結(jié)合科研課題促進(jìn)食品專業(yè)大學(xué)生研究計(jì)劃的實(shí)踐

洪雁等

摘 要：食品專業(yè)本科生科研能力培養(yǎng)是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才，為更高層次的研究生教育輸送高質(zhì)量的生源的關(guān)鍵一環(huán)。江南大學(xué)食品學(xué)院淀粉科學(xué)與工程研究室采用本科生教育全程導(dǎo)師制的教育模式，使本科生從進(jìn)入大學(xué)開始就參與到導(dǎo)師的研究課題中來。采用三個層次的逐級培養(yǎng)模式，使學(xué)生可以從課堂被動接受知識轉(zhuǎn)變到以探索、研究發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的主動學(xué)習(xí)，促進(jìn)了專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的融會貫通，提高了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，尤其是科研創(chuàng)新能力的提升，取得了良好的人才培養(yǎng)效果。

關(guān)鍵詞：食品專業(yè) 科研課題 大學(xué)生研究計(jì)劃 科研創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0153-03

在我國大力推進(jìn)科教興國、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略及建設(shè)創(chuàng)新型國家的歷史背景下，培養(yǎng)大批拔尖創(chuàng)新人才和數(shù)以千萬計(jì)的高素質(zhì)專門人才既是時代賦予高等教育的神圣使命，也是高等教育實(shí)現(xiàn)內(nèi)涵發(fā)展、推動世界一流大學(xué)建設(shè)的關(guān)鍵途徑[1-5]。一流大學(xué)本科教育在人才培養(yǎng)中處于極其重要的基礎(chǔ)性地位，它一方面擔(dān)負(fù)著直接培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任；另一方面要為更高層次的研究生教育輸送高質(zhì)量的生源[6]。

江南大學(xué)作為擁有我國食品領(lǐng)域中唯一的食品科學(xué)與工程國家一級重點(diǎn)學(xué)科和食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)校，肩負(fù)著為社會培養(yǎng)食品專業(yè)高級專門人才和創(chuàng)新型人才的責(zé)任。如何有效加強(qiáng)食品專業(yè)大學(xué)生的科研能力培養(yǎng)已成為當(dāng)前學(xué)校教學(xué)改革的重要內(nèi)容和研究課題。

近年來，國家及各級政府對科學(xué)研究的重視逐漸增強(qiáng)，科研經(jīng)費(fèi)投入加大，同時高校與企業(yè)合作進(jìn)行技術(shù)革新與產(chǎn)品開發(fā)，也進(jìn)一步促進(jìn)了高?？蒲泄ぷ鞯拈_展，高校教師承擔(dān)了越來越多的縱向和橫向科研項(xiàng)目?？蒲许?xiàng)目的順利實(shí)施，需要更多的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，從事科學(xué)研究，同時也為高校加強(qiáng)大學(xué)生科研訓(xùn)練和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了更多更好的機(jī)會和平臺。我校食品學(xué)院淀粉科學(xué)與工程研究室依托教師科研課題，在加強(qiáng)大學(xué)生科研訓(xùn)練及創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面進(jìn)行了一些探索，并取得了初步成效。

我校食品學(xué)院淀粉科學(xué)與工程研究室現(xiàn)有專職教師5名，另外還有1名專職實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，目前研究室除了承擔(dān)食品學(xué)院本科專業(yè)的《淀粉化學(xué)與工藝學(xué)》《食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)》《實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)》等專業(yè)課的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，還承擔(dān)了國家級、省部級、廳級、校級及橫向科研課題10多項(xiàng)?？蒲许?xiàng)目內(nèi)容涉及淀粉結(jié)構(gòu)的研究及淀粉改性、淀粉酶的開發(fā)、淀粉生物轉(zhuǎn)化利用等領(lǐng)域。因此，僅依靠本研究室現(xiàn)有科研人員完成正常的教學(xué)和科研任務(wù)有些力不從心。為此，我們鼓勵學(xué)習(xí)成績好、對科研感興趣的食品學(xué)院本科學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目。

