大学生科技创新团队：最有效的本土化大学生科研学习形式

郭卉　韩婷　黄刚

摘要：围绕培养拔尖创新人才，我国研究型大学大力推行本科生科研制度，现已形成三种基本形式。本文通过对华中地区三所研究型大学1200名本科生实施了科研参与经历与收获的问卷调查，在对三种大学生科研参与形式的比较中发现：在表征科研学习水平的重要因素——集中投入度、与学长的互动和与同学的互动方面，以及在学习收获——研究能力、学术技能、社会性技能、研究品质和态度的体认以及职业/教育道路的选择和准备方面，科技创新团队学生的表现整体上好于参与教师项目学生和自主申请基金学生。据此认为，大学生科技创新团队是最有效的本土化科研学习形式。强化教师指导，提升科研项目的认知挑战度，是改进本科生科研工作的方向。

关键词：大学生科技创新团队；本科生科研；学习经历；学习收获

一、研究问题

近年来，围绕培养拔尖创新人才，研究型大学进行了一系列改革探索，其中最具研究型大学特点的举措是推动大学生参与科学研究（英文为undergraduate research，也可以表述为本科生科研）。参与科学研究对大学生的发展有何特殊作用？众多研究者运用不同的研究方法不断揭示了本科生科研的效能。在认知方面，参与科研有利于提高本科生对科研过程的深度了解，培养他们的批判性思维、问题解决、数据收集、信息整合、表达和沟通等多方面的能力[1][2][3]；在社会性方面，本科生参与科研对其自信、自尊、人际交往、专业社会化等产生积极影响[4][5]；此外，参与科研对本科生未来的职业发展也有着特定影响[6][7]。随着本科生科研在我国高校的进一步推广，国内研究者也开始注重对本科生科研效能的经验研究，例如，李湘萍运用一所高校学情调查的数据发现大学生科研参与效能十分明显，学生参与科研活动越多，越能感知自身认知水平和社会性能力的提升[8]。笔者也通过调查发现参与科研的大学生在创新知识、创造性思维和创新能力方面的得分显著高于没有参与科研的学生[9]。在充分揭示和肯定本科生科研的教育价值基础上，人们期望能改善本科生科研的经历，从而进一步提高本科生科研的效能。

当聚焦于本科生科研的经历时，我们发现，我国研究型大学已经形成了三种有代表性的本科生科研形式。它们分别是：（1）本科生参与教师研究项目。教育部出台的“基础学科拔尖学生培养试验计划”（2009） 、“卓越工程师教育培养计划”（2010）等政策，倡导为优秀本科生提供在教师实验室和研究团队中进行科研训练的机会。目前，这种形式主要存在于化学、生物等基础性实验学科专业中。（2）本科生自主申请科研基金。2007年教育部推出了“国家大学生创新创业计划”（以下简称“大创”），迄今已有120所高校被纳入该计划，此外许多高校还自行设立了校级本科生研究基金。目前看来，“大创”、“校创”的科研基金形式是学科覆盖面最广、参与人数最多的本科生科研形式。（3）大学生科技创新團队。大学生科技创新团队是以科研训练为活动内容的学生社团，它的科研项目或来自于全国性和国际性科技竞赛任务，或通过在项目市场上竞争获得。科技创新团队是研究型大学正在大力探索的有创新性的本科生科研形式。

