徐書克　許勝

摘要：為了提高工科學生的科學素養(yǎng)，提升其解決實際問題能力，對兩年級的工科院校學生開設科學訓練課是必要的，通過教師有目的預設具有工業(yè)應用背景的微課題，對學生進行文獻能力培養(yǎng)（查閱、總結(jié)、撰寫文獻報告），分析問題以及解決問題能力培養(yǎng)（在教師指導下由學生自主制訂課題的實踐方案，并通過實驗進行預案驗證，在實踐中發(fā)現(xiàn)新的問題，不斷進行修正，然后處理實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)實驗結(jié)果，按照科研論文的要求撰寫實驗報告），整個流程實質(zhì)就是完成一個微課題，通過教學場景轉(zhuǎn)換依次對學生進行項目作業(yè)的實踐訓練。事實證明，本科生經(jīng)過微課題訓練后，對完成項目的流程有了清晰的認識，為將來的升學就業(yè)提供了堅實的實踐基礎。

關鍵詞：工科學生；微課題；訓練；促進；科學素養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）08-0061-02

目前，我國的高等教育規(guī)模達到了人類歷史之最，據(jù)2014年國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)[1]，我國在校生大學生人數(shù)創(chuàng)紀錄達到2468萬，適齡青年接受高等教育毛入學率達到34.5%[2]，高等教育的快速發(fā)展，使得高等教育已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的精英教育，而成了大眾教育，極大提高了我國適齡青年的受教育率，有效地提高了我國人口素質(zhì)；而另外一方面，大量的企業(yè)，不僅僅是中小民企，還包含相當多一部分外企，因為招不到合適的員工而苦惱，形成了有中國特色的用工荒，企業(yè)用工荒與大學生就業(yè)難現(xiàn)象的同時存在，看似滑稽的局面背后掩蓋著我國高等教育不適合時代發(fā)展的弊端，大量的高校把發(fā)展目標定位于研究型大學，追求學科門類齊全的麻雀式的辦學方針，在擴招政策下產(chǎn)生了一大批萬人大學，招生規(guī)模上了檔次，但是專業(yè)設置以及培養(yǎng)質(zhì)量卻未能同步，其培養(yǎng)的所謂具有深厚理論素養(yǎng)而缺乏實踐能力的“人才”不能適應時代的發(fā)展要求，學生在校四年，除了掌握一些基礎理論知識（實際上學生接觸的很多知識已經(jīng)嚴重落后工業(yè)實際），實踐能力極差，根本不符合企業(yè)的需求，因此大量畢業(yè)生找不到工作而成了失業(yè)者，造成社會資源的極大浪費。令人欣喜的是國家高層已經(jīng)注意到此現(xiàn)象，并痛下決心進行改革[3]，教育部計劃在不久的將來分批把600所本科院校轉(zhuǎn)變?yōu)槁殬I(yè)教育系列，希望以此糾正我國高等教育的發(fā)展偏差，促進教育與我國的經(jīng)濟發(fā)展同步。華東理工大學作為國家教育部直屬高校，一直都重視本科生的科學素養(yǎng)教育，著重加強我校本科生的實踐能力訓練，因此，我校本科生的就業(yè)率一直維持在95%水平[4]，平均薪資排名遠遠高于我校綜合實力排名[5]。在諸多措施中，從大學兩年級開始開設科學訓練課是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要手段。本文對我?？茖W訓練課的教學內(nèi)容以及涉及的問題進行了探討。