食品科學(xué)是應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)及工程知識來研究食品的物理、化學(xué)及生化性質(zhì)及食品加工原理的一門科學(xué)，是一門跨學(xué)科的專業(yè)，尤其是和化學(xué)學(xué)科密不可分，需要通過化學(xué)的研究手段和理論去探索食品中的原理和性質(zhì)[7-8]。目前，食品學(xué)院的本科生在低年級都會學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)相關(guān)課程；大學(xué)二年級結(jié)束時，基本已經(jīng)完成基礎(chǔ)化學(xué)相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，掌握了一些化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)技能，具備了參與教師科研課題的能力。淀粉科學(xué)是食品科學(xué)中的一個分支，因此，我們主要選擇淀粉科學(xué)研究方向本科生，參與到該次科研能力培養(yǎng)的教育教學(xué)試點(diǎn)中。

1 參與形式與實(shí)施步驟

結(jié)合食品學(xué)院優(yōu)生優(yōu)培、因材施教的本科生全程導(dǎo)師制的培養(yǎng)方式，充分發(fā)揮導(dǎo)師的主導(dǎo)作用，為本科生提供有效的指導(dǎo)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，激勵創(chuàng)新意識，鼓勵創(chuàng)新發(fā)明，提高本科生的綜合科研素質(zhì)，夯實(shí)專業(yè)知識，為其以后繼續(xù)深造或是進(jìn)入食品行業(yè)，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[9-10]。

本科生參與實(shí)驗(yàn)室科研課題，分為三個層次進(jìn)行。本科生利用課余時間，以及寒暑假，參與到實(shí)驗(yàn)室課題研究。學(xué)生和教師進(jìn)行雙向選擇，以學(xué)生導(dǎo)師制為依托，針對該實(shí)驗(yàn)室本科生，制定切合本科生發(fā)展的全程培養(yǎng)計(jì)劃。該研究室的科研課題主要分為4個研究方向：淀粉資源的開發(fā)與改性、淀粉生物轉(zhuǎn)化利用、淀粉化工產(chǎn)品的研究、淀粉加工副產(chǎn)物的利用。本科生以科研小組的形式，分層次，分階段，參與到實(shí)驗(yàn)室不同的科研課題中。

1.1 大學(xué)生研究計(jì)劃（Participate In Research Programme，PRP項(xiàng)目）

PRP項(xiàng)目是本科生參與研究課題的第一個層次，主要針對本科一年級和二年級的學(xué)生。研究室將研究課題名稱及主要研究內(nèi)容對學(xué)生公布，本科一、二年級學(xué)生根據(jù)自己的興趣，提交書面申請。最終，確定以實(shí)驗(yàn)室博士、碩士與本科生實(shí)現(xiàn)“一對一”的培養(yǎng)形式，以本科生和指導(dǎo)博士、碩士形成一個研究小組。本科生在課余時間，跟隨博士、碩士進(jìn)行課題研究，博士、碩士對本科生進(jìn)行全程指導(dǎo)，導(dǎo)師以討論小組以及組會的形式，培養(yǎng)本科生的動手能力，并對其科研思維進(jìn)行指導(dǎo)。

PRP項(xiàng)目相對而言主要是鍛煉低年級學(xué)生的動手能力和規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，要做到讓學(xué)生能多問多做，比如淀粉中直鏈淀粉含量測定中標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定中涉及的分光光度計(jì)的使用和吸光值的測定，要學(xué)生明白測定的原理，化學(xué)試劑的作用，如何正確使用分光光度計(jì)，在測定中應(yīng)注意的操作事項(xiàng)等，通過項(xiàng)目的實(shí)施，能使學(xué)生明確何為做科研，如何形成完善的研究思路。

1.2 本科生課余研究項(xiàng)目（Undergraduate Research Opportunities Program，UROP項(xiàng)目）

UROP項(xiàng)目是在PRP項(xiàng)目基礎(chǔ)上的第二個層次，以三年級和四年級本科生為主。經(jīng)過PRP項(xiàng)目的培養(yǎng)，以及基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，大三大四的本科生，逐步具備了獨(dú)立開展課題研究的能力。因此，有必要進(jìn)一步鼓勵他們參與UROP項(xiàng)目，培養(yǎng)其獨(dú)立開展課題研究的能力。

