基于层次式创新实践模式的本科生科研训练

摘要：针对高校日益涌现的本科生科研训练，面对学生素质的差异性凸显的现状，本文介绍了我校工程制图层次式创新实践模式在对本科生科研训练项目上的实施情况，以及对层次式创新实践的优缺点进行了研究与分析，总结了经验与不足，为本科生科研训练的可持续发展提供了参考。

关键词：层次式创新实践;本科生科研训练;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）44-0098-02

目前在各高校中，几乎所有的大学都开展了形式多样的本科生科研训练计划，提倡在大学期间培养与提高本科生的科研能力。从教育部主办的“大学生创新性实验计划”到各省、市、学校举办的各类型创新创业项目，本科生的科研训练活动得到了广泛的推广和普及。但是大学教育主要是面向教学的，而科研训练和知识教学在本质上有很多不同。教学主要是把成熟、系统的知识传授给学生，学生通过获取加工处理后的知识进行积累与扩展。科研训练却要求学生在研究过程中寻找解决问题的方案，处理并面对大量繁杂的、未经整理的知识和信息，从问题提出、设计研究方案、信息采集、信息处理，到得出结论、检验结论等过程，教师给予一定的指导，却并不能指出正确答案，而且很多时候即使在方法上，也需要学生自己去探究与摸索[1]。这就说明在科研训练中学生只能通过实践过程来获取科研技能，学生与教师在研究的互动过程中形成专业的态度和价值。由于本科生主要处于知识的储备、吸收与消化阶段，要达到科研训练的目的，就必然在课程教学中考虑如何促进科学研究与教学融合，进行相应的课程体系教学改革。本文以我校工程制图课程的实训模式“构建层次式创新实践模式”为例，探讨科研训练与教学融合中的一些问题。

一、层次式创新实践模式的构成

根据大学生科研训练的需求，我校对传统的实验与实践项目进行了分解与重构，组建了一个平台下的四个层次实验与实践，分别为基础验证型、综合应用型、创新设计型和研究型平台。

第一层次：基础验证型。以工程制图课程知识的验证为目标进行实验，让学生在实训中掌握典型视图的绘制流程，把“立体”这一主体对象作为实验的基本单元，并从立体构成角度分解出点、线、面结构来进行投影理论验证。

第二层次：综合应用型。以锻炼学生实际操作能力为目标，从基于功能角度来了解各类型机器设备及构成，通过实际操作拆装各种机器设备，完成图纸与机器的对应、零件加工、机器装配、虚拟装配与分析等一系列工程训练。通过此项实验操作培养学生综合运用知识的能力，把书本中的知识转换为自己的工程能力。

第三层次：创新设计型。以培养学生创新设计能力为目标，由教师设定题目，学生自行查阅文献进行设计，以设计目标的整体结构为基础进行相关创新设计，让学生理解设计是一种思维扩展发散的过程，设计的最终结果具有多样化特征，并且能在多样化结果中获取一个最优设计。此阶段从制图课程中立体的二维、三维构型训练开始，延伸到造型设计、结构设计、产品设计等不同层次的设计领域，在设计方面开阔了学生视野，引导学生去提升自身的设计能力。

第四层次：研究型。以大学生需要科研训练要求为背景，设置具有多学科交叉与融合特点的综合项目，吸引学生参与项目，在项目实施过程中，学生的身份从“学徒”开始，跟踪项目，熟悉科研过程，培养科研的思维;其中对科研有浓厚兴趣并付出努力的学生再成长为“研究员”，自己独立主持部分研究项目，并通过教师的引导去努力培养自己的研究能力。

在具体执行过程中，实践平台的第一、第二层次为普及性实验与实训，面向不同专业、不同学科，甚至不同学校的学生进行;第三、四层次则采用晋级形式，细化学生群体，针对不同类型学生的多样化需求，分别开展小集群科研实践活动，按阶段提升学生的研究能力，并在此阶段努力地让尽可能多的学生在实践中受益。