通过与国际经验和研究进行比较，我们发现，在本科生科研活动盛行的美国研究型大学和文理学院中，本科生科研主要采用教师指导下的结构化项目形式，即学生在暑假或一学期中集中时间（通常不少于8周）参与教师正在开展的一个真实科研项目，教师对本科生进行专门指导[10]。我国本科生科研的三种活动形式中，第一种参与教师项目形式与美国的教师指导下的结构化项目形式类似，相较之下，我国研究型大学正在大力探索的科技创新团队形式非常具有本土特色。此前，我们通过案例研究方法，对参与教师项目和大学生科技创新团队两种科研参与形式的学习过程差异进行了学理上的阐释。在大学生科技创新团队中，学生的“情境性”学习不仅表现为“合法的边缘性参与”，而且进一步发展到“践行专业身份”，此种深度学习经历更能促进学生高阶认知能力发展和专业价值观的践行[11]。细读案例中大学生的科研学习经历，我们发现学生在时间投入度、任务的认知挑战度、与重要他人互动水平上均有很好的表现。在质性研究基础上，我们期望能通过大样本的调查，在对三种大学生科研参与形式的比较中，全面揭示大学生科技创新团队在科研学习经历和学习收获方面的特点，论证大学生科技创新团队是最有效的本科生科研参与形式，从而彰显具有本土特色的教育活动价值。此外，本研究也尝试提出立足于本土经验的大学生科研参与收获评价指标，以区别于使用大学生发展的一般性指标来衡量科研参与的效能，从而更有效地评估大学生科研参与对大学生发展的价值。

二、研究工具与数据来源

1.研究工具的设计

我们使用的研究工具为自编的“本科生科研参与经历与收获调查问卷”，主要包括学生个人背景信息、科研参与经历以及科研参与的收获自评量表三个部分。学生个人背景信息指的是本科生在参与科研之前已经具备的个人特征，主要包括性别、学科、年级、生源地以及学业成绩排名5个变量。科研参与经历部分旨在考察本科生参与的科研项目情况和科研学习过程情况，分别称之为科研参与经历的背景变量和过程变量。背景变量包括科研项目的类型（是否是学科交叉项目）、研究类型（基础研究、应用研究和综合研究），以及学生担任的角色（负责人、核心参与者、非核心参与者）。综合前人研究以及开放式访谈的结果[12]，过程变量包括表征本科生科研学习水平的3个重要因素——集中投入时间、认知挑战度、与老师、学长和同学互动频次。科研参与收获自评量表部分旨在测量本科生参与科学研究的特定收获。笔者依据开放式访谈的编码结果以及前人的研究结果[13]，提炼出学习收获测量的一级和二级指标，编制了学习收获测量的具体项目，这不同于采用一般的大学生发展指标来衡量科研学习收获。这部分由研究能力、学术技能、社会性技能、研究品质和态度的体认以及职业/教育道路的选择和准备五个维度构成。

“研究能力”主要是指学生在如何开展科学研究方面的能力表现，包括会提出研究问题、设计研究方案、解释数据结果、识别研究不足等；“学术技能”主要指服务于科学研究的具体技能，包括信息检索技能、数据分析技能、学术汇报技能等；“社会性能力”是指在科学研究中与人交往的能力，包括组织能力、合作能力、人际沟通能力；“研究品质和态度的体认”是指对科学研究工作所需要的品质和态度的认知与实践，包括认识到受挫和失败是研究过程中的常态，认识到研究需要严谨踏实，认识到研究要敢于质疑权威，能做到客观看待事物，能做到克服困难坚持不懈完成项目等；“职业/教育道路的选择与准备”是指对未来道路的选择有了认识和准备，包括认清了是否要继续读研，认清了喜欢和向往的专业方向，为未来的研究生学习做了准备等。endprint

2.数据来源

基于研究可行性的考虑以及强度抽样原则，我们选取了华中地区三所理工类研究型大学（以下称为A、B、C校）为研究现场，以参与过科学研究的本科生为调查对象。由于理工类研究型大学学生参与科研的覆盖面更广、形式更加丰富完整，本研究只针对理工科大学生开展调查，调查时间为2016年1月至12月。我们采用随机抽样方法，向三所大学發放了1200份问卷，回收1061份，排除了正在从事第一个研究项目还未完成的样本后，得到588份至少已经完成过1个研究项目的样本①，样本构成情况详见表1。

