探索构建以培养本科生专项技能为导向的博士工作室轮训体系

张向阳 刘晴 申有名 肖安国

摘要应用化学和材料科学类工科专业的应用性、实践性强，培养学生专项技能目标的达成必须通过有效的轮训体系运行。我院从理念和定位的明确、轮训对象和轮训时间的安排、轮训计划和模块的可操作性，以及管理体制与运行模式等方面探索了以培养本科生专项技能为导向的博士工作室轮训体系的构建。该体系极大地创新了目前的实践教学体系，也提高了实验室建设经费不足的地方性本科院校培养创新型人才的质量。

关键词 轮训体系 构建 专项技能 成效

中图分类号：G644文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.17.003

Explore the Construction of Rotation Training System of Doctoral Studio for Training Special Skills of Undergraduate Students

ZHANG Xiangyang， LIU Qing， SHEN Youming， XIAO Anguo

（College of Chemistry and Material Engineering， Hunan University of Arts and Science， Changde， Hunan 415000）

AbstractApplied Chemistry and material science majors are highly practical.Effective systematic trainings are necessary to achieve the goal of cultivating students’ special skills. To cultivate undergraduate special skills， our college explored the construction of rotation training system of doctoral studio from the aspects of clear concept and positioning， arrangement of rotation training objects and training time， maneuverability of rotation training plan and rotation training module， as well as management system and operation mode. The system greatly innovates the current practice teaching system， and it also improves the quality of training innovative talents in local undergraduate colleges with insufficient laboratory construction funds.

Keywordsrotation training system； construction； special skills； effectiveness

1构建我院博士工作室轮训体系的背景

实施“人才强国、人才兴市”的战略，创新型本科人才的培养至关重要，用人单位招聘时也特别看重本科生是否具有创新意识和创新能力。目前，地方性应用型本科院校都在思考相应的对策，提高创新型本科人才的质量。[1]然而，目前地方性应用型本科院校创新型人才培养体系尚不完善，本科生普遍存在科研创新与动手实践能力薄弱等问题，这与传统教育体制长期以来重理论、轻实践密切相关。[2]为改变这一现状和落实2019年教育部印发的深化本科教育教学改革22条，包括我校在内的许多地方性本科院校正积极探索新实践教学体系的构建。探索博士工作室轮训体系的构建是解决当下地方性本科院校实践教学体系无鲜明特色、专项技能训练缺乏针对性，以及实验室建设经费不足等问题的有效途径，也是立足于经济社会的发展对创新型本科人才的需求。2004年2月6日，教育部正式发布了《普通高等学校基本办学条件指标（试行）》的通知（教发〔2004〕2号），制定了普通高等学校生师比合格条件（生师比为18：1左右）和限制招生条件。一时间，地方性本科院校开始大量引进具有博士学位的专任教师。引进后，一般都为他们配套建设了博士工作室并提供了科研启动经费，这为构建博士工作室轮训体系提供了必备条件。

我校是一所全日制公办本科院校，先后被确定为國家“产教融合工程应用型本科规划高校”，省“双一流”高水平应用特色学院。学校目前的目标是建设“地方性、开放式、国际化”国内一流综合性应用技术型大学。在此大框架下，我院正在积极培养能将理论与实践有机结合的创新型本科人才。学院的应用化学专业主要培养制药、精细化工、工业产品分析检验与质量控制等方面的应用型高级技术人才。材料科学与工程专业2016年被省教育厅认定为湖南省“十三五”专业综合改革试点专业，2019年被确认为省一流本科专业建设点。该专业毕业生可从事高分子材料、新能源材料、无机非金属材料等材料的研究与开发、加工成型、材料结构与性能测试、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作。我院在编制上述两专业人才培养方案的过程中，曾有过理论为主、实践为辅的模式，也曾实施过理论与实践学分对半开的教学模式。然而，在实践教学的执行过程中，上述两种模式都存在明显的缺陷，即实践教学内容相对陈旧，仅仅停留在认识状态，专业技术知识与专项技能训练脱节，学生的获得感不强，始终有一种“隔靴搔痒”的感觉。虽然我院设置了基础化学实验室、化工中心实验室、应用化学专业实验室、材料科学与工程中心实验室四个实验室，但实践教学模块在学生的专业技能培养、科学素养和综合能力提升方面还存在较大的差距。为了解决这些问题，我们想探索一种新的实践教学模式。我院现有博士30人，每位博士都配套建设了实验室，且研究内容涵盖了应用化学和材料科学的主要研究领域，完全满足构建博士工作室轮训体系的要求。于是，我们想构建以培养本科生专项技能为导向的博士工作室轮训体系，设计专门的训练计划与内容，尽可能调动学生的学习积极性，真正做到毕业要求与实践教学的有效衔接，进一步提升学生的获得感。这种新的轮训体系对培养学生的创新思维、创新能力和丰富学科知识背景有着积极作用，符合工程教育认证的内在要求，同时满足培养创新型人才的个性化需求。另外，探索该体系的构建对办学经费不足的地方性本科院校培养创新型本科人才，意义重大。

