探索構建以培養本科生專項技能為導向的博士工作室輪訓體系

張向陽 劉晴 申有名 肖安國

摘要應用化學和材料科學類工科專業的應用性、實踐性強，培養學生專項技能目標的達成必須通過有效的輪訓體系運行。我院從理念和定位的明確、輪訓對象和輪訓時間的安排、輪訓計劃和模塊的可操作性，以及管理體制與運行模式等方面探索了以培養本科生專項技能為導向的博士工作室輪訓體系的構建。該體系極大地創新了目前的實踐教學體系，也提高了實驗室建設經費不足的地方性本科院校培養創新型人才的質量。

關鍵詞 輪訓體系 構建 專項技能 成效

中圖分類號：G644文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.17.003

Explore the Construction of Rotation Training System of Doctoral Studio for Training Special Skills of Undergraduate Students

ZHANG Xiangyang， LIU Qing， SHEN Youming， XIAO Anguo

（College of Chemistry and Material Engineering， Hunan University of Arts and Science， Changde， Hunan 415000）

AbstractApplied Chemistry and material science majors are highly practical.Effective systematic trainings are necessary to achieve the goal of cultivating students’ special skills. To cultivate undergraduate special skills， our college explored the construction of rotation training system of doctoral studio from the aspects of clear concept and positioning， arrangement of rotation training objects and training time， maneuverability of rotation training plan and rotation training module， as well as management system and operation mode. The system greatly innovates the current practice teaching system， and it also improves the quality of training innovative talents in local undergraduate colleges with insufficient laboratory construction funds.

Keywordsrotation training system； construction； special skills； effectiveness

1構建我院博士工作室輪訓體系的背景

實施“人才強國、人才興市”的戰略，創新型本科人才的培養至關重要，用人單位招聘時也特別看重本科生是否具有創新意識和創新能力。目前，地方性應用型本科院校都在思考相應的對策，提高創新型本科人才的質量。[1]然而，目前地方性應用型本科院校創新型人才培養體系尚不完善，本科生普遍存在科研創新與動手實踐能力薄弱等問題，這與傳統教育體制長期以來重理論、輕實踐密切相關。[2]為改變這一現狀和落實2019年教育部印發的深化本科教育教學改革22條，包括我校在內的許多地方性本科院校正積極探索新實踐教學體系的構建。探索博士工作室輪訓體系的構建是解決當下地方性本科院校實踐教學體系無鮮明特色、專項技能訓練缺乏針對性，以及實驗室建設經費不足等問題的有效途徑，也是立足于經濟社會的發展對創新型本科人才的需求。2004年2月6日，教育部正式發布了《普通高等學校基本辦學條件指標（試行）》的通知（教發〔2004〕2號），制定了普通高等學校生師比合格條件（生師比為18：1左右）和限制招生條件。一時間，地方性本科院校開始大量引進具有博士學位的專任教師。引進后，一般都為他們配套建設了博士工作室并提供了科研啟動經費，這為構建博士工作室輪訓體系提供了必備條件。

我校是一所全日制公辦本科院校，先后被確定為國家“產教融合工程應用型本科規劃高校”，省“雙一流”高水平應用特色學院。學校目前的目標是建設“地方性、開放式、國際化”國內一流綜合性應用技術型大學。在此大框架下，我院正在積極培養能將理論與實踐有機結合的創新型本科人才。學院的應用化學專業主要培養制藥、精細化工、工業產品分析檢驗與質量控制等方面的應用型高級技術人才。材料科學與工程專業2016年被省教育廳認定為湖南省“十三五”專業綜合改革試點專業，2019年被確認為省一流本科專業建設點。該專業畢業生可從事高分子材料、新能源材料、無機非金屬材料等材料的研究與開發、加工成型、材料結構與性能測試、工藝和設備設計、技術改造及經營管理等方面工作。我院在編制上述兩專業人才培養方案的過程中，曾有過理論為主、實踐為輔的模式，也曾實施過理論與實踐學分對半開的教學模式。然而，在實踐教學的執行過程中，上述兩種模式都存在明顯的缺陷，即實踐教學內容相對陳舊，僅僅停留在認識狀態，專業技術知識與專項技能訓練脫節，學生的獲得感不強，始終有一種“隔靴搔癢”的感覺。雖然我院設置了基礎化學實驗室、化工中心實驗室、應用化學專業實驗室、材料科學與工程中心實驗室四個實驗室，但實踐教學模塊在學生的專業技能培養、科學素養和綜合能力提升方面還存在較大的差距。為了解決這些問題，我們想探索一種新的實踐教學模式。我院現有博士30人，每位博士都配套建設了實驗室，且研究內容涵蓋了應用化學和材料科學的主要研究領域，完全滿足構建博士工作室輪訓體系的要求。于是，我們想構建以培養本科生專項技能為導向的博士工作室輪訓體系，設計專門的訓練計劃與內容，盡可能調動學生的學習積極性，真正做到畢業要求與實踐教學的有效銜接，進一步提升學生的獲得感。這種新的輪訓體系對培養學生的創新思維、創新能力和豐富學科知識背景有著積極作用，符合工程教育認證的內在要求，同時滿足培養創新型人才的個性化需求。另外，探索該體系的構建對辦學經費不足的地方性本科院校培養創新型本科人才，意義重大。