一、微課題教學流程設置要求以及培養(yǎng)目標

課程設置的目的是讓學生對如何解決具體工程問題有個清晰的概念，并進行初步實踐。按照當代科學認知的普遍規(guī)律以及科學方法論，在接到一個任務（項目）時，首先進行相關的情報工作，進行文獻檢索以及情報的綜合分析，然后立足于現(xiàn)有的技術條件進行解決方案的初步規(guī)劃，經(jīng)過實踐的檢驗并在實踐中不斷修正，形成解決方案并總結(jié)規(guī)律，撰寫論文，在方法論上完成了發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的循環(huán)，也就是從理論到實踐再回到理論的提高過程，因此，科學訓練課程對工科學生的方法論的認知很有必要。任務布置階段在多媒體教室完成，任課教師對課題的工業(yè)背景進行介紹，對要解決的問題進行說明，根據(jù)研究任務把課題分解為若干模塊，每個模塊需要的學生一般設為3～4組，每組學生2人；每個小組的任務各不相同，這樣就有效避免了個別學生的懶惰和抄襲。舉個例子，某位教師的微課題為“酯化反應催化劑綠色化研究”，28個學生2人一組，合計14組，課題任務分解為綠色催化劑制備（模塊1）、綠色催化劑催化酯化反應（模塊2）、對照組（模塊3）共3個模塊，模塊1催化劑制備具體分為硅膠負載硫酸基氧化鈦制備以及表征（催化劑1）、介孔材料負載過渡金屬催化劑制備以及表征（催化劑2），合計需要4組學生承擔任務；模塊2依據(jù)任務不同，分別設置為催化劑1催化酯化反應影響因素（時間組、催化劑量組、酸醇比例組）合計容納3組學生，催化劑2同樣如此，容納3組學生；對照組使用傳統(tǒng)催化劑無機酸，考察不同無機酸、時間、催化劑量以及酸醇比例等4個因素，容納4組學生。在確定任務后，進入情報能力培養(yǎng)階段，在圖書館中，教師進行文獻檢索教學，每個組學生的任務都不相同，指導學生根據(jù)任務進行相關文獻檢索并制訂實驗方案，撰寫出開題報告。教師審定開題報告后進入實驗室，指導學生按照方案進行實驗驗證，對學生進行實踐能力培養(yǎng)教學，各個小組彼此獨立操作又相互依賴，每次實踐課后都按照模塊進行討論，不斷修正原有的方案，全面培養(yǎng)學生動手分析問題和解決問題的能力。實踐課結(jié)束后，學生開始進行數(shù)據(jù)分析和整理，最終完成科技論文的撰寫，鍛煉了其邏輯思維能力，整個教學流程到此結(jié)束，完成了從理論到實踐再回到理論的螺旋式上升。幾輪實踐下來，學生普遍反映教學效果良好。

二、微課題設置的注意事項

整個流程中微課題的選擇是核心，微課題的設置由任課教師結(jié)合自己的科研課題，為學生列出微課題，要求課題具有可實踐性（用具體的實驗解決）、工業(yè)應用性（緊密結(jié)合工業(yè)實際）、探索性（需要通過實踐解決問題）。這就要求任課教師不僅要具有豐富的理論基礎知識，還要有雄厚的科研工作積累以及精準的情報工作技能，以及豐富的實踐操作能力。由此可見，教師很重要，是決定微課題教學成敗的關鍵。一個良好的微課題應該具備以下幾個特征。

1.具備良好的工業(yè)背景。工科院校本科生是要面向社會，就業(yè)崗位基本為企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理進行服務等崗位，因此微課題選擇具有應用背景的題目，是一種“就職演習”，必須接地氣，才能真正地培養(yǎng)學生服務企業(yè)的能力。就上述課題而言，眾所周知，酯化反應在工業(yè)上具有廣泛的應用基礎，如高端酯類潤滑油基礎油、化妝品基質(zhì)葡萄糖酯、香料乙酸丁酯等。研究酯化反應催化劑的綠色化具有重要的實際意義。endprint

2.具備良好的可操作性。微課題教學時間短，不可能面面俱到，因此需要培訓操作新技能的課題不太適合大學二年級同學進行，在操作層面應該立足于學生已經(jīng)掌握的實驗技能上。我校參加科訓課程的是已經(jīng)修完有機化學實驗的二年級下半學年的學生，一般的院校在有機化學實驗課的設置中，都安排了酯化反應教學內(nèi)容，學生具備了必要的實踐操作技能，因此，不再需要基本技巧的訓練，一旦實驗方案確定，就可以迅速進入實踐環(huán)節(jié)。