UPOR項(xiàng)目由導(dǎo)師制定本科生課余研究課題，學(xué)生自由組合競爭，經(jīng)過評選學(xué)生利用課余時間，提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，以研究小組的形式，參與導(dǎo)師課題研究。導(dǎo)師對本科生課余研究項(xiàng)目進(jìn)行全程指導(dǎo)，研究小組定期匯報(bào)研究進(jìn)展。同時，鼓勵學(xué)生結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，申報(bào)校、江蘇省以及全國大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。

UPOP項(xiàng)目的實(shí)施中需要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考和合作完成科研項(xiàng)目的能力，培養(yǎng)學(xué)生通過查閱科技文獻(xiàn)制定實(shí)驗(yàn)方案并學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如實(shí)驗(yàn)室目前有六名同學(xué)通過和導(dǎo)師制定研究課題申報(bào)獲得2013年江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“淀粉基食品乳化劑及其在新型功能性飲料中的應(yīng)用”，導(dǎo)師在該項(xiàng)目研究的過程中，說明該研究的目的以及要達(dá)到的目標(biāo)，和研究小組一起討論制定研究計(jì)劃，并引導(dǎo)學(xué)生去查閱文獻(xiàn)明確實(shí)驗(yàn)方法，尤其是乳化性的測定、淀粉粒徑與乳化性的關(guān)系等，在實(shí)施過程中，學(xué)生能很好的互相配合并完成了項(xiàng)目；該項(xiàng)目對學(xué)生最大鍛煉的體現(xiàn)在于他們進(jìn)入畢業(yè)環(huán)節(jié)后對畢業(yè)課題思路的理解、實(shí)驗(yàn)方案的確定以及文獻(xiàn)的查閱能力得心應(yīng)手。

1.3 本科生畢業(yè)課題

該培養(yǎng)計(jì)劃針對畢業(yè)年級本科生，是對本科生科研能力的進(jìn)一步提升，也是本科生大學(xué)生涯中學(xué)習(xí)能力的一個全面檢驗(yàn)。畢業(yè)課題的確定在該實(shí)驗(yàn)室是具有沿襲性的，與前兩個培養(yǎng)環(huán)節(jié)不同的是本科生需要完全獨(dú)立開展課題，以相近課題的博士、碩士與本科生形成一個研究小組，每周定期開展組會，進(jìn)行問題討論，并制定下一周的完善的試驗(yàn)計(jì)劃。導(dǎo)師對研究小組的研究進(jìn)展及試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行全程指導(dǎo)。

該環(huán)節(jié)能重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科研分析能力，通過與研究小組其他成員的溝通與交流，從不同角度分析課題，不斷完善科研計(jì)劃，增加學(xué)生的科研能力。該實(shí)驗(yàn)室研究小組“淀粉結(jié)構(gòu)的研究及淀粉改性”每周二有兩名學(xué)生就課題的進(jìn)展以及存在的問題進(jìn)行討論，大家從各自的理解角度提出一些思路，導(dǎo)師和學(xué)生經(jīng)過討論不斷完善課題的研究方案。

2 實(shí)施過程與指導(dǎo)

本科生參與研究室科研課題，全程采用“小組制”。當(dāng)導(dǎo)師確定參與科研的學(xué)生后，將成立3～5人的研究小組，首先會要求研究小組在3～4周的時間內(nèi)對導(dǎo)師研究課題進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)的查閱。通過查閱資料，對課題的國內(nèi)外研究進(jìn)展、方法、手段和課題研究的意義有一個大概的了解。

