地方高水平大学本科生科研能力培养的探索

杨 梅

(吉林化工学院 生物与食品工程学院，吉林 吉林 132022)

目前在我国提出建设创新型国家背景下，地方高水平大学自身的内在要求需要其加强对本科应用型人才的培养，立足于为社会各行各业培养所需的“创新实干型”应用型人才[1-2]。应用型人才具有一定的理论基础及较强的实践能力和创新能力，此类人才在工作岗位时能够迅速或通过短期培训很快地适应工作岗位[3]。科研能力可归纳为：在开展科学研究时，运用科学方法探求事物的本质和规律的过程中所表现出的本领。对大学生的科研能力，美国本科生科研理事会(CUR)的定义[4]：“本科生科研是指由本科生进行的探究或调查活动，通过此活动，可以对学科的发展做出原创性的、创造性的贡献。”科研能力主要表现为信息获取能力、自学能力、分析判断和决策能力、实践动手能力、归纳总结能力、创新能力、科技写作能力等[5]。

目前地方高水平大学在建设过程之中也面临不少问题，科技创新能力不足，创新团队建设滞后，虽然一批高校在本科生科研能力培养方面取得了一定的成效[6-8]，但部分地方高校对学生科研能力的培养没有给予足够的重视，学生创新能力培养更难以体现，与现实经济社会相脱节。造成国内许多高校毕业生具有良好的专业知识储备，但是在科研能力、动手能力及创新实践能力方面显得极为薄弱[9-10]，只有大力培养提高本科生科研实践创新能力，才会被社会、被企业肯定和接受。本文以我校生物工程专业人才培养为例，从以下几个方面介绍本科生科研兴趣培养和科研能力提升的一点做法和想法。

一、研究性学习与理论课堂教学相结合的科研思维训练模式

教师是提升学生科研素质和创新能力的核心。把本科生科研训练融入课堂教学，需要教师具备创新精神、创新意识和现代教育理念。教师应不断充实自己的知识体系，积累科研经验，提升教学水平。在专业课教学中，教师应注重理论与实践、教学与科研结合，将科研方法、科研经验等融入课程中，通过课堂设计、课程考核等环节，让学生掌握专业理论知识、专业研究方法、科学研究步骤等。理论教学对培养学生的自学能力、归纳总结能力、信息获取能力、创新能力、分析判断和决策能力有重要作用，在教学过程中要改变传统教学模式和理念，对于部分非关键内容留给学生自学，可以让学生提交一篇与课程内容相关的综述论文并在课堂上利用PPT进行讲解和讨论，锻炼学生的自学能力、创新能力以及科技写作和表述能力。

近几年来，我校生物工程专业推行“平台+课堂”的混合式教学、翻转课堂等教学方法改革。基础课教学内容对接专业需求，专业课程内容对接岗位标准，坚持学生中心导向，在教学过程中开展讨论式、案例式的教学方法，培养学生创新能力、分析判断和决策能力[11-12]。学科基础课是本科教育中最重要的课程，具有理论成熟、逻辑严密的特点，所以在培养归纳总结能力的同时，还应重在培养学生的自学能力、分析解决问题能力和创新意识。本专业学科基础课微生物学、生物化学等课程上多介绍一些与课程相关的最新科研成果和科学技术、学科名人事迹，由此激发学生的科研兴趣和科研精神[13]。

专业课是与工程实际联系最紧密的课程，知识更新快，需要及时把前沿的科学技术引入教学中，注重培养学生的信息获取能力、分析判断和决策能力、写作和表述能力以及创新能力。在专业课教学过程中，通过教学内容和方法的改变，如：开展案例教学，教师可以结合理论知识及自己的科研领域设计科学合理的应用案例，甚至可以跨学科设计应用案例。在专业核心课《发酵工程》讲述“工业发酵培养基优化”的章节时，强调发酵培养基配方优化研究的实验步骤，优化方法及优化实验的注意事项等等，让学生查阅相关的资料进一步了解培养基优化过程的规律，为以后的研究学习打下理论基础，并强调培养基优化过程的在以后的研究中的重要性。