2構建博士工作室輪訓體系的探索

2.1明確博士工作室輪訓體系的理念和定位

明確此輪訓體系的理念和定位是保證該體系正常運行的前提，還牽制到最終的輪訓效果。博士工作室輪訓體系的定位不應只在現有基礎實驗室和專業實驗室的基礎上添磚加瓦，而應緊密圍繞核心專項技能，面向用人單位和未來應用化學、材料科學研究領域實驗技能的需求，同時輪訓結束后，他們有科研激情，能多維度思考問題。以往的實驗教學體系是課程負責人根據人才培養方案開設與理論課對應的實驗課（10門左右），目的是訓練學生的一些最基本實驗操作。受人才培養方案中總學分的限制，學生不可能修讀以高級實驗技能或專項實驗技能為導向的實驗課，無法按照文獻中提供的實驗步驟執行對應的操作，很大程度上影響了科研能力或創新能力的提升。博士工作室輪訓體系的定位要高于基礎實驗室和專業實驗室的定位，既強調從鞏固課程理論知識的實驗體系向應用化學或材料類學科研究領域人才儲備體系構建的轉變，又注重知識點的整合與遷移，以及與其他學科的交叉融合。

實際上，任何科研活動幾乎都是多學科交叉、知識點深度融合和高級實驗技術集成的產物，創新型本科人才也因此備受推崇。跨課程內容的博士工作室輪訓旨在讓學生掌握特殊的實驗技術，促使跨學科復合型創新型本科人才培養目標的達成。[3-4]要實現這些理念，像博士工作室這種高水平的科研平臺必不可少。博士工作室可以為創新型本科人才的培養創造良好的科研環境，還可以讓學生學習各種先進儀器設備的規范操作，以及知曉某個學科領域的科研工作是如何開展的。我院博士工作室輪訓體系的理念始終考慮了如何增強他們的安全意識和規范操作的流程，如何鍛煉理論知識與實踐深度融合的能力，以及如何提升他們的學科素養和創新精神。此外，博士工作室始終以基本操作的規范化和科研環節的具體化為體系運行的主線。

2.2合理安排輪訓對象和輪訓時間

博士工作室的面積普遍偏小，平時就有固定的人員要完成國家級、省級和校級科研項目，承載能力有限。因此，想將所有專業的學生納入輪訓體系操作起來困難，需要在輪訓對象和輪訓時間上要進行合理、巧妙的安排。以我院為例，集中輪訓只面向應用化學專業和材料類專業的學生，按照學生以后可能從事的科研崗位和研究領域的特點，分類別、分領域、分層級開展。輪訓時間的跨度比較大，沒有規定在特定的某一個學期內完成，充分考慮了學生的時間。先將入選學校或學院大學生創新實驗項目的上述兩專業的優秀學生納入輪訓對象，再逐步從大二學生入手，最后擴大到需要科研經歷的大三學生。為了給輪訓體系分配相應的學分，我們將創新實驗的學分納入進來，規定的12個輪訓模塊只需在第六個學期之前完成。學生已跟某個老師在博士工作室從事相關研究，可以不用輪訓這個模塊的內容，只需填好關于該模塊的學習鑒定表以后，可以直接認可。

