结合科研课题促进食品专业大学生研究计划的实践

洪雁等

摘 要：食品专业本科生科研能力培养是培养科技创新人才，为更高层次的研究生教育输送高质量的生源的关键一环。江南大学食品学院淀粉科学与工程研究室采用本科生教育全程导师制的教育模式，使本科生从进入大学开始就参与到导师的研究课题中来。采用三个层次的逐级培养模式，使学生可以从课堂被动接受知识转变到以探索、研究发现为基础的主动学习，促进了专业基础理论知识的融会贯通，提高了发现问题、分析问题、解决问题的能力，尤其是科研创新能力的提升，取得了良好的人才培养效果。

关键词：食品专业 科研课题 大学生研究计划 科研创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（b）-0153-03

在我国大力推进科教兴国、人才强国战略及建设创新型国家的历史背景下，培养大批拔尖创新人才和数以千万计的高素质专门人才既是时代赋予高等教育的神圣使命，也是高等教育实现内涵发展、推动世界一流大学建设的关键途径[1-5]。一流大学本科教育在人才培养中处于极其重要的基础性地位，它一方面担负着直接培养创新人才的重任；另一方面要为更高层次的研究生教育输送高质量的生源[6]。

江南大学作为拥有我国食品领域中唯一的食品科学与工程国家一级重点学科和食品科学与技术国家重点实验室的学校，肩负着为社会培养食品专业高级专门人才和创新型人才的责任。如何有效加强食品专业大学生的科研能力培养已成为当前学校教学改革的重要内容和研究课题。

近年来，国家及各级政府对科学研究的重视逐渐增强，科研经费投入加大，同时高校与企业合作进行技术革新与产品开发，也进一步促进了高校科研工作的开展，高校教师承担了越来越多的纵向和横向科研项目。科研项目的顺利实施，需要更多的专业技术人员进入实验室，从事科学研究，同时也为高校加强大学生科研训练和培养创新型人才提供了更多更好的机会和平台。我校食品学院淀粉科学与工程研究室依托教师科研课题，在加强大学生科研训练及创新意识和创新能力培养方面进行了一些探索，并取得了初步成效。

我校食品学院淀粉科学与工程研究室现有专职教师5名，另外还有1名专职实验技术人员，目前研究室除了承担食品学院本科专业的《淀粉化学与工艺学》《食品工艺学实验》《实验分析实验》等专业课的理论教学和实验教学外，还承担了国家级、省部级、厅级、校级及横向科研课题10多项。科研项目内容涉及淀粉结构的研究及淀粉改性、淀粉酶的开发、淀粉生物转化利用等领域。因此，仅依靠本研究室现有科研人员完成正常的教学和科研任务有些力不从心。为此，我们鼓励学习成绩好、对科研感兴趣的食品学院本科学生参与教师的科研项目。

食品科学是应用基础科学及工程知识来研究食品的物理、化学及生化性质及食品加工原理的一门科学，是一门跨学科的专业，尤其是和化学学科密不可分，需要通过化学的研究手段和理论去探索食品中的原理和性质[7-8]。目前，食品学院的本科生在低年级都会学习基础化学相关课程；大学二年级结束时，基本已经完成基础化学相关的理论和实验教学，掌握了一些化学理论和实验技能，具备了参与教师科研课题的能力。淀粉科学是食品科学中的一个分支，因此，我们主要选择淀粉科学研究方向本科生，参与到该次科研能力培养的教育教学试点中。

1 参与形式与实施步骤

结合食品学院优生优培、因材施教的本科生全程导师制的培养方式，充分发挥导师的主导作用，为本科生提供有效的指导教育，培养创新思维，激励创新意识，鼓励创新发明，提高本科生的综合科研素质，夯实专业知识，为其以后继续深造或是进入食品行业，打下坚实基础[9-10]。

本科生参与实验室科研课题，分为三个层次进行。本科生利用课余时间，以及寒暑假，参与到实验室课题研究。学生和教师进行双向选择，以学生导师制为依托，针对该实验室本科生，制定切合本科生发展的全程培养计划。该研究室的科研课题主要分为4个研究方向：淀粉资源的开發与改性、淀粉生物转化利用、淀粉化工产品的研究、淀粉加工副产物的利用。本科生以科研小组的形式，分层次，分阶段，参与到实验室不同的科研课题中。

