本科生科研與創(chuàng)新交流平臺的研究與設(shè)計

鄧少鴻 李曉銘 朱晉

摘 要：大學(xué)生創(chuàng)新性實驗和研究性學(xué)習(xí)在我國推行了多年，并在此基礎(chǔ)上增加了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，由此大學(xué)生科研創(chuàng)新能力與創(chuàng)業(yè)意識的培養(yǎng)成為了我國目前高等教育的一個戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。文章梳理了國內(nèi)外在大學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)信息化平臺建設(shè)方面的一些典型做法，結(jié)合教育大數(shù)據(jù)和管理科學(xué)等技術(shù)手段的綜合應(yīng)用，搭建以數(shù)據(jù)集成和服務(wù)集成為手段并以項目為主線的信息展示平臺、管理系統(tǒng)、資源平臺、創(chuàng)新交流社區(qū)四位一體的本科生科研與創(chuàng)新的信息化支撐環(huán)境，促進大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的提高與創(chuàng)業(yè)意識的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：本科生；科研與創(chuàng)新；交流平臺；功能設(shè)計

中圖分類號：G463 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）17-0056-05

為了促進本科生參與學(xué)校的科學(xué)研究，提高本科生的教育質(zhì)量，1969年麻省理工學(xué)院（MIT） 率先創(chuàng)設(shè)了本科研究機會計劃（UROP），資助本科生參與各種類型的研究項目，這種以科研培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的理念，開創(chuàng)了本科生以項目方式參與科學(xué)研究訓(xùn)練之先河。[1]清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等10所研究型大學(xué)于上個世紀90年代開始了本科生的大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃，借鑒美國以及我國本科生的大學(xué)生科研訓(xùn)練經(jīng)驗，教育部從2007年開始在全國本科生中推行大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃，在2011年又增加了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和實踐項目，實施“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”，使本科生科研訓(xùn)練進入到一個新的發(fā)展階段。[2]

目前的本科生都生于信息時代，Prensky M認為信息時代出生的“數(shù)字土著”在思維方式上產(chǎn)生了明顯的變化，他們喜歡同時處理多種任務(wù)，他們在網(wǎng)絡(luò)上獲得的信息和知識超過他們的老師，他們喜歡獲得即時的肯定和頻繁的獎勵；他們希望在社會性網(wǎng)絡(luò)中共享觀點、溝通和討論，他們希望通過多種靈活方便的途徑關(guān)注自己感興趣的問題等。[3]黃榮懷等認為，基于數(shù)字土著的思維特點和學(xué)習(xí)要求，我們要從普通的數(shù)字環(huán)境過渡到由數(shù)字化學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)社群、學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式等要素共同組建的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。[4]在這種智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，本科生科研行為的發(fā)展是基于網(wǎng)絡(luò)社區(qū)進行創(chuàng)新學(xué)習(xí)的知識共享，韓錫斌等[5]認為開放式的虛擬網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中可持續(xù)發(fā)展由共享動機、組織環(huán)境和技術(shù)環(huán)境等共同構(gòu)成。就本科生科研而言，進入項目的本科生具有明確的共享動機，同時已經(jīng)在全國推行10年且實行國家、省、學(xué)校三級立項制度，在組織環(huán)境中取得了一系列顯著的成績。在國家明確提出“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”以及進入信息化時代的背景和機遇下，教育技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)借助教育大數(shù)據(jù)分析以及智慧學(xué)習(xí)等理念和實踐方式，建設(shè)轉(zhuǎn)變管理和學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新性實驗計劃的網(wǎng)絡(luò)信息綜合平臺的技術(shù)環(huán)境，主動介入本科生科研能力和創(chuàng)新學(xué)習(xí)氛圍的養(yǎng)成，為國家經(jīng)濟的發(fā)展和社會的創(chuàng)新發(fā)展注入更多活力。

