“拔尖计划”学生的学习有何不同基于生命科学学生调查和科学家访谈的混合研究 摘要：针对“基础学科拔尖学生培养试验计划”生命科学专业的在读学生的实证调查显示，拔尖计划学生与对照组非拔尖计划学生在多项学习情况存在显著差异。对15名该领域的一流科学家和拔尖计划实施负责人的深入访谈，印证并解读了两组学生学习差异对一流科学家的养成具有何种意义。目前拔尖人才培养模式下师生互动质量较高，但教育者多为专家型，在非专业的通识教育方面缺乏共识和策略，这提醒我们除了拔尖计划内部的小环境，综合性大学均衡、健全的育人大环境也很重要。关键词：拔尖计划，生命科学，学习情况，混合研究基金项目：教育部人文社会科学研究规划课题(14YJC880043)一、问题的提出自从2009年教育部实施“基础学科拔尖学生培养试验计划”(下文简称“拔尖计划”)以来，本科阶段的人才培养实际情况始终备受关注。作为教育改革的“试验计划”，尤其需要掌握试验过程的一手数据，及时记录、总结和反思阶段性的经验和启示。针对正处于实践进程中的教育实验，本研究试图探索一种定量调查与质性研究相结合的混合研究模式，兼取“教”与“学”双方在教改试验中的反馈，使教育者认为应该如何与学生实际如何构成映照，获得有价值的讨论。唯有如此，教改试验才能产生广泛有益的教育知识，而非仅仅集中使用了现有的资源。学科差异是拔尖人才培养研究中不可忽视的因素。生命科学作为“拔尖计划”的六个基础学科之一，在全国16所高水平大学实施。与数学、物理、化学等相对更成熟的学科相比，生命科学领域未被充分观测和发掘的现象更多、未被数学化抽象把握的理论空间也更大。从20世纪末开始，生命科学领域可能做出影响人类历史进程的重大成果的愿景不断激励着一代代优秀的年轻人。1同时也由于研究团队得到了深入研究现场的许可，因此选取生命科学领域“拔尖计划”为研究对象。本研究的具体问题设定为：目前在读的生命科学专业“拔尖计划”学生与非拔尖计划学生的学习情况有什么不同？两组学生的学习情况与资深专家的培养理念、经验能否相互印证？从理念论述到实证数据，目前的“拔尖计划”中哪些成效和问题可以得到确认？二、研究方法本研究的混合方法采用并行三角互补策略，设计使相对独立的定量研究和质性研究同步收集数据，在结论分析中整合两种研究途径各自的结果，相互补充和印证。2定量研究的问题设置为通过检验生命科学专业“拔尖计划”学生与非拔尖计划学生的学习情况的不同，反映“拔尖计划”的实际作为。质性研究的问题设置为：资深生命科学领域专家及拔尖计划教学管理的直接负责人认为生命科学领域拔尖人才的培养在本科阶段的关键点有哪些、应该如何做。逻辑上，质性研究针对应然问题、定量研究针对实然问题，最后使两者对话，从而深化或修正既往认识。结合既有文献和前期调查经验，表1列出了本文设计的定量研究与质性研究一一对应又共同关注的议题。表1 定量研究与质性研究的议题定量研究（针对学生）质性研究（针对学科专家、教育者）学习投入时间的分配3客观数值学习投入时间的意义、经验等学习动力与学术兴趣4-5自我报告的学习动力大小和主要来源、对学术研究的兴趣等对当今学生学习动力与学术兴趣的看法及相关影响因素讨论志向与价值观6自我报告的学术志趣与发展规划志向与价值观对拔尖人才培养的重要性师生互动质量7-8学生反馈的师生互动质量理想的导师职责定位与具体操作性建议非专业性的培养：通识教育与跨学科9自我评估各项可迁移技能比刚入学时的提升水平关于通识教育与跨学科能力等的讨论定量研究为学生的问卷调查，于2014年7月10月间实施。样本分两组，其一是分布在16所大学的全国生命科学拔尖计划学生(下文简称“拔尖学生”)，作为教改试验组；其二是来自教育部生物学一级学科排名前三的大学该专业非拔尖计划的二至四年级本科生(下文简称“对照组学生”)，作为对照组。两组样本在学业能力、大学适应程度和年级分布上都具有较高可比性，具体情况见表2。为了比较两组学生各题项的均值是否存在统计意义上的显著差异，我们主要使用了非参数Mann-Whitney U检验和平均数差异检验(t检验)。表2 定量研究样本概述(%)总数男二年级三年级四年级全国生命科学拔尖计划学生795133281810064.5641.7735.4422.79对照组生命科学专业非拔尖计划学生（24年级）1519460543710062.0040.0036.0024.67质性研究具体实施策略是一对一的半结构化访谈，实施于2014年4月2015年4月。访谈对象为两组(按访谈先后排列，标注均为访谈时身份)。一组为生命科学领域的中国科学院士或具有相当国际声誉的资深教授5名：施一公、饶毅、郑光美、施蕴渝、朱玉贤。另一组为直接参与或负责生命科学拔尖人才培养教学管理的资深教授10名：许崇任(北京大学元培学院前任院长)；汤超(北京大学交叉中心主任，“整合科学”建设负责人)；刘栋(清华大学“清华学堂生命科学班”实施负责人)；陈建群(南京大学教务处长)；王英典(北京师范大学生命科学学院院长)；巩志忠(中国农业大学生命科学学院院长)；南开大学生命科学实验班教学管理团队(3人)；王建波(武汉大学生命科学学院副院长、拔尖人才培养实验班负责人)。以上15人，人均访谈1小时以上，全文录入并做初级编码。三、研究结果1.拔尖学生投入大量时间做科研调查学生的时间安排有助于对两组学生的日常生活有全面的基础性了解。表3展示了两组学生在时间使用分配上的异同。