1.1 大学生研究计划（Participate In Research Programme，PRP项目）

PRP项目是本科生参与研究课题的第一个层次，主要针对本科一年级和二年级的学生。研究室将研究课题名称及主要研究内容对学生公布，本科一、二年级学生根据自己的兴趣，提交书面申请。最终，确定以实验室博士、硕士与本科生实现“一对一”的培养形式，以本科生和指导博士、硕士形成一个研究小组。本科生在课余时间，跟随博士、硕士进行课题研究，博士、硕士对本科生进行全程指导，导师以讨论小组以及组会的形式，培养本科生的动手能力，并对其科研思维进行指导。

PRP项目相对而言主要是锻炼低年级学生的动手能力和规范实验操作，要做到让学生能多问多做，比如淀粉中直链淀粉含量测定中标准曲线的测定中涉及的分光光度计的使用和吸光值的测定，要学生明白测定的原理，化学试剂的作用，如何正确使用分光光度计，在测定中应注意的操作事项等，通过项目的实施，能使学生明确何为做科研，如何形成完善的研究思路。

1.2 本科生课余研究项目（Undergraduate Research Opportunities Program，UROP项目）

UROP项目是在PRP项目基础上的第二个层次，以三年级和四年级本科生为主。经过PRP项目的培养，以及基础课程的学习，大三大四的本科生，逐步具备了独立开展课题研究的能力。因此，有必要进一步鼓励他们参与UROP项目，培养其独立开展课题研究的能力。

UPOR项目由导师制定本科生课余研究课题，学生自由组合竞争，经过评选学生利用课余时间，提前进入实验室，以研究小组的形式，参与导师课题研究。导师对本科生课余研究项目进行全程指导，研究小组定期汇报研究进展。同时，鼓励学生结合教师的科研项目，申报校、江苏省以及全国大学生创新训练项目。

UPOP项目的实施中需要引导学生独立思考和合作完成科研项目的能力，培养学生通过查阅科技文献制定实验方案并学会分析实验结果。比如实验室目前有六名同学通过和导师制定研究课题申报获得2013年江苏省高等学校大学生创新训练项目“淀粉基食品乳化剂及其在新型功能性饮料中的应用”，导师在该项目研究的过程中，说明该研究的目的以及要达到的目标，和研究小组一起讨论制定研究计划，并引导学生去查阅文献明确实验方法，尤其是乳化性的测定、淀粉粒径与乳化性的关系等，在实施过程中，学生能很好的互相配合并完成了项目；该项目对学生最大锻炼的体现在于他们进入毕业环节后对毕业课题思路的理解、实验方案的确定以及文献的查阅能力得心应手。

1.3 本科生毕业课题

该培养计划针对毕业年级本科生，是对本科生科研能力的进一步提升，也是本科生大学生涯中学习能力的一个全面检验。毕业课题的确定在该实验室是具有沿袭性的，与前两个培养环节不同的是本科生需要完全独立开展课题，以相近课题的博士、硕士与本科生形成一个研究小组，每周定期开展组会，进行问题讨论，并制定下一周的完善的试验计划。导师对研究小组的研究进展及试验计划进行全程指导。

该环节能重点培养学生的科研分析能力，通过与研究小组其他成员的沟通与交流，从不同角度分析课题，不断完善科研计划，增加学生的科研能力。该实验室研究小组“淀粉结构的研究及淀粉改性”每周二有两名学生就课题的进展以及存在的问题进行讨论，大家从各自的理解角度提出一些思路，导师和学生经过讨论不断完善课题的研究方案。

2 实施过程与指导

本科生参与研究室科研课题，全程采用“小组制”。当导师确定参与科研的学生后，将成立3～5人的研究小组，首先会要求研究小组在3～4周的时间内对导师研究课题进行相关文献的查阅。通过查阅资料，对课题的国内外研究進展、方法、手段和课题研究的意义有一个大概的了解。

在学生查阅资料后，指导教师组织小组成员进行讨论，要求每个学生就自己查阅文献的情况及对课题研究内容的了解谈论自己的想法和意见，同时指导教师还结合自己所申报的课题从资料查阅、选题、申报材料撰写等方面跟学生进行交流，培养学生综合分析文献资料的能力和初步了解撰写科研项目申请书的基本方法。

当学生进入实验室后由指导教师及专职实验技术人员负责学生的具体指导。学生实验期间，指导教师必须定期进行指导，包括询问实验进展情况、查看和分析实验数据、分析存在的问题并提出改进办法、下一步实验内容和实验方案等。每周研究小组必须有一次研究总结，并和指导老师进行讨论。

