新工科复合型创新人才培养成效研究——基于四川大学生物质科学与工程创新班调查的实证分析

冯国涛，杨维

（四川大学轻工科学与工程学院，四川成都610065）

1 研究背景

随着“中国制造2025”等一系列国家战略的实施，为适应新一轮科技革命和产业革命的变革，2017年2月，高等工程教育达成“新工科”建设共识，人才培养模式也随之改变。许多高校都围绕新工科创新人才培养进行了积极探索[1-5]，其中新工科复合型创新人才培养是最重要的举措之一。四川大学轻工科学与工程学院为适应新工科人才培养改革需要，于2019年开办了生物质科学与工程创新班，2019年3月在全校2018级本科生中开始招生选拔培养。目前，首届创新班学生即将毕业，研究其培养成效，及时总结培养、管理过程中的不足对进一步完善创新班培养模式与管理机制具有重要意义。

2 研究设计

2.1 研究对象

本研究对四川大学2018级生物质科学与工程创新班学生以及本年级对应专业普通班学生在两个不同学习阶段进行调查分析。第一阶段为学生进入创新班一年半后，在此期间学生主要完成基础课程学习及三次交叉轮训工作；第二阶段为学生进入创新班两年半后，在此期间学生主要进行专业学习及在课题组开展科研训练工作。

2.2 研究方法

本研究采用问卷调查法和个别访谈法。问卷调查主要从学习投入、学业自我效能感、专业感知质量和学业成就方面开展调查，通过将创新班学生在不同时期进行纵向比较以及不同时期与对应专业普通班学生进行横向比较分析，研究总结创新班的培养成效。同时采用个别访谈法对问卷调查结果进行映证和原因分析。

2.2.1 学习投入问卷

学习投入是指个体从身心上参与和卷入学习活动的状态，涵盖个体心理与行为各个方面的投入，从行为、认知、情绪三个角度来构建学习投入的维度。本问卷参考廖友国编制的学习投入问卷，共22道题目，包括行为投入、认知投入和情绪投入三个维度[6]。

2.2.2 学业自我效能感问卷

学业自我效能感指个体对自身成功完成学业任务所具有能力的判断与自信，是对自己能力的肯定，是敢于面对新挑战和新环境的自信。本问卷采用梁宇颂编制的学业能力自我效能感的题目[7]。

2.2.3 专业感知质量问卷

专业感知质量指各专业在提供服务过程和结果上所具有的水平，它取决于学生预期同实际所感知的教育水平的对比，测评学生对特定专业的态度。本问卷根据刘彩虹设计的专业质量感知模型，共3个维度16道题：专业愿景感知质量、专业资源感知质量、专业学习过程感知质量[8]。

2.2.4 学业成就问卷

学业成就指学生各方面素质和能力的总和，主要包括学生的思维能力、交流协作能力、分析能力、独立研究能力、科技论文检索能力、独立解决问题能力等方面。本问卷参考王艺蓉编制的“创新人才培养模式调查研究”问卷，设计了学术能力和自我完善两个维度，共计11道题。

所有问卷调查均采用五点量表，正向计分，即得分越高表示学生在各变量及各维度表现效果越好。通过社会科学常用软件SPSS 24.0对各变量及各维度的克隆巴赫系数Cronbach’s Alpha（ɑ）进行测量，测量结果见表1。在探索性研究中，ɑ系数值在0.70及以上属于高信度，表示测量结果可靠度高。如表1所示，所有变量及分维度的ɑ系数均大于0.75，表明本研究使用的调查问卷具有较好的内部一致性，测量结果可靠度高。

表1 变量及各维度基本情况Tab.1 The basic information of variables and each dimension

同时，通过SPSS 24.0软件对创新班各变量及维度进行了单样本t检验分析，检验创新班的测量均值与理论均值是否存在显著性差异。创新班一二阶段显著差异性采用配对样本t检验，创新班与普通班之间的显著差异性采用独立样本t检验分析。

3 研究结论与分析

本研究第一阶段发放问卷160份（其中创新班46份，普通班114份），回收有效问卷147份（其中创新班43份，普通班104份），有效回收率91.88%（其中创新班93.48%，普通班91.23%）；第二阶段发放问卷150份（其中创新班46份，普通班104份），回收有效问卷141份（其中创新班42份，普通班99份），有效回收率为94%（其中创新班91.30%，普通班95.19%）。

