研究型大学本硕博贯穿式培养探索与实践

2022-09-05张洪艳杨光义

电气电子教学学报 2022年4期

张洪艳杨光义

(1. 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉 430079)(2. 武汉大学电子信息学院，武汉 430072)

办好高等教育、培养高层次人才是高校的首要任务[1]。习近平总书记高度重视教育工作，指出要优先发展教育事业，实现高等教育内涵式发展，着重培养创新型、复合型、应用型人才。在人才培养中，本科教育是最为重要的部分，是研究型大学的本质工作和发展根基[2-3]。作为首批国家双一流建设高校，武汉大学始终高度重视人才培养与本科教育。为此，武汉大学始终以强调学生的个性化发展为指导思想，不断完善培养体系，通过优化大类招生和大类培养提高本科教育的通识性和灵活性，通过倡导创新创业教育提升人才培养的全面性和专业性，更好地适应了社会对高端拔尖人才的需求[4-6]。

在本科生培养过程中，始终注重提高本科阶段与研究生阶段培养的连贯性，始终坚持人才培养与高水平科学研究相融合。从学生本科阶段的核心诉求出发，将学生的研究选题与国家科研项目相结合，因人制宜地制定学生的研究方向与培养方案，树立学生的科学精神和创新意识，综合性地锻炼学生解决实际问题的能力，从而提高学生本科阶段应具备的学术素养、实践能力和创新能力。

1 现状分析

尽管本科阶段学生对于自身的时间和精力有很大的自主权和选择权，然而，受限于本科课程教学内容的有限性和滞后性，学生对于理论知识的应用能力和批判性思维能力仍然是不足的[7-8]。

1.1 本科阶段课程教学内容的有限性

在获取与学科专业相关的知识中，本科阶段学生获取知识的渠道有多种，例如课堂上的授课教学、课后对相关内容的补充、完成课程所布置任务的相关资料检索、基于科研或竞赛活动的具有针对性的研究性学习、基于个人兴趣爱好等的自主学习，但主要体现为与课程教学相关的渠道。根据培养方案与教学大纲制定的课程，本身便受制于教学时长的有限性。相对于日益增长的学科知识而言，课程教学所涵盖的内容是远远不够的。

本科教学的主要目标之一，是为了让本科生可以胜任今后可能从事的研究性工作。基于对教学内容的把握和教学质量的需求，需要反复检验和校正，导致本科的教学内容普遍存在滞后性，难免与对应的学术前沿存在一定的脱节。此外，学科间的边界逐渐模糊，交流日益增多，有限而零散的课程式培养也难以满足学生对知识交叉融合和实际运用的需求。总而言之，现代科学中，学科知识日益增长的无限性与本科阶段课程教学的有限性，是亟待解决的一大矛盾。

1.2 本科阶段教学对解决实际问题能力的培养不全面

如图1所示，学科知识分为两类，其中一类为通常意义上的学科知识，主要体现为与该学科相关的由概念、定理、公式等构建而成的知识体系，是一种显性的学科知识；另一类学科知识主要体现为实践能力，或者说使用者在实际应用场景下解决实际问题的能力，是一种隐性的学科知识[9]。隐性学科知识又可以分为主动性探索的解决问题能力和被动性习得的解决问题能力，两者的区分主要体现在解决问题的过程中获得解决问题方案的不同。被动性习得的能力主要体现在面对既有的实际问题和与之对应且已经存在的解决方案时，如何快速掌握相应方法并解决相应问题。主动性探索的能力主要体现在面对既有的实际问题和尚未存在完备或合适的解决方法，如何自主探索出相应解决方案并解决相应问题，这一类问题往往是实际应用中普遍存在的，对主动性解决能力的培养也是实践能力培养过程中的核心目标[10]。

在学生培养过程中，显性知识与隐性知识的培养都是需要着重进行的。显性知识的获取往往较为便捷，记载、转述、教学等的成本也普遍不高，而隐性知识的认知过程中大多涉及到学生亲自动手实践，比如实验课程的教学中往往涉及到相关实验场地、仪器和方案的规划落实。考虑到对两类知识培养过程中教学方需要付出的成本明显存在不同，相对于显性知识的教学，对于隐性知识的教学往往是更为困难的。需要注意的是，在实践能力的培养过程中，主动性解决能力的培养往往是需要建立在对被动性解决能力有一定基础的掌握之上。本科教学内容的有限性往往难以兼顾到主动性解决能力的培养，而事实上多数内容本身也缺乏对这一方面教学的涵盖。此外，检验和考察方式也是课程教学的一项重要环节，但对个体主动性解决能力的量化往往更具主观性，在保障考核公平公正的情况下，实际应用中考核方式不可避免地存在有限性，导致难以考察学生对主动性解决能力的掌握程度。

图1 学科知识的分类

2 本硕博贯穿式培养的意义

在学生培养过程中，始终坚持人才培养与高水平科学研究相融合，将学生的研究选题与国家科技项目有机统一结合，将学术成果和学生的核心诉求相结合，将研究生培养和本科生培养贯穿起来，因人制宜地制定学生的研究方向和目标，培养学生的科学精神、创新意识，提高学生综合分析问题和解决实际问题的能力，从而提高学生的学术素养和创新能力。图2体现了本硕博贯穿式培养的意义。

2.1 本硕博贯穿式培养对本科生培养的意义

以课程教学为主体的本科教学培养过程中，往往存在教学内容的有限性和实践能力培养的不充分不全面的问题。构建完善的跨学科平台，学生可以出于自身兴趣或者在教师、研究生学长等的指导下，逐渐把握有限的教学内容与无限的学科知识之间的差异，并对欠缺的知识内容进行针对性的补充，提高学生自主对本科阶段课程教学内容有限性的补充能力。