3 实施结果

通过实施全程导师制，多层次的科研创新能力培养体系，使本科生一进校就接受到导师的引导教育，在本科生接受基础课程和专业课程教育的同时，就可以有机会接触到导师的研究课题，这在一定程度上可以加深本科生对于教学课程知识的理解。经过几年的探索与应用，该培养体系，逐步地走向成熟，成为培养本科生科研能力的一种有效培养方式。该培养体系激发了学生进行课题研究的积极性，提高了学生独立进行科研的能力，加强了学生的专业素养和能力，增强了学生的创新素质和能力。具体体现在以下几个方面。

3.1 专业素养强，知识储备广

本科生从大学一年级就开始进入实验室，并且开始对导师的研究课题有所接触。虽然，该培养计划会占用本科生较多的课余时间，但是通过几年的实践效果来看，该培养计划并没有影响到本科生的学业成绩，反而使本科生大学生活更加充实，增加了学生施展才华的机会。通过该培养体系，本科生可以及时的将课堂中学到的专业知识与实验室的科学研究结合起来，二者相互促进，加强了他们对于专业知识的理解，专业科研素养也上升了一个层次。本科生对导师研究课题的深入了解，也反过来激发了他们对于专业课程知识的探究与应用，他们的专业课程知识理解的更加深入，专业实验课也更加得心应手。

3.2 分析问题和解决问题的能力明显加强

学生在实验过程中遇到问题，指导教师往往不是直接告诉答案，而是要求学生先去查阅相关资料，小组内讨论后提出解决问题的方案，然后再将问题与解决方案向指导老师汇报，由教师最终确定方案。从我们的实践中，学生在科研中遇到的60%以上的问题都能通过学生自己寻找到与教师事先确立的方案相一致的，甚至更好的解决方案，而那些学生自己没有找出正确方案的问题也能通过查阅资料使他们更好地理解教师提供的方案。

3.3 实验操作技能明显提高

经过本科全程的科研训练，学生动手能力显著提高，操作技能和熟练程度都明显好于未参加过科研训练的学生。尤其是在进入面试研究生推荐环节的实验操作环节，学生的实验操作技能具有明显的优势；在进入本科生毕业设计环节，他们在设计实验，分析问题，解决问题方面能力明显优于未参加过体系培养的本科生。

3.4 创新意识和创新能力明显加强

学生通过参与教师科研课题，学会了从事科学研究的方法，开扩了思路，活跃了思维，在实验中往往能提出一些独到的见解和创新性的意见。通过查阅相关资料，了解了所研究课题的国内外研究水平和发展方向。通过积极参与导师研究课题，学生创新意识与能力明显加强，在各类学生竞赛中，多次获得国家级、省级及校级奖励，并申报获得国家以及江苏省大学生创新训练项目。其中，实验室成员的项目“江南大学康宜家绿色胶业有限公司创业计划”于2010年荣获第七届“挑战杯”中国大学生创业计划大赛中荣获国家金奖；同时学生利用实验室训练的机会多次参加一些创意大赛，如“美国大杏仁学生创意大赛、五芳斋粽子创意大赛、泰莱淀粉创意大赛”等，学生在这些活动中不仅提高了自己的创新能力，也加强了实践动手能力。

3.5 科技论文写作能力明显提高

学生通过撰写实验进展以及课题总结，学会了如何撰写科技论文，并通过科研项目的实施，发表本科生论文。近几年，实验室本科生科研能力明显增强，并实现了实验室本科培养的多项突破，已有多名本科生利用在本科阶段参与的科研成果撰写了学术论文，并发表在《食品科学》《食品与发酵工业》《食品与生物技术学报》等食品类中文核心期刊上。这些本科生科研能力强，是研究生培养的优质生源。实验室有多名本科生被面试推荐攻读硕士研究生，与同批次其他生源的研究生相比，科研写作能力更强。

4 结语

在科研训练这个过程中能充分发挥学生的独立工作能力和能动性，培养学生独立思考和敢于怀疑的批判精神。学生能做到“以我为主”，进行调查研究、查阅文献、分析论证、制定方案、设计或实验、分析总结等方面的独立能力训练；通过科研实践，学生可以从课堂被动接受知识转变到以探索、研究发现为基础的主动学习，促进了专业基础理论知识的融会贯通，提高了发现问题、分析问题、解决问题的能力，尤其是科研创新能力的提升。

参考文献

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