2构建博士工作室轮训体系的探索

2.1明确博士工作室轮训体系的理念和定位

明确此轮训体系的理念和定位是保证该体系正常运行的前提，还牵制到最终的轮训效果。博士工作室轮训体系的定位不应只在现有基础实验室和专业实验室的基础上添砖加瓦，而应紧密围绕核心专项技能，面向用人单位和未来应用化学、材料科学研究領域实验技能的需求，同时轮训结束后，他们有科研激情，能多维度思考问题。以往的实验教学体系是课程负责人根据人才培养方案开设与理论课对应的实验课（10门左右），目的是训练学生的一些最基本实验操作。受人才培养方案中总学分的限制，学生不可能修读以高级实验技能或专项实验技能为导向的实验课，无法按照文献中提供的实验步骤执行对应的操作，很大程度上影响了科研能力或创新能力的提升。博士工作室轮训体系的定位要高于基础实验室和专业实验室的定位，既强调从巩固课程理论知识的实验体系向应用化学或材料类学科研究领域人才储备体系构建的转变，又注重知识点的整合与迁移，以及与其他学科的交叉融合。

实际上，任何科研活动几乎都是多学科交叉、知识点深度融合和高级实验技术集成的产物，创新型本科人才也因此备受推崇。跨课程内容的博士工作室轮训旨在让学生掌握特殊的实验技术，促使跨学科复合型创新型本科人才培养目标的达成。[3-4]要实现这些理念，像博士工作室这种高水平的科研平台必不可少。博士工作室可以为创新型本科人才的培养创造良好的科研环境，还可以让学生学习各种先进仪器设备的规范操作，以及知晓某个学科领域的科研工作是如何开展的。我院博士工作室轮训体系的理念始终考虑了如何增强他们的安全意识和规范操作的流程，如何锻炼理论知识与实践深度融合的能力，以及如何提升他们的学科素养和创新精神。此外，博士工作室始终以基本操作的规范化和科研环节的具体化为体系运行的主线。

2.2合理安排轮训对象和轮训时间

博士工作室的面积普遍偏小，平时就有固定的人员要完成国家级、省级和校级科研项目，承载能力有限。因此，想将所有专业的学生纳入轮训体系操作起来困难，需要在轮训对象和轮训时间上要进行合理、巧妙的安排。以我院为例，集中轮训只面向应用化学专业和材料类专业的学生，按照学生以后可能从事的科研岗位和研究领域的特点，分类别、分领域、分层级开展。轮训时间的跨度比较大，没有规定在特定的某一个学期内完成，充分考虑了学生的时间。先将入选学校或学院大学生创新实验项目的上述两专业的优秀学生纳入轮训对象，再逐步从大二学生入手，最后扩大到需要科研经历的大三学生。为了给轮训体系分配相应的学分，我们将创新实验的学分纳入进来，规定的12个轮训模块只需在第六个学期之前完成。学生已跟某个老师在博士工作室从事相关研究，可以不用轮训这个模块的内容，只需填好关于该模块的学习鉴定表以后，可以直接认可。