為更好地加強對輪訓對象的管理，集中地對他們進行輪訓活動前的培訓。輪訓前專業負責人對來博士工作室輪訓的學生進行培訓。目的是使學生盡快了解我院博士工作室的科研方向，熟悉博士工作室的科研環境，知曉博士工作室的各項規章制度，以便能更好地開展輪訓。分別培訓實驗室的安全管理、實驗記錄的書寫規范、科研活動的基本知識、科研活動過程中溝通的基本技巧、考勤制度等內容。同時強調輪訓的要求，要求學生妥善安排好平時的學習課程，服從安排，輪訓期間無特殊情況不得請假。輪訓結束后填寫《輪訓學習鑒定表》并上交學院，否則無法獲得相應學分。專業負責人也集中對博士工作室負責人或指導老師進行培訓。每個輪訓模塊完成后，博士工作室負責人都會提供相應的總結報告和以后持續改進的方向。另外，我院積極對外宣傳博士工作室的研究內容，關于輪訓的內容和需要注意的細節的展示牌全部上墻。輪訓對象施行網上預約制，學生在手機上下載關于輪訓體系的APP后，就能查到博士工作室的基本資料，必修輪訓模塊和選修輪訓模塊的說明。博士工作室負責人發布這個批次的輪訓時間段和輪訓模塊后，學生在APP小程序上進行確認，一旦學生在網上確認好了以后，就可以開始相應的培訓。此外，為了保證所有輪訓對象都能參加，我院還充分利用寒暑假進行輪訓活動。

2.3詳細制定輪訓計劃與輪訓模塊

在詳細制定輪訓計劃和輪訓模塊時，還要充分考慮輪訓對象科研能力的個體差異、輪訓對象的規模和博士工作室的容納能力，避免出現學生在同一個時間段選修同一個輪訓模塊，人滿為患的情況，實驗技能學習效果會被大大削弱，因此要全面協調各實驗室之間的輪訓計劃與輪訓模塊。以博士工作室為依托，將輪訓計劃分為科研活動知曉、科研能力提升和科研技術熟練三個階段，學生在博士工作室進行累計12周以上的輪訓鍛煉。

輪訓模塊的制定應當充分進行調研、收集各方面的需求信息，進行合理的布局、科學的規劃，一旦輪訓體系運行以后無法進行修改。輪訓模塊既要注重多學科的融合創新，又要以學生興趣的激發、能力提升為產出導向。此外，輪訓模塊主要考慮不同學科、不同專業的特點。應用化學或材料類學科基礎研究的主線是“功能物質的制備、表征和性能研究”，輪訓模塊按照這條主線合理安排輪訓內容。這就需要專業負責人充分調研各個博士工作室的研究內容，能完成的培訓單元操作，以及能提供的特有技術操作。輪訓功能物質的制備技能時，某個模塊可以在研究方向相同的博士工作室同時完成，大大地提高了運轉效率。另外，科學實驗做到技術先進、安全可靠、經濟合理、確保質量。例如，“藥物分子的制備”這樣一個選題涉及有機化學、有機合成、分析化學和波譜分析等課程內容，要求學生掌握常規回流裝置的組裝，特殊的無水無氧操作，柱層析實驗技術，核磁共振氫譜、核磁共振碳譜、質譜的解析，純度的鑒定等實驗技能，培訓這些實驗技能的順序遵循研究過程中的邏輯關系。我們發現學生在相關博士工作室輪訓后，很少出現無法讀懂文獻所提供的實驗方案，以及無法執行老師制定的實驗方案的情況，也對學生大四學期需要開展的畢業論文設計的實驗進展有重大幫助。

2.4輪訓的管理機制與運行模式

博士工作室輪訓體系的構建是新形勢下推進實驗教學改革，培養具有創新精神應用化學和材料科學類專業本科人才的重要途徑，完善的輪訓體系應注重培養學生交叉研究能力、創新素質和創新思維。在管理過程中，我院頂層設計了一些規章制度。例如，學院層面首先需要提出一些輪訓體系的實施要求和規范。內容包括：（1）減少輪訓體系中用不上的教學內容，注重教學效率的提高。（2）做好“傳、幫、帶”的同時，強化學生作為化學科研工作者的角色意識，尤其是角色職責、角色義務、角色能力等。（3）輪訓體系包含價值養成、情感教育、技能訓練、意志錘煉、創新創造等內容。博士工作室輪訓體系的管理機制涉及學院、專業負責人、博士工作室負責人、班主任四個層面的協調。為了充分提高博士工作室的資源利用率，學院不僅需要整體規劃好博士工作室，而且要高度重視該類實驗室的建設。以我院為例，功能物質的制備實驗室愿意承擔輪訓任務的，增加實驗場所的面積，多劃撥建設經費等優惠政策。一是調動了博士工作室負責人參與的積極性，二是可以增加學生在相應實驗室輪訓的機會。博士工作室輪訓體系運行過程中涵括了輪訓對象、指導老師和實驗室管理人員，這需要各司其職，協調好各自空余時間。另外，輪訓的管理機制與運行模式管理從輪訓對象的合理安排、輪訓計劃與輪訓內容的可操作性、輪訓實驗模塊的科學設定，以及博士工作室輪訓工作的獎勵機制等方面進行探索。最終，我院通過四個層面完善博士工作室輪訓體系的管理機制和運行模式，保證此輪訓體系的正常運轉。

