校內(nèi)與校外雙層次科研育人模式的構(gòu)建

宋勇，何曦，唐建洲，彭亮，周益輝

（1.長(zhǎng)沙學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410022；2.航天凱天環(huán)保，湖南長(zhǎng)沙 410129）

當(dāng)前一些高等院?？茖W(xué)研究的育人功能不強(qiáng)，主要原因有以下幾個(gè)方面：（1）片面強(qiáng)調(diào)科研成果的科研效能，忽視科研的育人功能。（2）缺乏科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)育人資源的有效途徑。（3）科研育人缺乏有效的評(píng)估手段[1-4]。

針對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題，不同高校、學(xué)者提出解決思路。例如武漢學(xué)院圍繞科研育人，引導(dǎo)科研團(tuán)隊(duì)將相關(guān)的研究成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。他們提出以學(xué)生加入科研團(tuán)隊(duì)為抓手，建立團(tuán)隊(duì)健康發(fā)展的長(zhǎng)效機(jī)制；以學(xué)生為紐帶，建立團(tuán)隊(duì)成員學(xué)術(shù)與感情溝通的橋梁。通過(guò)這些措施，使研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為本科教學(xué)資源，進(jìn)入課堂[5-6]。此外，南方科技大學(xué)在科研優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為育人優(yōu)勢(shì)方面也進(jìn)行了積極探索。例如推動(dòng)科研實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開(kāi)放，大一本科生可以進(jìn)高水平實(shí)驗(yàn)室，接觸前沿科技成果。在參與式、互動(dòng)式和研究性的學(xué)習(xí)過(guò)程中，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題以及開(kāi)拓創(chuàng)新等多方面能力[7]。

綜上所述，利用科研成果實(shí)現(xiàn)教學(xué)育人是眾多高校擴(kuò)大科研成果轉(zhuǎn)化的目標(biāo)之一。在這些高校中，科研成果轉(zhuǎn)化為育人資源的主要方法是讓學(xué)生參與科研項(xiàng)目，利用科研過(guò)程達(dá)到對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)，而其他轉(zhuǎn)化手段十分有限。但是，筆者認(rèn)為這種單純依靠學(xué)生參加科研項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)育人，實(shí)質(zhì)就是本科生教育的研究生化，如果片面地采用，不但違背了本科教育的目標(biāo)，也會(huì)使育人的效果大打折扣。此外也并不是所有的科研成果都適合向育人資源轉(zhuǎn)化。為了解決這些問(wèn)題，本研究提出以培養(yǎng)學(xué)生解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力為目標(biāo)的校內(nèi)師生科研互動(dòng)、校外成果孵化的雙層次科研育人新模式，以期為科研成果向教學(xué)育人資源的轉(zhuǎn)化探索一條新路徑[8-10]。

1 雙層次科研育人模式的構(gòu)建內(nèi)容

1.1 建立師生校內(nèi)科研互動(dòng)模式

結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，以科研項(xiàng)目為依托，建立以教師為主、學(xué)生為輔的研究團(tuán)隊(duì)。實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生在研究過(guò)程中的良性互動(dòng)。以科研帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手操作水平，提升學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。完成在科研過(guò)程對(duì)學(xué)生知識(shí)與技能的培養(yǎng)以及對(duì)學(xué)生解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力的培養(yǎng)。

1.2 建立校外創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)

利用校外實(shí)習(xí)、實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地等，組織建立校外創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，將校內(nèi)師生科研成果在實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行孵化。要求孵化內(nèi)容與本科教學(xué)緊密結(jié)合、要求學(xué)生參與成果孵化全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)科研成果與育人教育的有機(jī)結(jié)合。

2 雙層次科研育人模式實(shí)施方案

2.1 師生校內(nèi)科研互動(dòng)的實(shí)施方案

該過(guò)程的實(shí)施方案根據(jù)項(xiàng)目的來(lái)源分為兩類。

2.1.1 教師科研項(xiàng)目

（1）基礎(chǔ)研究類科研項(xiàng)目。

根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，給出學(xué)生參加此類項(xiàng)目的培養(yǎng)目標(biāo)。例如對(duì)于理工科學(xué)生，學(xué)生參加基礎(chǔ)研究型項(xiàng)目的主要目的是掌握本專業(yè)一些常規(guī)檢測(cè)分析方法與基本實(shí)驗(yàn)操作技能，并培養(yǎng)與鍛煉創(chuàng)新思維。指導(dǎo)教師在學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)這些培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分解，并向?qū)W生進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，使學(xué)生知道自己參與此類項(xiàng)目所要達(dá)到的目標(biāo)。通過(guò)這些基本技能的培養(yǎng)，使學(xué)生具備解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力的基本技能要素。