为更好地加强对轮训对象的管理，集中地对他们进行轮训活动前的培训。轮训前专业负责人对来博士工作室轮训的学生进行培训。目的是使学生尽快了解我院博士工作室的科研方向，熟悉博士工作室的科研环境，知晓博士工作室的各项规章制度，以便能更好地开展轮训。分别培训实验室的安全管理、实验记录的书写规范、科研活动的基本知识、科研活动过程中沟通的基本技巧、考勤制度等内容。同时强调轮训的要求，要求学生妥善安排好平时的学习课程，服从安排，轮训期间无特殊情况不得请假。轮训结束后填写《轮训学习鉴定表》并上交学院，否则无法获得相应学分。专业负责人也集中对博士工作室负责人或指导老师进行培训。每个轮训模块完成后，博士工作室负责人都会提供相应的总结报告和以后持续改进的方向。另外，我院积极对外宣传博士工作室的研究内容，关于轮训的内容和需要注意的细节的展示牌全部上墙。轮训对象施行网上预约制，学生在手机上下载关于轮训体系的APP后，就能查到博士工作室的基本资料，必修轮训模块和选修轮训模块的说明。博士工作室负责人发布这个批次的轮训时间段和轮训模块后，学生在APP小程序上进行确认，一旦学生在网上确认好了以后，就可以开始相应的培训。此外，为了保证所有轮训对象都能参加，我院还充分利用寒暑假进行轮训活动。

2.3详细制定轮训计划与轮训模块

在详细制定轮训计划和轮训模块时，还要充分考虑轮训对象科研能力的个体差异、轮训对象的规模和博士工作室的容纳能力，避免出现学生在同一个时间段选修同一个轮训模块，人满为患的情况，实验技能学习效果会被大大削弱，因此要全面协调各实验室之间的轮训计划与轮训模块。以博士工作室为依托，将轮训计划分为科研活动知晓、科研能力提升和科研技术熟练三个阶段，学生在博士工作室进行累计12周以上的轮训锻炼。

轮训模块的制定应当充分进行调研、收集各方面的需求信息，进行合理的布局、科学的规划，一旦轮训体系运行以后无法进行修改。轮训模块既要注重多学科的融合创新，又要以学生兴趣的激发、能力提升为产出导向。此外，轮训模块主要考虑不同学科、不同专业的特点。应用化学或材料类学科基础研究的主线是“功能物质的制备、表征和性能研究”，轮训模块按照这条主线合理安排轮训内容。这就需要专业负责人充分调研各个博士工作室的研究内容，能完成的培训单元操作，以及能提供的特有技术操作。轮训功能物质的制备技能时，某个模块可以在研究方向相同的博士工作室同时完成，大大地提高了运转效率。另外，科学实验做到技术先进、安全可靠、经济合理、确保质量。例如，“药物分子的制备”这样一个选题涉及有机化学、有机合成、分析化学和波谱分析等课程内容，要求学生掌握常规回流装置的组装，特殊的无水无氧操作，柱层析实验技术，核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱的解析，纯度的鉴定等实验技能，培训这些实验技能的顺序遵循研究过程中的逻辑关系。我们发现学生在相关博士工作室轮训后，很少出现无法读懂文献所提供的实验方案，以及无法执行老师制定的实验方案的情况，也对学生大四学期需要开展的毕业论文设计的实验进展有重大帮助。

2.4轮训的管理机制与运行模式

博士工作室轮训体系的构建是新形势下推进实验教学改革，培养具有创新精神应用化学和材料科学类专业本科人才的重要途径，完善的轮训体系应注重培养学生交叉研究能力、创新素质和创新思维。在管理过程中，我院顶层设计了一些规章制度。例如，学院层面首先需要提出一些轮训体系的實施要求和规范。内容包括：（1）减少轮训体系中用不上的教学内容，注重教学效率的提高。（2）做好“传、帮、带”的同时，强化学生作为化学科研工作者的角色意识，尤其是角色职责、角色义务、角色能力等。（3）轮训体系包含价值养成、情感教育、技能训练、意志锤炼、创新创造等内容。博士工作室轮训体系的管理机制涉及学院、专业负责人、博士工作室负责人、班主任四个层面的协调。为了充分提高博士工作室的资源利用率，学院不仅需要整体规划好博士工作室，而且要高度重视该类实验室的建设。以我院为例，功能物质的制备实验室愿意承担轮训任务的，增加实验场所的面积，多划拨建设经费等优惠政策。一是调动了博士工作室负责人参与的积极性，二是可以增加学生在相应实验室轮训的机会。博士工作室轮训体系运行过程中涵括了轮训对象、指导老师和实验室管理人员，这需要各司其职，协调好各自空余时间。另外，轮训的管理机制与运行模式管理从轮训对象的合理安排、轮训计划与轮训内容的可操作性、轮训实验模块的科学设定，以及博士工作室轮训工作的奖励机制等方面进行探索。最终，我院通过四个层面完善博士工作室轮训体系的管理机制和运行模式，保证此轮训体系的正常运转。