二、层次式创新实践模式在科研训练中的效果分析

从2012年开始，分别对参加实训的学生进行无记名问卷调查，回收有效问卷300余份，从6个方面对层次式创新实践模式的实施效果进行统计（见表1）。

从表1可以看出，在设计时每一个层次都有一个侧重方面，而学生的反馈正好符合原本设计的初衷，学生在实践过程中也确实达到了实践模式要求的侧重部分。同时，还对2014届本科毕业生进行了毕业设计质量的对比测评，其中抽取了两队学生样本，结果见表2。通过表2可以看到通过层次式实践的学生在做科研意识上远超普通学生。

我们还通过一系列反馈评测，发现目前实施的层次式创新实践模式已经逐步成为一个能培养学生学习能力、工程实践能力和科研能力协调发展较完善的综合平台。

三、层次式创新实践模式在科研训练中的特点与问题

1.课程教学由知识传授型转变为研究取向型的引导教学[2]。实施层次式创新实践后，导致课程教学逐步转变为研究取向的教学，教学中不仅关注学科知识，更加重视知识的产生和形成过程，教学重心转变为帮助学生树立研究意识;指导学生实践互动，形成个人对问题的见解;引导并建立批判性思维和对学习的自我反思能力。

2.采取层次实践模式，较好地解决了科研训练需要阶段培养的需求。原有课程实验与实践环节多为知识点构成的验证性实验，层次单一，学生只需要机械地按步骤去完成实验，对实验达成的目标较为模糊。目前实施的层次实践是按照养成学生科研能力所需的阶段性特点进行改良，每个实验阶段的目的性极其明确，学生在理解实践过程与能力培养的关系后，对实践活动的认可度较高，且能积极参与。

3.采用面向训练过程的管理模式，开启个体差异型引导研究。科研训练注重训练过程的完整性，所以在此实践平台中，严格按照过程模式进行管理，具体细分为科研过程管理、实验与实践过程和评价与监控过程三个子过程。科研过程管理是对整个训练过程的统筹安排、计划与管理，包括团队组建、方案设计与方案的执行;实验与实践过程是指主要技术性工作环节，包括项目需求分析、实验方法、实验数据采集、信息处理与分析、讨论等环节;评价与监控过程是对项目过程中的每个环节及时进行评价与监控，确保在执行过程中各环节的完整，其中包括实验数据评测、反馈与监控等[3]。完成过程的主体是学生自己，教师与学生处于一种互相讨论的平等地位，监控由学生完成，最终评价由学生团体与三位以上的教师共同讨论决定。

在实施后通过统计发现，使用科研训练过程控制，每位参加实验与实践的学生，在整体项目中被分配的任务、采用的解决方案、阶段性进展、所做的工作与贡献等情况一览无余，对教师在训练过程中指导学生极其有利。

4.目前存在的一些问题。

（1）层次式实践模式对科研训练针对性较强，对教师的综合素质要求较高。教师必须要善于批判、反思问题，能引导并培养学生的问题意识、质疑的精神、追求未知能力的欲望，同时，教师还要掌握科学研究所需要的科学研究方法才能有效指导学生的研究。

（2）科研训练需要充分考虑学生各方面的差异，根据不同差异来制定不同的计划和目标。在具体实施中，还要求教师进行细致的分类指导，及时评价与监控过程。

（3）在对学生科研实践进阶时，要注意实施尺度，加强引导，否则学生容易出现骄傲、自卑等心理反应，容易挫伤学生的积极性，甚至影响学生的心理健康。

（4）要特别注意师生之间的关系，不能像传统的教学中，教师为主体，学生有问题不用思考，直接求得解决方案。在层次式创新实践模式中，教师与学生应该共同讨论，教师是引导学生大胆思考、大胆实践的领路人。

（5）科研训练是一个持续不间断的过程，对于那些通过层次式实践训练后的学生，还必须考虑这样一个问题：在不同专业、不同学科中，如何对待在科研能力和整体素质上都已经具备一定水平的学生，后续大学生活中如何引导他们在科研上走得更远、更高。这是一个值得深思的问题。

参考文献：

[1]边国英.科研过程、科研能力以及科研训练的特征分析[J].教育学术月刊，2008，（5）.

[2]汪霞.大学研究型教学中的“研究”[J].教育发展研究，2007，（22）.

[3]钱存阳.项目化教学培养大学生系统实践能力[J].高等工程教育研究，2015，（2）.

[4]俞林伟，施露静，周恩红.我国高校本科生科研训练的发展历程、困境与未来方向[J].高等工程教育研究，2015，（2）.