“国家大学生创新性实验计划”对地学人才培养的影响

蔡益栋 闫德宇 邱勇凯

[摘 要]地学类本科生在我国地球科学领域创新型人才培养体系中占据重要地位，而地学类的本科生创新能力关系到地学人才培养的质量，因此地学类本科生创新能力培养是地学类本科教育的重要内容之一。地球科学的创新能力培养应遵循人类认知的客观规律，并符合人类认知的一般思维过程。“国家大学生创新性实验计划”是培养创新型人才、提高大学生综合素质的方法之一。该计划倡导以本科生为主体的创新性实验改革，如今已经走过了十余年，为培养大批具有创新能力的地学类人才奠定了基础。

[关键词]创新性实验;本科生;地学类;人才培养

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）08-0138-03

当前高校“双一流”建设中，一流本科教育是不能被忽视的重要方面。结构优化、适度增长规模与质量提升是我国现阶段本科生培养的基本思路。本科生的培养规模均衡发展和结构完善有利于社会经济迅速发展和促进国民素质提高。本科教育在我国人才培养体系中具有重要的地位[1]，其发挥了重要的支撑和推动作用，而本科生的科学创新能力培养是本科教育的重要内容之一。2007年初，教育部组织试点实施“国家大学生创新性实验计划”项目，开展以本科生为实践主体的科创能力培养改革，让其系统参与科研与发明创造，有利于本科生创新能力的增强。该计划以科学研究项目为平台，将科学技术创新贯穿于本科生教育的始终，是培养创新型人才的重要途径[2]。随着“双一流”建设的推进，本科生的科技创新（下文简称“科创”）能力培养越来受到重视和普及。

一、“国家大学生创新性实验计划”对地学类本科生创新能力培养的意义

科学研究是国家发展的重要途径，让本科生增加参与热情也有助于为地学类人才培养建设提供动力。对于地学类本科生而言，参与科学研究至少具有以下三个方面的意义：（1） 促进地学类本科生基础科创技能的掌握。與研究生不同，本科生科创能力培养要求偏向于“科研感知”而非“学术成果”[3]，旨在践行科学实践的过程，促进科学兴趣的形成，为更高层次科研积累经验，也为地学类本科生成为合格的高层次地学科创人才打下基础。（2） 有益于本科教育阶段学生的主动学习能力培养。在本科培养层次，较多学生是运用常见的被动学习模式，而一旦系统主持或者参与科创性的实验研究项目将能够有效促使学生学习模式由被动变主动[4]，从而促进学生的地学思维的建立，提升其发现、思考、解决科学难题的基本实践能力。（3） 有利于团体意识和交际能力培养。“国家大学生创新性实验计划”项目组通常由3～5名本科生组成，常需要团队协作完成研究内容，可充分培养学生的团队意识。此外，在科学研究过程中，本科生能够与导师、博士生和硕士生等广泛交流，有利于形成良好的人际交往和沟通能力。

二、“国家大学生创新性实验计划”对地学类创新型人才培养的启示

（一）培养本科阶段创新意识的良好平台

科创意识的培养是地学创新型人才培养的一个关键环节。创新型地学类人才创新能力主要包括发现问题、野外实践认知、知识积累、科学预见、国际交流与合作、团队合作、学术领导、资源集聚优化、文化创新和学术贡献能力等。地学思维创新、地学技术创新与地学实践创新，三者缺一不可，其核心是地学思维创新[5]。地球科学的系统研究是具有开拓性的科学探索活动，需要发现核心科学问题，就必须具备独特的科学思维，要解析科学问题，就必须要有科创能力。地学类本科教育需要培养学生独特的地学思维，不崇信科学权威，勇于提出学术建议和批评。地学类“国家大学生创新性实验计划”实施的目的是借助科创活动提升地学本科生科学兴趣、培养地学本科生科创意识、训练地学本科生科学思维和改进地学本科生学习方法，促使他们通过科创研究增强自信，解析自我，促进科学创新意识形成。

