密西根大学“本科生研究机会计划”及启示

2021-12-07 03:31谢江安
煤炭高等教育 2021年2期
关键词:本科生学生

谢江安,王 伟

一、引言

密西根大学(University of Michigan,U-M)作为美国“公立常青藤”(Public Ivy)名校,其本科生教育质量亦是享誉全球。从建校至今,经过两百多年的深入发展与不断改革,U-M已经形成了一套完整、高效的本科生培养体系。其中,本科生研究机会计划(Undergraduate Research Opportunity Program,UROP)对于U-M培养多元化、创新型人才,保持世界高水平研究型大学可持续发展等发挥着不可替代的重要作用。现今,密西根大学UROP被公认为是一个鼓励本科生参与科学研究的典范项目。2002年,《美国新闻与世界报道》(U.S.News & World Report)将其列为本科生研究/创意项目的第一名,并在随后的数年里,UROP一直排在这一竞争类别的首位。

借鉴欧美发达国家一流大学本科生科研训练体系建设经验,我国清华大学、浙江大学等老牌名校于20世纪90年代先后实施了“大学生研究训练计划”(Student Research Training Program,SRTP)[1],旨在培养我国大学生的科研能力,塑造其创新精神。进入21世纪,一系列国家科技发展规划和高等教育改革指导意见都明确了高等院校在本科生培养过程中需要加入科研训练及创新实践的内容。例如,《国家中长期科学和技术发展纲要2006—2020》指出要“充分发挥教育在创新人才培养中的重要作用,鼓励本科生投入科研工作,在创新实践中培养他们的探索兴趣和科学精神”;教育部基于《教育部关于批准实施“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”2012年建设项目的通知》,决定在“十二五”期间实施国家级大学生创新创业训练计划[2],继续深化“以学生为中心,以问题为导向,由科研项目来组织”的教学理念,加强大学生在本科阶段接受科学研究与发明创新的系统训练。当前,我国绝大多数高等院校都开展了不同程度及水平的大学生科研训练工作。基于项目等级和资金来源,各省市高校基本形成了“国家—省市—校”三级一体的本科生科研训练项目体系。

毫无疑问,经过二十多年的逐步开展与系统实施,我国大学生科研训练工作取得了显著成果,已经成为高校为国家培养创新型人才、复合型人才、提高大学生综合素质的最重要、最可靠的举措之一。然而,与欧美发达国家相比,我国高校现行本科生科研训练体系依然存在很多问题[3],如管理评价制度相对僵化、信息化运行水平不高、学生整体参与率较低、科研创新素质不强导致科研项目学术价值较低等。本文将在深入分析密西根大学UROP项目执行经验的基础上,对我国大学生科研训练体系的继续深化改革与完善提出建设性意见。

二、密西根大学UROP本科生科研训练体系

密西根大学(U-M)本科生科研训练项目UROP自1988年设立后延展至今,致力于建立密西根大学本科生和科研工作人员以及当地合作研究组织之间的科研协作关系。U-M在校本科生可以申请到U-M下属所有19个学院的研究导师团队从事科学研究或创新实践工作。UROP资助本科生长期投入科学发现、观点辨析、信息融合等工作,重点训练他们的科研技巧、前景展望和资源整合能力,以期达到高等教育培养人才多样性的目的。目前,借助UROP项目,U-M已经形成了相对完善的本科生科研训练体系。实践表明,其在科学思想传播、运行管理、考核评估、校企合作等方面的举措高效可靠,值得广大高等教育从业者的深入解读和参考学习。

1.基于使命和愿景的科学价值观塑造

UROP的目标是支持本科生参与到学术研究和创新探索当中,以此促进密西根大学(UM)完成培养多元化、创新型人才的使命。UROP鼓励学生坚持追求学术研究的多样性和社会效益,建立对多元化的深刻理解以及对世界已有认知的批判性思维。通过提供到U-M研究团队或合作单位从事科学研究或创新工作的机会,UROP为每位本科生实现自我价值创造一个公平、包容、强有力的高等教育环境。因此,UROP的愿景是让每一位学生,无论境况如何,都能在科研熏陶下学习知识并获得成功。