同时，在问卷调查基础上选取23位创新班同学进行个别访谈。

3.1 创新班总体情况分析

图1是创新班一二阶段变量与各维度测量均分的总体情况。第一阶段中，各变量的测量均分为专业感知质量＞学业成就＞学习投入＞学业自我效能感。创新班学生在多数变量及维度上的均分都高于理论均分（3分），但学业自我效能感与专业愿景感知质量两个维度的测量均分低于理论均分。其中，专业学习过程感知质量的得分最高（3.763±0.679），专业愿景感知质量的得分最低（2.837±0.898）。

图1 创新班一二阶段变量与各维度测量均分Fig.1 The measurement average values of the variables and each dimension in the first and second stages of the innovation class

第二阶段中，各变量的测量均分为专业感知质量＞学业成就＞学业自我效能感＞学习投入。与第一阶段相比，学业自我效能感的测量均分高于学习投入测量均分，这表明创新班学生第二阶段在学习投入上存在不足从而导致测量均分的提高不如学业自我效能感显著。同时，创新班学生在所有变量与维度的测量均分都高于理论均分，且普遍高于第一阶段的测量均分。其中，依然是专业学习过程感知质量得分最高（3.819±0.837），专业愿景感知质量得分最低（3.167±0.979）。由此可见，随着学生加入创新班时间的延长，创新班学生在各变量与维度的测量均分都明显提高，学习成效向良性方向发展。

创新班测量均分与理论均分单样本t检验分析见图2。由图2可知，第一阶段的行为投入、认知投入、专业感知质量、专业资源感知质量、专业学习过程感知质量的显著性双尾（P）小于0.05，说明以上一个变量和四个维度与理论均值存在显著性差异（显著性双尾p＜0.05，具有显著性差异），其他三个变量和四个维度与理论均值没有显著性差异。第二阶段除专业愿景感知质量外，其他四个变量和七个维度与理论均分都有显著性差异。第一二阶段单样本t检验结果对比说明加入创新班时间越久，测量均分与理论均分有显著差异的变量数和维度数增加，创新班学生处于良性发展状态。

图2 创新班的测量均值与理论均值独立样本t检验Fig.2 Independent sample T test of the innovation class between measured average values and theoretical average values

图3是创新班两个不同阶段配对样本t检验结果。由图3可知，创新班第二阶段与第一阶段在学习投入、学业自我效能感、专业感知质量、学业成就四个变量上均存在显著差异。在各维度方面，除行为投入、专业愿景感知质量和专业学习过程感知质量外，创新班第二阶段的五个维度与第一阶段均存在显著差异。这表明加入创新班后，学生在学习投入、学业自我效能感、专业感知质量和学业成就总体上处于更加良好的状态，与前阶段相比甚至取得显著改变。

图3 创新班一二阶段测量均值配对样本t检验Fig.3 Paired sample T test of measured average values in the first and second stages of the innovation class

3.2 创新班与普通班差异性分析

四川大学生物质科学与工程创新班具有独特的导师制、轮训制和分流制，去掉与这些制度相关的选项后，将创新班与普通班各变量与维度的测量均分进行比较分析。图4是创新班与普通班第一阶段的比较情况，由图可知，除专业愿景感知质量和专业资源感知质量两个维度外，创新班学生在其他四个变量与六个维度上的测量均分均高于普通班（图4(a)）。进一步进行独立样本t检验表明（图4(b)），创新班与普通班学生仅在专业学习过程感知质量维度上存在显著差异，其他变量和维度均无显著差异。

图4 创新班与普通班第一阶段的比较情况Fig.4 A comparison between the innovation class and ordinary class in the first stage

图5是创新班与普通班第二阶段的比较情况，由图可知创新班学生在所有变量与维度上得分均高于普通班（图5(a)），与第一阶段创新班在专业愿景感知质量和专业资源感知质量两个维度的测量均分低于普通班不同，这表明学生加入创新班后，增强了创新班学生在这两个维度上的感知质量。独立样本t检验表明（图5(b)），在学习投入、学业成就两个变量及情绪投入、专业学习过程感知质量和自我完善三个维度上，创新班与普通班学生存在显著差异。两个阶段的t检验表明，加入创新班时间越久，创新班测量均分与普通班测量均分存在显著差异的变量数和维度数增加，创新班与普通班的差异更显著。由此可见，经过一段时间培养，创新班的培养和管理模式能促使学生在学习投入、学业成就、情绪投入、专业学习过程感知质量和自我完善上相对普通班学生取得显著改变。

