本科生科研训练与创新的现实启示
作者: 寇瑾 冯超 高超摘 要:科研训练是培养大学生创新能力的重要环节,也是为国家培养创新复合型人才的重要举措。本科生科研训练在国外高校起步较早,现已成为发达国家本科教育中独具特色的重要部分,而我国高校在这方面仍存在大学生主动性不高、高校引导力度不够、教师授课模式和资源受限等问题。因此,该研究对目前本科生科研训练发展历史和现状进行整理和分析,总结我国高校科研训练与创新课程开设过程中可能面临的问题并从中得到的现实启示。该文的研究对本科生综合素质的提高、专业核心竞争力的培养及高校科研训练与创新课程体系的完善具有重要的参考价值。
关键词:本科生;科研训练;发展;创新;启示
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2023)35-0013-05
Abstract: Scientific research training is a significant link in cultivating the innovative ability of college students and an important measure to cultivate innovative and versatile talents for our country. Undergraduate research training started early in foreign universities which has become a unique and important part of undergraduate education in the developed countries. However, there are still problems in Chinese universities in this regard, such as low initiative of college students, insufficient guidance from universities, and limited teaching modes and resources for teachers. Therefore, our study summarizes and analyzes the history and current situation of the development of undergraduate research training, summarizes the problems which may be faced in the process of scientific research training and innovation courses in Chinese universities, and explores the practical inspirations. This paper has important value for improving the comprehensive quality of undergraduate students, cultivating professional competitiveness, and improving curriculum system of the scientific research training and innovation in universities in China.
Keywords: undergraduate; research training; development; innovation; enlightenment
《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》已就高校创新创业教育提出战略部署。为响应国家号召,国内各大高校积极推行了创新创业措施。其中,科研训练与创新课程既可巩固学生的专业知识、熟练相关科研技能,也可提升学生自主学习性,激发学生的钻研精神,是高校为国家培养创新型及复合型人才,提高大学生综合素质的重要举措[1-2]。作为该课程的主讲教师之一,笔者在实际教学过程中整理了本科生科研创新训练的发展背景,明确其对学生培养的意义,比较分析了国内外科研训练方式方法的优缺点,总结了我国高校该门课程开设过程中限制学生和教师共同提高可能面临的问题。本文对学生创新创业引导、课程运行、教师的参与和课程完善,以及院校的协同发展具有参考价值。
一 发展背景及意义
本科生科研创新能力的培养直接影响着国家未来发展的潜力和高度[3-4]。科研训练与创新强调专业知识的纵向深化,具有一定的创新性和前瞻性,目前已成为各高校改革人才培养模式的重要举措[5]。科研训练与创新的发展与现代大学制度的发展息息相关,主要经历了萌芽期、实践期、推广期三个阶段[2]。萌芽期的主要特点是构建了有效的现代大学思想和教学与科研相结合的理念。德国的洪堡早在19世纪就已经提出了科研育人的思想,并强调科研训练在本科教学中的重要性;1886年康奈尔大学成立科学研究协会,成为培养本科生科研兴趣的先驱;1912年芝加哥大学设立本科生研究奖学金,同年,首家科学研究公司成立,这一举措不仅积极推进了本科生科研训练与创新理念的发展,同时还使各高校在人才培养时更加关注科研实践能力的训练[6-7]。而科研训练与创新到了实践期后,其最主要的特点就是不断地实践并形成了较为有效的科研训练模式。如,1969年麻省理工学院推出的本科生科研训练项目(Undergraduate Research Opportunity Program, UROP)为美国本科生参与科研训练开创了先河,1978年美国成立了本科生科研理事会,1988年密西根大学设立了UROP并致力于建立本科生和科研工作人员及当地研究组织之间的科研协作关系等[1]。推广期则被认为是1998年至今,本科生的科研训练计划在各高校内成为一种普遍现象,成为了本科生教育中不可或缺的一部分[2]。这一阶段的主要特点是各大高校纷纷推出了具有校本特色的本科生科研训练项目[5]。
