電子信息類本科生科研能力和意愿的問卷分析

李竹，王大為，蘆賓，趙紅梅

（山西師范大學 物理與信息工程學院，山西太原 030031）

2018 年10 月，《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》指出：“鼓勵學生通過參加社會實踐、科學研究、創新創業、競賽活動等獲取學分”。2019 年10 月，《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》指出：“加強對學生科研活動的指導，加大科研實踐平臺建設力度，推動國家級、省部級科研基地更大范圍開放共享，支持學生早進課題、早進實驗室、早進團隊，以高水平科學研究提高學生創新和實踐能力”。因此，大學生科學研究能力的培養成為我國新形勢下高等教育的重要任務，也是當前高校人才培養的基本目標之一[1]。

雖然山西師范大學電子信息類專業三年級學生的科研論文發表比例已超過了10%，但是也遇到了一些困惑：（1）目前學業導師都有自己的科研課題，對于整個電子信息類專業而言，科學研究能力的培養還缺少有效的全局性措施；（2）學生主動參與科研能力培養的熱情不足，對各類項目和學科競賽的參與需要督促和鼓勵；（3）科研能力訓練與課程教學脫節，若單獨進行科研能力訓練，會給學生造成一定的學業負擔。因此，有必要針對科學研究的相關內容進行問卷調查，旨在通過對問卷調查結果的分析，為以后的科學研究能力培養提供改革方向。

1 問卷設計及調查對象

考慮到科學研究進展是否順利主要是由學生的科學研究能力和意愿兩方面來確定，所以本次調查問卷主要涉及的內容包含科學研究能力和意愿兩個方面。科學研究能力方面主要考慮了信息素養能力、數據處理能力、實驗設計能力、科研成果表達能力和科研思維能力，其中科研思維能力是以科研過程中應用的28 種思維技巧開展；科學研究的意愿主要考慮了由興趣和相關能力決定的意愿內因和受外在刺激從而進行科研的意愿外因。對于每一種思維技巧設置一項對應的題目，而其他的每一項能力或意愿的調查，都給出了6項相應的題目，且每個題目都是學生平時在科學研究實踐過程中會接觸的內容。每個題目都有“不同意”“一般”和“同意”3 個選項。

調查對象為電子信息類專業的1～4 年級所有學生。學生采取自愿的原則參與本次調查。

2 問卷結果及分析

本次自愿參與調查的電子問卷共收回196 份，去掉無效問卷，剩余有效問卷共173 份。在調查結果的表格中，只呈現了“不同意”和“同意”兩個選項的比例，其余比例是“一般”選項的比例。表格中的數值以百分率的形式呈現。

2.1 信息素養能力

科學研究實踐的初始階段，需要對文獻進行收集和整理，即學生應該具備一定的信息素養。在《學生學習的信息素養標準》中，信息素養能力標準主要側重信息獲取能力、信息評價能力以及信息利用能力[2]。因此，信息素養能力可劃分為信息獲取、信息評價和信息利用3 個階段。信息素養能力調查結果如表1 所示。

表1 信息素養能力調查

1～3 項為獲取信息能力的調查結果，結果表明：學生主要從非紙媒介的網絡獲取信息，從中文數據庫獲得信息的量較少，究其原因是1～2 年級的學生參與科研訓練的人數和時間較少，還未接觸到專業的中文數據庫；4～5 項為信息評價能力的調查結果，結果表明：能夠從文獻中獲得有用信息的學生較多，但是不能夠客觀對信息進行評價的學生接近20%，對信息客觀評價能力的欠缺會影響科研預研的進度；第6 項為信息利用能力的調查結果，結果表明：對信息不能進一步加工和存儲的學生比例較大，該方面的改善可有效構建完善的信息體系，加快科研預研階段的進程。

2.2 數據處理能力

數據處理貫穿科學研究的始終，可追溯到科學研究方法的選取，便于培養學生的批判性思維；同一種數據可采取多種數據處理方法，便于培養學生的發散性思維。因此，提高數據處理能力、掌握基本數據處理方法是提高學生創新能力的重要基礎[3]。數據處理能力調查結果如表2 所示。數據處理包含3 個階段：記錄整理階段、統計分析階段、描述解讀階段。

表2 數據處理能力調查

1～2 項為記錄整理數據能力的調查結果，結果表明：學生記錄整理數據能力不突出，同意項不到35%，該能力的缺失使得科研無法進一步開展；3～5 項為統計分析數據能力的調查結果，結果表明：學生不能選擇合適的統計分析方法的比例較低，但是對數據統計和測試的能力相對欠缺，尤其是手工完成簡單統計能力的欠缺更加突出，不利于及時發覺問題和解決問題，往往會造成科研實驗多次重復；第6 項為描述解讀數據能力的調查結果，結果表明：對統計結果的解讀和描述能力欠缺的人數超過了10%，學生欠缺基于數據統計結果給出總結性或深層次描述的能力，難以形成強有力的論證結果。

2.3 實驗設計能力

實驗是科研驗證的重要部分，實驗設計是創新性實驗項目成功實施的關鍵[4]。通過實驗設計，有利于培養學生的創新意識和創新能力、提高了學生分析問題和解決問題的能力。實驗設計能力調查結果如表3 所示。實驗設計能力包含宏觀部分和微觀部分。