（二）提高学生实践创新能力的重要途径

地学类实践创新能力是在科创研究过程中推进和培养起来的，其工作模式都是密切关联且环环相扣的。科创实验研究中会出现纷繁复杂的问题，迫切需要学生从不断反复的失败教训中汲取知识，在失败中寻求成功，在成功中总结经验，从而建立解决科学问题的思维，这也是科创能力培养的基本要求，即创新潜力培养和塑造[5-6]。实施“国家大学生创新性实验计划”让更多本科生直接参加科创研究活动，有利于学生观察力的培养和解析问题能力的架构，进而激发本科生科创意识和培养实践能力。“国家大学生创新性实验计划”项目实施过程中，地学类本科生需要有独特的逻辑，首先要做好学术资料收集、选题设计研究、文献查新论证和实施方案确立;其次，要进行样品采集，做大量的实验来检验和验证。在科学研究过程中，还要进行科学论证和成果提炼，并对相关地球科学问题进行剖析，这些过程都可以极大提升地学类本科生的科创实践能力。

（三）培养科创兴趣和团队协作能力的得力方式

“国家大学生创新性实验计划”项目通过让本科生制订研究计划、实施科学研究方案，充分体现了本科生在实践过程中的主体作用[7]。尤其对于地学类本科生来说，大学生创新性实验普遍具有探索性、实践性和科技性的特点。通过科创研究，使学生从课堂纯理论转变到具体科创问题的系统研究，从科研论文撰写的茫然到文献检索和综述的精通，消除了学生对科学研究的神秘感，激发了学生的科学研究热情。随着实施的科创项目以及学生参与度的增加，给本科生提供了共同组团参与科创研究活动的平台。此外，项目开展过程中更是需要全员齐心协力、通力合作，因此也有效培养了学生的团队协作能力。

三、提高“国家大学生创新性实验计划”成效的建议

“国家大学生创新性实验计划”作为我国创新型人才培养的重要载体，其设计的广泛目标、支持的有效力度、学生的普遍参与面上有不少值得肯定的地方。已经开展了10余年的“国家大学生创新性实验计划”项目的中国地质大学（北京）取得了丰硕的成绩。2017 年，中国地质大学（北京）大学生创新创业训练项目共立项434项，有401项中期检查合格，评定为国家级项目146项、北京市级项目70项、校级项目185 项，资助经费达317.9万元，参与学生人数达到1543人。在2017年全国大学生创新创业年会上，学校4项作品入选，并有1项作品获大会优秀论文。2017年，本科生以第一专利权人获专利授权（含软件著作权）的项目达18 项。2017年，中国地质大学（北京）资助国家级、省部级学科竞赛38项，校级学科竞赛20项，有6000余人次的本科生参加各级各类学科竞赛，获省部级及以上奖励 353 项。尽管成效喜人，但也不可避免地存在一些不足。

（一）理清大学生创新性研究的内涵

地球科学创新性研究不是知识的简单传递，而是要构建以地学本科生的学识为根本，在师生互动基础上进行知识构建，知识构建的核心需要依托地球科学问题的求索和科创研究项目的探究。一个科学研究项目的架构，涉及学术内容构思、可行性评价、具体任务分工、科创经费预算、申请书编写和方案实施等，各方面都要经过周密、细致、严谨的推敲，整个过程实际上也是一个较为完整的系统化科研训练过程[5， 8]，这为更高级的地学创新型人才培养奠定了良好的基础。地球科学研究工作的训练，不仅可以培养出学生强烈的科学兴趣，而且还可以训练出学生严谨的科学素养。

（二）加强导师引领

“国家大学生创新性实验计划”备受国内外高水平大学所关注，除了有利于培养创新型学生之外，还有利于促进师生交流。地学科创研究的开展是依托学术问题的探究，需要学术观点的交流与反馈，本科生初涉科创研究无疑更需要教师的引领。没有及时且有针对性的指导，本科生的地球科学创新研究就会有一定的局限性。师生共同探索深层次的地球科学问题，是地球科学创新型人才培养的一个有力举措[4， 9]。然而，很多本科生反映导师无暇顾及本科生的创新性研究。再加之，我国高校师生比普遍偏高，而且对科创实验导师的奖励方式也尚在探索，对本科生科学研究重视不够，导致教师不愿投入更多精力。对此，高校应加强对导师的精神支持与物质奖励，以鼓励教师投入更多精力在本科生科创研究中。