科研训练与创新是培养和提高本科生科研创新能力的有效途径,不仅增强了学生应对知识经济时代发展的核心竞争力,也是各高校为国家建设培养高层次人才的重要举措[4]。科研训练与创新有助于本科生充实、巩固、检验所学的理论,深化专业知识的学习。通过科研实践活动的探索,激发大学生探求科学真理的内在动力,同时了解科学技术发展的前沿,形成比较完善合理的知识结构,提升自身的综合素质及专业核心竞争力。培养高层次创新人才是各高校肩负的历史使命和时代重任,直接关系着国家未来的发展和潜力,作为培养大学生科研创新能力的有效举措,科研训练与创新工作的开展刻不容缓。
二 国内外高校本科生科研训练现状分析
国际高校实施本科生科研训练与创新多年,体系十分成熟,实施过程中大大提高了人才培养的质量[7]。尽管国内开展本科生科研训练与创新的时间相对较晚,但也取得了一定的实施成效[8]。
(一) 国外高校科研训练项目
1969年,麻省理工学院(MIT)率先实行了UROP,在实施过程中紧密围绕学校的核心文化,并以学校发展定位的高度来进行顶层设计,将学校人才培养与学生个性化成长相结合,将教师的教学工作与科研学术相结合[6]。在实施过程中,本科生有机会参与到科学研究的每一个过程,对前沿热点研究进行深入了解,在研究进展不断推进的过程中将知识学以致用,增进与教师和研究生的沟通,获得学习撰写科研论文、专利申请的机会,并为顺利毕业、继续深造、后期创业发展等做一定的准备[2]。此外,其UROP设有多项奖学金以激励和帮助本科生进行科研创新与训练,其中也有部分资金支持来自企业赞助[9]。同时,MIT也会举办科研培训课程、午餐会、沙龙等交流会等以加深本科生对UROP的了解和关注[2]。
加州大学伯克利分校(UCB)为了更好地推进URAP,成立了直接管理办公室,其职能包括发布通知公告、提供项目咨询、承担讲座与讨论会、维护网站、注重出版本科生科研成果和调研评估反馈问题等。其对学生和教师都有激励措施,学生的激励包括给予学生版面费或提供其他额外经费以保证学生的基本学术需要,对参与的教师会在经费申请和工作评定中予以倾斜,使其在奖励与考核中具有竞争力[2,10]。加州理工学院推行了夏季本科生科研奖学金计划(SURF)。该项目通过双向选择的方式进行,学生填写项目计划书,由教师委员会审议,如果得到审议人员的推荐并有相应的基金,可以予以其奖励。在项目结束时,学生递交技术报告。导师给学生提供相应的研究场地,并在学生进行研究的过程中支付一切与研究相关的费用。该项目有助于学生了解项目实验室,提前适应科研环境,形成完整的科研思维[11]。加州大学欧文分校(UCI)启动了暑期本科生研究计划(SURP)。UCI所有本科生均可申请SURP并获得相应资助。SURP首先由委员会审查学生申报的研究计划并对其提出资助建议,通过申请后学生最多可获得3 000美元的暑期津贴,项目要求学生在导师指导下开展为期10周或400小时的科研活动。同时,UCI本科生还可申请海外研究奖学金(UROP-AF)在国际顶尖学府进行科研训练,在秋季或春季定期提交UROP-AF研究进展报告,由本科教育部门下的UROP办公室进行管理[12]。
密西根大学(U-M)1988年设立了URAP,其一直强调科学面前人人平等,其认为种族、阶级、性别、社会阶层、性取向和身体健康状况的差异并不会影响科研训练,反而会在科研实践中带来丰富多彩的创新观点和实践经验,有助于科研事业的长久发展,鼓励学生跳出共性问题或常规解决方案,激发学生不断寻找科学研究中的创新方法并解决实际问题[13]。此外,其崇尚学术道德与科研诚信并不断建立超越学术领域的合作网络,充分利用来自学术界、团体组织、私营企业的经验和力量,为学生提供各种自我展示途径,甚至包括专题采访,而考核评价时弱化各类统一性的考核指标,考核方式由实际参与方自行商议决定,评价手段更为灵活丰富、不拘一格[1]。
斯坦福大学(SU)推行斯坦福科研与自主性项目(SURIP),学校本科生咨询研究办公室对项目进行直接管理,提供各类申请机会,通过线上线下的活动协助学生进行研究,最后组织验收工作[14]。同时,SU也为学生们提供暑期类、科研机构合作类、海外类等校外项目,其更注重项目的社会实践性与前沿性及夸大项目成果的影响力。此外,SU提供的经费支持分为校级、院系、独立研究所等多个层面,项目资助率高,约70%的本科生项目可以获得经费上的支持[14]。
路易斯安那州立大学(LSU),为了应对美国目前空天领域专业人才的紧缺,其联合美国航空航天局气球项目组、哥伦比亚科学气球站共同发起了高空学生平台(HASP),旨在为学生提供更多的试飞机会并培养新一代航空航天工程师和科学家。在HASP项目实际实施过程中,学生将完成所有相关的分系统设计、制造、测试和发射等活动,这将有助于提高学生的参与度及动手实践能力。从2011年开始,HASP开始向国际学生团队开放,加拿大阿尔伯塔大学在2011年作为首个国际团队参与其中[15]。
南加利福尼亚大学(USC)提出了本科生研究计划(URP)。不断增加学生参与教师科学研究的机会,通过提供资金和良好的环境来激励教师科研工作并鼓励本科生进行科研实践,并可将参与科研项目的本科生纳入到科研项目中。这类项目通常由教师结合自身研究方向申请,每个项目经费最高达1万美元。项目合作研究者包括两至多名本科生,项目强调在实施研究过程中本科生能够开展具体研究工作并锻炼制订研究的详细计划。在项目期间可以举行学术研讨活动,如专题研讨会和学术会议等,作为其科研经验的一部分。本科生可以在学习、信息收集方法、学术交流等方面接受更多的训练[16]。
(二) 国内高校科研训练项目
清华大学提出了大学生研究训练计划(SRT),学生的科研能力培养于1996年就被纳入到了本科生教学计划和人才培养的评价体系中,1997年其又成立了清华大学高等研究中心,并开设了基础科学班培养科研后备力量[8]。北京大学建立了以研究课程为核心的本科生科研训练制度,规定以单人或小组形式在导师指导下进行科学研究。科研基金每年三月遴选,先由院系组织教师申报其科研题目,随后由学生根据研究方向和自身对科研题目的兴趣点联系导师申报,由院系审核通过后汇总给学校确定项目的资助,而学生在参与科研项目后要经历项目的科研实践、项目中期检查、撰写结题论文和院系组织专家组答辩等步骤,正常结题的学生可根据表现获得研究学分,记入成绩档案[17]。