“本科生科研与创新人才培养模式改革的实证研究”成果报告

全国教育科学规划领导小组办公室

由华中科技大学郭卉主持完成的国家社科基金教育学青年课题“本科生科研与创新人才培养模式改革的实证研究”（课题批准号：CIA130168），日前通过了全国教育科学规划领导小组办公室组织的结题鉴定，现将成果报告如下。

一、研究内容与方法

（一）本科生科研的发展历程以及对本科生科研育人价值的认识

研究一：历史研究，对国内外本科生科研实践的发展进行了较为系统的梳理。在国外部分，重点考察了本科生科研发展的三个阶段：发端于19 世纪德国大学创建的教学－科研实验室中；二战后在美国文理学院推动下得到极大发展；20 世纪90年代以来，美国研究型大学将本科生科研作为本科教学的中心大力践行。在国内部分，分别考察了学科竞赛、“大创”项目以及参与教师科研项目三种本科生科研参与形式的发展历程。

研究二：理论研究，聚焦于科研参与是一种怎样的学习经历，以及如何认识科研参与与大学生发展之间的关系两个问题。通过对学习理论的梳理发现，社会情境学习理论中的“实践共同体”“合法的边缘性参与”以及“认知学徒制”等概念和理论有助于解释本科生在科研活动中的学习过程。此外，通过梳理大学生学习和发展理论发现，Austin 提出的IEO 模型有助于建立学习投入行为和学习结果之间的关系假设。

（二）科研参与对本科生发展的作用与价值

围绕“本科生科研是培养创新人才的有效途径吗”的中心问题，开展了三个层层推进的经验研究。

研究一：定量研究。聚焦于本科生科研参与与创新素质发展之间的关系。研究问题是，有科研参与经历和无科研参与经历本科生在创新素质因子得分上是否存在显著差异？具体方法是，对一所理工科研究型大学本科生进行问卷调查，随机抽样900 名，有效样本781 个，其中有科研经历学生430 名，无科研经历351 名。调查工具为自编《本科生科研参与及创新素质调查问卷》。

本科生创新素质自评量表的信度、效度检验。采用CFA对理论模型进行检验和修正，最终形成一个由23 个项目构成的一阶六因子二阶四因子三阶单因子模型，成功地将本科生创新素质构建成一个由创新知识、创新能力、创新思维和创新人格4 个因子构成的潜变量。对有科研参与经历学生和无科研参与经历学生在创新素质4 因子上的得分进行了差异分析，初步揭示科研参与与创新素质发展之间的关系。

研究二：定性研究。聚焦于本科生科研参与的经历和科研参与的收获，形成对科研学习过程的概念性解释以及对科研参与收获的定性认识。具体方法是对H 大学31 名“大创”项目负责人，24 名参与科技创新团队学生，以及8 名参与教师项目学生，共计63 名来自生物、化学、物理、机械和能源5 个学科的本科生进行深度访谈，以开放的询问方式让受访者自由地谈论对研究经历和科研参与收获的主观感受。事后对访谈录音进行了逐字逐句的整理，对访谈内容进行了编码、归类及频数和人数统计。基于对“大创”项目负责人的访谈，将本科生科研参与收获归纳为五个方面，形成对科研参与收获的定性认识。基于对参与科技创新团队项目的学生访谈，提出了描述和解释高水平科研学习过程的新概念。

研究三：定量研究。对本科生科研参与收获进行测量与评估，探究本科生科研参与收获的影响因素。具体方法是，对华中地区5 所理工科大学至少有1 次完整科研经历的本科生进行问卷调查，有效样本836 个。调查工具为自编《本科生科研参与经历与收获调查问卷》，包括学生背景信息、科研学习投入、科研参与收获自评量表三个部分。学生背景信息包括性别、学科、年级、生源地、学业成绩排名、所在学校、科研参与次数共7 个变量；科研学习投入（最近一次科研参与）包括科研项目持续时间、平均每周投入时间、科研任务认知挑战度、与教师互动频率、与学长互动频率、与同学互动频率共6 个变量。科研参与收获自评量表由研究能力、学术技能、社会性能力和关系、专业社会化、职业/教育道路的选择与准备五个维度构成。

对本科生科研参与收获自评量表进行了信度和效度检验；对本科生科研学习收获进行了均值描述和成对样本T 检验；在控制学生背景变量后，运用阶层回归分析检验了科研学习投入6 个变量对科研学习收获5 因子的影响作用。

