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        理工科實(shí)驗(yàn)型研究生科研訓(xùn)練淺論

        2017-08-29 13:48:15汪莎莎解令海
        科技視界 2017年11期
        關(guān)鍵詞:科研訓(xùn)練研究生

        汪莎莎 解令海

        【摘 要】本文針對(duì)理工科實(shí)驗(yàn)型研究生的科研訓(xùn)練,設(shè)計(jì)了五個(gè)訓(xùn)練環(huán)節(jié)及兩種反饋方式,試圖通過(guò)科學(xué)系統(tǒng)的訓(xùn)練方法全面提高研究生的獨(dú)立科研能力。

        【關(guān)鍵詞】科研訓(xùn)練 研究生 “做寫(xiě)講”

        Discussion of the Scientific Research Training for Experiment-Type Graduate Students of Science & Engineering

        WANG Sha-sha XIE Ling-hai

        (Nanjing University of Posts and Telecommunications, Institute of Advanced Materials (IAM), Jiangsu Nanjing 210046,China)

        【Abstract】In this paper, a scientific research training system is designed for the postgraduate students of science, containing 5 training links and 2 feedback forms. We hope this scientific and systematic training method will be helpful to improve the independent research ability of postgraduate students comprehensively.

        【Key words】Scientific research training; Postgraduate student; “doing、writing and speaking”

        0 引言

        研究生教育位于我國(guó)高等教育體系中的最高層次,其目標(biāo)在于培養(yǎng)具備扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論,能夠從事科學(xué)技術(shù)研發(fā)及理論研究工作的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。對(duì)于廣大的理工科研究生來(lái)說(shuō),通過(guò)一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找科學(xué)規(guī)律,驗(yàn)證假說(shuō)理論,最終對(duì)物質(zhì)世界獲得更深層次的理解是科研的必經(jīng)之路。值得注意的是,研究生這種基于實(shí)驗(yàn)的科研培訓(xùn)與本科生階段的“灌輸式”實(shí)驗(yàn)課截然不同。研究生階段注重于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,是一個(gè)創(chuàng)造新知識(shí)的過(guò)程。如果按照本科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,教師在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前講明實(shí)驗(yàn)的目的、機(jī)理、操作流程和預(yù)期結(jié)果,然后學(xué)生按照規(guī)定步驟完成實(shí)驗(yàn),無(wú)需思考即可完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種培養(yǎng)模式只能對(duì)現(xiàn)有的知識(shí)進(jìn)行重復(fù)性驗(yàn)證,無(wú)法培養(yǎng)較為獨(dú)立的創(chuàng)新性科研能力。[1]然而,目前針對(duì)理工科實(shí)驗(yàn)型研究生尚未建立起一整套切實(shí)可行易于推廣的科研訓(xùn)練體系,因此,合理科學(xué)的科研訓(xùn)練體系的設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)木o迫性和重要性。[2]本文從理工科實(shí)驗(yàn)型研究生科研訓(xùn)練內(nèi)容和理工科實(shí)驗(yàn)型研究生科研訓(xùn)練的反饋兩個(gè)方面進(jìn)行細(xì)化,試圖對(duì)科研訓(xùn)練建立一套較為系統(tǒng)的方法,訓(xùn)練的最終目標(biāo)是提升研究生的獨(dú)立科研能力。

        1 理工科實(shí)驗(yàn)型研究生科研訓(xùn)練內(nèi)容

        做實(shí)驗(yàn)是理工科研究生進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐的重要手段,然而僅僅培訓(xùn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和儀器表征能力充其量只是使其機(jī)械地會(huì)“做”實(shí)驗(yàn),至于為什么要這樣做實(shí)驗(yàn),做了實(shí)驗(yàn)以后如何去分析思考改進(jìn),得到的結(jié)論如何去科學(xué)的表達(dá),均沒(méi)有涉及。因此,為了系統(tǒng)科學(xué)的對(duì)研究生進(jìn)行較為完整全面的科研訓(xùn)練,提高研究生獨(dú)立從事科學(xué)研究,即獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、分析、解決科學(xué)問(wèn)題的能力,我們?cè)O(shè)計(jì)了以下五個(gè)科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

