科研参与如何影响理工科拔尖...基于7所顶尖大学的调查数据_万芮.pdf
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1、 年 月第 卷 第 期湖南师范大学教育科学学报 ,:科研参与如何影响理工科拔尖学生的学术志趣 基于 所顶尖大学的调查数据万 芮(复旦大学 高等教育研究所,上海)摘 要:科研参与是培养理工科拔尖学生的重要抓手,本科阶段的科研活动与学术志趣的关系值得深入探索。以 所顶尖大学 位基础学科拔尖学生为样本,采用量化分析方法探讨科研参与促进学术志趣的影响机制。研究发现,科研参与对学术志趣具有显著的积极作用,并通过学生的主观感受和学校的学术环境间接促进学术志趣的提升。在个人培养模型中,科研参与通过科学品位的独立中介作用以及科学品位、操作技能与学力自信的链式中介作用间接提高学术志趣;在环境氛围模型中,科研参与
2、通过同伴互助、导师指导和硬件支持的平行中介作用间接促进学术志趣的提升,其中同伴互助的中介效应占比最高。学校应该设法为拔尖学生提供培养科学品位的机会,在操作技能传递过程中重视学力自信的培育,建立起和谐的同伴交流平台和开放、循环的师生关系,保证硬件设备的充足供给,以实现学术志趣的整体提升。关键词:拔尖创新人才;科研参与;学术志趣;科学品位;学力自信;同伴互助中图分类号:文献标识码:文章编号:()一、问题的提出建设高质量基础学科人才培养体系是中国高等教育系统的重要使命。从 年中国科学技术大学创立“少年班”到 年教育部推出“强基计划”,中国现代精英教育经过 余年的实践探索,逐步形成了一套独具特色的培养
3、模式。其中,理工科拔尖学生在本科阶段参与科研活动被视作提升拔尖人才培养质量的重要手段。以一项涵盖 所大学的调查为例,拔尖学生平均每周花费在实验上的科研时间(小时)高于普通学生(小时)。本科生通过参与科研能够促进其高阶认知能力的发展,例如科学推理、学术认知和沟通表达,在学术研究的过程中认识和理解科学基本问题,培养开放的心智和浓厚的兴趣。学生在科研活动中接触到富有声望的科学家,能够增强对科学家的身份认同,还能与榜样教师互动,与同学组成学习共同体。在理论层面,学术志趣作为一种理想的学习动力,是统摄古典志向与现代兴趣之间教育思想的张力,是拔尖学生作为国家科技后备力量必需的心智品质。现阶段,鲜有研究关注
4、科研参与与学术志趣之间的联系。厘清二者之间的“黑箱”,可以帮助教育者有的放矢地调整培养方案中的科研活动策略,多维度提升学术志趣的养成效率。本文尝试通过实证数据解决以下问题:一是理工科拔尖学生的科研参与是否会影响学术志趣的养成;二是个体和环境层面的因素如何影响科研参与对学术志趣的作用。二、文献回顾与研究假设 科研参与和学术志趣前期研究关注到科研参与对学生的社会性能力,即科学研究所需精神和品质的体认和践行,具有促进作用。通过科研活动,学生关于研究和学习的态度会发生转变,对学术工作有更加深刻的认知,学会像科学家一样思考问题。同时,他们能够较早地规划学术职业路径,读研比例更高,并收稿日期:基金项目:教
5、育部“基础学科拔尖学生培养计划”研究课题;复旦大学“本科荣誉项目”作者简介:万 芮,复旦大学高等教育研究所博士研究生。且更倾向于选择学术型硕士。社会性能力、职业规划与学术志趣在内涵上有一定的重叠,有学者将学术志趣定义为对专业领域高度认同、非常感兴趣且立志于投身其中并成为成就卓越的科学家。由此可见,学术志趣包括社会性能力、学术职业规划之意,但不限于此,还囊括个人兴趣和将学科专业与社会发展相结合的志向。而个人兴趣与专业志向并非凭空产生,需要学生在科学研究的过程中得以感知,运用群体激发、成败激发等方式激活志趣的生长。据此,本研究提出假设:科研参与能够正向促进拔尖学生的学术志趣。操作技能、科学品位和学
