng)門人”，還可通過打好本科生基礎(chǔ)科研素養(yǎng)的方式，打通本科生與研究生兩階段的科研教育，進(jìn)而打破研究生教育生師比不平衡，導(dǎo)師指導(dǎo)精力有限的困局，促進(jìn)研究生培養(yǎng)質(zhì)量的改善。然而，科研訓(xùn)練起步較晚，課程受重視程度有限，運(yùn)作模式仍不夠成熟，部分院校的發(fā)展停滯不前，本科生接受科研訓(xùn)練的程度不高[4]。新形勢(shì)下，本科生科研能力定位逐漸拔高，科研訓(xùn)練課程改革迫在眉睫[5-10]。本文從科研素養(yǎng)養(yǎng)成機(jī)制出發(fā)，進(jìn)行了本科生科研訓(xùn)練課程體系和教學(xué)模式改革的探索。

1 科研素養(yǎng)養(yǎng)成機(jī)制

科研素養(yǎng)是科研工作者經(jīng)歷多項(xiàng)科研項(xiàng)目后，鍛煉出的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的多種能力和品質(zhì)，主要包括科研知識(shí)、研究能力和科研精神三個(gè)層面的內(nèi)容。

科研知識(shí)層面的素養(yǎng)，是科學(xué)研究得以順利開展的智力保障，主要包含知識(shí)多樣性、知識(shí)獲取能力和知識(shí)創(chuàng)造能力，是在探索解決問題的過程中積累形成的。知識(shí)多樣性是指多學(xué)科、多領(lǐng)域、多樣化的知識(shí)體系，包括理論知識(shí)、實(shí)踐技巧等；知識(shí)獲取能力是指以解決問題為導(dǎo)向的知識(shí)搜集能力，包括文獻(xiàn)調(diào)研能力和文獻(xiàn)閱讀能力等；知識(shí)創(chuàng)造能力則是指對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行總結(jié)歸納、整理凝練的能力，即將實(shí)踐轉(zhuǎn)化為理論，將具象轉(zhuǎn)化為抽象的能力，包括論文、專利寫作能力等。

研究能力層面的素養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)實(shí)踐目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)手段，主要包含邏輯思維能力、類比發(fā)散思維能力、把握問題能力和動(dòng)手能力，是在不斷試錯(cuò)的過程中磨練形成的。邏輯思維能力是正確、合理思考的能力；類比發(fā)散思維能力是從多角度類比推理解決問題的能力；把握問題能力是指從準(zhǔn)度、廣度和深度三維度入手，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵科學(xué)問題的能力；動(dòng)手能力是將知識(shí)付諸于實(shí)踐，解決實(shí)際問題的能力。

科研精神層面的素養(yǎng)，是科研道路上不斷探索、正視學(xué)術(shù)道德規(guī)范的文化支撐，主要包含創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)與協(xié)同精神，是在科研團(tuán)隊(duì)中耳濡目染形成的。創(chuàng)新精神是勇攀高峰、敢為人先的精神；求實(shí)精神是追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神；奉獻(xiàn)精神是淡泊名利、潛心研究的精神；協(xié)同精神是團(tuán)結(jié)協(xié)作、集智攻關(guān)的精神。

2 “57”科研項(xiàng)目型課程體系，確?？蒲兴仞B(yǎng)全面發(fā)展

明確了科研素養(yǎng)的養(yǎng)成機(jī)制后，根據(jù)本科生“門外漢”科研新手的屬性，創(chuàng)建以導(dǎo)師課題為依托，以探究為基礎(chǔ)的“57”科研項(xiàng)目型專項(xiàng)訓(xùn)練課程體系?！?”為五環(huán)節(jié)的課程結(jié)構(gòu)，“7”為七期的課程學(xué)制，如圖1所示。

2.1 構(gòu)建“5環(huán)節(jié)”項(xiàng)目型課堂體系，創(chuàng)造完整科研活動(dòng)機(jī)會(huì)

5環(huán)節(jié)是指目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、項(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目研究、項(xiàng)目總結(jié)和效果評(píng)價(jià)五項(xiàng)課程環(huán)節(jié)。通過該5環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，以期構(gòu)建完整的科研活動(dòng)鏈，落實(shí)科研素養(yǎng)的全面培養(yǎng)。

第一環(huán)節(jié)目標(biāo)導(dǎo)學(xué)，介紹科研訓(xùn)練課程，宣傳學(xué)院師資力量，并在其中融入思政元素，強(qiáng)化價(jià)值引領(lǐng)，播下科研夢(mèng)想的種子。第二環(huán)節(jié)項(xiàng)目立項(xiàng)，全面落實(shí)“導(dǎo)師制”，依據(jù)學(xué)生研究興趣和意向分配導(dǎo)師。導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)研究方向進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和總結(jié)歸納，凝練出待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題；制定課題，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案；撰寫立項(xiàng)申請(qǐng)書。第三環(huán)節(jié)項(xiàng)目研究，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施方案展開一線實(shí)踐研究，輔以定期組會(huì)討論，切實(shí)有效推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)展。第四環(huán)節(jié)項(xiàng)目總結(jié)，處理數(shù)據(jù)，繪制譜圖，分析、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)、凝練創(chuàng)新點(diǎn)，撰寫結(jié)題報(bào)告。第五環(huán)節(jié)效果評(píng)價(jià)，建立多層次多樣化的考核評(píng)估機(jī)制，強(qiáng)化考核對(duì)訓(xùn)練的反哺作用。