在讲授《生物工程设备》“生物反应器”的章节时，在讲解比较复杂的工程问题如通用式发酵罐搅拌桨功率计算，如何让学生去学习人们面对影响因素复杂的实际问题，怎么去从最简单、最理想的状态中去寻找规律，回归出方程，然后再考虑到实际的工程情况，一点点接近实际的工程条件来解决问题，引导学生探索复杂科学的思维方式。另外，对于本章其他类型的生物反应器可以引导学生去收集资料，整理资料，撰写综述类的初级形态的学术论文，锻炼科技论文写作能力为毕业论文打基础。

二、实践教学中培养学生的科研能力

(一) 实验教学环节学生的科研能力的培养

实验教学是培养大学生科研能力及提高综合能力的重要形式之一。经过几年的实验教学改革，本专业的几点做法[14]：一是注重实验教学课程体系的优化，针对学生的基础性实验和专业性实验内容进行改革，删掉一部分重复的验证性实验，增加综合设计性和研究性创新实验，增加多学科的综合实验课程。同时利用开放实验室，吸引本科生进行自选课题的科研实验的训练。二是改变考核方式和实验报告书写方式,强调问题分析与结果讨论的重要性,综合设计性实验的实验报告按科研论文格式进行撰写，培养学生的创造性思维、分析问题、解决问题及科技论文写作的能力。三是采用计算机多媒体系统进行仿真实验，把实验及中试装置模拟过程清晰地展现给学生，使学生获得更好的实验效果。例如：在《生物工程专业实验》教学中尽可能以大的综合性的实验代替验证性实验，通过不同的实验单元培训，对发酵生产有整体性认识。如“黑曲霉柠檬酸发酵”实验，贯穿整个柠檬酸工业生产过程，将对工业发酵工艺流程进行实验室完全再现，包含多个小实验，即柠檬酸菌种黑曲霉的活化及诱变筛选，菌种的扩大培养，5L发酵罐柠檬酸发酵，发酵培养基的制备及灭菌，柠檬酸的发酵及控制，发酵过程中柠檬酸酸含量测定，还原糖的测定，菌浓度测定及菌体形态观察，钙盐法提取柠檬酸及结晶等。在实验前先让学生查阅相关文献，然后进行实验关键操作参数进行设计，如不同的诱变时间、不同的培养基成分等因素的改变，学生分组进行多媒体课件讲解和讨论，让学生在实验之前对实验的内容有更加深入的了解。实验后所有学生对实验数据进行整理，然后再分组进行讨论，分析出现问题的原因。

(二) 生产实习与课程设计环节学生的科研能力的培养

通过生产实习和课程设计的学习，学生可以对发酵领域的前沿技术、新工艺和新设备予以了解和熟悉；学生须查阅大量的文献资料和使用相关的技术手册和设计资料，分析和解决实际工程问题的能力，从而提高学生的综合素质。在生产实习中，不但要掌握生产工艺流程，更重要的是学习生产工艺的调控技术和经验、企业各种技术改造经验[15]。通过学习企业的技术改造，通过学习改造前后的工艺流程、优缺点的比较，理解工艺创新技术的理念，在工厂实际改造经验中学习技术创新方法。让学生对企业技术改造有自己独到的见解，将创新意识引入生产实习教学中，鼓励学生创新思维的培养。引导学生去思考此工段为什么进行技术改造，如何将先进的技术引入到实际生产流程中，如何将科学研究的理论成果技术应用到实际工艺中[16]。生产实习教学中利用智慧课堂，采用“1+1+1三结合”，即“线上预习+下厂实习+线下教学”线上线下混合式教学模式，教学中重视各个工段的工艺控制方法及异常现象的研究，强化学生工程能力和创新能力的培养。