一、研究意義

1.項目管理需要

（1）項目規(guī)范管理的需要。在大學(xué)生創(chuàng)新性訓(xùn)練計劃項目的實施過程中，涵蓋項目的申報與評審、項目開題、過程監(jiān)控與中期檢查、結(jié)題驗收與成果展示等，項目留存下來海量的數(shù)字資源，包括項目申報材料、開題報告、中期檢查報告、研究資料、師生互動記錄、學(xué)生協(xié)同研究記錄、結(jié)題報告、論文等。但是這些海量資源所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)都是通過Excel、Word等辦公軟件來處理的，項目是否按規(guī)定時間進行了開題和中期檢查、是否實現(xiàn)了相應(yīng)的研究目標(biāo)，都沒有及時通過信息平臺進行反饋，也給相應(yīng)的管理人員帶來了繁重的工作負擔(dān)。

（2）項目科學(xué)決策的需要。這些科研項目的管理參照課題研究的管理模式，由教務(wù)處或團委負責(zé)，注重項目的流程管理，而且很多高校都無視項目的學(xué)科差異，在項目的經(jīng)費申請以及研究期限等方面有搞一刀切的情況。在科研項目方面，存在著重申報輕驗收的“前緊后松”的情況，缺乏對參與項目師生的有效監(jiān)管，也使這些管理環(huán)節(jié)流于形式。這些項目評價和監(jiān)管機制在信息化方面的缺位，很難反映本科生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗現(xiàn)狀。Siemens等認為高等教育應(yīng)當(dāng)借助大數(shù)據(jù)分析方法，可以幫助管理者改善決策過程，優(yōu)化資源分配，實現(xiàn)傳統(tǒng)教育向智慧教育的轉(zhuǎn)變。[6]

2.開放式創(chuàng)新的需要

（1）自由靈活組隊的需要。以長沙理工大學(xué)為例，由于都是以院系為單位分配創(chuàng)新性訓(xùn)練，近三年來，參加大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目的指導(dǎo)教師和成員來自同一個學(xué)院的情況很普遍，這樣的項目組占比高達94.5%。由于沒有信息化平臺，以院系為單位進行申報使學(xué)生無法跨專業(yè)跨學(xué)科找到真正志同道合的互補型同伴，無法自由組隊進行研究，影響了學(xué)生主體性的發(fā)揮。

（2）學(xué)術(shù)指導(dǎo)的需要。由于目前大學(xué)本科生眾多而且分布于不同的校區(qū)，同時本科生從應(yīng)試教育的高中進入大學(xué)，獨立科研的意識與能力有待提升，學(xué)生無法找到在相關(guān)的科研興趣方面適合的指導(dǎo)教師，鑒于動力不足而造成指導(dǎo)教師的指導(dǎo)很多時候流于形式，導(dǎo)致本科生科研成果不足以及科研成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用率不高。[7]

（3）經(jīng)費多方來源的需要。我國很多高校在本科生科研方面，經(jīng)費都是由學(xué)?；蛘呓逃鞴懿块T提供。很多大學(xué)為了項目管理的需要，對申請項目的資助不管專業(yè)和研究難度，都是給予同等的資助，而且經(jīng)費都相對較少。在需要大規(guī)模調(diào)研或者需要購買儀器設(shè)備的時候，這些經(jīng)費顯得捉襟見肘，這也制約了本科生參與科研訓(xùn)練的熱情。相對而言，在國外如美國等大學(xué)生科研訓(xùn)練開展得比較好的國家和學(xué)校，可以通過學(xué)校的重點實驗室申請，也可以通過本科生科研平臺獲得非政府組織、企業(yè)界、投資界提供的經(jīng)費、場地、指導(dǎo)等方面的支持。[8]

（4）科研研討與交流方面。就湖南省而言，每兩年會對科研訓(xùn)練的成果進行展示和評比。但是與整個參與湖南省科研訓(xùn)練的項目比，能夠參與交流的比例太?。總€學(xué)校有一定的名額）。而且目前大學(xué)生僅僅局限于校內(nèi)的科研活動，限制了研究水平的提高和科研成果的推廣，目前還沒有高校在網(wǎng)絡(luò)上開辟相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)空間、展示研究成果以及研究思考等。