在學(xué)生查閱資料后，指導(dǎo)教師組織小組成員進(jìn)行討論，要求每個學(xué)生就自己查閱文獻(xiàn)的情況及對課題研究內(nèi)容的了解談?wù)撟约旱南敕ê鸵庖姡瑫r指導(dǎo)教師還結(jié)合自己所申報(bào)的課題從資料查閱、選題、申報(bào)材料撰寫等方面跟學(xué)生進(jìn)行交流，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析文獻(xiàn)資料的能力和初步了解撰寫科研項(xiàng)目申請書的基本方法。

當(dāng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后由指導(dǎo)教師及專職實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員負(fù)責(zé)學(xué)生的具體指導(dǎo)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)期間，指導(dǎo)教師必須定期進(jìn)行指導(dǎo)，包括詢問實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況、查看和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析存在的問題并提出改進(jìn)辦法、下一步實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案等。每周研究小組必須有一次研究總結(jié)，并和指導(dǎo)老師進(jìn)行討論。

3 實(shí)施結(jié)果

通過實(shí)施全程導(dǎo)師制，多層次的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，使本科生一進(jìn)校就接受到導(dǎo)師的引導(dǎo)教育，在本科生接受基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程教育的同時，就可以有機(jī)會接觸到導(dǎo)師的研究課題，這在一定程度上可以加深本科生對于教學(xué)課程知識的理解。經(jīng)過幾年的探索與應(yīng)用，該培養(yǎng)體系，逐步地走向成熟，成為培養(yǎng)本科生科研能力的一種有效培養(yǎng)方式。該培養(yǎng)體系激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行課題研究的積極性，提高了學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科研的能力，加強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和能力，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和能力。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 專業(yè)素養(yǎng)強(qiáng)，知識儲備廣

本科生從大學(xué)一年級就開始進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并且開始對導(dǎo)師的研究課題有所接觸。雖然，該培養(yǎng)計(jì)劃會占用本科生較多的課余時間，但是通過幾年的實(shí)踐效果來看，該培養(yǎng)計(jì)劃并沒有影響到本科生的學(xué)業(yè)成績，反而使本科生大學(xué)生活更加充實(shí)，增加了學(xué)生施展才華的機(jī)會。通過該培養(yǎng)體系，本科生可以及時的將課堂中學(xué)到的專業(yè)知識與實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究結(jié)合起來，二者相互促進(jìn)，加強(qiáng)了他們對于專業(yè)知識的理解，專業(yè)科研素養(yǎng)也上升了一個層次。本科生對導(dǎo)師研究課題的深入了解，也反過來激發(fā)了他們對于專業(yè)課程知識的探究與應(yīng)用，他們的專業(yè)課程知識理解的更加深入，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課也更加得心應(yīng)手。

3.2 分析問題和解決問題的能力明顯加強(qiáng)

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題，指導(dǎo)教師往往不是直接告訴答案，而是要求學(xué)生先去查閱相關(guān)資料，小組內(nèi)討論后提出解決問題的方案，然后再將問題與解決方案向指導(dǎo)老師匯報(bào)，由教師最終確定方案。從我們的實(shí)踐中，學(xué)生在科研中遇到的60%以上的問題都能通過學(xué)生自己尋找到與教師事先確立的方案相一致的，甚至更好的解決方案，而那些學(xué)生自己沒有找出正確方案的問題也能通過查閱資料使他們更好地理解教師提供的方案。

3.3 實(shí)驗(yàn)操作技能明顯提高

經(jīng)過本科全程的科研訓(xùn)練，學(xué)生動手能力顯著提高，操作技能和熟練程度都明顯好于未參加過科研訓(xùn)練的學(xué)生。尤其是在進(jìn)入面試研究生推薦環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能具有明顯的優(yōu)勢；在進(jìn)入本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，他們在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析問題，解決問題方面能力明顯優(yōu)于未參加過體系培養(yǎng)的本科生。

3.4 創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力明顯加強(qiáng)