（三）提倡可持续性立项

“国家大学生创新性实验计划”项目设置应该具备可持续性，项目设置时限一般为1～2年，要保证项目完成后仍然还有持续的研究工作可以开展。学生应根据导师的建议并结合自己的兴趣，定好研究方向，选好题目，设计好研究方案，要确保在该项目结题后，直到毕业还可以继续开展研究工作，甚至可以直接将项目研究工作作为毕业论文或者设计中的一部分[6]。在此期间，在项目的持续运行中应由院校两级形成制度和科研经费支持，可以确保在毕业时乃至毕业后形成一系列優秀科学研究成果。只有这样，才能让学生真正地熟悉和掌握科学研究的基本思路、过程和方法，才能形成优秀的科研成果，也才能为地学创新型人才培养打下基础。

（四）提高科学管理能力

本科生科创研究活动涉及部门广泛，因此行政部门的组织管理能力对本科生科创研究影响较大[10-11]。如果校院两级职责没有协调好，容易出现科学研究中途“难产”的窘境。目前“国家大学生创新性实验计划”项目的开展，管理部门往往以院系为单位组织申报，有的是仅由教学秘书通知到学生，而缺乏导师与学生直接面对面交流项目申报内容，导致科创项目水平千差万别，对学生跨专业跨领域进行自由科研组队也不利，从而限制了学生主体实践能力的发挥。因此，需突破院系藩篱，允许面向全校本科生自由组合申报，条件成熟时可跨校组队开展科创项目申报。相关组织管理者还应根据自身高校情况搭建“国家大学生创新性实验计划”学术交流空间，从而使行政管理者、导师和团队成员既可以及时反馈交流，也可以互相促进，还有利于提高行政组织管理的质量与科学水平。

（五）落实团队奖励措施

激励与反馈是推动科创研究的常用且有效措施。在西方国家实施本科生科创研究的高校中，绝大部分高校都是给予团队学生一定学分，计入学位要求或依据科学研究成果额外奖励[4]。在我国地学相关高校，学生选修的课程普遍偏多，加学分对本科生没有足够吸引力。因此，应结合高校实际情况，改进奖励措施和方式，以满足本科生群体的切实需求。例如，有些本科生对科创研究有着浓厚兴趣，立志追随科学，就可以为其保研评估提供有利的证明材料，这在部分高校中已经开始实施。此外，部分高校还对结题的项目予以颁发不同等级证书进行鼓励[12]，取得了较好效果。通过参加导师项目的形式，有部分家庭经济困难的同学也获得了经济补助。同时，还应对导师实施奖励，譬如对本科生科创实验的导师通过折合教学工作量进行奖励，这也将会激励导师投入更多精力。

四、总结

资源、环境和灾害深刻影响着人类的可持续发展道路，认识和解决这些重大社会和科学问题，亟须培养和造就一批具有创新性能力的地学类人才。人才培养，本科是基础。培养科创能力是一项系统工程，其广泛开展必将有助于大批地学创新型人才的涌出。“国家大学生创新性实验计划”对学生学习、心理等综合素质的提高具有很大的帮助，其不仅培养地学类本科生独立的思维、缜密的分析问题能力，还能促使地学类本科生主动探索地球的奥秘，揭示地球科学问题的本质，并通过谨慎的逻辑思辨，最终实现地球科学研究创新。“国家大学生创新性实验计划”的实施，为地学本科生创新能力培养创造了机会，中国地质大学（北京）良好的科研氛围和科研条件也为创新型地学人才培养提供了全面施展和自由发挥的舞台。

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[责任编辑：钟 岚]