（三）教师有效指导本科生科研的行为指标体系与教师指导意愿的影响因素

研究一：聚焦于“教师有效指导行为指标体系构建”的问题，采用德尔菲专家调查法。将德尔菲法设计为3 轮数据搜集，分别是专家访谈、专家评价和专家判断。确立了来自12 个省市23 所大学的71 位优秀指导教师的专家样本，对其中25 位专家进行了深度访谈，通过对访谈资料的编码和归纳整理，得到了描述中国大学教师有效指导本科生科研的27 项指导行为；再通过文献比对，增加了3 项指导行为，将30 项教师指导行为编制成问卷，请45 位专家评价其重要性，进而统计了每个项目的平均数，平均数大于3.5 的项目被认为满足要求；请30 位专家对通过重要性评估的30 项有效指导行为给出“同意”和“不同意”的判断，统计了每个项目的专家认同率，认同率大于70%的项目可以保留，结合教师指导功能理论框架对通过专家意见检验的指标体系进行整理，最后得到了一套教师有效指导本科生科研行为指标体系。

研究二：定性研究。探究教师指导意愿的影响因素。对25 位本科生科研优秀指导教师进行深度访谈，对访谈的结果进行编码和整理，得到了教师指导意愿的激励因素4 项和阻滞因素4 项。

二、结论与对策

第一，有科研参与经历学生在创新素质4 因子上的得分均值都高于无科研参与经历学生，在创新知识和创新能力因子上存在显著差异，在创新思维和创新人格2 个因子上不存在显著差异。

本科生创新素质的发展与科研参与有密切关系，但由于没有控制学生其他的教育和学习经历，所以截面数据不能说明二者之间的因果关系。可以跳出创新素质发展的目标框架，回到更为基础性的问题，本科生科研参与的收获是什么？

第二，科研参与是一项具有充分专业价值的学习经历，它对于大学生专业知识、技能和能力的习得、专业价值观的获得、专业发展道路和职业的选择都有促进作用；科研参与使学生获得了创新知识、创新能力，发展了学生的创新思维和创新人格。

31 名“大创”学生负责人总共报告了454 次积极的收获，人均约15 次。将454 次收获编码归纳为了5 个收获主题：其中，“技能”主要包括沟通能力（人际沟通能力、写作能力、学术报告能力）、团队领导合作能力、实验/动手能力、信息检索能力、计算机能力、学术阅读能力以及事务性能力；“对研究生教育/职业道路的选择和准备”包括增进了对科学研究的兴趣、确认了读研究生的选择、认清了真正感兴趣的专业方向以及认清了研究并非自己想要从事的职业，还包括对研究生院校录取有帮助、提供了“实地工作经验”、获得了论文/比赛名次、专利等成果；“深化了对专业知识的理解和运用”包括提高了运用专业知识和技能解决问题的能力，学到了如何提出问题和做研究设计的科研方法，以及深化了对专业知识的理解；“心理和社会性收获”包括获得了自信心（对研究能力感到自信，因为取得成绩而自信）、成就感、收获了专业伙伴和生活朋友，以及与教师建立了指导关系；“对科研工作所需品质和态度的体认”包括发展了耐心、责任感、严谨踏实、专注、敢于质疑权威等品质和精神。

学生谈及最多的收获是“技能”，技能的发展表征着实践能力的提升，科研参与促进了学生实践能力的发展，这是国家推行“大创”项目的主要政策目标。“深化了对专业知识的理解和运用”表征着学生专业智识的发展，其中运用知识和技能解决问题，以及学习了如何提出问题和做研究设计这些收获是关于“应用”和“整合”的高阶认知能力（High-rank Thinking），这也正是教育者期望通过科研活动使学生获得的主要能力。“对科研工作所需品质和态度的体认”表征着学生的专业社会化发展。“对研究生教育/职业道路的选择和准备”表征着学生在专业发展道路方面的获得。“心理和社会性收获”包括学生获得的自信心、成就感以及各种社会关系，这些方面与学生的专业发展密切相关。这三类收获并没有反映在政策目标中。在创新素质框架内评估本科生科研参与收获，科研参与使学生在创新知识、创新能力、创新思维以及创新人格方面获得发展。对本科生科研参与收获的归纳进一步揭示了科研参与与创新素质发展之间的关系。

第三，本科生科研参与收获整体较多。不同背景学生的科研参与收获存在显著差异。本科生科研参与收获的表现与教育者的设想和期望并不一致。科研任务认知挑战度偏低、师生互动偏少，是导致本科生在研究能力和学术技能方面收获偏少的主要因素。