鉴于上述使命和愿景,UROP在实际执行过程中着重塑造参与者的如下科学价值观:(1)承诺保持多样性。科学研究不问出身,科学面前人人平等。UROP坚信多元化的学术研究个人或团体(无论种族、阶级、性别、社会阶层、性取向、身体健康状况等等)会带来丰富多彩的创新观点和实践经验,有助于人类科研事业的持续进步与长久发展。(2)鼓励探索与创新。UROP让学生置身于探索性学习环境中。在这种环境下,失败或错误会历练个人的实际问题解决能力,改善其行为模式向好的方向发展。同时,为学生提供独立思考、自我表达和接受挑战的空间。UROP鼓励学生跳出共性问题或常规解决方案,去寻找科学研究中的创新方法并解决实际问题。在此过程中,培养学生的创新意识,锻炼学生的创新能力。(3)崇尚学术道德与科研诚信。从事科学研究和学术思想传播应具备更高的道德责任感和诚信品质。U-M基于UROP项目,让每一位参与项目的本科生深刻理解学术道德与科研诚信的重要性,使其在未来职业生涯中,能够始终恪守学术道德、坚守科研诚信。

2.选题精细化,管理专业化,运行信息化

研究课题是UROP极为重要的组成部分。密西根大学(U-M)的所有学院、附属机构和单位都是UROP的积极参与者,它们提供了丰富的研究课题供学生选择。学生在申报课题时最重要的考虑因素是他们自身需要获得的技能类型以及工作环境。许多学生最终选择了他们认为可以拓展学术兴趣、升华课程知识和支撑职业理想的科研项目。图1统计了2019年UROP提供的涉及九大学科领域,共计48项示范性课题项目。对于每一项课题,提供者都简要概括了课题的具体研究背景和内容,并明确了参与的UROP学生需要完成的任务和承担的科研责任。例如,在自然科学(Natural Sciences)中,某教授提供了“有机化合物结晶”的研究课题。该课题的主要内容是开发和应用新的方法来探索包括药物和含能材料在内的分子结晶模式,需要UROP学生通过拉曼光谱、X射线衍射、显微镜、热学分析等一系列精密的分析技术进行结晶实验并分析结果。

U-M在本科生科学大楼(Undergraduate Science Building,USB)设立了专门的UROP办公室,直接管理UROP学生从申请项目到完成结题验收的全过程。UROP办公室常年保持主任(Director)领导下的全职“九人小组”管理团队,团队成员分工明确、各司其职。例如,活动与交流专员(Events and Communication Coordinator)负责组织每年春季和夏季的研究座谈会、科研基本技能培训会以及各种UROP学术沙龙;高级会计文员(Accounting Clerk Senior)是“九人小组”的核心成员,为财务运作和采购交易提供支持,编制预算报告,发放UROP学生的差旅津贴等。如此专业化的管理团队为每一项UROP课题都能够被积极申请并得到圆满执行提供了强有力的支撑。

U-M致力于用信息化的手段运行UROP的整个实施过程。前期,UROP办公室主持创建了官方网站,网罗了有关UROP的所有信息并实时维护与更新。无论是学生还是指导老师,几乎可以在网站上找到诸如项目明细、申报流程、会议安排等任何想要的信息。随着自媒体的兴起,UROP办公室也及时开通了各大主流自媒体的平台账号。借助自媒体更好的社交属性,UROP学生、指导老师和工作人员能够及时高效地完成各类信息沟通和交流,大大降低了UROP运行的人力资源成本。

