基于“科教融合”“三全育人”双背景的人才培养模式探索与实践——以“试验设计与统计”课程为例

陈 琼，蒋变玲，赵 亮，王维维，王海潮，韩方凯，鲍妮娜

（宿州学院生物与食品工程学院，安徽宿州 234000）

0 引言

2021 年4 月，教育部与自然资源部一致决定全面推进科教融合合作共建工作。科教融合是国家推动现代高等教育发展、落实科技创新战略的关键要素，也是保证杰出人才产出的重要支撑[1]。宏观层面的科教融合主要表现为传统独立的科研系统与教育系统的协同融合；中观层面的科教融合以科研单位与高等院校的协同融合为主；微观层面的科教融合，核心是高等院校内部的科学研究和教育教学的相融合[2]。高校思想政治教育工作直接关系到高校人才培养质量，需建立全员、全程、全方位育人机制[3]。

将科教融合的人才培养理念落实到课堂教学中，需要全员参与、全过程不松懈、全方位整合设施及资源，同时要求教师讲授基础知识的同时开展以探究为导向的引导，激发师生互动。推进科教融合实质建设，对提升国家创新体系整体效能具有极为重要的意义。如何更好地实现科教融合也是教育工作者关注的课题。

1 传统“试验设计与统计”课程中的问题

“试验设计与统计”是食品及生物相关专业本科教学中重要的专业必修课程，也是学生必须掌握的一门工具学科[4]。掌握该课程的内容是学生从事科学研究的重要基石，也是“科教融合”及“三全育人”的必然要求。科学研究的严谨性及规范性要求日益增长，使得该课程的关注度越来越高。

在“科教融合”及“三全育人”的新背景下，该课程的传统教学方式弊端凸显，如学生学习的理论知识与科研实践脱离、被动接受教育、学习积极性不高、思想政治教育与专业课教育分离等。教师需全面整合各方资源，结合科研实况，有机地融入科学研究，使学生积极主动、全面直观地掌握基本理论和实践应用等知识，进而培养学生科研探索精神和专业责任感。因此，教师需要根据新的发展需求做好相关的教学改革探索实践，从而更高效地实现科教融合及立德树人的总体目标。

2 “科教融合”“三全育人”双驱动的“试验设计与统计”课程具体应用与实践

将课程理论知识与科学研究及思政教育进行融合，在传授知识的同时，以润物无声的方式让学生的思想政治得到教育，教学效果较好。科研案例的引入，能够有助于学生理解和掌握专业理论知识，同时能够很大程度激发学生参与科学研究的热情，在达到以科研促教学目的的同时，为“三全育人”作铺垫。循序渐进地培养学生养成严谨、求实、专注的科学态度，并逐步将这些优良品质内化成为自身的高尚情操[5-6]。

2.1 基础实验为“试验设计与统计”进行铺垫

食品及生物相关专业学生，在大学一年级时就需要进行全方位的基础实验的学习与实践，这些实验为学生后期学习“试验设计与统计”相关知识进行了重要铺垫。基础实验中的课题，基本上都是一些经典的验证型实验，学生在学习过程中需要提前了解相关的过程，明确实验原理及目的，确定实验操作步骤及注意事项，实验结束后需要对所得结果进行统计分析。该过程需要学校提供充足资源，教师全方位悉心指导，学生认真学习、密切配合、积极反思、总结经验，同时为后续的科研探究打下基础，是“三全育人”和“科教融合”的良好开端。

2.2 学生科研项目申报及实施

教师指导已具备相关基础科研探究能力的学生，积极申报省级大学生创新创业训练计划项目，学生经过独立完成实验方案设计、实验内容实施和数据处理与结果分析等。在已有的研究为基础上，还可以继续深入探索相关研究，进而申报国家级大学生创新创业训练计划项目等。此外，科研论文的撰写能够锻炼学生归纳总结及数据分析能力，学生需要借助“试验设计与统计”相关知识。例如，对所得实验数据进行分析时，首先需要对数据进行整理，这就要用到该课程第二章试验数据的整理和特征数的计算相关知识；然后根据样本数据分布类型，从而选用适当的统计分析方法，并对实验结果的可靠性进行检验，这就要用到理论分布及抽样分布、统计假设检验、单因素及二因素方差分析等章节内容。

在指导学生项目的申报及实施过程中，全方位密切协作，全过程悉心指导，全员共同参与。首先，让学生端正科研态度，严谨求实。学生获取知识的同时，实验技能也得到了强化和锻炼；实验测定工作量较大时，按照传统方法测定较为繁琐且试剂耗材用量大，学生会通过查阅国内外相关文献和咨询指导教师，改变传统的测定方法，使之适用于微量测定，在获取较为准确实验结果的同时厉行节约；同时，实验实施需要团队协作，有些指标需要短时间内快速测定，这就需要各成员分工明确、密切配合，锻炼了学生团队协作的能力；实验过程中发现的一些新的现象，也需要去学生继续探索。

2.3 “科教融合”“三全育人”驱动学科竞赛

为了进一步促进学生积极参与科研，教师还可以通过指导学生将获得的成果参加相关学科竞赛。在竞赛的前期准备及参与过程中，学生需要进行课题的设计及尝试，在不断试错中总结经验教训。例如，学生在实验类学科竞赛的准备过程中，发现3 次平行实验的重复性极差，需要在指导教师的指引下，结合试验设计与统计中试验设计基础这一章节的内容，逐一排查操作、样品沉淀、加样误差和所使用的仪器设备未清洗干净等因素，均未发现异常。后续仍不断探索，发现个别样品中有结晶出现，学生经反复验证后找出原因，即反应体系在低温下形成肉眼难以分辨的微小结晶，从而影响了实验的结果。然后放在水浴锅上保温，问题得到解决，进而锻炼了学生在科研的过程中发现问题和解决问题的能力。

参与学科竞赛需要发挥团队成员的各自优势，整合各方面的资源，积极探索新的方向，为后续从事相关研究及工作奠定基础。

2.4 “科教融合”“三全育人”驱动“试验设计与统计”在毕业论文中不断优化

实验类型的毕业论文需要应用“试验设计与统计”相关知识。首先，学生需要根据毕业论文题目及任务书的要求进行文献资料查阅，撰写开题报告。该过程是以“试验设计与统计”课程中的《试验设计基础》这一章为基础，首先明确毕业论文的研究目的是什么、解决什么问题，以及在科研和生产中的作用、效果如何等。注重实用性、先进性、创新性及可行性。明确要研究或者设计的对象，结合选题表的相关要求，设计与自己课题相关的实验。确定实验方案，主要包括研究的因素、水平确定等；实施过程中严格遵循试验设计的三大原则：重复、随机化、局部控制。实验结束后，对各阶段取得的资料要进行整理与分析，所以应明确采用统计分析的方法，如t 检验，方差分析、回归与相关分析等[7]。题目论证、实验室申请、试剂耗材采购、过程指导、论文答辩等，整个过程需要整合学校及二级学院相关资源，达到全员、全过程、全方位育人的目的。

3 结语

以“科教融合”“三全育人”双驱动主导食品及生物相关专业人才培养全过程，在“试验设计与统计”教学改革、探索、应用实践等方面积极探索，让教学与科研相互促进、相辅相成，对高素质综合人才的培养具有重要意义。随着科学研究的不断创新，社会对于创新型人才解决复杂工程问题的能力提出了更高的要求，而以“科教融合”和“三全育人”为背景的教育教学模式有助于培养高素质综合型创新人才。