        1.1 課題論證

        研究生課題的首要任務(wù)是明確科學(xué)問(wèn)題。在導(dǎo)師給的課題基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握本領(lǐng)域的起源,階段性進(jìn)展,目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和制約該領(lǐng)域發(fā)展的問(wèn)題。本環(huán)節(jié)培養(yǎng)的是研究生收集、整理、分析資料的能力,其目的在于讓學(xué)生對(duì)自己的課題有較深層次的理解,清楚自己從事該方向的科研價(jià)值,并為下一步具體的實(shí)驗(yàn)方案確定打好知識(shí)基礎(chǔ)。資料的收集要求學(xué)生熟練掌握幾大科研數(shù)據(jù)庫(kù)的使用,外文數(shù)據(jù)庫(kù)如web of science期刊及會(huì)議論文索引數(shù)據(jù)庫(kù)、Ei Village 2工程索引數(shù)據(jù)庫(kù)、IEEE/IEE Electronic Library全文數(shù)據(jù)庫(kù)等,中文數(shù)據(jù)庫(kù)如CNKI中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)、維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)等,具體可在學(xué)校圖書(shū)館電子資源中查詢(xún)。數(shù)量龐大的文獻(xiàn)需要合理有效的分類(lèi)管理以便隨時(shí)查閱,mendeley、Endnote、Note express等文獻(xiàn)管理軟件需要熟練運(yùn)用,此外,Google學(xué)術(shù)和微軟必應(yīng)等搜索網(wǎng)站也很有幫助。對(duì)于文獻(xiàn)的分析理解可以從本領(lǐng)域比較經(jīng)典的綜述及博士論文入手,建立整體概念和系類(lèi)劃分,每個(gè)課題50篇核心文獻(xiàn)的閱讀量,泛讀文獻(xiàn)應(yīng)達(dá)到上百篇,并養(yǎng)成寫(xiě)閱讀筆記的習(xí)慣。在確定了領(lǐng)域的核心問(wèn)題和大致的實(shí)驗(yàn)方案以后,下一步就是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

        1.2 科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的來(lái)源一是從文獻(xiàn)閱讀中汲取靈感,二是在本實(shí)驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步研究。之所以要對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)是因?yàn)橐紤]到實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的可行性和得到預(yù)期結(jié)果的可能性。首先驗(yàn)證設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)在原理方面是否可行,然后把實(shí)驗(yàn)步驟分解細(xì)化到單元式操作,因此在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)給出實(shí)驗(yàn)流程邏輯圖和實(shí)驗(yàn)變量正交表,如此一方面明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驼w實(shí)驗(yàn)思路,防止被實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種意外情況打亂節(jié)奏,另一方面正交表設(shè)定即為多組對(duì)比實(shí)驗(yàn),每組對(duì)比只變換一個(gè)單一變量,每組實(shí)驗(yàn)都可以得到關(guān)于該變量的明確實(shí)驗(yàn)結(jié)論,可以避免重復(fù)無(wú)用的工作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以根據(jù)已有結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)流程邏輯圖和正交表進(jìn)行靈活調(diào)整。如果參考了文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)部分,先原樣重復(fù)看結(jié)果是否跟文獻(xiàn)報(bào)道一致,確定實(shí)驗(yàn)所需的材料、儀器以及操作人員的技能都是滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的,如果出現(xiàn)偏差,應(yīng)如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)合理調(diào)控變量。