（2）應(yīng)用型科研項(xiàng)目。

應(yīng)用型科研項(xiàng)目往往與專業(yè)知識(shí)結(jié)合得比較緊密。對(duì)此類型的項(xiàng)目，指導(dǎo)教師需讓參與科研互動(dòng)的學(xué)生依據(jù)專業(yè)知識(shí)給出解決思路與方案，然后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化并付諸實(shí)施。此研究過(guò)程可使學(xué)生完成對(duì)專業(yè)知識(shí)的深層次理解與掌握，也完成了對(duì)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。通過(guò)應(yīng)用型科研項(xiàng)目的鍛煉，使學(xué)生具備綜合運(yùn)用多種理論知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐的能力，從而完成解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力的要素培養(yǎng)。

2.1.2 學(xué)生科研項(xiàng)目

學(xué)生科研項(xiàng)目是指在教師的指導(dǎo)下開(kāi)展的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類研究項(xiàng)目。對(duì)這類項(xiàng)目，要求在申報(bào)過(guò)程中就必須與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)緊密結(jié)合，不建議進(jìn)行基礎(chǔ)性科學(xué)研究。以長(zhǎng)沙學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)為例，學(xué)生研究項(xiàng)目可以是某種污染治理工藝的開(kāi)發(fā)，可以是某種工業(yè)廢水治理技術(shù)的實(shí)施等。學(xué)生會(huì)以所學(xué)的理論知識(shí)為依托開(kāi)展科學(xué)研究。研究過(guò)程是對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的再掌握、再理解，是育人過(guò)程，也是解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力的培養(yǎng)過(guò)程。

2.2 校外創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)施方案

目前科研成果主要以論文的形式體現(xiàn)，將學(xué)術(shù)論文轉(zhuǎn)化成可以教學(xué)的育人資源，存在形式單一、轉(zhuǎn)化途徑缺乏的問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題，本研究提出利用校外實(shí)踐平臺(tái)將科研成果進(jìn)行中試孵化的解決方法，具體的實(shí)施方案為：

（1）將校內(nèi)的科研成果在校外平臺(tái)進(jìn)行中試孵化，孵化過(guò)程與學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容結(jié)合，學(xué)生需全流程參與并具體實(shí)施。首先篩選合適的、與專業(yè)施教內(nèi)容能夠密切結(jié)合的科研成果；然后將科研成果進(jìn)行細(xì)化，分別與學(xué)生的實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)行匹配。再編制實(shí)施方案，確定實(shí)施細(xì)則，最后進(jìn)行具體實(shí)施。通過(guò)此過(guò)程，一方面可以使科研成果落地，另一方面也利用科研成果完成了實(shí)踐教學(xué)的育人任務(wù)。通過(guò)此過(guò)程的實(shí)施，達(dá)到對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)通過(guò)調(diào)研分析后獨(dú)立進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)與創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)與鍛煉，完成了具備解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力的要素培養(yǎng)。

（2）孵化科研成果的課堂化應(yīng)用?？蒲谐晒懿荒茏鳛槭┙虄?nèi)容成為課堂教學(xué)資源，中試孵化是篩選與檢驗(yàn)的過(guò)程。中試孵化是將論文內(nèi)容實(shí)用化的過(guò)程，是理論與實(shí)踐、科研與教學(xué)的揉和過(guò)程。通過(guò)中試孵化的成果能夠與專業(yè)緊密結(jié)合，適合作為課堂施教內(nèi)容。以長(zhǎng)沙學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)為例，教師的科研成果可能是開(kāi)發(fā)一種新的污水處理工藝，可能是一種新的廢物處理設(shè)備，可能是一種環(huán)境污染治理材料等。這些成果并不都適用于課堂教學(xué)，只有經(jīng)過(guò)中試孵化的篩選與驗(yàn)證，真實(shí)有效、能與課堂教學(xué)密切聯(lián)系的成果才能夠被應(yīng)用于課堂教學(xué)。將孵化后的成果依據(jù)課堂教學(xué)的要求，編制成某門(mén)課程的一個(gè)章節(jié)或一個(gè)單元、或一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、或一個(gè)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、或一個(gè)課程設(shè)計(jì)單元等，實(shí)現(xiàn)科研成果向育人資源的有效轉(zhuǎn)化[11-12]。