3.研究工具的信效度检验

我们重点对科研参与收获自评量表部分进行了信效度检验。基于该部分的编制有较好的理论基础、前人研究和访谈经验的支撑，故进行验证性因素分析检验其结构效度。验证性因素分析结果为，接近误差均方根RMSEA为0.037，卡方与自由度之比<2，其他各项拟合指数GFI、AGFI、CFI均大于0.9，NFI为0.892，接近0.9，模型拟合较好。此外，我们还设计了两个效标变量“学业成绩在班级中的排名”和“所获科研成果”。相关分析结果表明，两个效标变量与学习结果总分均呈显著性正相关，相关系数分别为0.161和0.144。这说明科研参与收获量表具有较好的效标关联效度，比较客观公正。

采用Cronbach α系数来对科研参与收获自评量表的总体信度以及所构建的五个因子的信度进行检验，研究能力、学术技能、社会性技能、研究品质和态度的体认，以及职业/教育道路的选择和准备五个因子的内部一致性α系数值分别为0.816、0.743、0.784、0.876、0.850，信度指标甚佳。量表总体信度系数为0.937，信度指标非常理想。

三、研究发现

1.大学生科技创新团队科研参与形式的特点

对588个样本参与科研活动的形式进行频次统计发现，从事科技创新团队项目的学生人数最多，有226人次，占总数的38.4%，从事教师项目的人数次之，从事自主申请项目的学生人数最少，但所占比重也接近30%，详见表2。从数量上观之，三种科研参与形式大致成三分局面，科技创新团队形式是其中最主要的一种。

为了考察三种科研参与形式的特征，我们先通过卡方检验看三种科研参与形式在学生背景变量和科研参与经历背景变量上是否存在显著差异，再通过相关分析看变量之间的关联强度如何，结果如表3所示。从卡方检验来看，不同科研参与形式在学生的学科背景、年级、项目类型、研究类型、担任角色上的表现有显著差异。这些差异可以被看成三种科研参与形式各自的特点。从样本频数与期望频数的差值可以得出三种科研参与形式特点的具体表现：（1）科技创新团队项目更容易是学科交叉项目，研究类型更容易是应用研究和综合研究，参与该类项目的学生更容易是工科生、大二的学生，并且更容易在其中担任项目组核心成员；（2）自主申请项目更容易是非学科交叉项目，研究类型更容易是应用研究和基础研究，参与该类项目的学生更容易是理科生、大三的学生，并且更容易在其中担任项目负责人；（3）参与教师研究项目更容易是非学科交叉项目，研究类型更容易是基础研究和综合研究，参与该类项目的学生更容易是理科生、大四的学生，并且更容易在其中担任项目组非核心成员。

2.在科研参与的学习水平方面，从事科技创新团队项目的学生有着更好的表现

我们对不同科研参与形式学生在表征科研参与过程学习水平的重要因素——集中投入时间、认知挑战度、与老师、学长和同学互动频次的差异进行分析，参与创新团队项目的学生在平均每周投入时间、与学长的互动和与同学的互动方面显著多于从事自主申请项目和教师项目的学生，结果见表4。在认知挑战度方面，从事创新团队项目学生的表现好于参与教师项目和自主申请基金的学生，但是三者之间没有显著差异。在与教师的互动方面，参与教师项目学生的表现好于自主申请基金和参与创新团队项目的学生，但是三者之间没有显著差异②。

不同科研参与形式与平均每周投入时间之间的关联强度（ω2）介于0.059至0.138间，根据Cohen的理论，属于中度关联，不同科研参与形式与其余变量之间的关联强度（ω2）均小于0.059，属于低度关联；不同科研参与形式变量可以分别解释平均每周投入时间、与学长互动、与同年级学生互动变量总方差中6.3%、2.8%、3.4%的变异量；所有统计检验力（1-β）均大于0.95，即表示此分析推论的决策正确率达95%以上。