        1.3 實(shí)驗(yàn)操作

        具體的實(shí)驗(yàn)操作水平是因人而異的,而實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的目的,就是盡可能的消除這種差異性。通過(guò)單元式實(shí)驗(yàn)操作培訓(xùn)可以在最大程度上減少人為差異,在本科階段通過(guò)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)為單元實(shí)驗(yàn)操作打下了基礎(chǔ),而研究生階段的實(shí)驗(yàn)操作相對(duì)而言具有多變性和自主性,而且除了大型儀器操作培訓(xùn)外,基本不會(huì)有專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課。這種情況下,研究生新生一來(lái)可以通過(guò)仔細(xì)學(xué)習(xí)觀摩重復(fù)師兄師姐的實(shí)驗(yàn)操作掌握本實(shí)驗(yàn)室的基本單元操作,二來(lái)通過(guò)重復(fù)文獻(xiàn)中某些已經(jīng)很成熟的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)拓展實(shí)驗(yàn)手段。不論是通過(guò)哪種方式來(lái)學(xué)習(xí)并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段,自糾正都是必不可少的一環(huán),通過(guò)不斷的對(duì)比自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)進(jìn)行校正調(diào)整最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化操作。當(dāng)然,科研工作的創(chuàng)新性決定了不是所有實(shí)驗(yàn)都是前人做過(guò)的,很大程度上需要研究生自己去摸索新的實(shí)驗(yàn)手法,但絕對(duì)不是無(wú)目的無(wú)邏輯地隨便嘗試,還是要建立在充分調(diào)研、理性設(shè)計(jì)、規(guī)范操作、合理調(diào)控的基礎(chǔ)上。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        通過(guò)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到的原始數(shù)據(jù)可分為形貌表征、結(jié)構(gòu)表征、性能表征等等,不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型具有不同的分析處理方式,一般來(lái)說(shuō)有圖形和數(shù)字兩種表達(dá)形式,而且兩者之間一定程度上可以相互轉(zhuǎn)化,以達(dá)到最佳表達(dá)效果。研究生應(yīng)養(yǎng)成及時(shí)分析處理數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣,對(duì)于每個(gè)課題都應(yīng)單獨(dú)建檔,分類(lèi)存放數(shù)據(jù),用WORD或PPT形式匯總數(shù)據(jù)處理結(jié)果,方便查找、對(duì)比及總結(jié)。基于之前“科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)流程邏輯圖,研究生應(yīng)具有清晰的邏輯思路,對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)有一定的預(yù)測(cè)性,或者說(shuō)可期性,當(dāng)出現(xiàn)預(yù)期不符的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí),能通過(guò)排除法確定影響因素并設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行因果驗(yàn)證。[3]基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)變量正交表,應(yīng)得到成組的單變量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以方便對(duì)比分析每種變量的單獨(dú)作用,根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來(lái)的變量的影響趨勢(shì)進(jìn)行下一步科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施。隨著計(jì)算軟件的普及和理論模擬水平的提高,很多研究生會(huì)過(guò)于追求軟件的使用而忽略了數(shù)據(jù)所表達(dá)的科學(xué)機(jī)理本身,對(duì)軟件處理結(jié)果一知半解,原理不清不楚,這種現(xiàn)象值得警醒。

        1.5 寫(xiě)作

        一個(gè)完整的科研工作的最終表現(xiàn)形式一般是形成一篇嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目萍颊撐?。論文既是研究成果的總結(jié),也是同行進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的媒介。[4]論文雖然分為前言、實(shí)驗(yàn)、結(jié)果與討論、總結(jié)等幾個(gè)部分,但是都在闡述同一個(gè)科研事實(shí),其核心甚至可以用短短幾句話概括,并貫穿全文。很多研究生初次寫(xiě)作時(shí)往往會(huì)割裂并孤立這幾個(gè)部分,為了寫(xiě)前言而寫(xiě)前言,而不去考慮前言對(duì)于提出科學(xué)問(wèn)題,厘清研究背景,突出文章主旨的作用。一篇優(yōu)秀的論文是一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的分級(jí)式邏輯整體,其中的每個(gè)部分都有其各自的作用同時(shí)又集中闡明了文章主題。在寫(xiě)作之前同樣應(yīng)列出整體邏輯框架圖,哪幾個(gè)圖應(yīng)拼成一幅大圖,每幅圖的作用,和文章主旨的關(guān)系,圖與圖之間的邏輯關(guān)系,基本上只要先處理好圖的關(guān)系,文章的思路也就大致清楚了。結(jié)果與討論的大部分內(nèi)容都是根據(jù)圖來(lái)展開(kāi),應(yīng)先簡(jiǎn)單介紹該圖屬性,一句話概括其作用,再結(jié)合圖表內(nèi)容客觀描述數(shù)據(jù)事實(shí),最后結(jié)合文獻(xiàn)展開(kāi)討論,得出該圖能夠提供的科學(xué)結(jié)論。論文的摘要、前言最后一段和總結(jié)各有作用,不可簡(jiǎn)單復(fù)制粘貼,應(yīng)有所側(cè)重。摘要意在概述全文,簡(jiǎn)單地提出問(wèn)題和難點(diǎn),介紹本文工作并突出工作亮點(diǎn)。前言最后一段旨在承上啟下,是以前言為研究背景進(jìn)而引出本文工作。總結(jié)在概述全文工作亮點(diǎn)的同時(shí),應(yīng)著重提出該工作的意義以及對(duì)后續(xù)研究的計(jì)劃和展望,起到繼往開(kāi)來(lái)的作用。

