校内与校外双层次科研育人模式的构建

宋勇，何曦，唐建洲，彭亮，周益辉

（1.长沙学院生物与环境工程学院，湖南长沙 410022；2.航天凯天环保，湖南长沙 410129）

当前一些高等院校科学研究的育人功能不强，主要原因有以下几个方面：（1）片面强调科研成果的科研效能，忽视科研的育人功能。（2）缺乏科研成果转化为教学育人资源的有效途径。（3）科研育人缺乏有效的评估手段[1-4]。

针对现存问题，不同高校、学者提出解决思路。例如武汉学院围绕科研育人，引导科研团队将相关的研究成果转化为教学内容。他们提出以学生加入科研团队为抓手，建立团队健康发展的长效机制；以学生为纽带，建立团队成员学术与感情沟通的桥梁。通过这些措施，使研究成果及时转化为本科教学资源，进入课堂[5-6]。此外，南方科技大学在科研优势转化为育人优势方面也进行了积极探索。例如推动科研实验室向学生开放，大一本科生可以进高水平实验室，接触前沿科技成果。在参与式、互动式和研究性的学习过程中，锻炼学生发现问题、解决问题以及开拓创新等多方面能力[7]。

综上所述，利用科研成果实现教学育人是众多高校扩大科研成果转化的目标之一。在这些高校中，科研成果转化为育人资源的主要方法是让学生参与科研项目，利用科研过程达到对学生的培养，而其他转化手段十分有限。但是，笔者认为这种单纯依靠学生参加科研项目来实现育人，实质就是本科生教育的研究生化，如果片面地采用，不但违背了本科教育的目标，也会使育人的效果大打折扣。此外也并不是所有的科研成果都适合向育人资源转化。为了解决这些问题，本研究提出以培养学生解决“复杂工程问题”能力为目标的校内师生科研互动、校外成果孵化的双层次科研育人新模式，以期为科研成果向教学育人资源的转化探索一条新路径[8-10]。

1 双层次科研育人模式的构建内容

1.1 建立师生校内科研互动模式

结合专业特点，以科研项目为依托，建立以教师为主、学生为辅的研究团队。实现教师与学生在研究过程中的良性互动。以科研带动学生学习兴趣，提高学生动手操作水平，提升学生创新思维与创新能力。完成在科研过程对学生知识与技能的培养以及对学生解决“复杂工程问题”能力的培养。

1.2 建立校外创新实践平台

利用校外实习、实践、创新创业基地等，组织建立校外创新实践平台，将校内师生科研成果在实践平台进行孵化。要求孵化内容与本科教学紧密结合、要求学生参与成果孵化全过程，以实现科研成果与育人教育的有机结合。

2 双层次科研育人模式实施方案

2.1 师生校内科研互动的实施方案

该过程的实施方案根据项目的来源分为两类。

2.1.1 教师科研项目

（1）基础研究类科研项目。

根据专业特点，给出学生参加此类项目的培养目标。例如对于理工科学生，学生参加基础研究型项目的主要目的是掌握本专业一些常规检测分析方法与基本实验操作技能，并培养与锻炼创新思维。指导教师在学生开展实验之前应对这些培养目标进行细化分解，并向学生进行详细说明，使学生知道自己参与此类项目所要达到的目标。通过这些基本技能的培养，使学生具备解决“复杂工程问题”能力的基本技能要素。

（2）应用型科研项目。

应用型科研项目往往与专业知识结合得比较紧密。对此类型的项目，指导教师需让参与科研互动的学生依据专业知识给出解决思路与方案，然后指导学生进行优化并付诸实施。此研究过程可使学生完成对专业知识的深层次理解与掌握，也完成了对创新思维的培养。通过应用型科研项目的锻炼，使学生具备综合运用多种理论知识进行应用实践的能力，从而完成解决“复杂工程问题”能力的要素培养。

2.1.2 学生科研项目

学生科研项目是指在教师的指导下开展的大学生创新创业类研究项目。对这类项目，要求在申报过程中就必须与学生所学的专业紧密结合，不建议进行基础性科学研究。以长沙学院环境工程专业为例，学生研究项目可以是某种污染治理工艺的开发，可以是某种工业废水治理技术的实施等。学生会以所学的理论知识为依托开展科学研究。研究过程是对基础理论知识的再掌握、再理解，是育人过程，也是解决“复杂工程问题”能力的培养过程。

2.2 校外创新实践的实施方案

目前科研成果主要以论文的形式体现，将学术论文转化成可以教学的育人资源，存在形式单一、转化途径缺乏的问题。针对此问题，本研究提出利用校外实践平台将科研成果进行中试孵化的解决方法，具体的实施方案为：