3 雙層次科研育人模式的案例分析

以長(zhǎng)沙學(xué)院為依托單位立項(xiàng)的湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目“污泥溶胞減量化的活性污泥系統(tǒng)中微生物特性與污泥減量的相關(guān)性研究”為例，研究成果為授權(quán)專利1項(xiàng)，發(fā)表論文3篇，其中SCI收錄1篇，CSCD收錄2篇。該研究發(fā)現(xiàn)活性污泥系統(tǒng)中污泥的隱形增長(zhǎng)是活性污泥系統(tǒng)本源污泥減量的主要原因。

3.1 科研成果在實(shí)習(xí)過(guò)程中的應(yīng)用

長(zhǎng)沙學(xué)院與凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰竟步ê鲜∑胀ǜ咝ＰＦ蠛献鳝h(huán)境污染控制類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地。依據(jù)凱天環(huán)保的推薦，選定兩個(gè)剩余污泥產(chǎn)生量較多的屠宰廠的廢水處理站作為實(shí)習(xí)場(chǎng)所。安排學(xué)生對(duì)污水處理站的工藝流程與運(yùn)行管理進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，然后要求學(xué)生依據(jù)科研項(xiàng)目的研究成果，對(duì)污水處理站的運(yùn)行給出新的方案，以實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量。學(xué)生接到實(shí)習(xí)任務(wù)后，會(huì)主動(dòng)下沉到污水處理站的每個(gè)處理單元了解工作原理與運(yùn)行流程，并與廢水處理站的工程師積極討論改進(jìn)運(yùn)行的實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)實(shí)習(xí)向主動(dòng)實(shí)習(xí)的轉(zhuǎn)變。為了實(shí)現(xiàn)活性污泥系統(tǒng)中污泥的隱性增長(zhǎng)，實(shí)習(xí)生通過(guò)細(xì)致的調(diào)研提出了各種各樣的調(diào)控方法。指導(dǎo)教師與污水處理站工程技術(shù)人員會(huì)召集學(xué)生對(duì)提出的方案從理論與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際兩個(gè)方面進(jìn)行分析，最終給出具體的調(diào)控方案。學(xué)生依據(jù)調(diào)控方案，與污水處理站的工作人員一起對(duì)污水處理站進(jìn)行調(diào)控，以期達(dá)到污泥減量的目標(biāo)。通過(guò)這種實(shí)習(xí)方式，有效地實(shí)現(xiàn)了科研成果與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合，也讓學(xué)生了解到知識(shí)的用途，顯著地提高了學(xué)習(xí)興趣[13-14]。

3.2 科研成果轉(zhuǎn)化成課堂教學(xué)資源

通過(guò)3年左右的實(shí)施，逐步形成了活性污泥系統(tǒng)中污泥本源減量的原理與實(shí)施方法的素材。在這些素材中，提出污泥回流系統(tǒng)集泥井中污泥的氧化還原電位、曝氣系統(tǒng)中的曝氣方式、厭氧系統(tǒng)水力停留時(shí)間等因素對(duì)活性污泥系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量的影響以及為了控制污泥產(chǎn)量所需要采取的調(diào)控方法等。長(zhǎng)沙學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)的水污染控制課程教師團(tuán)隊(duì)對(duì)這些素材進(jìn)行了整理與歸納，逐步形成了教材與PPT等課堂教學(xué)資源，并多次邀請(qǐng)校內(nèi)外專家對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行論證。經(jīng)過(guò)試講、修改等過(guò)程，不斷完善，最終確定在水污染控制工程課程的活性污泥系統(tǒng)章節(jié)中添加剩余污泥產(chǎn)量調(diào)控的部分，從而完成了科研成果由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)課堂。

4 結(jié)語(yǔ)

科研成果向育人資源轉(zhuǎn)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，本研究提出的校內(nèi)師生科研互動(dòng)與校外成果孵化的雙層次科研育人模式是科研成果向育人資源轉(zhuǎn)化的有益嘗試。通過(guò)該內(nèi)容的實(shí)施，可使學(xué)生具備綜合運(yùn)用多種理論知識(shí)，從基本原理出發(fā)，以創(chuàng)新的角度采取新工藝與新方法解決工程問(wèn)題的能力，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)育人目的。