表3 實驗設計能力調查

1～4 項為實驗設計能力宏觀部分的調查結果，同意項比例都不到35%，其中1～2 項的不同意項比例超過了10%，表明學生對實驗設計的宏觀目標和總體過程不夠清晰，缺少統領和總括性的指導思想，不利于快速提高實驗的獨立設計能力；5～6 項為實驗設計能力微觀部分的調查結果，同意項比例都高于35%，表明大部分學生能夠預判實驗中可能出現的干擾元素，有實驗備選方案，有較強的對設計實驗的微觀把控能力。

2.4 成果表達能力

任何一項科學研究最后總要通過論文或者研究報告的形式展示成果。因此，作為科研成果的展示形式，論文或者研究報告的表達能力也屬于科研能力的范疇。成果表達能力調查結果如表4所示。

表4 成果表達能力調查

調查表中的6 項，是論文或者研究報告的必要組成部分。1～2 項為成果表達的概要部分的調查結果，不同意比例均超過10%，說明學生對成果的總體概括提煉程度不夠；3～5 項為成果表達的具體內容，從同意比例高低可以看出，學生對研究的具體對象方法規范的能力明顯低于結果闡述和討論，也反映出科研提煉能力偏弱的特點；第6 項為成果表達的參考文獻書寫能力的調查結果，該部分是成果表達中最易完成的內容，但是同意項比例沒有超過50%，能夠反映出學生對參考文獻規范化書寫的訓練量較少。

2.5 科研思維能力

科研思維，是培養學生在科研中樹立科學的思維方式，能夠從普遍性的現象中找出問題，結合科學理論，形成具體的科學思維方法及邏輯推理能力；能夠從間斷性的現象中發現其存在的關聯性、同一性和普遍性；能夠通過一個現象逐層推理，形成一個完整的科研實踐體系[5]。在科研過程中，科研思維能力的強弱是由思維技巧應用的多寡反映的。針對歸納、演繹、批判、集中、側向、求異、求證、逆向、橫向、遞進、想象、分解、推理、對比、交叉、轉化、跳躍、直覺、滲透、統攝、幻想、靈感、平行、組合、辯證、綜合、核心和虛擬共28 種思維技巧對科研思維能力給予調查，總體調查結果表明：不同意項比例低于10%，同意項比例高于30%。科研思維能力調查具有代表性的結果如表5 所示。同意項比例從高到低按照序號排列，依次為批判、靈感、集中、遞進、想象和轉化思維技巧。總體調查結果表明：在對思維技巧沒有刻意訓練的情況下，各種思維技巧的應用比例不具有明顯差異。另外每項問卷的一般選項的比例在40%左右，該選項的出現間接反映出學生在科研過程中沒有刻意應用思維技巧處理科研過程中遇到的問題。

表5 科研思維能力代表性調查

2.6 科研意愿的內因和外因

科研意愿是本科生參與科研活動的前提和基礎，在本科生參與科研意愿的影響因素方面，主流觀點認為影響本科生參與科研的因素有內因、外因兩個方面[6]。關于科研意愿的調查，主要考慮了由興趣和相關能力決定的意愿內因和受外在刺激從而進行科研的意愿外因。科研內因調查表和科研外因意愿調查表分別如表6 和表7 所示。

表6 科研意愿內因調查

表7 科研意愿外因調查

從表6 可得出，山西師范大學電子信息類專業的學生，主動參與科研的意愿較強烈，同意項比例均超過了40%，不同意項比例都低于10%，學生在追求科研帶來的樂趣和滿足感方面有較強意愿，解決問題的內在需求驅動力較強，從而提高了學生個體主動參與科研的意愿。

從表7 可得出，科研意愿受不同的外因影響的結果差異較大。第1 項的結果反映學生科研的意愿會受到功利的強烈驅使；第2 項的結果表明他人的尊重對學生參與科研不具有較強的促使作用；第3～6 項為科研難度對學生科研意愿的影響，綜合分析可知：科研訓練的設置應該呈現先簡后繁、先易后難的梯度，這樣可提高學生科研意愿。

3 建議措施

根據問卷調查的結果及其分析討論，針對電子信息類大學生科研能力的共性特點和個性差異，應準確定位科研訓練的培養目標，制定合理的科研訓練計劃和管理機制，落實大學生科研訓練計劃（Student Research Training，簡稱SRT）[7-8]，建議采取如下措施。

3.1 嵌入式訓練

科研能力的培養不是一蹴而就的，應將各方面的能力化整為零到各個教學環節中，通過重復有效的訓練，能使科研能力的各個子能力得以鞏固。課堂教學是師生互動的主要載體，故以課堂教學為陣地，可進一步提升本科生科研能力[9]。

在理論教學過程中，以第二課堂實踐活動形式訓練收集資料、處理信息、仿真研究、成果表達等能力[10]；在實驗教學過程中，對每個實驗項目提倡在完成基本要求的情況下，挑戰擴展創新[11]。通過上述措施，既可以提高課程教學考核的有效度，又可以將科研能力的培養嵌入教學過程。

3.2 三級制訓練

根據專業課程的授課進度以及科學研究針對內容的綜合程度，將科研能力訓練按梯度分為三級。第一級，針對課程設計類，以科研報告的形式將設計成果表達，將其作為課程考核要素；第二級，針對學科競賽和科研項目，將實踐成果以期刊論文形式呈現，將其作為實踐創新課程的考核要素[12-13]；第三級，針對畢業設計，依照學位論文的要求逐項考核。

3.3 導師制訓練

在科研訓練過程中，需要因材施教，因此，在新生入校后，通過雙向選擇，為每位學生配備學業指導教師[14]。每名導師可以根據學生的科研能力差異，采取針對性的一人一策，從而在科研訓練方面達到彌補短板和突出優勢的效果。