加拿大高校本科生创新研究项目及其启示

2021-06-08 02:44李桂臣唐剑锋
煤炭高等教育 2021年2期
关键词:墙报本科生研究

严 红,张 源,李桂臣,唐剑锋,张 强

一、导言

高等教育是国家发展水平和发展潜力的重要标志,而本科教育则是提高高等教育质量的最重要基础,在人才培养环节中位于核心地位[1]。国外高校普遍将人才培养和本科教育质量放在学校发展的重要战略地位,而打造研究创新型模式是实现一流本科教育的重要举措[2-6]。美国、加拿大、德国等教育强国在本科生中普遍开展了“本科生研究计划”。在美国,1969年麻省理工学院创立了“本科研究机会项目”(UROP),20世纪80年代加州大学洛杉矶分校设立“本科生研究中心”,20世纪90年代加州伯克利大学设立了本科生科研活动办公室,普林斯顿大学建立了本科生科研制度。另外,加州理工学院等高校建立了夏季大学生研究计划(SURF)。在加拿大,麦吉尔大学、多伦多大学和英属哥伦比亚大学等顶尖高校均设立了夏季大学生工程研究计划(SURE项目)[7-9]。

在我国,清华大学于1995年提出大学生科技训练计划(SRT),随后浙江大学试行了大学生科研训练计划(SRTP)[10-11]。2007年教育部在大约50所高校首次实施了“国家大学生创新性实验计划”项目,并在2012年将其升级为“国家级大学生创新创业训练计划”项目,简称“国家大创项目”[12-13]。同时各省、校、院、研究平台等也纷纷提供相应层级的大学生创新创业训练项目,在此统称为“大创项目”。这些项目的实施对于培养本科生的创新思维、实践和研究能力等起到积极效果[14]。

目前,我国大创项目分类众多,既有根据国家、省、校等不同资助来源而划分的不同层级的大创项目,也有根据培养大学生目标不同划分的创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目等。而且,资助项目数量庞大,县城国家、省级政府及高校对大学生创新创业实践教育的支持逐年增长(见图1)。

图1 近五年国家和矿大资助的大创项目

如图1所示,对于国家大创项目而言,除2018至2019年有小幅降低外,从2015至2018年均呈近似直线增长,在2018年和2019分别达到39 575项和38 447项,其中2018年国家大创立项数量较2015年增长34.89%。以中国矿业大学(简称“矿大”)资助的大创项目为例,受资助的国家级、省级和校级各类项目总和从2015年至2019年均呈现增长的态势,2019年立项数量达到1 188项,较2015年立项数量增长147.5%。另外,矿大的大创数量增长主要体现为校级项目大幅增加,其次是省级项目,而立项的国家大创项目每年基本持平,其中2019年校级和省级立项数量分别是2015年的2.5倍和4.2倍(见图2)。

图2 近五年矿大受资助的大创项目类型及数量

加拿大麦吉尔大学(McGill University)是一所享誉全球的世界级顶尖学府,创建于1821年,2021年QS世界大学综合排名第31位。该校针对SURE项目开展了大量探索应用,在培养学生综合实践能力、提升指导教师参与积极性以及吸引用人单位参与等方面均取得了良好的效果,对我国“大创项目”的改革具有良好的借鉴和启示作用。

二、SURE项目的定义与意义

1.SURE项目简介

SURE项目(Summer Undergraduate Research in Engineering)的设置主要依托于加拿大高校学期课程的特点。加拿大每学年分为3个学期,每个学期包含4个月,分别称为秋季学期,春季学期和夏季学期。其中夏季学期可选学的课程较少或没有正式课程[15],因此加拿大本科生研究项目主要设置于夏季学期。SURE项目是指在工程学院专业教师指导下学生全职开展16周的创新性训练项目,包括实验测试、数值模拟分析或理论研究等。

课堂教学可使学生掌握相关理论知识,但对于理论知识的实际运用及其延伸扩展等方面课堂教学则显得心有余而力不足。SURE项目则可弥补学生专业知识应用方面的欠缺,实现与课堂教学的有机结合。

2.SURE项目的意义

SURE项目的意义需要从三个方面来理解:第一,促进课堂知识与实践研究的结合;第二,熟悉研究仪器设备及方法流程,培养学生的研究兴趣;第三,获得研究经历,且可实现学生之间的相互交流。

(1)课堂知识与实践研究的结合。通过参加SURE项目可使学生从研究或应用的角度去分析和解决实际问题。在研究或应用的过程中,一方面可起到对前期专业基础知识掌握程度的检验;另一方面,研究本身又蕴含着探索和再创造,学生前期的知识储备是远不够的,而需要开展大量文献检索、阅读和分析,有利于学生丰富和完善专业理论知识;其三,通过实践研究的开展,也有利于促进学生后期更好地投入理论知识的学习。由于基础理论知识本身就是前人研究积累的结果,学生通过亲身参与研究实践,更有利于其认可、接受和主动学习相关理论知识。