6、力自信拔尖学生在科研活动中可以掌握具体的科研操作技巧,并且对科学品位有身临其境的体会。从实用角度出发,学生在科研实践中习得实验和计算机等操作技能。一项涵盖 所院校 名本科生的调查指出,科研参与的收获主要集中在认知技能、职业与合作技能、研究技能三个层面。初学者尝试像专家一样去思考专业问题,通过不断地参与科研实践,逐渐从边缘走向中心,不仅学会了科学研究的方法和技能,而且体会到研究者的品质和精神,获得共同体成员身份。在拔尖人才培养过程中要使学生在专业上与国际标准接轨,具有一流的眼界和品位。给予学生触及专业前沿的机会,学习国际顶尖的学术成果,可以帮助想要成就一番伟业的学生确立学术志趣。操作技能和科学品
7、位既是科研实践的产物,也是志趣养成的必要条件。据此,本研究提出假设:操作技能和科学品位的习得在科研参与影响拔尖学生学术志趣的过程中发挥中介作用。拔尖学生能够从科研活动中获得从事科研工作的信心,与之相关联的认知、沟通表达和社会性能力的自我评分也更高。在志趣的影响因素研究中,学术志趣较强的学生在入学后始终保持较强的学力自信,对专业知识储备、专业知识胜任力和能力特长等方面具有较高的自我认同感。据此,本研究提出假设:学力自信在科研参与影响拔尖学生学术志趣的过程中发挥中介作用。此外,学力自信作为一种自我感知,受到操作技能和科学品位的双重影响。在同等环境条件下,掌握越多的实践技能,对科学品位的理解越深刻,
8、学力自信的水平则越高。本科生接受科研训练,可以增强其接受研究生教育的能力和信心。据此,本研究提出假设:科研参与通过操作技能、科学品位和学力自信的链式中介间接影响拔尖学生的学术志趣。同伴互助、导师指导和硬件支持从情境学习的角度分析,同学之间组成学习共同体是部分学生选择参与科研项目的主要目的。同伴之间的支持、勉励对大学生的自我规划和志业追求具有显著正效应,也是支持大学生获得人生目标感的重要资源,且这一效应明显强于教师的引导作用。据此,本研究提出假设:同伴互助在科研参与影响拔尖学生学术志趣的过程中发挥中介作用。教师指导质量是科研学习收获的重要影响因素。在科研活动中,教师和学生形成科研实践共同体,学生
9、在专家教师的指导下完成有挑战性的任务,从中习得研学态度和价值观念。据此,本研究提出假设:导师指导在科研参与影响拔尖学生学术志趣的过程中发挥中介作用。学生在科研活动中获得的资源支持越多,学习收获则越多。叶企孙提出的“因材施教”培养原则是对学生精挑细选,考察学生的天赋所在,在图书及实验设备有限的情况下满足每一个学生的学习需要。他积极筹备设备较好的实验室,给学生提供训练实验技巧的机会,不怕学生损坏仪器。据此,本研究提出假设:硬件支持在科研参与影响拔尖学生学术志趣的过程中发挥中介作用。三、研究方法与设计 理论基础 世纪 年代,班杜拉提出三元交互决定论,将行为、个人主体因素和环境因素看作独立且相互决定的
10、理论实体,认为事物影响的产物由行为、人的内在因素和环境共同决定。根据该理论,本文将学术志趣视为由科研参与、个体认知和学术环境交互作用、共同影响的结果,其中科研参与特指理工科拔尖学生在本科阶段参与学术研究的时间;个体认知包括个体在科研活动中习得的科学品位、操作技能和学力自信;学术环境包括同伴互助、导师指导和硬件支持。为剖析影响因素的内部机制,本文分别将个人和环境作为中介潜变量,解构科研参与与学术志趣之间的作用路径。研究对象本文的研究对象集中在理工科拔尖学生群体,特指就读于中国顶尖高校中的理工科专业,并被所在学院或学校赋予后备科研人才期望的学生群体。他们将研究生阶段的科研实践计划前置到本科阶段,与
