“本科生科研與創新人才培養模式改革的實證研究”成果報告

全國教育科學規劃領導小組辦公室

由華中科技大學郭卉主持完成的國家社科基金教育學青年課題“本科生科研與創新人才培養模式改革的實證研究”（課題批準號：CIA130168），日前通過了全國教育科學規劃領導小組辦公室組織的結題鑒定，現將成果報告如下。

一、研究內容與方法

（一）本科生科研的發展歷程以及對本科生科研育人價值的認識

研究一：歷史研究，對國內外本科生科研實踐的發展進行了較為系統的梳理。在國外部分，重點考察了本科生科研發展的三個階段：發端于19 世紀德國大學創建的教學－科研實驗室中；二戰后在美國文理學院推動下得到極大發展；20 世紀90年代以來，美國研究型大學將本科生科研作為本科教學的中心大力踐行。在國內部分，分別考察了學科競賽、“大創”項目以及參與教師科研項目三種本科生科研參與形式的發展歷程。

研究二：理論研究，聚焦于科研參與是一種怎樣的學習經歷，以及如何認識科研參與與大學生發展之間的關系兩個問題。通過對學習理論的梳理發現，社會情境學習理論中的“實踐共同體”“合法的邊緣性參與”以及“認知學徒制”等概念和理論有助于解釋本科生在科研活動中的學習過程。此外，通過梳理大學生學習和發展理論發現，Austin 提出的IEO 模型有助于建立學習投入行為和學習結果之間的關系假設。

（二）科研參與對本科生發展的作用與價值

圍繞“本科生科研是培養創新人才的有效途徑嗎”的中心問題，開展了三個層層推進的經驗研究。

研究一：定量研究。聚焦于本科生科研參與與創新素質發展之間的關系。研究問題是，有科研參與經歷和無科研參與經歷本科生在創新素質因子得分上是否存在顯著差異？具體方法是，對一所理工科研究型大學本科生進行問卷調查，隨機抽樣900 名，有效樣本781 個，其中有科研經歷學生430 名，無科研經歷351 名。調查工具為自編《本科生科研參與及創新素質調查問卷》。

本科生創新素質自評量表的信度、效度檢驗。采用CFA對理論模型進行檢驗和修正，最終形成一個由23 個項目構成的一階六因子二階四因子三階單因子模型，成功地將本科生創新素質構建成一個由創新知識、創新能力、創新思維和創新人格4 個因子構成的潛變量。對有科研參與經歷學生和無科研參與經歷學生在創新素質4 因子上的得分進行了差異分析，初步揭示科研參與與創新素質發展之間的關系。

研究二：定性研究。聚焦于本科生科研參與的經歷和科研參與的收獲，形成對科研學習過程的概念性解釋以及對科研參與收獲的定性認識。具體方法是對H 大學31 名“大創”項目負責人，24 名參與科技創新團隊學生，以及8 名參與教師項目學生，共計63 名來自生物、化學、物理、機械和能源5 個學科的本科生進行深度訪談，以開放的詢問方式讓受訪者自由地談論對研究經歷和科研參與收獲的主觀感受。事后對訪談錄音進行了逐字逐句的整理，對訪談內容進行了編碼、歸類及頻數和人數統計。基于對“大創”項目負責人的訪談，將本科生科研參與收獲歸納為五個方面，形成對科研參與收獲的定性認識。基于對參與科技創新團隊項目的學生訪談，提出了描述和解釋高水平科研學習過程的新概念。

研究三：定量研究。對本科生科研參與收獲進行測量與評估，探究本科生科研參與收獲的影響因素。具體方法是，對華中地區5 所理工科大學至少有1 次完整科研經歷的本科生進行問卷調查，有效樣本836 個。調查工具為自編《本科生科研參與經歷與收獲調查問卷》，包括學生背景信息、科研學習投入、科研參與收獲自評量表三個部分。學生背景信息包括性別、學科、年級、生源地、學業成績排名、所在學校、科研參與次數共7 個變量；科研學習投入（最近一次科研參與）包括科研項目持續時間、平均每周投入時間、科研任務認知挑戰度、與教師互動頻率、與學長互動頻率、與同學互動頻率共6 個變量。科研參與收獲自評量表由研究能力、學術技能、社會性能力和關系、專業社會化、職業/教育道路的選擇與準備五個維度構成。

對本科生科研參與收獲自評量表進行了信度和效度檢驗；對本科生科研學習收獲進行了均值描述和成對樣本T 檢驗；在控制學生背景變量后，運用階層回歸分析檢驗了科研學習投入6 個變量對科研學習收獲5 因子的影響作用。