3.引入社会团体参与,把握科研人才流向

高等教育领域的挑战是多方面的,因此,管理者必须从不同角度来直面这些问题,充分利用来自学术界、团体组织、私营企业以及个人实践中的专业知识和社会经验。同样,UROP的发展和成功离不开社会团体(如科研机构、企事业单位及家族基金会等)的加入和贡献。UROP办公室长期致力于建立一个超越学术领域的合作网络,充分重视该网络中所有参与者之间的互动机会,进而推动UROP学生个人科研目标的实现和整个合作网络的健康发展。例如,U-M基础医学院每年都会分批次指派医学信息工程专业UROP学生进驻当地各大医院,协助其信息化部门从事各类医学数据的统计分析工作。这样,不仅让课堂上学习的理论知识学以致用,同时也为接下来的科学研究积累丰富的数据资源并可能激发出全新的科研切入点。再例如,UROP项目与当地知名汽车制造企业(如福特和通用等)合作,用暑期10周时间的全职科研训练计划重点支持机械制造类专业UROP学生进入企业研发部门和生产车间,接受理论和实践相结合的系统性科研训练。值得注意的是,UROP引入社会团体的参与有着另一个重要的现实意义,即为项目资金来源提供了更多的可能性。迄今为止,UROP已经收到19家企业或家族基金会的经费赞助,其中包括著名的英特尔基金会(In⁃tel Foundation)、辉瑞基金会(Pfizer Foundation)、特里和托里·罗森家族基金(Terry and Tori Rosen Family Fund)等。

从本质上讲,学生参与科学研究、知识探索和发现是深度学习经验的过程。UROP则认为本科研究人员是新知识发现过程中的合作者,而不是研究导师已有经验或已知知识的简单接受者。在这种情况下,UROP从长期教育目标和学生未来发展出发,重视每个学生的个人选择、个性成长与职业规划。对于在UROP项目执行过程中表现出极大学术热情和科研天赋的学生,无论是指导老师还是UROP工作人员都会给予其及时充分的科学价值观引导,使其在科研道路上能够坚定方向并持之以恒的走下去。由美国教育部、国家自然科学基金会和密西根州科学技术委员会联合发起的UROP回顾性跟踪调查研究表明:UROP学生接受研究生继续教育的比例远远高于非UROP学生;超过75.3%的UROP学生直接选择留在研究导师的科研团队继续攻读硕/博学位。笔者在U-M攻读博士学位期间,曾指导了两位本科生的科研工作,期间发表了相应的学术论文,最终这两位同学以优秀UROP毕业生的身份继续留在U-M接受研究生教育。

4.评价手段灵活丰富,注重学生自我展示

UROP管理模式旨在倡导营造鼓励创新、宽容失败、务实求真、开放协作的学术氛围。换言之,UROP的目标主要是培养学生的自主学习能力和科研创新意识,而非期望得到引人注目的原创性科研成果。因此,UROP办公室在制定考核评价体系时,弱化了各类统一性的量化考核指标。对于不同学科领域、不同合作单位、不同资助方的课题研究,考核方式由实际参与方自行商议决定,UROP办公室只对考核过程发挥必要的道德监督和行政支持的作用。显然,构建此类评价体系使得UROP评价手段变得灵活丰富、不拘一格。

为充分培养学生科研过程中的领导、协作、自我表达能力,UROP特别重视考核过程中学生的自我展示。特色化的校园媒体形式为UROP学生提供了各种自我展示途径:(1)投稿校园期刊。UROP鼓励本科生将科研训练过程中的心得体会、学术观点或辨析、阶段性研究成果等以各种文字形式发表到校园期刊——文理学院杂志(LSA Magazine)。(2)参加交流展会。UROP办公室每年至少举办两次以上的专题学术交流展会。展会上,所有UROP当期学生在指导老师的陪同下,就自己的研究课题发表主题演讲或以学术海报的形式展出。期间,回答同行提问并积极参与各类交流,无形中提升了自我学术成就感。(3)接受专题采访。UROP办公室会不定期对其毕业生进行专题采访并将采访内容分享到网络平台上。这样,一方面可以比较真实地检验UROP科研训练的成果,为后来者起到榜样示范作用;另一方面有助于管理者和指导者及时掌握学生对科研项目执行过程中需要改进的各种意见或建议,起到正反馈的作用。近期,中国留学生刘家豪接受UROP专访,关于科研选题,他给UROP学生的建议是:一定要选择真正感兴趣的课题,切勿盲目跟风热门课题或者那些对未来找工作可能有帮助的、现实的课题,因为对于科研来说,只有真心热爱,才能坚定地做下去[4]。

