本科生科研训练与创新的现实启示

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，目前已成為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計划（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]。

随后，上海交通大学提出大学生创新训练计划项目，在导师指导下，学生个人或建立创新团队自主进行研究性学习，建立以实际科研问题为核心的教学模式。倡导以教师为辅，本科生为主的创新性科研改革[18]；东南大学推行本科生课外科研体系，实行“6-6-6”建设，即建设六类引导课程，实行六类保障措施，展开六类研学活动，根据此体系逐步形成学生自主学习引导、研学训练、实践研究三层次境界[19]；南京农业大学把本科生科研训练作为一项重要的教学改革措施，为学有余力的大学生提供独立完成调查研究或申请科研项目的机会，引导学生接触前沿科学研究，培养其科研素养，对其创新意识进行激发以增强本科生的科学思维，提高实践能力，实现学校从单纯“教学型教学”向“研究型教学”的转变[20]；华中科技大学推出了学科竞赛结合课堂教学并以实际需求为导向的方法对学生进行科研训练，建立了“导师制的本科人才孵化站”，学生可以自主科研立项进行研究，也可以参与导师的部分科研项目，从而提高自身的科研能力[21]；福州大学对本科生科研训练展开了具体规划，规定了本科生科研训练项目的申请程序、审批经费、中期检查和结题要求等具体政策，推行并出台了《福州大学本科生科研训练计划（SRTP）实施细则（试行）》[17]；山东农业大学提出构建“厚基础、宽口径、强化主干课程”的平台+模块课程结构体系，强调将创新创业教育纳入人才培养体系，着重开展科研训练-课题研究-国际提升的实践教学模式[22]；北京林业大学通过学生讲授，教师引导和点评的方式，培养学生的外文文献阅读能力，检索和收集资料能力，有助于提高学生自主学习的热情，以及对部分专业知识点的延伸思考[23]；南开大学创建多层次实验教学体系培养学生基本实验技能，科学探索精神、创新意识和创新能力，提高学生的综合素质，坚持“将科研引入教学，以科研带动教学”的理念，建立了一套创新人才培养模式。采用理论与实践相结合的教学模式，建立了产学研实验教学基地[24]；中国科学院大学于2013年开始招收本科生，每位本科生都有一位院士或国家杰出青年基金获得者作为其导师，大学期间可到哈佛、麻省理工这些国际上最好的学校学习一年，经费由学校承担，以促进拔尖创新型人才的培养[8]。

三  国内本科生科研训练与创新所面临的问题

（一）  选修年级及人数限制

大学新生的学习生活刚刚开始，对科研学术知之甚少，对校园生活的新鲜感往往多于其对科学研究的探索；大二学生基础知识与学术适应无法建立联系，很多学生普遍存在单一固化思维与基础学术科研能力欠缺的问题；对于大四的学生而言，就业的兴趣远比对科研训练与创新的兴趣大得多。相对来说，大三年级更适合开设科研训练与创新的课程，然而国内的部分高校在该门课程的设置上仍欠缺年级分级的考虑。

本科生可能对科研训练会产生一定的畏惧心理，因此在选课时会挑选感觉上较为轻松容易的课程进行学习，严重影响该门课程的选修人数[25]。学生所属专业领域的差异也导致了其对该门课程的选择有所不同。例如有的专业属于国家科技计划体系，有的专业属于基础理论研究，致使学生很难将科研训练与创新和自己的专业相关联。此外，辅导员、任课教师、院系都缺乏对该门课程的宣传和教育引导，学生对该门课程缺少积极性，学生也可能因为更关注成绩和学分，选择一些自己熟悉而没有任何挑战性的课程去学习。

（二）  授课模式限定

与世界一流大学相比，我国高校在开设本科生科研训练与创新课程的教学内容基本限定于讲座式课程设置。学生不敢于提问，缺乏创造性思维，缺少室外的实践机会，对教师授课的内容也沒有质疑和讨论的过程。执掌耶鲁大学长达20年之久的原校长理查德·莱文曾经在英国皇家学会作“亚洲大学的崛起”主题报告时毫不讳言地指出，中国大学生“缺乏跨学科的广度，缺乏对于批判性思维的培养”，不禁令人深思[25]。

另一方面，授课教师讲授的内容往往更侧重于理论而非实践，而理论更贴近于授课教师自身的科研领域，如若学生的本科课程并未接触到授课教师的专业，那么学生很难在短时间内对其所授课的内容产生兴趣或者进行深入的理解。同时，部分教师的科研训练课程可能有意向为学生提供更多的实践机会，例如生物类方向的野外调查和标本采集、分子系统学和生理学研究相关实验的观摩及大数据分析所用软件的下载和使用等实操训练等。但由于课程安排的时间和气候环境等条件不符，院校不具备虚拟实验室或者可供学习交流的公共实验室和机房，所以授课教师的一些创新教学方法也往往随之搁浅。因此，顶层设计不到位、校院协同不充分、组织机构不健全和资源配套不充足等问题也影响着本科生科研训练与创新实践[26]。

（三）  教学质量有待提高

指导教师作为本科生科研创新与训练的引导者，其科研水平和指导方式直接决定了科研训练的质量。值得注意的是，授课教师中的青年教师往往由于缺乏教学经验很难总体把握并总结出不同学科研究的差异性，从而更好地引导学生进行多学科的发散思维训练；同时，青年教师由于学校的考核及职称晋升的压力，也难以全身心地投入到该门课程的教学中，部分青年教师可能以尽快完成教学任务为目标；反之，青年教师也会给该门课程的教学注入新鲜力量，其普遍会通过翻转课堂、分组讨论、精美的多媒体资源及当下的流行用语和新闻趣事提高学生的兴趣及师生间的互动与交流；此外，青年教师可能由于具有一定的学术交流和国际交流机会，既掌握了前沿热点研究的发展动态及先进方法，还可从近年的形势出发，为本科生联系知名高等院校进行深造给予帮助。