學(xué)生通過參與教師科研課題，學(xué)會了從事科學(xué)研究的方法，開擴(kuò)了思路，活躍了思維，在實(shí)驗(yàn)中往往能提出一些獨(dú)到的見解和創(chuàng)新性的意見。通過查閱相關(guān)資料，了解了所研究課題的國內(nèi)外研究水平和發(fā)展方向。通過積極參與導(dǎo)師研究課題，學(xué)生創(chuàng)新意識與能力明顯加強(qiáng)，在各類學(xué)生競賽中，多次獲得國家級、省級及校級獎勵，并申報(bào)獲得國家以及江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。其中，實(shí)驗(yàn)室成員的項(xiàng)目“江南大學(xué)康宜家綠色膠業(yè)有限公司創(chuàng)業(yè)計(jì)劃”于2010年榮獲第七屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽中榮獲國家金獎；同時學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練的機(jī)會多次參加一些創(chuàng)意大賽，如“美國大杏仁學(xué)生創(chuàng)意大賽、五芳齋粽子創(chuàng)意大賽、泰萊淀粉創(chuàng)意大賽”等，學(xué)生在這些活動中不僅提高了自己的創(chuàng)新能力，也加強(qiáng)了實(shí)踐動手能力。

3.5 科技論文寫作能力明顯提高

學(xué)生通過撰寫實(shí)驗(yàn)進(jìn)展以及課題總結(jié)，學(xué)會了如何撰寫科技論文，并通過科研項(xiàng)目的實(shí)施，發(fā)表本科生論文。近幾年，實(shí)驗(yàn)室本科生科研能力明顯增強(qiáng)，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室本科培養(yǎng)的多項(xiàng)突破，已有多名本科生利用在本科階段參與的科研成果撰寫了學(xué)術(shù)論文，并發(fā)表在《食品科學(xué)》《食品與發(fā)酵工業(yè)》《食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)》等食品類中文核心期刊上。這些本科生科研能力強(qiáng)，是研究生培養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)生源。實(shí)驗(yàn)室有多名本科生被面試推薦攻讀碩士研究生，與同批次其他生源的研究生相比，科研寫作能力更強(qiáng)。

4 結(jié)語

在科研訓(xùn)練這個過程中能充分發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立工作能力和能動性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和敢于懷疑的批判精神。學(xué)生能做到“以我為主”，進(jìn)行調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、分析論證、制定方案、設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)、分析總結(jié)等方面的獨(dú)立能力訓(xùn)練；通過科研實(shí)踐，學(xué)生可以從課堂被動接受知識轉(zhuǎn)變到以探索、研究發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的主動學(xué)習(xí)，促進(jìn)了專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的融會貫通，提高了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，尤其是科研創(chuàng)新能力的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）（摘錄一）—科技體制改革與國家創(chuàng)新體系建設(shè)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2006（2）：2.

[2] 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）（摘錄三）—科技體制改革與國家創(chuàng)新體系建設(shè)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2006（2）：4.

[3] 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）（摘錄二）—科技體制改革與國家創(chuàng)新體系建設(shè)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2006（2）：1.

[4] 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）（摘錄四）—科技體制改革與國家創(chuàng)新體系建設(shè)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2006（2）：10.

[5] 陳琪，盛建新.從“科教興國”到”建設(shè)創(chuàng)新型國家”的戰(zhàn)略演進(jìn)與特征分析[J].中國科技論壇，2007（5）：11-14，113.

[6] 鮑潔，梁燕.應(yīng)用性本科教育人才培養(yǎng)模式的探索與研究[J].中國高教研究，2008（5）：47-50.

[7] 宋曉燕，朱偉，張小全.論食品學(xué)科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的建設(shè)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（28）：13969-13970.

[8] 程力，顧正彪，洪雁，等.行業(yè)組織參與食品學(xué)科實(shí)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014，（5）： 43-44.

[9] 蘇曉晉，曹瑛.彈性”4+2”分層模塊素質(zhì)教育體系初探—以江南大學(xué)食品學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)教育為例[J].太原大學(xué)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，29（4）：7-10.

[10] 曹瑛，蘇曉晉.彈性“4+2”分層模塊素質(zhì)教育體系初探—以江南大學(xué)食品學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)教育為例[J].山東文學(xué)（下半月），2009（12）：131.