3.具備一定的創(chuàng)新性。作為科學訓練課，不能雷同于普通的實驗課程，因為實驗課程的教學內(nèi)容是培養(yǎng)學生的操作技能和驗證教材知識的。而科學訓練課面對的是實實在在的要解決的工業(yè)難題，因此其解決方案必須通過新的實踐進行探索，具備一定的創(chuàng)新性。作為酯化反應而言，傳統(tǒng)的無機酸催化劑具有腐蝕設備、造成大量含酸廢水污染環(huán)境等缺點，亟需開發(fā)具有環(huán)境友好型的新型催化劑，現(xiàn)在通用的方法就是使用固體酸催化劑。所以本課題研究內(nèi)容兼顧了工業(yè)應用和科學前沿，學生執(zhí)行起來倍感興奮。

三、微題課教學的創(chuàng)新意義

首先，微課題教學過程突破傳統(tǒng)意義上的教學模式約束。傳統(tǒng)意義上本科教學，依據(jù)課程性質(zhì)，教學場所一般安排在教室或者實驗室進行，往往一門課程從開始到結(jié)束都是在同一個場所完成，且其教學目的單一，學生產(chǎn)生審美疲勞是很正常的。微課題的教學實踐從課堂起步：布置課題，分組并分配任務；然后轉(zhuǎn)移至圖書館進行情報能力培養(yǎng)；再進入實驗室進行實踐研究，鍛煉動手解決問題能力，最后再次回到課堂，總結(jié)實踐經(jīng)驗，驗證實踐方案，提升理論水平。經(jīng)過教室→圖書館→實驗室→教室，隨著教學場地轉(zhuǎn)移，教學任務與培養(yǎng)目標也跟著轉(zhuǎn)移，經(jīng)過一個完整的循環(huán)，再次回到教室的時候，學生經(jīng)歷的心路歷程要比單一場所教學的效果好得多。

其次，微課題教學符合科學認知論的要求?？茖W認知論認為，解決問題的過程是發(fā)現(xiàn)問題到解決問題再到發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)歷一個從理論到實踐，然后回到更高級的理論的循環(huán)過程。傳統(tǒng)本科的教學，理論教學偏重于理論推導，實驗教學側(cè)重于基本技能培訓，都不能很好地對二者進行綜合。畢業(yè)論文環(huán)節(jié)雖然能夠彌補，但是由于面臨畢業(yè)、就業(yè)、升學等壓力，此時學生的學習積極性已經(jīng)開始下降。在大學二年級開設微課題教學，實現(xiàn)了在一個獨立的教學單元內(nèi)完成了團隊協(xié)作、情報能力、科學研究方案制定以及實施、實驗數(shù)據(jù)處理以及歸納等多方面能力培養(yǎng)，使學生了解了具體實踐中項目作業(yè)流程，學習了自主設計解決方案，體會了企業(yè)中才有的分工協(xié)作的團隊精神，有效地把理論教學與實踐能力培養(yǎng)結(jié)合，促進了學生科學素養(yǎng)的提高。對近三屆學生調(diào)查結(jié)果表明，完成該項目工作的同學在綜述性論文撰寫（情報能力體現(xiàn)）、實驗方案制訂（項目流程掌握能力體現(xiàn)）、實驗數(shù)據(jù)處理（歸納能力體現(xiàn)）等諸方面都有所提高，能夠更快地適應后續(xù)階段課題組的要求，同時在求職環(huán)節(jié)體現(xiàn)出更好的優(yōu)異性。

參考文獻：

[1]國家統(tǒng)計局2014年2月24日發(fā)布統(tǒng)計信息第10項：教育、科學技術和文化的數(shù)量[Z].

[2]教育部：2013年高等教育毛入學率34.5[EB/OL].中華人民共和國教育部門戶網(wǎng)站，2014-07-07.

[3]600所本科轉(zhuǎn)型職業(yè)教育高等教育醞釀大變[N].經(jīng)濟觀察報，2014-05-09.

[4]2014年75所部屬高校本科就業(yè)率排名[EB/OL].人民網(wǎng)，2014-05-22.

[5]2014年畢業(yè)生薪酬最高的25所大學盤點[EB/OL].中國教育在線，2014-04-11.endprint