11、普通学生相比,除日常的课堂学习之外,还以项目制、导师制、竞赛制等形式参与科研活动。科研参与如何影响理工科拔尖学生的学术志趣 基于 所顶尖大学的调查数据本文使用的“全国顶尖大学基础学科拔尖学生调查数据”,调查于 年秋季至 年春季学期内进行,剔除无效问卷之后,共采集到 份有效样本,分布情况详见表。调查样本涵盖了当前中国 所顶尖大学中基础理工科专业的拔尖学生,具有一定的代表性。表 样本分布情况学校年级大一大二大三大四总计专业人数清华大学数学北京大学物理复旦大学化学哈尔滨工业大学生物中国科技大学计算机南京大学其他工科西安交通大学 总计 总计 概念界定()行动:科研参与学生投入理论认为,学生学业表现、个
12、人发展水平与学生投入学习的数量和质量直接相关。本文从数量维度考察拔尖学生的科研参与情况,将其定义为拔尖学生在本科阶段投入科研活动的时间,科研活动包括但不限于导师制、课题组制、自发组织等形式的基础性或应用性研究。()个体:科学品位、操作技能、学力自信个体在科研活动中的收获主要源于方法论和操作层面,前者主要指在总揽学术研究的过程中吸纳各学科的基本思想和价值信念,逐步形成个人对学术研究的观察力、鉴赏力和判断力,即科学品位;后者则指服务于科研工作的具体技巧或方法,即操作技能。相较于心理学中的“自我效能感”,学力自信的指向更加明确,特指个人对自身学习能力的感知。本文将学力自信定义为个体对自己是否有能力完
13、成某一学习任务的推测与判断。()环境:同伴互助、导师指导、硬件支持本文分别从同伴、导师、硬件三个方面考察环境因素:将同伴互助定义为通过地位平等或匹配的同伴之间积极主动的帮助和支援来获得知识和技能的学习活动;导师指导主要指院系有相应的老师能够为学生的科研活动提供方向性的指引;硬件支持则指院系或学校能够为学生的科研活动提供设施、设备等。()产物:学术志趣学术志趣包含社会性能力、学术职业规划的内涵,但不限于此,还囊括个人兴趣和将学科专业与社会发展相结合的志向。本文将学术志趣定义为认同、向往所处的专业领域,在专业领域中发现自己的兴趣,判断学科在社会发展进程中的位置,将个人志向与国家繁荣相结合的学习动力
14、。上述关键变量的测量指标及其均值、标准差详见表。数据分析方法本文使用 对数据进行共同方法偏差检验、信效度检验、描述统计、差异性检验、相关分析和回归分析,随后采用 对结构方程模型进行中介效应分析,最后与竞争模型比较拟合系数,进一步验证结构方程模型的路径方向。四、实证分析 共同方法偏差检验本研究采用哈曼()单因子方法来评估是否存在共同方法偏差,结果显示特征根大于 的因子共 个,且最大因子方差解释率为(小于),表明本研究中的数据不存在严重的共同方法偏差,即同样的数据来源、测量环境等造成的误差不足以混淆研究结果。信效度检验本文分别对科学品位、学力自信、同伴互助、硬件支持和学术志趣 个关键变量进行信效度
15、分析。信度分析部分如表 所示,各变量的 均在 之 间,且 组 合 信 度()在之间(大于 的可接受标准),表示量表具有较高的内部一致性。效度分析分别从结构效度、收敛效度和区分效度三个方面展开。所有题项的标准化因子载荷介于 年湖南师范大学教育科学学报第 期 之间(大于 的可接受标准),具有较高显著性水平,且验证性因子分析结果表明拟合指数均处于适配范围之内(:,:,:,:,:),表明量表具有良好的结构效度;平均方差抽取值()大于或等于(大于 的可接受标准),说明收敛效度理想;各变量 的平方根(见表 对角线)最低值为,高于同列(行)的相关系数,表明量表的区分效度良好。因此,量表的信效度较好,能够有效