指导教师作为引导者,其科研水平和指导方式直接决定了科研训练的质量。因此,UROP构建的评价体系中自然也包括了对指导老师的考核评估。目前,具体考核方式主要以UROP在籍学生的实时访谈和UROP校友调查问卷的形式进行。为表彰那些有责任心、指导成绩斐然的优秀导师,同时鼓励和吸引更多科研人员参与UROP项目,UROP联合基金会设置了杰出研究导师奖(Outstanding Research Mentor Awards),获奖者将在每年4月份的UROP春季研讨会上接受表彰,并获得相应的经济奖励。自2011年首次评选至今已有58位指导老师获得了杰出研究导师奖[5],其中包括U-M本科教务副处长、音乐学教授马克·克莱格(Clague M);著名的人口健康学专家丹尼尔·克鲁格(Kruger J D)博士等。

三、基于UROP启示的我国高校本科生科研训练体系完善对策

大学生科研训练是一项长期而复杂的系统工程,高校只有结合实际,积极探索,主动学习和借鉴国内外先进经验,持续改进和完善现行体系,才能培养出符合国家发展和时代需要的创新型高素质人才。通过对密西根大学UROP项目体系的深入分析和总结,结合当前我国高校本科生科学训练过程中存在的各类问题,本文对完善我国高校的本科生科研训练体系,及时应对“新工科”建设背景下高素质人才培养面临的实际挑战,提出以下对策。

1.强化科研德育教育,培养理性科学价值观

前期调查研究发现,当前科研训练过程中本科生表现出的德育问题主要有:(1)动机不纯,功利性太强。此类学生参加科研训练的初衷不是为了锻炼自身科研创新能力,而是为了获得相应科研训练学分、评优评奖加分、发表论文以此保送研究生等。(2)科研意志薄弱,畏难情绪严重。科研训练申报阶段就是“跟风”,没有做好全身心投入的准备,面对实践中遇到的困难,畏难情绪随之而来,加上没有坚强的科研意志力,半途而废的情况屡见不鲜。(3)科研不端现象时有发生。部分学生由于对科研项目的可行性分析不足,以及执行过程不力等主客观原因,导致面临科研训练考核或项目结题时,弄虚作假,敷衍搪塞。少数学生为了达到快速发表科研论文的目的,甚至捏造实验数据、剽窃他人成果[6]。

鉴于此,我们认为必须强化本科生科研德育教育,且应从以下三个方面着重展开:(1)充分认识科学研究的本质,树立正确科学价值观。科学研究是一项严谨务实而又充满挑战的事业,科研从业者应当心平气和,享受探索和追求真理的过程,任何因追名逐利而从事科学研究的个人或组织都将以失败告终。(2)理性对待失败,培养坚毅顽强的科研心理素质。科学研究从来都不是一蹴而就,总是伴随着无数次的失败和反复尝试。例如,诺贝尔奖获得者屠呦呦是在经历190次实验,190次失败,终于在第191次实验中确定了青蒿素的抗疟疾模式,取得了成功[7]。因此,本科生科研训练过程中我们要允许失败、宽容失败,同时鼓励他们理性对待失败,养成不畏艰难险阻的良好心理素质。(3)崇尚学术道德,坚守科研诚信。科学研究本质上是一个追求真理、实事求是的过程,容不下任何不端行为掺杂其中。当前我国社会经济高速发展,科学事业也随之蒸蒸日上,越是这个时候越能体现学术道德和科研诚信的重要性。本科阶段是绝大多数科研从业者职业生涯启蒙和学术信仰树立的关键时期,我们必须要像密西根大学一样,借助科研训练的机会和平台,让本科生充分认识到“学术道德和科研诚信高于一切,只有做到严格遵守,才能在学术大道上长久地走下去”的道理。