二、國內(nèi)外本科生科研網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)現(xiàn)狀

1.國外研究與建設(shè)現(xiàn)狀

美國大學(xué)在本科生科研訓(xùn)練方面支持力度很大，而且歷史悠久。在利用信息化平臺促進本科生科研方面，不僅有信息的提供，美國還有對大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的支持，也有對接企業(yè)界和投資界以及非政府組織的平臺，這樣不僅可以提供聯(lián)邦政府對本科生科研的經(jīng)費支持，還有美國國內(nèi)本科生科研雜志和本科生科研大會等大學(xué)內(nèi)部機構(gòu)、社會組織機構(gòu)，對研究型大學(xué)本科生科研的研究機會、研究方法以及研究經(jīng)費等相關(guān)的支持。

（1）在典型大學(xué)方面。美國麻省理工學(xué)院（MIT）在1969年由負責(zé)本科教學(xué)的院長馬格利特·麥克維加推出了本科生科研計劃（UROP），該計劃就是讓 100% 的本科生在大學(xué)四年期間都有機會參加研究，并以此推動創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。UROP辦公室建立了專門的網(wǎng)站（http：//web.mit.edu/urop/）[9]，該網(wǎng)站服務(wù)內(nèi)容主要包括了學(xué)術(shù)講座、各種UROP的機會（學(xué)校、學(xué)院、志愿者計劃、Amgen-UROP Scholars Program、國際計劃等）、申請相關(guān)的幫助（如何申請、評估、專利與版權(quán)等）、研究的項目（學(xué)校目前提供研究項目、各院系的研究清單、其它研究項目、申請的學(xué)生信息等）、研究項目指導(dǎo)（查找項目、如何申請等）、監(jiān)督及協(xié)調(diào)（提供對教師、院系工作人員、工資協(xié)調(diào)員等的一些操作指引）等。從該網(wǎng)站學(xué)生能夠查找最新的科研信息，同時UROP辦公室還會提供全方位的科研指導(dǎo)，學(xué)校教師也能夠發(fā)布項目并找到合適的學(xué)生參與相關(guān)的科研項目。

（2）在政府組織方面。美國本科生科研的出發(fā)點是教學(xué)改革，通過科研創(chuàng)新來彌補課堂教學(xué)的不足，所以本科生科研一般由大學(xué)來組織。對于美國而言，創(chuàng)新是國家戰(zhàn)略，所以國家相關(guān)的政府部門也成立了本科生科研理事會（Council on Undergraduate Research，簡稱CUR）、全國本科生科研大會（The National Conference on Undergraduate Research，簡稱NCUR）、美國國家科學(xué)基金等組織來負責(zé)全國的統(tǒng)籌，為本科生提供科研機會和經(jīng)費支持，同時美國宇航局和國家天文臺等組織也向全國提供本科生科研機會。[10]在這些政府組織方面，本科生科研理事會（CUR）于1978年由若干杰出的化學(xué)教師發(fā)起成立，歷史最為悠久，會員由“在本科院校工作”的各學(xué)科教師和行政人員組成。[11]該理事會主要的工作就是出版《本科生研究指南》，每兩年舉辦一次本科生科研會議以及各種專題討論會和講習(xí)會等。該組織的網(wǎng)站主要是提供機構(gòu)概況、會員服務(wù)、出版物、信息服務(wù)、相關(guān)的會議與活動以及一些資源，分成學(xué)生和會員兩種類型，對本科生科研訓(xùn)練從項目咨詢、項目評估的每個過程都給予指導(dǎo)，同時提供了歷年的項目以及特別的項目，而且建立了講師團和本科生研究團隊等。從整體上來看，從科研信息的提供、科研項目的申報、歷年資料查找等方面提供非常翔實的資料，不過最重要的是建立了本科生科研信息人際網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)支持網(wǎng)絡(luò)。

2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀

隨著信息手段和信息技術(shù)的不斷完善，國內(nèi)利用網(wǎng)絡(luò)搭建本科生科研信息學(xué)習(xí)平臺的學(xué)校已經(jīng)越來越多，典型的有復(fù)旦大學(xué)、華東理工大學(xué)、北京郵電大學(xué)等高校。

華東理工大學(xué)多渠道構(gòu)建本科生科研信息化平臺，在學(xué)校教務(wù)信息門戶中搭建了大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動管理平臺和課余科研計劃（USRP）平臺，提供了立項申報、過程管理（包括項目日志、項目進展、項目經(jīng)費申報、項目組成員變更、中期檢查、結(jié)題驗收等環(huán)節(jié)）、資源共享（成果展示、歷年查詢、數(shù)據(jù)分析）等三個方面的內(nèi)容。[12]該平臺主要提供的是一個管理平臺，目前運行來看，其項目申請、中期檢查、結(jié)題等都是依托該平臺進行，但是在信息發(fā)布、資源展示、人員情況、教師指導(dǎo)等方面還比較弱，更偏向于項目管理系統(tǒng)。