（三）教師有效指導本科生科研的行為指標體系與教師指導意愿的影響因素

研究一：聚焦于“教師有效指導行為指標體系構建”的問題，采用德爾菲專家調查法。將德爾菲法設計為3 輪數據搜集，分別是專家訪談、專家評價和專家判斷。確立了來自12 個省市23 所大學的71 位優秀指導教師的專家樣本，對其中25 位專家進行了深度訪談，通過對訪談資料的編碼和歸納整理，得到了描述中國大學教師有效指導本科生科研的27 項指導行為；再通過文獻比對，增加了3 項指導行為，將30 項教師指導行為編制成問卷，請45 位專家評價其重要性，進而統計了每個項目的平均數，平均數大于3.5 的項目被認為滿足要求；請30 位專家對通過重要性評估的30 項有效指導行為給出“同意”和“不同意”的判斷，統計了每個項目的專家認同率，認同率大于70%的項目可以保留，結合教師指導功能理論框架對通過專家意見檢驗的指標體系進行整理，最后得到了一套教師有效指導本科生科研行為指標體系。

研究二：定性研究。探究教師指導意愿的影響因素。對25 位本科生科研優秀指導教師進行深度訪談，對訪談的結果進行編碼和整理，得到了教師指導意愿的激勵因素4 項和阻滯因素4 項。

二、結論與對策

第一，有科研參與經歷學生在創新素質4 因子上的得分均值都高于無科研參與經歷學生，在創新知識和創新能力因子上存在顯著差異，在創新思維和創新人格2 個因子上不存在顯著差異。

本科生創新素質的發展與科研參與有密切關系，但由于沒有控制學生其他的教育和學習經歷，所以截面數據不能說明二者之間的因果關系。可以跳出創新素質發展的目標框架，回到更為基礎性的問題，本科生科研參與的收獲是什么？

第二，科研參與是一項具有充分專業價值的學習經歷，它對于大學生專業知識、技能和能力的習得、專業價值觀的獲得、專業發展道路和職業的選擇都有促進作用；科研參與使學生獲得了創新知識、創新能力，發展了學生的創新思維和創新人格。

31 名“大創”學生負責人總共報告了454 次積極的收獲，人均約15 次。將454 次收獲編碼歸納為了5 個收獲主題：其中，“技能”主要包括溝通能力（人際溝通能力、寫作能力、學術報告能力）、團隊領導合作能力、實驗/動手能力、信息檢索能力、計算機能力、學術閱讀能力以及事務性能力；“對研究生教育/職業道路的選擇和準備”包括增進了對科學研究的興趣、確認了讀研究生的選擇、認清了真正感興趣的專業方向以及認清了研究并非自己想要從事的職業，還包括對研究生院校錄取有幫助、提供了“實地工作經驗”、獲得了論文/比賽名次、專利等成果；“深化了對專業知識的理解和運用”包括提高了運用專業知識和技能解決問題的能力，學到了如何提出問題和做研究設計的科研方法，以及深化了對專業知識的理解；“心理和社會性收獲”包括獲得了自信心（對研究能力感到自信，因為取得成績而自信）、成就感、收獲了專業伙伴和生活朋友，以及與教師建立了指導關系；“對科研工作所需品質和態度的體認”包括發展了耐心、責任感、嚴謹踏實、專注、敢于質疑權威等品質和精神。

學生談及最多的收獲是“技能”，技能的發展表征著實踐能力的提升，科研參與促進了學生實踐能力的發展，這是國家推行“大創”項目的主要政策目標。“深化了對專業知識的理解和運用”表征著學生專業智識的發展，其中運用知識和技能解決問題，以及學習了如何提出問題和做研究設計這些收獲是關于“應用”和“整合”的高階認知能力（High-rank Thinking），這也正是教育者期望通過科研活動使學生獲得的主要能力。“對科研工作所需品質和態度的體認”表征著學生的專業社會化發展。“對研究生教育/職業道路的選擇和準備”表征著學生在專業發展道路方面的獲得。“心理和社會性收獲”包括學生獲得的自信心、成就感以及各種社會關系，這些方面與學生的專業發展密切相關。這三類收獲并沒有反映在政策目標中。在創新素質框架內評估本科生科研參與收獲，科研參與使學生在創新知識、創新能力、創新思維以及創新人格方面獲得發展。對本科生科研參與收獲的歸納進一步揭示了科研參與與創新素質發展之間的關系。

第三，本科生科研參與收獲整體較多。不同背景學生的科研參與收獲存在顯著差異。本科生科研參與收獲的表現與教育者的設想和期望并不一致。科研任務認知挑戰度偏低、師生互動偏少，是導致本科生在研究能力和學術技能方面收獲偏少的主要因素。