（1）将校内的科研成果在校外平台进行中试孵化，孵化过程与学生的毕业实习、毕业论文（设计）、课程设计等实践教学内容结合，学生需全流程参与并具体实施。首先筛选合适的、与专业施教内容能够密切结合的科研成果；然后将科研成果进行细化，分别与学生的实习、课程设计、毕业论文（设计）进行匹配。再编制实施方案，确定实施细则，最后进行具体实施。通过此过程，一方面可以使科研成果落地，另一方面也利用科研成果完成了实践教学的育人任务。通过此过程的实施，达到对学生综合运用理论知识通过调研分析后独立进行工艺设计与创新等能力的培养与锻炼，完成了具备解决“复杂工程问题”能力的要素培养。

（2）孵化科研成果的课堂化应用。科研成果能不能作为施教内容成为课堂教学资源，中试孵化是筛选与检验的过程。中试孵化是将论文内容实用化的过程，是理论与实践、科研与教学的揉和过程。通过中试孵化的成果能够与专业紧密结合，适合作为课堂施教内容。以长沙学院环境工程专业为例，教师的科研成果可能是开发一种新的污水处理工艺，可能是一种新的废物处理设备，可能是一种环境污染治理材料等。这些成果并不都适用于课堂教学，只有经过中试孵化的筛选与验证，真实有效、能与课堂教学密切联系的成果才能够被应用于课堂教学。将孵化后的成果依据课堂教学的要求，编制成某门课程的一个章节或一个单元、或一个实验项目、或一个综合实训项目、或一个课程设计单元等，实现科研成果向育人资源的有效转化[11-12]。

3 双层次科研育人模式的案例分析

以长沙学院为依托单位立项的湖南省科技计划项目“污泥溶胞减量化的活性污泥系统中微生物特性与污泥减量的相关性研究”为例，研究成果为授权专利1项，发表论文3篇，其中SCI收录1篇，CSCD收录2篇。该研究发现活性污泥系统中污泥的隐形增长是活性污泥系统本源污泥减量的主要原因。

3.1 科研成果在实习过程中的应用

长沙学院与凯天环保科技股份有限公司共建湖南省普通高校校企合作环境污染控制类专业创新创业教育基地。依据凯天环保的推荐，选定两个剩余污泥产生量较多的屠宰厂的废水处理站作为实习场所。安排学生对污水处理站的工艺流程与运行管理进行详细的现场调查，然后要求学生依据科研项目的研究成果，对污水处理站的运行给出新的方案，以实现剩余污泥减量。学生接到实习任务后，会主动下沉到污水处理站的每个处理单元了解工作原理与运行流程，并与废水处理站的工程师积极讨论改进运行的实施方案，实现了被动实习向主动实习的转变。为了实现活性污泥系统中污泥的隐性增长，实习生通过细致的调研提出了各种各样的调控方法。指导教师与污水处理站工程技术人员会召集学生对提出的方案从理论与现场实际两个方面进行分析，最终给出具体的调控方案。学生依据调控方案，与污水处理站的工作人员一起对污水处理站进行调控，以期达到污泥减量的目标。通过这种实习方式，有效地实现了科研成果与实践教学的结合，也让学生了解到知识的用途，显著地提高了学习兴趣[13-14]。

3.2 科研成果转化成课堂教学资源

通过3年左右的实施，逐步形成了活性污泥系统中污泥本源减量的原理与实施方法的素材。在这些素材中，提出污泥回流系统集泥井中污泥的氧化还原电位、曝气系统中的曝气方式、厌氧系统水力停留时间等因素对活性污泥系统污泥产生量的影响以及为了控制污泥产量所需要采取的调控方法等。长沙学院环境工程专业的水污染控制课程教师团队对这些素材进行了整理与归纳，逐步形成了教材与PPT等课堂教学资源，并多次邀请校内外专家对此内容进行论证。经过试讲、修改等过程，不断完善，最终确定在水污染控制工程课程的活性污泥系统章节中添加剩余污泥产量调控的部分，从而完成了科研成果由实验室进课堂。

4 结语

科研成果向育人资源转化是一个系统工程，本研究提出的校内师生科研互动与校外成果孵化的双层次科研育人模式是科研成果向育人资源转化的有益尝试。通过该内容的实施，可使学生具备综合运用多种理论知识，从基本原理出发，以创新的角度采取新工艺与新方法解决工程问题的能力，从而实现教学育人目的。