16、测量科学品位、学力自信、同伴互助、硬件支持和学术志趣。表 信度和收敛效度检验结果变量题项标准化因子载荷组合信度 科学品位学力自信同伴互助硬件支持学术志趣 描述统计各关键变量的测量指标及其平均数、标准差如表 所示,每个题项采用李克特四点计分法,依次记 分,分数越高表示程度越高。结果显示,各变量(科研参与除外)的均值基本处于中等或中等偏上水平(点计分,以 为中值加以比较)。表 测量指标的均值、标准差()变量名称均值标准差科研参与每周(天)用于做基础性科研和应用性科研的时间(小时 周)()操作技能做科研的经验、心得和技巧科学品位对各种科学研究水平的判断力、辨别力和眼光对自己的专业在人类知识体系中的位
17、置、价值与前景的理解与反思学力自信我感觉自己在专业学习上具有特长或优势,如思考领悟力、观察力、做实验的能力等我有雄心壮志想要成就一番事业我对自身的学习有足够的自信同伴互助我在学业上帮助有困难的同学我从同学那里获得帮助我和三五好友一起畅快淋漓地探讨科学话题导师指导在我特别感兴趣的领域或方向上,学院有相应的老师给我支持硬件支持学校或学院的设施设备能充分满足我的科研需要我有机会参与或目睹顶尖学术成果的产生过程学术志趣我有志于成为科学家,希望通过持续的努力作出重大科技贡献在科学界或我的专业领域,我有非常向往、敬佩的榜样我对自己的专业领域非常感兴趣,很喜欢学习它目前还不能说我找到了自己真正想做的事(逆向
18、)很多时候我不知道所学的东西对我而言到底有什么意义(逆向)我专心致志学习时内心充满快乐科研参与如何影响理工科拔尖学生的学术志趣 基于 所顶尖大学的调查数据 拔尖学生平均每周用于科研的时间为 个小时,不同年级、不同专业之间存在显著差异,如表 所示。不同年级学生参与科研活动的时间呈阶梯式递增,大一科研时间最短,大四科研时间最长。生物专业学生参与学术活动的时间在所有专业中位居第一,按照递减顺序依次是化学、计算机、其他工科、物理和数学。相关分析科研参与、操作技能、科学品位、学力自信、同伴互助、导师指导、硬件支持和学术志趣之间两两变量在 的水平上显著相关(如表 所示),为后续的中介模型分析提供必要的数据
19、支持。表 不同年级、专业学生关于科研参与时间的 检验个案数平均值标准差 值 大一 大二 大三 大四 数学 物理 化学 生物 计算机 其他工科注:。表 变量相关系数及 的平方根()变量 科研参与 操作技能 科学品位 学力自信 同伴互助 导师指导 硬件支持 学术志趣 注:。中介模型分析()科学品位、操作技能、学力自信在科研参与与学术志趣间的链式中介效应在结构方程模型分析之前,首先对各个变量进行回归分析,以初步了解变量之间的关系。在控制学校、年级和专业的情况下,以科研参与为自变量,学术志趣为因变量,科学品位、操作技能和学力自信为中介变量构建链式中介模型,回归分析结果如表 所示。表 变量之间的回归分析
20、回归方程拟合指标系数显著性结果变量预测变量学术志趣科研参与操作技能科研参与科学品位科研参与学力自信科研参与操作技能科学品位学术志趣科研参与操作技能科学品位学力自信 注:。年湖南师范大学教育科学学报第 期 由表 可知,科研参与不仅能够直接预测学术志趣,还能显著正向预测操作技能和科学品位;科学品位能显著正向预测学力自信和学术志趣;学力自信显著正向影响学术志趣;而操作技能仅能正向预测学力自信,与学术志趣之间不存在显著的回归关系。上述回归分析结果为科研参与对学术志趣的影响机制提供了初步证据,不过回归无法同时分析各个自变量之间的内在联系,所有变量都不含测量误差的假定,不符合现实情况。为厘清各变量之间的内
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