此外，注重本科生的研究性工作，从学生在本科阶段的核心诉求出发，通过与国家科技项目有机统一结合等方式，因人制宜地制定学生的研究方向与目标，分批次设立不同难度与重要程度的研究性任务。尤其是对于有志将来从事研究性工作的学生而言，早日接触前沿的科研课题，将理论和实践结合起来，通过在实际应用中解决实际问题，在兼顾被动性习得与主动性探索实践能力的培养目标下，可以更早地发掘学生对学科的兴趣与潜力，由浅入深地综合性培养学生解决实际问题的能力。

2.2 本硕博贯穿式培养对研究生培养的意义

本硕博贯穿式培养注重本科阶段与研究生阶段培养的衔接性，在本科阶段弥补教学内容的有限性和实践能力培养的不充分不全面，提升本科阶段教学内容的深度与广度，将传统意义上的研究生阶段教学目标有选择性地下放到本科阶段进行培养，具备一定从事如攻读研究生等研究性工作的基础。

在完成对本科生的贯穿式培养过程中，需要因人制宜地制定学生的研究方向与培养方案，而方案间的差异性与复杂性也往往导致需要所属相关学科的教师和研究生共同承担培养工作。更好地完成与学科相关的知识传授，可以敦促承担这一工作的研究生完善个人的学术水平，并切实地培养研究生的组织能力与领导能力。

3 本硕博贯穿式培养的探索与实践

在学生培养过程中，充分考虑每个本科生的差异性，包括学生所属学科、专业知识掌握程度、实践能力水平和个人追求等情况，并与学生充分沟通的基础上，注重综合考虑学生的研究兴趣和能力，逐步培养学生的科研热情和科学精神，充分发挥学生的主观能动性，引导学生由浅入深地完成研究性任务，从而提高学生的学术素养和创新能力[11]。

3.1 改进培养方案，牢固科研基础

依托武汉大学完备的学科体系与测绘遥感信息工程国家重点实验室雄厚的科研实力，以测绘、遥感学科为核心，结合数学、物理、计算机、电子信息、环境资源等学科，为学生构建完善的跨学科平台。结合学生本科阶段所构建的知识体系架构，与实际从事的研究领域所需求的基础相比较，通过鼓励学生以选修或旁听的方式完成对应的学习任务，实现对固有培养方案进行个性化补充[12]，因人制宜地制定培养方案，如表1所示。“高等数学”“线性代数”“概率论”和“数理统计”“专业英语”属于数理基础课程，是三个研究方向共同的，所以没有在表1中列出。

3.2 参与科研项目，激发主观能动性

鉴于本科阶段的主要任务是完成课业内容的学习工作，本科生参与科研项目和实验室活动仍属于课外活动，这也导致本科生与研究生之间在各方面或完成不同任务上普遍存在着不等的差距，所以也需要在各类实验室活动中承担不同的责任和工作。

图2 本硕博贯穿式培养的意义

对不同的实验室活动，可以分为尝试性参与和深度性参与两类活动。在尝试性参与的活动中，应当充分考虑本科生与研究生在这类活动中承担的工作差异，如倡导本科生积极参与课题组日常“组会”“研讨会”“学术报告”和“读书会”等活动，以旁听指导老师、研究生学长的研究内容分享与汇报为主。对于深度性参与的活动，如邀请学术前沿研究人员或业界领军人物来进行交流汇报，这类活动中则要求本科生与研究生一同了解相关领域的就业和应用前景，并鼓励学生尝试进行一定的汇报工作，逐步掌握从事研究性工作的核心基础。通过这些具体活动，从科研选题到目标设定，从学术交流到撰写报告，从阅读论文到撰写论文，逐渐深入实验室的科研项目和团队日常工作。

通过倡导本科生参与实验室活动，逐步接触业界最新的实际应用进展，体会从事学科相关研究的重要性，更容易增强学生的使命责任感，进一步激发学科的学习情绪[13]。经过近三年的培养，这些本科生在提高学术能力的同时，对所学专业知识也有了更深的体会，有的团队还会取得科研论文、竞赛获奖等标志性成果。表2列出了近五年来培养学生所取得的一些标志性成果。

3.3 注重人才梯队，本科生和研究生贯穿式培养

课题组十分注重人才梯队建设，始终坚持将本科生和研究生贯穿式培养。利用承担本科教学授课任务、同事推荐和同学引荐等多种渠道，每年不定期吸收一批本科生到课题组中来。这些本科生在上好理论课程的同时，参与科研项目中的一些环节。他们往往三人组成一个小团队，有的申请大学生科研，有的组成兴趣小组。通过将课题组正在开展的科研项目分解成小课题，借助课题组提供的平台(包括场地、服务器、经费等)，结合学生的实际能力和任务所属项目的实际进展情况，积极开展科学研究，循序渐进地完成不同难度的研究性任务，由浅入深地综合性培养学生解决实际问题的能力。

这期间，安排相应的研究生参与本科生团队的指导，这样做有利于本科生度过科研入门时的迷茫期，增强本科生的优越感和获得感。同时，研究生在带领本科生的过程中，可以将数据标定、验证实验等技术含量稍低的任务安排给本科生，提高本科生学术能力的同时，也有利于减轻研究生的科研压力。经过2～3年的传帮带，本科生可以迅速地成长起来，成为课题组坚实的后备力量。