数据显示，两组学生花费在常规课业学习、课外活动、娱乐等事项上的时间并无显著差异。每天睡眠小时数拔尖学生比对照组学生略短，一项有显著差异的是，拔尖计划学生平均每周花费在做实验上的科研时间(18.5小时)远长于对照组学生(11.2小时)。累计上课、课业学习和科研做实验的总学习时间，拔尖学生为53小时/周，对照组学生为47小时/周，总体上国内一流大学生命科学专业的本科生学业压力比较大，自由支配的时间较少。表3 两组学生日常时间分配的差异检验样本数均值标准差T检验每天睡眠小时数拔尖学生787.211.05*对照组学生1517.511.27上课（每周）拔尖学生7920.279.38对照组学生15020.539.35课业学习（每周）拔尖学生7913.568.89对照组学生15015.668.38做科研、做实验（每周）拔尖学生7918.4610.23*对照组学生15011.179.95独自或小组阅读非指定的书籍（每周）拔尖学生767.507.63对照组学生1516.666.04做义工、志愿者（每周）拔尖学生783.216.04对照组学生1513.986.34参加课外活动（每周）拔尖学生796.146.60对照组学生1517.036.72发展自己的兴趣爱好（每周）拔尖学生797.466.49对照组学生1508.346.45健身、锻炼（每周）拔尖学生796.425.77对照组学生1516.955.93打游戏、看视频、上网随意浏览（每周）拔尖学生7910.337.72对照组学生15011.507.88注：*代表P0.001。实证数据显示，拔尖学生比对照组学生日常花费更多时间用于科研实验，并且差异非常显著，而用于其他课内、外活动的时间并没有显著减少。这可以说是拔尖计划实施的积极效果。为了研究学生投入科研实验的教育价值，我们和专家探讨了两个问题，投入实验室的时间是否越多、越早就越好？以及科研实验培养的关键何在？第一个被经常讨论的问题是，对生命科学领域拔尖人才的培养而言，大学一年级就尽早地进入实验室参与科研工作有必要吗？A1认为大一的学生容易“找不着北”，一方面大学生活丰富多彩，值得学些文化类课程、听讲座、参加社团，如果大一就进实验室，钻入瓶瓶罐罐的世界，目光会很狭窄，但另一方面专业上专注地付出也会有相应的收获，得失之间需要抉择。他举了两个对应的例子。一个是来自东部沿海省份的高考状元学生：“他进清华第一天就来跟我谈，他父母我也见了，我说你可以随时进我实验室。但是第一年进的话你工作压力很重，我建议第一学期参加组会，观察、打下手，我会说服其他所有人结果他试下来决定先不来，觉得压力太大，后来很有热情地去参加了英语演讲比赛，也挺好。”(A1)另一个例子是考分同样很高的北大一年级学生：“她大一就要来找我说要进实验室。上完课就来，甚至会逃课过来，于是她作业也落后了，考试也不太好，到大二时压力很大好在她在实验室里得到了真正的训练，掌握了研究理念，后来毕业去了MIT。去MIT面试前我说你不用带任何去，你去了就会有人给你offer，她本科毕业的研究水平高于中国的平均博士。”(A1)在拔尖人才的培养过程中，在丰富的校园生活和专业的精深探究间找寻平衡点是一个难题。多名专家建议大学生们大一充分享受大学的美好，多听、多看、多问、多学，等到大二开始有点主见了再开始规划自己的学术道路。A2还指出，系统的课程学习和实验应用中自学都很重要，“特别是在本科时期的基础理论，来不及补，所以(上课和实验)不可能只取其一，两个都要做。”实际上，A1的事例具有特殊前提，其实验室是能够不断产出最前沿成果的国际一流水准的研究环境，这在国内高校并不普遍。同时两个例子中的学生都是少数有机会选择是否进入该实验室的资优学生，并非所有学生都有这样的机会。有了拔尖计划在制度上为部分学生创设了早期进入顶尖实验室的条件，第二个例子中的女生才有可能走上去MIT深造的道路。再者，第二个例子的关键还在于该学生不仅抓住了在顶尖实验室研习的机会，并且顶住了课业、成绩等带来的压力，超越了学校一般的制度和价值规训，其过程中逆主流而为，前途未卜的艰难取舍都由学生自己做主，这种高度自主的心智并不多见，却是支持拔尖学生未来发展的一项重要特质。目前各校生物学科拔尖计划通常设计在大一暑期至大二年级进入实验室，并且越来越重视给学生留出探索、接触不同的实验室以及更换、选择实验室的时间和余地，把学生和实验室的匹配质量看得比进入早晚更重要。在选择过程中培养自主的、自我负责的科研学习心态，鼓励学生在比较、尝试后确立真正的具体科研兴趣，不急迫地把学生逼入实验训练之中，这是拔尖计划实施多年以来在育人上越发成熟、眼光长远的表现。2.拔尖学生学习动力较强，激励学术志趣仍是教育重点在自我报告的学习动力方面，拔尖学生比对照组学生动力更强，使用Mann-Whitney U检验，统计上差异显著，见表4、图1。拔尖学生在自我报告的向学态度，包括学习快乐感和意义感等，也显著优于对照组学生。当学习遇到困难时，拔尖计划学生选择迎难而上的决心更强。表4 两组学生学习动力的差异检验平均秩Mann-Whitney UZSig你的学习动力大小拔尖学生136.224234.000-3.578*对照组学生104.04我喜欢学习因为它使我不断成长拔尖学生142.253772.500-4.824*对照组学生100.65学习遇到困难时我总是会想尽办法克服拔尖学生137.844199.500-3.