科研德育教育应该贯穿于科研训练的全过程,其间,指导教师的作用举足轻重。首先,指导教师必须保证自身学术道德没有瑕疵;其次,在实际指导过程中,指导教师要结合科研训练实践情况及时对本科生进行科研德育教育,帮助他们树立正确的学术信仰。此外,很多高校在每一批学生进入科研实践之前,都会安排近30天的科研基本能力的集中培训,包括科研诚信、科研安全、科研保密和基础技能等,这期间也是科研德育宣传和教育的绝佳时机。

2.加强师生及企业互联互通,构筑科研创新共同体

实践表明:本科生科研训练要想取得理想的效果必须建立在本科生对指导教师的研究方向较为明晰而产生浓厚兴趣,同时指导教师对本科生的个人情况有一定程度掌握的基础上。当前大学校园里,师生之间的互动沟通最主要的方式还是在理论课程的教学过程中,显然,这对于需要充分了解彼此的科研训练实践是远远不够的。为此,各大高校纷纷采取相应措施,扩展师生交流互动平台,强化科研训练开始前师生在学术层面、个人能力及特点层面的彼此了解。例如,西南交通大学电气工程学院定期开展“电气之光”教授大讲堂活动[8],活动过程中不仅培养了学生的科研项目实践能力,也促进了师生互动,使之在相互交流中共同进步。重庆邮电大学生物信息学院为科研班学生每学期专门开设了每周一次、为期十周的青年教师学术讲座。讲座上青年教师重点介绍自己的学术背景和研究方向,并及时与学生进行线下线上互动交流,以此完成科研训练开始前师生之间的相互选择。该项举措一方面为新进的青年教师科研工作的顺利开展提供了急切需要的人力资源,另一方面也让广大学生尽可能选择加入到自己完全感兴趣的青年教师研究团队。

如前所述,基于项目资金来源各省市高校当前基本形成了“国家—省市—校级”三级一体的本科生科研训练项目体系。然而,此类项目经费主要为财政拨款和学校资助,来源单一而量小。同时,项目内容偏于理论和基础,具备实际应用价值的项目相对缺乏。现有科研训练项目体系的单一和固化逐渐成为限制学生科研训练取得更高成就的关键因素。因此,我们迫切需要丰富科研项目类型,拓宽科研项目的资金筹集渠道。毫无疑问,搭建优质交流合作平台,积极引入企业参与将会很好解决上述问题。企业项目注重实际应用且经费相对充裕,加强校企合作,一方面可以为本科生科研训练开展提供更多的资金支持和应用实践类项目选择;另一方面,本科生的加入可以为企业解决一部分的人力资源问题。更为重要的是科研项目合作的过程也是企业考察人才的过程,通过这样的交流合作,便于企业完成优秀人才选拔,提前实施人才战略储备计划。例如,重庆邮电大学生物信息学院与重庆西山科技股份有限公司多年来在本科生科研训练、认知实习等人才培养领域展开深入合作,已经形成常态化合作机制。西山公司为生物信息学院学生专门设置了西山科技奖学金和西山科技助学金,以此奖励在校企科研合作过程中表现优异的学生。每年生物信息学院大批优秀毕业生进入西山公司工作,为企业发展注入源源不断的新鲜血液。

3.建立常态化管理机构,形成信息化管理模式

管理机构和管理模式在很大程度上决定了大学生科研训练的质量及未来发展。除了少数研究型大学已经成立了专门的本科生科研管理部门,大部分高校以临时工作组或者附属于其他部门的方式进行管理。例如,多数高校将本科生的科研工作直接下放到各个学院具体执行,但学院又没有明确的执行部门,很容易造成管理上的混乱。同时,科研训练项目分散到各个学院,阻碍了学科交叉和融合,影响了科研训练的整体质量。有些高校成立以校长为组长、分管校领导为副组长的学生科研工作领导小组,但这种模式看似得到高层重视,实际运行起来大而空泛,而且易导致重视科研训练项目前期的立项申报和最后的结题验收,而对更为重要的项目实施过程却疏于管理的状况。此外,高校的科技处、教务处、创新创业学院等都会不定期推出不同类型的本科生科研训练项目,但是由于缺乏统一的组织和管理,致使重复立项现象比较突出,严重浪费了科研经费且限制了科研训练的实际受众面。