3博士工作室輪訓體系運行后的效果

3.1科研興趣的激發與科學素養的養成

通過博士工作室輪訓體系的運行，學生既可以每個學期走進實驗室，有機會感受科研氛圍，又可以知曉基礎研究或應用研究的最新狀況。這就相當于我們提前播下了科研的種子，激勵他們以后能堅定地走科學研究的道路。此外，由于真實情況都可以呈現在眼前，招聘信息中研發崗位對人才技能、知識和素質的要求，他們都可以直觀了解。經過一段時間后，博士工作室負責人明顯感覺到學生的勞動紀律、安全意識、溝通交流能力、合作能力和團隊意識都得到了有效的提升，對本專業的熱愛程度也明顯增加。我們還發現，在博士工作室輪訓體系實施過程中嵌入職業規劃的部分內容，以及結合應用化學與材料科學類專業的案例進行教育更有說服力，學生能更加地明白基礎研究的流程、研究生階段的生活和企業研發部門的需求。此外，通過科研組會的形式，營造了創新研究與職業生涯規劃的氛圍，讓學生時刻感受到這種氣息。通過基于我院博士工作室輪訓體系的運行，學生還意識到大學本科四年的科研規劃是職業規劃的起點。

3.2學生的綜合實力明顯增強

經過博士工作室輪訓體系的實踐，學生尚未畢業就能承擔基礎研究或企業相應崗位的研發任務，真正實現學院與研發部門對人才需求的零對接。實施博士工作室輪訓，使學生更真實地參與實踐，技能水平大幅提高。學生對功能物質的制備技術、文獻的識讀都得到了明顯的提升。只要真實參與到項目當中，學生的專業技能水平達都能達到相應科研工作者的基本水平。不少完成博士工作室輪訓體系后進入研究生考試面試階段的學生，普遍受到碩士生導師們的歡迎，這大大增加了他們被錄取的概率。此外，學生的動手能力明顯增強，參加相關競賽時，都能靈活變通，準確的描述許多科學問題，提出一些解決方法，取得了不錯的成績。我院近5年來，學生分別獲得了湖南省大學生化學化工實驗與創新設計競賽一等獎8項，二等獎7項，三等獎10項。國家級大學生創新創業大賽銅獎2項，湖南省大學生創新創業大賽銀獎8項，銅獎6項。全國大學生化工設計競賽二等獎1項等成績。

4博士工作室輪訓體系持續改進的方向

博士工作室輪訓體系應既注重應用化學、材料科學的基礎研究能力，又要多與企業研發部門合作。輪訓體系要想辦法深入融合企業項目，多增加能更準確地體現企業生產一線的技術應用和技術發展需求，以及對本專業人才培養定位更準確、更有針對性和更有實效的項目，充分發揮博士工作室在化工、材料科學本科人才培養方面的作用。此外，該體系還需要協調好指導教師科研項目和輪訓內容之間的關系。從思想理念、保障機制、管理制度和運行模式等方面進行全方位深層次的改革，核心是保證實驗室人才培養、科學研究以及服務社會三大職能的有效發揮。

5結論

我們探索了一條可以激發學生創新能力的新實踐路徑，即以本科生專項技能培養為導向的博士工作室輪訓體系。歷時五年，我院通過運行該輪訓體系，在培養應用化學、材料科學專業學生的創新能力方面取得了不錯的成績。我們堅信，基于該體系的經驗對其他地方性本科院校的實踐教學具有很好的借鑒意義。

*通訊作者：張向陽

基金項目：湖南省普通高等學校教學改革項目（NO.676）

參考文獻

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