采用EFA 和CFA 方法对本科生科研参与收获自评量表进行信度和效度检验，最终形成一个由28 个项目构成的一阶五因子二阶单因子模型。本科生科研参与收获五因子分别是研究能力、学术技能、专业社会化、社会性能力和关系，以及职业/教育道路的选择与准备。

五个方面收获的均值在1.81～2.09 之间，都高于理论均值1.5，说明大学生科研参与收获整体较多。科研参与最大的收获是专业社会化，其次是社会性能力和关系，再次是职业/教育道路的选择与准备；科研参与收获最小的方面是研究能力和学术技能。教育者赋予科研学习活动首要的目的是发展学生的认知能力，尤其是高阶认知能力，然而在最能反映认知能力的研究能力和学术技能两个方面，学生的收获反而最低；相反，被教育者所忽视的专业社会化、未来道路的选择和准备方面，以及并未被看作是科研学习的主要目的——社会性能力方面，学生的收获却更多。可见科研参与带给学生的收获与教育者的期望和设想并非一致。

对不同科研参与形式学生的科研学习收获的差异进行方差分析发现，参与科技创新团队的学生在研究能力、学术技能、社会性能力和关系、专业社会化，以及职业/教育道路的选择和准备五个收获因子上的得分都显著高于自主申请基金和参与教师项目的学生，这表明科技创新团队科研参与形式的效能最好。另外，自主申请基金的学生在社会性能力和关系收获因子上的得分显著高于参与教师项目的学生，两者在其余收获因子上的得分不存在显著差异，这表明，自主申请基金科研参与形式和参与教师项目的科研参与形式在效能上大致相当。

分别以科研参与收获五因子为因变量，以科研学习投入6 个变量为自变量，以学生个人背景为控制变量进行阶层回归分析发现，科研学习投入自变量对科研参与收获具有显著的解释力，排除学生个人背景4 个变量的影响，科研学习投入6 个自变量可以解释研究能力、学术技能、社会性能力和关系、专业社会化、职业/教育道路的选择与准备的25.2%、22.0%、24.7%、18.1%、21.3%的变异量，这说明科研学习投入是收获的重要影响因素。科研项目持续时间对收获5 因子均不具有显著影响。平均每周投入时间、科研任务认知挑战度、与教师互动、与学长互动以及与同辈学生互动对收获5 因子都有显著影响。从影响值大小来看：对研究能力、学术技能影响最大的是科研任务认知挑战度以及与学长互动；对社会性能力与关系影响最大的是与同辈学生互动以及与学长互动；对专业社会化影响最大的是与教师互动以及与学长互动；对未来道路选择与准备影响最大的是与教师互动和科研任务认知挑战度。

样本学生科研任务认知挑战度的均值为1.68，标准差为0.53，这说明科研任务认知挑战度处于中等水平。另外，对学生从事的科研任务的分项统计表明，约50%的学生没有参与“研究问题的提出与研究方案设计”“撰写研究报告/学术论文/专利申请”等高认知挑战度的工作；超过70%的学生比较多或非常多从事“进行实验或动手操作”“分析整理数据资料”等认知挑战度一般的工作；超过70%的学生比较多或非常多地从事“查阅资料”“项目任务与进度的沟通协商”这些认知挑战度较低的工作。由于学生在科研活动中开展的科研任务认知挑战度一般，导致在研究能力和学术技能方面的收获偏低。

第四，通过德尔菲法得到了教师有效指导本科生科研的29 项行为条目，进一步运用教师指导行为功能分类框架对29 个条目进行归类和整理，最终得到了一套包括2 个一级指标、7 个二级指标、29 个三级指标的教师有效指导本科生科研的行为指标体系。一级指标包括结构化指导行为和社会情感指导行为，结构化指导行为下包括规划研究项目、布置挑战性任务、训练、榜样示范四个方面，社会情况指导行为下包括联系、帮助和反馈三个方面。

对教师指导本科生科研意愿起激励作用的因素有教师的“道德感”、对学生发展的满足感、有助于教师的研究以及学校（学院）的鼓励等。对教师指导意愿起阻碍作用的因素有学生缺乏连续性、教师时间和精力不足，以及学校评价制度不完善等。

第五，对本科生科研政策调整和制度改进的建议有：国家引导建立科教融合的高等教育人才培养制度；高校改革本科课程体系，将本科生科研由第二课堂转变为第一课堂；构建科学合理的分层式本科生科研训练体系；构建本科生科研指导者体系，强化激励制度，培训指导能力；优化校内本科生科研管理制度，以管理促成效。