图5 创新班与普通班第二阶段的比较情况Fig.5 A comparison between the innovation class and ordinary class in the second stage

3.3 创新班各变量的相关性分析

表2是创新班在两个阶段各变量相关性分析结果。由表2可知，所有变量间的相关性系数（r）均在0.5~1之间，属于强正相关；显著性双尾（P）均为0，到达极显著水平。其中，第一阶段学业自我效能感与学业成就相关性最强，第二阶段学习投入与专业感知质量相关性最强。表明学习投入与学业自我效能感、学习投入与专业感知质量、学习投入与学业成就、学业自我效能感与专业感知质量、学业自我效能感与学业成就、专业感知质量与学业成就存在极显著的强正相关性。由此可见，各变量之间相互联系，相互促进。例如学习投入越多，学业自我效能感越强，反之，学业自我效能感越强，在学习上投入上越多。

表2 创新班各变量之间的相关性Tab.2 The correlation of variables in the innovation class

4 研究中发现的不足与改进建议

4.1 研究中发现的不足

4.1.1 专业认知与专业认同仍不足

从创新班总体情况来看，单样本t检验表明创新班第一阶段和第二阶段专业愿景测量均分与理论均分均没有显著差异，配对样本t检验表明创新班第二阶段与第一阶段在行为投入、专业愿景感知质量和专业学习过程感知质量没有显著差异，这表明创新班学生还需要加强行为投入，增强专业愿景感知质量和专业学习过程感知质量。

4.1.2 学习投入与学术能力仍不足

从创新班与普通班对比来看，两者之间存在差异，但是有显著性差异的方面较少。即使经过较长时间培养，创新班与普通班第二阶段在学习自我效能感和专业感知质量两个变量，以及行为投入、认知投入、专业愿景感知质量、专业资源感知质量、学术能力五个维度上均没有显著差异。这表明创新班学生在学习投入、学业自我效能感、专业感知质量和学业成就的个别维度上仍存在不足。

4.2 改进建议

4.2.1 加强新工科建设，提高学生专业感知质量

在访谈过程中部分学生表示创新班的核心课程与传统工科知识体系差异性不大，对新兴与热门专业知识涉及较少，且对未来的职业发展感到迷茫，对专业发展愿景不乐观，从而降低了对专业的信心与认同。为提高学生的专业感知质量，首先应升级优化专业内涵，依托全校优势学科和平台建立多学科交叉培养体系。其次，整合学校教学资源，借鉴国内外一流大学课程体系，打破不同学科间壁垒，形成具有生物质特色的交叉专业课程体系。最后，产教研融合，将生物质行业产业、学校教学与课题项目研究深度融合，形成市场需求、教学培养与科研能力培养相得益彰的培养模式。

4.2.2 加强学风建设，提高学生学习投入

通过加强一、二课堂的学风建设，营造课堂-寝室-图书馆-自习室等多种物理空间的学习氛围，督促养成良好学习习惯，提高学生学习的主动性来促进学生的行为投入，进而加强整体学习投入。

4.2.3 加强心理健康教育，提高学业自我效能感

有研究表明，自我效能感与学习乐观有显著的正相关，对学习持乐观态度的学生往往更加自信，自主解决学习中遇到的困难并迎难而上，从而提高学业自我效能感。首先，通过传授心理学知识，体验更多的积极感受，培养学生正确的学习价值观和浓厚的学习兴趣，加强心理健康教育，增强学业自我效能感。其次，跟踪辅导学生学习目标设置与实践，能够设置切实可行目标的学生，表现出较高的学业自我效果感。最后，加强学习策略辅导，帮助学生掌握有效的、适合自己的学习方法，高效实现学习目标。

4.2.4 加强科研指导，提高学术能力

首先，通过严格的科研轮训、科研训练过程管理与精心指导激发创新班学生的好奇意识与创新意识，营造崇尚科学、严谨求实、一丝不苟的科研氛围。其次，强化创新班导师对学生学术能力指导。主要从导师资格选拔、轮训导师交替原则、导师考核评价机制等方面强化导师职责与指导成效。最后，激励创新班学生参加学术活动。通过激励创新班学生参加研究生课题组的学术研讨，选送优秀学生到国内外高校或研究机构交流学习、参加国际会议以及邀请学术大师到校作学术交流等途径，为创新班学生提供多样化科研学习与交流机会。