上述统计分析表明，参与科技创新团队项目的学生的科研学习水平整体上高于参与教师项目和自主申请基金的学生。

3.在科研学习收获方面，参与科技创新团队项目的学生收获更多

我们对参与不同科研活动形式大学生的学习收获差异进行了方差分析，具体结果见表5，参与科技创新团队项目的大学生在研究能力、学术技能和研究品质与态度的体认三个因子的得分上显著高于参与教师项目和自主申请基金项目的学生。在社会性技能方面，参与科技创新团队项目的学生得分显著高于参与教师项目的学生，但与自主申请基金项目的学生没有差异；在未来道路的选择和准备方面，参与创新团队项目的学生得分显著高于自主申请项目的学生，但与参与教师项目的学生没有差异。由于科研参与收获的5个因子是不同质的，难以进行标准化处理，故未进行收获总分的统计和差异比较。

关联强度（ω2）小于0.059，变量间均属于低度关联强度；不同科研参与形式变量可以分别解释Y1、Y2、Y3、Y4、Y5各收获因子总方差中2.9%、1.5%、1.8%、1.6%、1.3%、2.9%的变异量；Y1、Y2、Y3、Y4因子的统计检验力（1-β）均大于0.8（Y5因子接近0.8），即表示此分析推论的决策正确率达80%以上。

总的说来，在三种科研参与形式中，参与大学生科技创新团队项目的学生的收获更大。

四、结论与讨论endprint

1.在三种大学生科研参与形式中，大学生科技创新团队是最有效的科研学习形式

对三种大学生科研参与形式的多个因素比较中，我们发现，大学生科技创新团队是一种非常重要的本土化科研参与形式，它的特点是，主要以工科学生参与为主，主要从事应用研究和综合研究，参与的学生都担任项目组核心成员角色。另外，在表征科研学习水平的重要因素——集中投入度、与学长的互动和与同学的互动方面，科技创新团队学生的表现都显著好于其他两种形式。这一方面说明科技创新团队学生的学习水平最高，另一方面也进一步揭示了科技创新团队科研参与形式的特点，即学生集中时间进行科研，以学生团队形式开展研究，学生间围绕研究任务展开深入的学习互动。与学习水平密切相关的是学习结果。前述数据结果显示，科技创新团队学生在学习收获方面的表现整体上好于另外两种形式。据此，学习经历和学习结果两个方面都表明，在三种大学生科研参与形式中，大学生科技创新团队是最有效的科研学习形式。不过，需要指出的是，大学生科技创新团队科研参与形式主要以工科学生为主，它更适合工科学生。

2.在科研学习中，大学生在与教师互动和认知挑战度上的表现值得关注

前述数据分析表明，三种科研参与形式中，学生在与教师互动的表现方面不存在显著差异，参与教师项目的学生在此点上的表现略好，而科技创新团队学生的表现最弱。依据国际经验，美国大学把教师指导视作是本科生科研的标志，他们将本科生科研模式总结为教师指导下的结构化项目。许多研究也表明，教师的指导影响着学生科研参与的满意度，教师的指导影响了学生科研学习的质量[14][15]。相较之下，我国大学生科研学习中教师的指导是比较薄弱的，这也是极具本土特色的大学生科技创新团队科研参与形式的突出不足之处。深究教师指导不足的原因，这与当前研究型大学根深蒂固的“重科研，轻教学，轻视人才培养”的制度和文化分不开。如何提升教师对本科生科研學习活动的指导，是改善本科生科研中需要特别关注和针对性解决的问题。另外，在认知挑战度方面，科技创新团队学生的表现略好，参与教师项目学生的表现最弱，但不存在显著差异。以学生为中心的学习理论指出，教育要用有认知难度的任务挑战学生的大脑。作为指向发展学生高级认知能力的科研学习，更需要注重科研任务的认知挑战度。[16]在本科生科研中，能全面把握和设置科研任务的认知挑战度的是教师，因此，从提高认知挑战度而言，也需要强化教师的指导。加强教师的指导，提升教师的指导水平，是当前改进本科生科研工作的抓手。

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（责任编辑刘第红）endprint