（四）  安全问题需要重视

本科生不同于研究生，本科生的学业重点是学习基础理论知识、提高自学和多角度思考并解决问题的能力。因此相比于研究生，本科生平时接触到的实际动手操作训练较少，对仪器和药品的使用存在盲点，在自己动手做实验时，存在安全隐患。因此，科研训练与创新课程应该强调实验室安全，同时增加对实验室设备和药品的讲解及学生动手操作的机会，建立相关的政策机制，加强对学生实验室安全教育，才能为学生开展科研实践保驾护航，切实做到保障学生安全。就目前看来，利用多媒体资源、虚拟实验室对辅助学生进行科研创新训练有很大益处。

四  本科生科研训练与创新的启示

通过国内外典型事例的比较不难看出，本科生参与科研训练的最终目的并不是为了取得原创性科研成果，而是为了通过参与科研项目进行科研实践与训练以锻炼本科生的科研创新能力，培养适用于社会经济快速发展的创新型人才[27]。世界一流的研究型大学在本科生科研训练方面具有一定的共同点，包括平台好、资助多，均成立相关管理办公室较为系统地帮助和指导学生参与科研实践，注重成果展示和多种奖励措施，考核相对灵活，均为国内本科生科研训练提供了很高的借鉴价值。

我国高校本科生科研训练存在一定的问题和挑战。例如，课程设置的合理化、学生兴趣度的提升、授课模式的多元化、项目种类的多样化、学科分布的均衡化和奖励机制的完善化等。其中，春季课程和秋季课程的安排可能直接影响到科研训练过程中的野外实践部分，如果相应的院校不具备虚拟实验室的条件将使学生很难真正体会到野外调查的乐趣和注意事项，而该部分内容实践的可行性和授课教师的匹配度可以缓解后期野外实习指导给师生带来的压力；学生的兴趣点对教学经验丰富的老师来说很好把握，授课内容和方式的调整、听课评课系统的完善、不同专业学生学习兴趣点和目标的差异性分析更有助于提高授课教师的教学质量。此外，也可以通过增加考核和奖励促进教学质量的提高，常规的考核方式往往以调查问卷的形式为主，教学质量难以评估，也无法做到具体问题具体分析，如果在科研创新的过程中引导学生挖掘其更易接受的教学方式，仅有课程内师生当堂对授课教师进行评价和探讨，可能对该门课程的师生双方都有很大好处。而为了鼓励和吸引更多科研人员参与本科生的科研训练与创新实践，可以适当表彰有责任心、指导成绩斐然的优秀导师，或在其晋升过程中适当对其有所倾斜，也可以激发青年教师更多的工作动力和热情。

引导本科生科研训练会对他们整个大学期间的学习规划和意识产生难以想象的影响[26]。入学教育是大学教育的开端，也是高校发挥其教育职能的首要环节，尽管不宜在大一新生课程中设置科研创新与训练，但可以在其入学教育的过程中渗透给学生科研与创新训练对其今后毕业继续深造或者走向社会面对陌生而复杂环境可以不断提高和完善的重要性，并针对每个年级学生的特点由辅导员联系不同专业的教师，对其学科特色进行充分的了解，对学校提供的科研平台增进认识，对学生科研申请途径加以了解，加强师生及企业的互联互通，并建立常态化管理机构，形成信息化的管理模式以引导学生积极参与其中。此外，针对不同的教学对象，可建立分层次的教学体系。将统一培养、专业差异化培养及将科研训练和课题研究融进课堂安排到本科生不同的学年教育中。在保持学科科研体系完整性和科研训练系统性的基础上，关注分支学科与交叉学科的创新训练和热点研究趋势，逐渐完善、优化教学内容，让学生在掌握完整的课程体系基础上，通过高水平讲座辅助专业内容的学习，并可依托学科优势研究团队开设前沿专题训练，及时、全面地将国际前沿理论知识和技术转化为教学素材，引导学生自主学习和思考，并使其能够系统了解学科研究现状、前沿和发展方向，增进学生对专业课程学习的兴趣。

最后，整合优质资源和加强国际间高等院校及企事业单位的合作交流也将为本科生的科研创新训练给予很大帮助。具体看来，通过搭建多级别的先进教育科研创新训练实践平台，增加实验教学示范，提高信息化网络平台，以及提升公共数据库等资源的利用率。强化本科生的动手实践能力，提高本科生对不同科研项目的参与度，引导本科生参加学科竞賽，培养本科生运用所学的专业理论知识和基本实验技能独立解决问题的能力，并提高本科生的整体规划能力和科研思维的敏锐性，支持并鼓励本科生后期的科研深造；加强国际间科研项目的交流，拓宽国际视野，提高科研创新意识。通过国际科研合作、国际重点高校访学、国际学术会议的参加等多种不同形式，为学生提供更多的国际交流机会。通过不同文化背景的接触，了解科研热点、激发科研兴趣、打破专业限制，推进多学科、多平台、多领域交叉融合创新发展，提高本科生的跨文化交际能力、国际化思维能力及批判性创新能力。

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