北京郵電大學(xué)在2009年開發(fā)了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一套貫穿于大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目的整套作業(yè)流程和管理系統(tǒng)，幫助學(xué)校建立集成的創(chuàng)新訓(xùn)練項目管理的同時，制訂出一個完整的項目申報、審核、答辯、立項、中期檢查、結(jié)題的方案。幫助建立起良好的高校項目管理環(huán)境，并為學(xué)校管理層提供有關(guān)的決策依據(jù)。將不受地域限制的方便性同實時立項的參與性和交互性很好地結(jié)合起來。該子系統(tǒng)主要涵蓋了項目申報、項目審核、項目答辯、項目立項、項目中期檢查、項目結(jié)題、數(shù)據(jù)備份留檔、匯總查詢幾大功能模塊。該平臺目前是國內(nèi)較為先進的平臺，在實際的運行過程中，該平臺還只是提供了項目的展示與文件的下載功能，并沒有提供創(chuàng)新項目的管理及創(chuàng)新項目交流的功能。

從整體來看，國內(nèi)外對創(chuàng)新訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)信息平臺都非常重視，國外在這方面起步很早，且有一套非常成熟的制度。但是國內(nèi)大學(xué)由于在學(xué)校架構(gòu)、教學(xué)管理方面與國外尤其是美國存在較大的差異，需要考慮本科生科研的績效以及本科生科研的開放式創(chuàng)新，所以在信息平臺的基礎(chǔ)上，更多的是需要考慮項目評審以及管理，同時利用先進的教育技術(shù)搭建本科生科研交流平臺。但是受制于技術(shù)條件和政策、投入等因素，國內(nèi)尚沒有將本科生科研訓(xùn)練的項目管理、項目交流、項目教學(xué)等集成為一體的綜合性信息化環(huán)境。

三、本科生科研訓(xùn)練平臺總體功能設(shè)計

以“大學(xué)生研究型學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實驗計劃” 和“大學(xué)生學(xué)科競賽”等科研活動為載體，以本科生科研活動和項目活動為主線，考慮統(tǒng)一身份認證，采用數(shù)據(jù)集成和服務(wù)集成，為本科生科研提供集成的信息平臺（科研信息、幫助指導(dǎo)、項目成果展示等）、管理平臺（項目申報、項目管理等）、資源平臺（項目資源庫、師生資源庫等）、交流平臺（互動社區(qū)、個人空間等），使之形成集評審與管理、學(xué)習(xí)和服務(wù)支持于一體的個性化協(xié)同創(chuàng)新訓(xùn)練平臺。系統(tǒng)的總體功能如圖1所示。

四、部分子系統(tǒng)功能設(shè)計

1.申報及評審管理子系統(tǒng)

以公開、公平、公正為原則設(shè)計網(wǎng)上申報及評審系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含教師庫、學(xué)生庫、專家?guī)?、項目庫，實現(xiàn)自動選取專家、方便專家瀏覽和在線獲取專家評審意見和綜合評價、項目自動分類、自動排名、自動生成項目統(tǒng)計表等功能。

項目評審根據(jù)相應(yīng)流程設(shè)置相應(yīng)權(quán)限，管理員可以通過參數(shù)設(shè)置來進行項目的分組、專家的管理，并能對專家的評審進程進行可視化查看。評審管理主要部分為專家管理、分組管理、評審進程管理、公告管理，并能得出相應(yīng)的統(tǒng)計報表。項目申報與評審系統(tǒng)的基本構(gòu)架如圖2所示。

2.項目管理與展示子系統(tǒng)