2.2 構(gòu)建“7期”課程學(xué)制，夯實(shí)課程運(yùn)行時(shí)間保障

大一基礎(chǔ)課程與大四備戰(zhàn)考研的學(xué)習(xí)時(shí)間非常緊迫，故將科研訓(xùn)練課程安排于第3～6學(xué)期的學(xué)期內(nèi)和學(xué)期間(寒暑假)，構(gòu)建包含四學(xué)期三假期的“7期”課程學(xué)制，以期滿足課程長期投入運(yùn)行的需求。學(xué)期內(nèi)，以周末課余時(shí)間為基礎(chǔ)，規(guī)劃出每周不少于16學(xué)時(shí)的“碎片時(shí)間”，以滿足科學(xué)研究的最低時(shí)間要求。假期中，規(guī)劃出周一至周末的連續(xù)訓(xùn)練時(shí)間，用于強(qiáng)化科研訓(xùn)練的廣度和深度，實(shí)現(xiàn)高水平科學(xué)研究與高質(zhì)量人才培養(yǎng)相互促進(jìn)、同步提升。

將5個(gè)課程環(huán)節(jié)安排于“7期”中，構(gòu)成“57”科研項(xiàng)目型專項(xiàng)訓(xùn)練課程體系，如圖1所示。第一期(第3學(xué)期)，進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)學(xué)和項(xiàng)目立項(xiàng)環(huán)節(jié)。第二至第六期(第3學(xué)期末至第6學(xué)期初)，深入開展項(xiàng)目研究工作，深化學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。第七期(第6學(xué)期)，進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié)。在第一至第七期的每個(gè)期末，開展效果評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化考核對(duì)訓(xùn)練的反哺作用。

3 “25”協(xié)作互補(bǔ)式教學(xué)體系，推動(dòng)科研素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo)落地生根

課程體系內(nèi)容確定之后，下一步應(yīng)該確定教學(xué)模式和教學(xué)方法?；趯?dǎo)師指導(dǎo)精力緊張和科研素養(yǎng)內(nèi)涵豐富的特點(diǎn)，創(chuàng)建以實(shí)驗(yàn)室人才團(tuán)隊(duì)為依托，以理論教學(xué)方法為基礎(chǔ)的“25”協(xié)作互補(bǔ)式教學(xué)體系?！?”是指以導(dǎo)師為主、研究生為輔的“2人”協(xié)作教學(xué)模式；“5”是指“授人以魚、漁、筌、娛、欲”“5層面”互補(bǔ)教學(xué)方法體系，如圖1所示。

圖1 “57”科研項(xiàng)目型課程體系、“25”協(xié)作互補(bǔ)式教學(xué)體系下培養(yǎng)本科生科研素養(yǎng)示意圖

3.1 打造導(dǎo)師-研究生“2人”協(xié)作教學(xué)模式，抓實(shí)課程教育師資保障

以聯(lián)合課題、聯(lián)合基金、聯(lián)合創(chuàng)新比賽等聯(lián)合項(xiàng)目為紐帶，構(gòu)建牢固的研究生-本科生科研共同體，激發(fā)研究生與本科生共同研究的熱情，營造濃厚的“老帶新”科研傳承文化。本科生經(jīng)研究生-本科生科研共同體捆綁帶入導(dǎo)師-研究生的級(jí)聯(lián)指導(dǎo)關(guān)系中，成為實(shí)驗(yàn)室級(jí)聯(lián)指導(dǎo)關(guān)系中的固定一員。在聯(lián)合項(xiàng)目的開展過程中，形成以導(dǎo)師為主、研究生為輔的“2人”協(xié)作教學(xué)本科生的模式。

在協(xié)作教學(xué)模式中，導(dǎo)師負(fù)責(zé)主導(dǎo)本科生的成長，研究生則發(fā)揮輔助成長的作用，通過將專業(yè)術(shù)語通俗化，高深知識(shí)淺薄化，多層次、多方位、多角度地輔助講解，有效彌補(bǔ)導(dǎo)師指導(dǎo)精力有限、點(diǎn)到為止的不足，落實(shí)本科新手對(duì)深?yuàn)W科研知識(shí)和方法的消化和吸收，助力本科生科研素養(yǎng)的凝練和升級(jí)。

3.2 打造“魚、漁、筌、欲、娛”“5層面”互補(bǔ)教學(xué)方法體系，落實(shí)科研素養(yǎng)養(yǎng)成根本任務(wù)