(2)熟悉相关仪器设备及研究方法,培养研究的兴趣。首先,通过参与SURE项目,可以实现学生在本科阶段就进实验室、熟悉实验仪器设备及操作流程的目的,进而可促使其更早地开展学术研究;其次,通过系统地完成项目研究活动,可以帮助学生养成科学规范的研究方法,培养和增强研究兴趣,并可取得相应的研究成果;再次,拥有研究实践经历对学生的学术深造或毕业求职面试等均是亮点和优势。

(3)获得研究经历,实现研究交流目的。本科学生通过申请跨校参与SURE项目,可积累在不同高校开展研究的经历与经验,提高从事研究工作的综合能力;其次,本科学生通过提前进实验室开展研究,也可检验自己是否与目标实验室研究兴趣相契合,有利于合理地确定自己后期研究生深造的高校和研究方向等。

三、麦吉尔大学SURE项目的要求

SURE项目面向具备一定专业基础理论知识且总体成绩优异的本科生,是一项“以学生为中心”的严格选拔性项目,其基本结构体系如图3所示。麦吉尔大学SURE项目每学年开展1次,每次招收130名左右大二及以上不同专业的本科生,学生所有课程的CGPA绩点不低于3.0,而且学生必须保证全职且连续开展16周研究工作。项目完成后,还需要参加学校组织的项目墙报展览活动,展示和交流项目研究主要成果;对于特别优秀的学生还有机会获得年度SURE项目表彰;所有完成SURE项目的学生在其成绩单上均有实践课程的官方标记。

图3 SURE项目“以学生为中心”的基本结构体系

工程学部工程职业中心(Engineering Career Center,ECC)起着学生和指导教师之间的桥梁作用,并在项目开展过程中承担学生非学术性内容的培训任务。SURE项目指导教师由工程学院资深专任教师担任,项目开始前需要教师提供详细的研究内容、任务要求、学生年级需求、岗位人数等,项目开展过程中教师要承担学生学术研究内容的指导工作。

四、SURE项目的特点

归纳起来,加拿大SURE项目的特点主要包括以下7个方面,如表1所示。

表1 SURE项目的主要特点及简要描述

1.学生全职参与项目研究

学生全职参与SURE项目研究,这是保障项目完成质量的基础。麦吉尔大学要求学生在参与SURE项目的夏季学期,不允许选择校内任何其他课程;要求学生每周工作时间在35~40小时,连续工作16周,从工作时间和课程要求上使学生能全力投入该项目中;另外,根据项目总体任务,细分到每月和周也都有相关任务,项目任务明确和具体,这也使得学生担当着研究任务的责任。学生每周需向指导教师汇报项目进展以及交流存在的问题等。通过动态过程式项目模式的开展,既能充分保障学生实质性地研究锻炼,也能逐级推进项目的开展并保障全部任务的顺利完成。

2.选拔学生来源广泛

SURE项目面向的学生不仅包括麦吉尔大学工程学部的学生,还包括加拿大和全球其他国家不同专业的本科生。每学年的SURE项目数量相对较固定,这就有利于筛选出真正优秀的本科生开展SURE项目研究。由于项目内容本身涉及不同学科,因此不同专业的本科生参与该研究既有利于学生对交叉知识点的把握以及专业知识的拓展,也有利于促进项目取得新的突破点。另外,加拿大高校之间以及其他国家本科生申请参与SURE项目研究也有利于促进本校学生的国际化视野,也为外校优秀学生提供了解麦吉尔大学的机会和平台。

3.促进学生综合实践能力培养

SURE项目研究不仅是项目任务的完成,更是对学生综合实践能力的培养。一是专业理论知识在项目研究过程中的应用实践;二是研究过程中需要学生阅读大量文献和掌握相关研究技能,可提高学生的自学和研究能力,并养成科学的研究方法。三是学生每周交流和汇报项目进展以及项目完成后墙报展示交流,提高学生的沟通表达能力;四是学生需要提交进展情况、中期和项目总结报告等,有效提高学生的文字编排和写作能力。

4.学术与非学术事务分工协调

SURE项目开展的各项工作包括学术事务和非学术事务。麦吉尔大学SURE项目中指导教师主要针对项目开展过程中学生的培养和指导,而非学术事务主要由工程职业中心负责,包括项目申请阶段组织项目推介交流会,向有兴趣申请的学生介绍SURE项目申报注意事项、项目流程、时间节点等。例如,在项目开展过程中,工程职业中心要分别组织项目迎新会,使参与SURE项目的本科生可相互认识和交流;要举行项目工作研讨会,组织所有入选的学生交流,针对项目中遇到的问题进行集中讨论,及时提出解决思路或办法;要组织海报设计工作坊,对项目完成后张贴海报的尺寸、要求、时间等进行讲解;要组织大型墙报展览会,邀请工程学院老师、校外雇佣单位以及学生参加,提供学生展示研究成果的机会和平台,等等。这样,学术与非学术事务分工协调,权责清晰,有利于从制度上保障项目的高效运行和持续开展。