采用EFA 和CFA 方法對本科生科研參與收獲自評量表進行信度和效度檢驗，最終形成一個由28 個項目構成的一階五因子二階單因子模型。本科生科研參與收獲五因子分別是研究能力、學術技能、專業社會化、社會性能力和關系，以及職業/教育道路的選擇與準備。

五個方面收獲的均值在1.81～2.09 之間，都高于理論均值1.5，說明大學生科研參與收獲整體較多。科研參與最大的收獲是專業社會化，其次是社會性能力和關系，再次是職業/教育道路的選擇與準備；科研參與收獲最小的方面是研究能力和學術技能。教育者賦予科研學習活動首要的目的是發展學生的認知能力，尤其是高階認知能力，然而在最能反映認知能力的研究能力和學術技能兩個方面，學生的收獲反而最低；相反，被教育者所忽視的專業社會化、未來道路的選擇和準備方面，以及并未被看作是科研學習的主要目的——社會性能力方面，學生的收獲卻更多。可見科研參與帶給學生的收獲與教育者的期望和設想并非一致。

對不同科研參與形式學生的科研學習收獲的差異進行方差分析發現，參與科技創新團隊的學生在研究能力、學術技能、社會性能力和關系、專業社會化，以及職業/教育道路的選擇和準備五個收獲因子上的得分都顯著高于自主申請基金和參與教師項目的學生，這表明科技創新團隊科研參與形式的效能最好。另外，自主申請基金的學生在社會性能力和關系收獲因子上的得分顯著高于參與教師項目的學生，兩者在其余收獲因子上的得分不存在顯著差異，這表明，自主申請基金科研參與形式和參與教師項目的科研參與形式在效能上大致相當。

分別以科研參與收獲五因子為因變量，以科研學習投入6 個變量為自變量，以學生個人背景為控制變量進行階層回歸分析發現，科研學習投入自變量對科研參與收獲具有顯著的解釋力，排除學生個人背景4 個變量的影響，科研學習投入6 個自變量可以解釋研究能力、學術技能、社會性能力和關系、專業社會化、職業/教育道路的選擇與準備的25.2%、22.0%、24.7%、18.1%、21.3%的變異量，這說明科研學習投入是收獲的重要影響因素。科研項目持續時間對收獲5 因子均不具有顯著影響。平均每周投入時間、科研任務認知挑戰度、與教師互動、與學長互動以及與同輩學生互動對收獲5 因子都有顯著影響。從影響值大小來看：對研究能力、學術技能影響最大的是科研任務認知挑戰度以及與學長互動；對社會性能力與關系影響最大的是與同輩學生互動以及與學長互動；對專業社會化影響最大的是與教師互動以及與學長互動；對未來道路選擇與準備影響最大的是與教師互動和科研任務認知挑戰度。

樣本學生科研任務認知挑戰度的均值為1.68，標準差為0.53，這說明科研任務認知挑戰度處于中等水平。另外，對學生從事的科研任務的分項統計表明，約50%的學生沒有參與“研究問題的提出與研究方案設計”“撰寫研究報告/學術論文/專利申請”等高認知挑戰度的工作；超過70%的學生比較多或非常多從事“進行實驗或動手操作”“分析整理數據資料”等認知挑戰度一般的工作；超過70%的學生比較多或非常多地從事“查閱資料”“項目任務與進度的溝通協商”這些認知挑戰度較低的工作。由于學生在科研活動中開展的科研任務認知挑戰度一般，導致在研究能力和學術技能方面的收獲偏低。

第四，通過德爾菲法得到了教師有效指導本科生科研的29 項行為條目，進一步運用教師指導行為功能分類框架對29 個條目進行歸類和整理，最終得到了一套包括2 個一級指標、7 個二級指標、29 個三級指標的教師有效指導本科生科研的行為指標體系。一級指標包括結構化指導行為和社會情感指導行為，結構化指導行為下包括規劃研究項目、布置挑戰性任務、訓練、榜樣示范四個方面，社會情況指導行為下包括聯系、幫助和反饋三個方面。

對教師指導本科生科研意愿起激勵作用的因素有教師的“道德感”、對學生發展的滿足感、有助于教師的研究以及學校（學院）的鼓勵等。對教師指導意愿起阻礙作用的因素有學生缺乏連續性、教師時間和精力不足，以及學校評價制度不完善等。

第五，對本科生科研政策調整和制度改進的建議有：國家引導建立科教融合的高等教育人才培養制度；高校改革本科課程體系，將本科生科研由第二課堂轉變為第一課堂；構建科學合理的分層式本科生科研訓練體系；構建本科生科研指導者體系，強化激勵制度，培訓指導能力；優化校內本科生科研管理制度，以管理促成效。