因此,类似于密西根大学UROP办公室的常态化本科生科研管理机构必须在各大高校尽快建立起来,在此基础上,制定出一系列规章制度,明确各相关部门的主体责任,使本科生科研训练管理工作规范化、制度化、常态化、细节化。北京中医学大学借助常态化管理平台[9],先后成立了“大学生科研训练计划管理委员会”“大学生科研训练计划专家评审委员会”及“大学生科研训练计划指导委员会”,实现了从科研训练项目申请、执行、结题等全过程的跟踪指导和监督管理,值得参考借鉴。很多高校充分发挥学生的主体作用,成立了大学生科研管理自主组织,如大学生科学技术协会等,协助本科生科研管理办公室完成日常的、琐碎的、细节的科研管理工作。这种方式不但能够有效缓解高校管理人力资源紧张的问题,而且可以提供勤工俭学岗位,锻炼学生的社会实践能力,一举多得。

高校是网络信息传播的主要阵地,大学生是信息化平台运用的主要群体,网络信息化对其工作模式乃至思维方式影响深远。随着信息化、无纸化办公建设的推进,在建立常态化本科生科研管理机构的同时,我们也要借助移动互联网的发展,逐步形成信息化的科研管理模式。例如,重庆邮电大学信息科依托MIS系统管理平台,开发出“科研培训—项目申报—评审—过程管理—结题验收”等管理环节一体化的学生科研训练及项目管理系统,基本取代了传统的线下管理,实现了科研项目从录入到结题的全过程线上作业模式。特别是新冠疫情爆发以来,信息化的管理模式充分发挥其优势,出色地完成了春季科研班学生的科研培训任务、各类本科生科研项目的申报和评审工作,使疫情对科研创新教育的影响降到最低。

4.完善科研评价体系,引导学生积极参与

科学合理的科研评价体系,不仅是引导本科生积极参与科研训练的先导条件,而且是高等学校落实科研创新教育并取得良好成果的重要制度保障。受科技评价中“唯论文”不良导向的影响,现有大学生科研训练评价或科研项目结题一般都是通过是否发表论文、是否授权专利、有无获奖经历等进行考核评判。长期践行此种评价模式导致了两个方面的严重问题:(1)打消了本科生参与科研训练和课题申报的积极性。上述评价指标对于尚处于专业知识积累和学术思想启蒙阶段的大学生来说明显偏高,很多同学只能望而却步,最终选择退出。(2)阻碍了科研质量的稳定提升,并在某种程度上促使了科研不端行为的发生。由于项目结题和科研训练成果考核评价硬性指标过高,致使参与的学生很难静下心来潜心钻研,主要精力用在撰写相关论文、尽快达到考核要求上,这样的科研产出质量自然不会太高,甚至出现迫于考核压力而主动进行学术造假的现象。

从长远目标看,本科生参与科研训练的最终目的不是为了取得原创性科研成果,而是通过科研训练锻炼大学生的科研创新能力,培养适用于社会经济快速发展的创新型人才[10]。因此,我们应该转变观念,将现行评价体系的“轻过程、重结果”逐步过渡到“重过程、轻结果”的评价模式。与之对应,评价标准也要从以论文、专利等为核心的硬性指标转向对整个科研训练过程的综合评价,充分强调从过程角度去评价学生及训练成效。同时,过程评价的内容和方式要弹性多变,便于根据实际情况灵活运用。例如,科研基本素养评价包括文献检索能力、数据整理能力、问题分析能力和报告撰写能力;团队合作评价则包括科研协作能力、项目管理能力和团队服务精神等;学术交流水平评价包含自我表达能力、临场应变能力和学术汇报效果等。特别强调的是,当今大学生展现自我及获取社会认同的愿望十分强烈,我们在科研评价体系中应随之增加学生自我展示的机会和方式。例如,定期举办大学生科研训练成果展和交流会,借助自媒体社交平台不定期推送“科研新星”专题访问,重点报道科研训练或项目执行过程中表现优异的学生,等等。这样的评价手段充分展现了科研训练中学生的主体地位,会吸引更多的同学积极参与其中。

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