5.多渠道项目经费的资助

提供相对较高的研究补贴是吸引优秀学生参与的关键。麦吉尔大学要求参加SURE项目的学生获得的研究补贴不少于5 625加元。本科生主要参与完成指导教师设定的项目,因此指导教师项目经费是学生研究补贴资助的重要组成部分。但同时为了鼓励和吸引工程学院教师参与SURE项目,指导教师提供的经费仅占学生补贴费用的1/2或1/4。其他部分资助包括加拿大国家自然科学基金—本科生研究项目(NSERC USRA program),学校工程学部基金(FOE)、校外捐赠基金(GD)、可持续工程与设计所基金(TISED)等。对于入选NSERC USRA program的学生,还可再次申请魁北克政府自然技术研究基金补贴。具体研究费用,如实验耗材采购、仪器使用费等,则由指导教师承担。总之,通过提供具有竞争力的SURE项目研究补贴,有利于大幅提高学生的工作积极性。

6.墙报展示平台

所有参与SURE项目的学生均需要在任务完成后制作墙报,在统一组织的墙报展览会上进行展示和交流。墙报展示(Poster Presentation)与口头表达(Oral presentation)是国际学术会议讨论交流的两个组成部分。通过让本科生制作墙报展示就是潜移默化培养和锻炼学生进行学术汇报的能力。正如前文所述,墙报展示的面向对象非常广泛,既有工程学部老师,也有用人单位以及在校学生,因此墙报展示环节也反向促使学生认真地投入到研究工作中去。同时,如果在墙报展示环节取得良好的效果,就可以赢得参会人员,尤其是用人单位的青睐。

7.项目完成后以课程形式进入成绩单

从2017年开始,麦吉尔大学所有完成SURE项目的学生成绩单上都会出现新的课程:SURE Experience 1-4,这也是对完成SURE项目的认可和官方记录。将SURE项目纳入成绩单,成为学生大学期间参与实践的重要组成部分,这对于学生后续申请继续研究生深造或毕业求职均有重要作用。作为一门正式的实践类课程,这也要求学生必须认真对待整个项目,尤其是项目内容、任务要求以及参加墙报展示等,任何一项欠缺都可导致项目结束后但该经历进不了成绩单的不利结果。

五、SURE项目的功能延展

加拿大麦吉尔大学本科生除了可选择参加SURE项目,部分专业(如矿业工程、材料工程)还必须参加至少12个月的合作教育计划(Cooperative education program,Co-op)项目,这是雇用单位参与、学校教育和工作实践相结合的模式[16-17]。但Co-op项目能否申请成功受许多因素的影响,如行业经济状况、学生综合实践能力、专业课程学习程度等。因此,在考虑兼顾提升学生的综合实践能力和解决部分学生Co-op项目求职困难的基础上,SURE项目可作为Co-op项目的前提和补充,即学生可通过完成SURE项目作为下学年竞聘Co-op项目岗位的基础。同时,充分结合SURE项目要求与Co-op考核模式,学生可通过完成SURE项目替代Co-op项目,综合实现SURE项目功能的延展。

六、SURE项目对我国大创项目的启示

当前我国的大创项目在数量上有了很大的增长,这固然可喜,然而在执行和管理过程中普遍存在着学生责任意识薄弱、过程管理与监控不足、项目结题质量下滑严重等问题[18-23]。加拿大SURE项目的实施经验,可以给我国的大创项目开展带来以下启示(见图4)。

1.适当提高各级大创项目申请门槛,树立大创项目精英品牌

大创项目需面向成绩优异的本科生,因为只有这样才能树立大创项目精英品牌和学生参与大创项目的荣誉感。学生获得大创项目后也才会倍加珍惜,并认真投入项目研究任务,确保项目的顺利完成。例如在加拿大,SURE项目也是与奖学金类型等同的。我国的大创项目需要通过降低数量,从普及化转向精英化,才能实质性地提高大创项目的质量。同时,精英化的大创项目模式不仅要对于学生产生激励作用,而且还要有利于提高用人单位对学生参与研究实践的认可度。