(三) 毕业环节学生的科研能力的培养

毕业设计是对学生大学四年学习成果的总结和各方面综合能力的检验，让学生利用所学的知识完成某一个完整课题，同时也是一次并集中的科研训练，在掌握专业知识及平时科研训练的基础上，按照规范化的研究程序与方法，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼形式。培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析、解决实际问题的科研能力，使学生得到从事本专业工作和科学研究的基本程序和方法的基本训练。论文题目根据教师的研究方向和研究兴趣并与社会需求高度切合，许多学生的毕业设计内容与创新和科研环节研究有联系起来，学生在课外科技创新项目的基础上，作为毕业设计内容继续做下去，使学生的毕业设计的深度和广度有很大提高。同时也鼓励学生自拟题目，查阅文献综述并由院系教学指导委员会审查，确定其可行性，从而提高学生独立研究和创新能力，以及发现问题、分析问题、解决问题的能力。规范教师指导毕业论文工作的流程及过程指导，避免抄袭现，开展优秀论文和指导教师评选，加强教师对毕业论文的指导。

三、鼓励本科生积极参加科研小组训练活动和国内外的学术交流

1969 年美国麻省理工学院提出的“本科研究机会计划”作为一种强化本科生早期科研训练的尝试，90年代以来，部分研究型大学根据此思路，实施本科生科研训练计划[5]。提倡和强化本科生参与科研活动，已经成为发达国家为提高人才培养质量而采用的基本对策。

科研训练活动作为一种教学形式，其与课堂教学、自学和社会实践等相互渗透、贯穿于教学过程。本科生科研不同于一般的学术研究活动，其目的是给学生提供了一种较早介入科研活动的经历。课外科研训练多是借助于科研项目，资助或扶持学生参与科学研究，有助于学生实现由被动学习向创新性学习转变。鼓励有条件的指导教师选择具有一定潜力的本科生进行定向科研能力培养，使其尽早进入导师的科研团队，为其配置固定的研究生进行辅导。建立学生导师制，最大限度利用实验装备及技术条件为学生提供开放、独立的实验条件，让学生持续地、有针对性地进行科学研究训练。另外，鼓励学生参加不同级别的大学生竞赛，训练学生查阅文献、自主设计、动手操作实验的能力，在大赛中进一步培养学生的科研能力。近几年学生参加教师科研课题研究20余项，参加省级及国家级大学生生物学科竞赛获奖近百余人次，学生在校期间发表学术论文数篇。

学术讲座是高校进行学术交流、提高教学和科研水平、营造学术氛围的有效手段。如：大型学术会议、跨学科的学术讨论和小型学术讲座、学术讲座、报告、课堂讨论和辩论等活动，有利于教师和学生自由地进行学术上的探索，对于培养大学生的复合知识结构和创新思维，巩固、加深课堂上所学的专业知识，扩大专业知识面，了解最新的专业学科动态，激发学生的创新意识和科研潜能具有重要作用。

多年来，坚持“以教学为中心，以科学研究为支撑，以科研促进教学”的指导思想，激发学生的创新意识和科研潜能，有效提高本科生的科研兴趣和科研实践能力。根据近五年的统计数据(2017-2021)，毕业生国内升学率稳步上升,本专业考研率稳定在15%左右，在省属同类型高校中居领先地位。从就业率、考研率和就业去向来看，本专业培养的毕业生受到用人单位的肯定，普遍反映毕业生踏实肯干、工作能力强、心理素质过硬、具有较好的实践能力及创新能力，根据近年来跟踪调查结果，本专业毕业生，综合评价方面优秀率达到67%，称职率30%人，基本称职率3%。

四、结 语

地方高校根据自身的实际情况在校园文化、激励政策、校外实训基地等方面予以重视。国家和地方政府鼓励有条件的企业，尤其是高新技术企业设立“本科生科研探索实训基地”，鼓励本科生到企业中进行有针对性的科研训练活动，全社会都为本科生的科研探索提供政策、物质和人力支持，集聚资源，认真实施“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)，通过协同创新发挥地方高水平大学独特优势、促进地方高校建设高水平大学的建设及我国青年科技人才的培养,实现我国创新发展模式转变。