3博士工作室轮训体系运行后的效果

3.1科研兴趣的激发与科学素养的养成

通过博士工作室轮训体系的运行，学生既可以每个学期走进实验室，有机会感受科研氛围，又可以知晓基础研究或应用研究的最新状况。这就相当于我们提前播下了科研的种子，激励他们以后能坚定地走科学研究的道路。此外，由于真实情况都可以呈现在眼前，招聘信息中研发岗位对人才技能、知识和素质的要求，他们都可以直观了解。经过一段时间后，博士工作室负责人明显感觉到学生的劳动纪律、安全意识、沟通交流能力、合作能力和团队意识都得到了有效的提升，对本专业的热爱程度也明显增加。我们还发现，在博士工作室轮训体系实施过程中嵌入职业规划的部分内容，以及结合应用化学与材料科学类专业的案例进行教育更有说服力，学生能更加地明白基础研究的流程、研究生阶段的生活和企业研发部门的需求。此外，通过科研组会的形式，营造了创新研究与职业生涯规划的氛围，让学生时刻感受到这种气息。通过基于我院博士工作室轮训体系的运行，学生还意识到大学本科四年的科研规划是职业规划的起点。

3.2学生的综合实力明显增强

经过博士工作室轮训体系的实践，学生尚未毕业就能承担基础研究或企业相应岗位的研发任务，真正实现学院与研发部门对人才需求的零对接。实施博士工作室轮训，使学生更真实地参与实践，技能水平大幅提高。学生对功能物质的制备技术、文献的识读都得到了明显的提升。只要真实参与到项目当中，学生的专业技能水平达都能达到相应科研工作者的基本水平。不少完成博士工作室轮训体系后进入研究生考试面试阶段的学生，普遍受到硕士生导师们的欢迎，这大大增加了他们被录取的概率。此外，学生的动手能力明显增强，参加相关竞赛时，都能灵活变通，准确的描述许多科学问题，提出一些解决方法，取得了不错的成绩。我院近5年来，学生分别获得了湖南省大学生化学化工实验与创新设计竞赛一等奖8项，二等奖7项，三等奖10项。国家级大学生创新创业大赛铜奖2项，湖南省大学生创新创业大赛银奖8项，铜奖6项。全国大学生化工设计竞赛二等奖1项等成绩。

4博士工作室轮训体系持续改进的方向

博士工作室轮训体系应既注重应用化学、材料科学的基础研究能力，又要多与企业研发部门合作。轮训体系要想办法深入融合企业项目，多增加能更准确地体现企业生产一线的技术应用和技术发展需求，以及对本专业人才培养定位更准确、更有针对性和更有实效的项目，充分发挥博士工作室在化工、材料科学本科人才培养方面的作用。此外，该体系还需要协调好指导教师科研项目和轮训内容之间的关系。从思想理念、保障机制、管理制度和运行模式等方面进行全方位深层次的改革，核心是保证实验室人才培养、科学研究以及服务社会三大职能的有效发挥。

5结论

我们探索了一条可以激发学生创新能力的新实践路径，即以本科生专项技能培养为导向的博士工作室轮训体系。历时五年，我院通过运行该轮训体系，在培养应用化学、材料科学专业学生的创新能力方面取得了不错的成绩。我们坚信，基于该体系的经验对其他地方性本科院校的实践教学具有很好的借鉴意义。

*通讯作者：张向阳

基金项目：湖南省普通高等学校教学改革项目（NO.676）

参考文献

[1]纪宝成.以更加开阔的视野认识创新人才的选拔和培养[J].中国高等教育，2010（12）：16-17.

[2]李艳华.协同创新体系下应用化学专业人才培养模式研究与实践[J].科技创新导报，2017（20）：210-213.

[3]孟成民.基于创新人才培养的跨学科实验室轮训体系构建[J].实验室研究与探索，2012（31）：281-284.

[4]杨秀芳，陶秀娟，刘佳洁，马养民.专业课教学实验室功能定位与建设模式探索[J].化工管理，2019（02）：160-161.