2.设置本科生大创项目研究补贴专项

本科生大创项目的研究经费与学生补贴专项需要分开,其中项目研究经费应主要由指导教师提供。另外,要综合评估学校所在地区的生活与消费水平,制定具有竞争力的学生补贴标准,并由指导教师和综合经费来源对象(来源于国家、省、校、研究平台)按一定比例共同承担(如1:1或2:1)。这实际上是将指导教师作为大创项目的重要组成部分推上了前台。教师提供学生的部分补贴和研究所需费用,主导面试、交流和考核,可以使其在确定大创项目内容时将更加审慎和认真,切实保障了大创项目参与学生的整体水平,同时确保了项目过程中指导教师的参与积极性。当然,从学生角度而言,通过参与项目可获得具有竞争力的研究补贴,且不用考虑项目报销事宜,也可从根本上提高学生的积极性和项目的责任感。

3.将项目的合作模式转为个人模式

合作项目模式强调团队协作,其对于项目金额较大的大型项目更适用,而对于本科生大创项目,研究所需的时间相对较短、研究内容相对更集中,其更需要聚焦学生的个体综合实践能力。同时,将合作模式转为个人模式,也有利于增强学生的责任意识,增加学生的研究锻炼机会,从根本上避免学生间相互推诿而导致项目进展不断延缓等问题。另外,个人模式条件下学生和指导老师之间的沟通模式将更加简捷。学生独立开展项目研究,可以按时汇报项目进展;对于欠缺的学科知识,学生根据指导教师的建议可以及时弥补。总之,通过不断地推进项目研究任务的开展,不断地进行项目总结和汇报等措施,可以大幅提升学生个体的综合实践能力。

4.提供连续稳定的研究时段,学生全职开展项目研究

目前大创项目的研究期限通常是1~2年,学生主要利用学校业余时间开展项目。由于学期课程、学校(院)活动、假期安排等因素影响,既难以保证项目的连续性开展,学生与指导老师间项目交流困难,也不利于保障项目完成的质量。另外,项目延续期限较长,期间夹杂的各种类型事务就会增多,影响也更明显,不利于老师的指导,也会耗费学生更多的时间。结合学校课程安排,建议提供连续稳定的研究时段,如6月~8月,让学生集中时间全职参与项目研究,每周按时进行汇报与交流,既能有效提升学生实践研究能力,也能保障项目完成进度和质量。

5.建立大创项目研究成果公开展示和口头汇报模式

目前大创项目结题评价主要参考专利、论文等指标,缺乏对学生大创项目研究成果的综合评估。这样一来易导致大量项目延期、终止;二来易导致学生在项目研究过程中形成浮躁之风,不重视项目本身研究内容的完成和创新,而是片面追求完成指标等问题。因此,建议高校要建立大创项目研究成果的公开展览和口头汇报模式。例如,学校可以统一组织,安排1~2天对当年度本科生完成的项目进行墙报展示;可根据研究项目的大类主题,设置若干教室专场供学生进行口头汇报和演示;可以对所有项目进行集中评价,筛选确定特别优秀研究成果,并对相应的学生进行公开表彰,等等。总之,我们要把大创项目真正转化为学生研究锻炼、交流、提升的重要平台,引导大创项目回归“研究”的本义,增强学生从事研究活动的主动性,鼓励其取得突破性进展。

6.推动大创项目进入成绩单模式

目前许多用人单位,尤其是知名企业在招聘毕业生时也尤为关注大学生实践经历。然而,目前学生主要利用课余时间开展研究,研究经历并不在成绩单上体现,在求职时单凭学生口述难以体现公信力。因此,推动将大创项目设定为不含学分的实践类课程尤为重要。学生完成项目后可在成绩单上显示修读完该课程,并根据学生参加次数的多少及完成质量情况,在成绩单上相应显示其成绩(或成果)。由于获得了“官方认证”,也可容易赢得企业等第三方的认可。再加上前文所述的提高大创项目申请门槛等措施,在有效调动学生的积极性、规范项目研究过程、切实保障项目质量的同时也会提高大创项目在用人单位心目中的含金量。

图4 加拿大SURE创新项目的六大启示

七、结语

SURE项目不仅在加拿大高校普遍推广,而且与其类似的项目在美国、英国、德国等全球其他国家高校也广泛开展,大幅提高了本科生的研究实践能力。目前,SURE项目吸引了越来越多的用人单位踊跃参加,形成了参与各方“多方共赢”的局面,并成为发掘优秀人才和有潜质研究项目的重要平台。我国的大创项目2007年发展至今,规模已十分庞大,但质量与品牌效应仍然需要进一提升。借鉴加拿大高校SURE项目的经验,相信我国的大创项目在培养本科生研究实践能力方面的作用将会越来越突出。

致谢:本文得到加拿大麦吉尔大学Hani Mitri教授、Alessandro Navarra助理教授、ShahéShnorhokian讲师和加拿大湖首大学Liang Cui助理教授的大力支持。

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