        2 理工科實(shí)驗(yàn)型研究生科研訓(xùn)練的反饋

        鑒于科研工作的特殊性,導(dǎo)師不會(huì)事無(wú)巨細(xì)地過(guò)問(wèn)日常研究的每個(gè)細(xì)節(jié),但也不宜過(guò)分放養(yǎng)學(xué)生,因此周期性地總結(jié)和反饋科研工作是導(dǎo)師和研究生之間溝通交流的重要途徑,也是導(dǎo)師評(píng)價(jià)學(xué)生、指導(dǎo)學(xué)生、管理學(xué)生的有效手段。如果說(shuō)之前所述的科研訓(xùn)練更多是在培養(yǎng)“做”的能力,則科研訓(xùn)練反饋著重于“寫(xiě)”和“講”的能力,本文里提出反饋的具體表現(xiàn)形式為兩種:周報(bào)月報(bào)以及組會(huì)。

        2.1 周報(bào)和月報(bào)

        把一周內(nèi)零散的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行匯總,形成整體思路的周報(bào),不僅有利于督促自己及時(shí)處理分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而且促使自己重新審視這段時(shí)間的科研進(jìn)程,給出自我評(píng)價(jià),清楚自己本周的工作含金量到底有多少,是不是做了無(wú)用功,如何進(jìn)行下一步的改善。周報(bào)應(yīng)做到數(shù)據(jù)和圖文說(shuō)明相結(jié)合,內(nèi)容應(yīng)包括本周工作簡(jiǎn)單目錄,和上周工作的關(guān)系(工作目的),具體的本周工作匯報(bào),以及下步計(jì)劃。周報(bào)和本周的原始數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)發(fā)送給指導(dǎo)老師,周報(bào)的記錄應(yīng)具有連貫性,且并不是實(shí)驗(yàn)記錄的簡(jiǎn)單復(fù)制,個(gè)人的思考結(jié)論、實(shí)驗(yàn)的串聯(lián)和分析應(yīng)體現(xiàn)在周報(bào)中。月報(bào)的時(shí)間跨度更大,所涵蓋的工作內(nèi)容較之周報(bào)應(yīng)更加系統(tǒng)化。這樣就建立起了一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄-周報(bào)-月報(bào)-論文的科研寫(xiě)作流程,如果周報(bào)和月報(bào)平時(shí)準(zhǔn)備到位,數(shù)據(jù)處理完善,到了論文階段自然水到渠成。

        2.2 組會(huì)

        定期開(kāi)展組會(huì)可以督促學(xué)生平時(shí)努力工作防止無(wú)物可講,也給本實(shí)驗(yàn)室老師同學(xué)提供面對(duì)面相互交流的機(jī)會(huì)。組會(huì)形式一般為每人介紹自己工作內(nèi)容的PPT,其他人提出問(wèn)題建議等等,學(xué)生如果科研遇到困難也可以在組會(huì)上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述,大家一起討論解決。組會(huì)也是個(gè)相互學(xué)習(xí)進(jìn)步的場(chǎng)所,具有一定科研素養(yǎng)的高年級(jí)學(xué)生應(yīng)起到榜樣作用,新生可以通過(guò)自我?guī)氩粩鄬W(xué)習(xí)其他人的思考方式,數(shù)據(jù)處理模式,文獻(xiàn)閱讀方式,PPT制作格式等方方面面。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        科研訓(xùn)練是研究生培養(yǎng)的重要手段之一,貫穿于研究生的整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程之中,也是研究生教育區(qū)別于本科教育的顯著標(biāo)志。[5]

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]亓翠玲,王麗京.加強(qiáng)研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新型科研人才.中國(guó)醫(yī)療前沿. 2010,05(7):85-86.

        [2]段麗.研究生科研能力的培養(yǎng)研究.湖南大學(xué).2003.

        [3]劉麗葵,劉傳荷.加強(qiáng)高校研究生科研實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的思考.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2012,10(3),141-143.

        [4]胡凱.試論研究生科研能力的培養(yǎng).黑龍江教育:高教研究與評(píng)估版.2006(7):36-37.

        [5]崔秋灝.在校碩士研究生科研訓(xùn)練的問(wèn)題與建議.科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理. 2002,23(1):82-83.

        [責(zé)任編輯:朱麗娜]

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