本科生科研項目管理系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)來源于申報與評審系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是對評審?fù)ㄟ^的項目進程進行管理。管理員依據(jù)省級、校級等多級用戶分層的項目管理需求，生成相應(yīng)的項目報表以及查看相應(yīng)項目的進程；教師和學(xué)生能夠查看本項目的進度以及進行人員之間的協(xié)作，學(xué)生還可對項目所需的資源（中期檢查、結(jié)題驗收等）進行材料的提交。在項目管理中依據(jù)項目的狀態(tài)和需求將功能劃分為立項管理、跟蹤管理、項目驗收、成果管理、交流互動、資源管理等6個知識領(lǐng)域，同時應(yīng)能根據(jù)不同需要導(dǎo)出不同組合的管理數(shù)據(jù)，盡可能滿足各層次統(tǒng)計任務(wù)的需要，為真正實現(xiàn)清晰化項目管理提供強大支撐。項目管理子系統(tǒng)的功能如圖3所示。

項目展示主要有展示和評優(yōu)兩個部分，在展示時將評審驗收后的項目分學(xué)科、分學(xué)院、分年度進行展示；注冊人員登錄后可提供相應(yīng)的評分；在評優(yōu)時按隨機順序生成，并按需要分配相應(yīng)的評優(yōu)賬號。

3.個人空間管理子系統(tǒng)

SNS，全稱Social Networking Services，即社會性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，專指旨在幫助人們建立社會性網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)，而在國內(nèi)主要是指以人人網(wǎng)（校內(nèi)網(wǎng)）、開心網(wǎng)、新浪微博等平臺為代表的Social Network Sites（即社交網(wǎng)站）。以項目進程和用戶聚合的關(guān)系鏈為紐帶，全面展示項目動態(tài)以及個人動態(tài)，與項目管理、教學(xué)平臺、項目資源平臺等一起形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，同時加入社交網(wǎng)站元素如群組功能、關(guān)注功能（綁定QQ、QQ群、電子郵件等）等多種互動方式，豐富用戶人脈資源，增加站點的粘合度。

個人空間管理借鑒WEB2.0和社區(qū)博客等理念，同時加入項目評審、管理、學(xué)習(xí)和研究支持等四大模塊功能，形成數(shù)據(jù)共享、服務(wù)集成的具有SNS特點的信息化門戶，擁有項目或者個人專屬網(wǎng)頁，可瀏覽關(guān)于自己的所有個人化內(nèi)容，如私人信息、站內(nèi)消息、項目進程、教學(xué)內(nèi)容等?？臻g管理子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

4.項目資源管理子系統(tǒng)

在項目的推進過程中，項目研究階段的資源從項目準備、開題、中期、結(jié)題再到評優(yōu)階段，師生的項目準備以及互動和協(xié)作會留存大量珍貴的項目文獻和科研資源，同時用戶也可使用“推薦”、“共享”、“評價”、“關(guān)注”、“收藏”等操作，實現(xiàn)以項目研究為主線的項目資源的共建共享，推進項目資源的高效、動態(tài)積累。（見圖5）。

項目管理平臺的協(xié)作模式如圖6所示。

五、研究展望

習(xí)近平總書記在2013年致清華大學(xué)“蘇世民學(xué)者”項目賀信中指出，大學(xué)就是“傳授已知、更新舊知、開掘新知、探索未知”，這也明確地肯定了大學(xué)是科技創(chuàng)新的生力軍和基礎(chǔ)研究的主力軍。在大學(xué)中如何激發(fā)本科生的科研興趣提高科研能力，對我國建設(shè)創(chuàng)新型國家具有重要意義。本項目組基于以上研究開發(fā)了相應(yīng)的管理平臺、展示平臺和交流平臺，也只是拋磚引玉，目前以下幾個方面有待解決：利用MSA（系統(tǒng)微服務(wù)架構(gòu)）的思想重構(gòu)現(xiàn)有的SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）平臺，降低平臺的耦合度，提高軟件的可維護性和降低系統(tǒng)的微小度顆粒；如何結(jié)合教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析技術(shù)研究信息時代的本科生科研學(xué)習(xí)特征，進而提供相應(yīng)的基于大數(shù)據(jù)的個性化服務(wù)；研究如何利用基于知識共享的創(chuàng)新社區(qū)的知識創(chuàng)新模式；研究如何利用信息化平臺構(gòu)建政府、學(xué)校、非政府組織和企業(yè)多方參與的本科生創(chuàng)新模式。

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（編輯：王天鵬）