“授人以魚”，是指直接傳授本科生科研項(xiàng)目相關(guān)的知識(shí)；“授人以漁”，是指傳授本科生開展科研項(xiàng)目的方法和技能；“授人以筌”，是指為本科生創(chuàng)造較大的容錯(cuò)空間，并提供充足的資源和試錯(cuò)機(jī)會(huì)；“授人以欲”，是指志向驅(qū)動(dòng)，激發(fā)本科生上進(jìn)欲望；“授人以娛”，是指營造輕松歡樂的科研氛圍，削弱科研的苦累、枯燥感。建立“授人以魚(知識(shí))、漁(方法)、筌(資源和機(jī)會(huì))、欲(志向)、娛(氛圍)”“5層面”相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的教學(xué)方法體系，應(yīng)用于科研訓(xùn)練的各環(huán)節(jié)，以期落實(shí)科研素養(yǎng)養(yǎng)成的根本任務(wù)。

在目標(biāo)導(dǎo)學(xué)課程環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生將“個(gè)人夢(mèng)”與“中國夢(mèng)”結(jié)合起來，樹立遠(yuǎn)大的報(bào)國利他的科研理想[11]。借助錢三強(qiáng)先生、袁隆平先生、鐘南山先生和屠呦呦先生等民族英雄的紀(jì)錄片，點(diǎn)燃學(xué)生的科研熱情(“欲”)，激發(fā)學(xué)生責(zé)任心和主人翁意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)與協(xié)同的科研精神。

在項(xiàng)目立項(xiàng)課程環(huán)節(jié)，導(dǎo)師建立圍繞本研究領(lǐng)域的定期文獻(xiàn)交流會(huì)(“魚”)，利用研究生的“人口紅利”，迅速提高本科生的文獻(xiàn)閱讀量，增強(qiáng)本科生的科研知識(shí)多樣性，為科研訓(xùn)練項(xiàng)目的順利開展打下知識(shí)基礎(chǔ)。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，立項(xiàng)申請(qǐng)書撰寫的過程中(“漁”)，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，鍛煉學(xué)生獲取知識(shí)能力、邏輯思維能力和把握關(guān)鍵科學(xué)問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

在項(xiàng)目研究課程環(huán)節(jié)，首先傳授學(xué)生實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)、技能、方法和手段(“魚、漁”)。然后，鼓勵(lì)學(xué)生自行探索，并為本科生創(chuàng)造一個(gè)較大的容錯(cuò)空間，并提供充足的資源和試錯(cuò)機(jī)會(huì)。通過循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生在不斷試錯(cuò)的過程中推進(jìn)課題有序開展(“筌”)。在此過程中，隨著問題的逐一解決，強(qiáng)化學(xué)生研究能力層面的素養(yǎng)，包括邏輯思維能力、類比發(fā)散思維能力、把握問題能力和動(dòng)手能力。在不斷試錯(cuò)的過程中，還應(yīng)采用志向驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生上進(jìn)欲望(“欲”)，并塑造輕松愉快的科研氛圍(“娛”)，以化解科研生活的苦累、枯燥感，剎浮躁風(fēng)、去功利化，培養(yǎng)學(xué)生勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神和追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的求實(shí)精神。在師生交流討論的定期組會(huì)中，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生邏輯思維能力、類比發(fā)散思維能力和把握問題能力，培養(yǎng)學(xué)生淡泊名利、潛心研究的奉獻(xiàn)精神。在研究生本科生合作科研的過程中，培養(yǎng)本科生團(tuán)結(jié)協(xié)作、集智攻關(guān)的協(xié)同精神。

在項(xiàng)目總結(jié)環(huán)節(jié)，導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)課題實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理、分析(“魚、漁”)，提煉創(chuàng)新點(diǎn)，撰寫結(jié)題報(bào)告。同時(shí)，為學(xué)生創(chuàng)造較大的容錯(cuò)空間(“筌”)，引導(dǎo)學(xué)生在不斷總結(jié)、凝練的過程中，強(qiáng)化邏輯思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

4 結(jié)語

本科生科研訓(xùn)練課的開設(shè)一定要立足于本科教育教學(xué)的特點(diǎn)和本科生科研新手的屬性，明確科研素養(yǎng)養(yǎng)成機(jī)制，設(shè)計(jì)有效的科研訓(xùn)練課程結(jié)構(gòu)和學(xué)制，采用適宜的教學(xué)模式和教學(xué)方法體系，實(shí)現(xiàn)本科生科研素養(yǎng)的養(yǎng)成和升華，達(dá)到新形勢(shì)下本科生科研能力的高定位，為培養(yǎng)不拘泥于現(xiàn)狀、打破囚籠的新時(shí)代創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。正確開設(shè)本科生科研訓(xùn)練課，還可通過打好本科生基礎(chǔ)科研素養(yǎng)，打通本科生與研究生兩階段的科研教育，進(jìn)而打破研究生教育導(dǎo)師指導(dǎo)精力有限，研究生培養(yǎng)質(zhì)量下滑的困局，加快推進(jìn)新工科建設(shè)，助力新時(shí)代發(fā)展。