朱亞先+洪煒+吳麗晶+吳玲玲+黎朝
摘要:依托學(xué)科優(yōu)勢,按照“啟發(fā)創(chuàng)新意識、注重訓(xùn)練過程、提高綜合素質(zhì)”的原則,廈門大學(xué)化學(xué)學(xué)科構(gòu)建了初級、中級、高級三個層次的科研訓(xùn)練平臺,形成系統(tǒng)和完整的科研訓(xùn)練機制,激發(fā)了本科生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,提高了綜合素質(zhì),同時對科研訓(xùn)練效果做了深入調(diào)查與分析。
關(guān)鍵詞:本科生;科研訓(xùn)練;創(chuàng)新能力
科研訓(xùn)練是提高大學(xué)生科研能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)的重要途徑之一,是本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要組成部分。廈門大學(xué)化學(xué)學(xué)科著眼于國家經(jīng)濟(jì)、科技、社會發(fā)展對高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需求,著力于多元化、高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要,依托化學(xué)國家一級重點學(xué)科、國家重點實驗室、國家工程實驗室、國家級化學(xué)實驗教學(xué)示范中心、儀器中心等,鼓勵本科生參與科學(xué)研究的全過程,使學(xué)生掌握從事科學(xué)研究的基本方法與思維方式,提高學(xué)生對科學(xué)研究的興趣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的學(xué)風(fēng)、高度的事業(yè)心、社會責(zé)任感和團(tuán)隊精神,為今后從事科學(xué)研究打下堅實基礎(chǔ)。
一、本科生科研訓(xùn)練平臺的構(gòu)建
廈門大學(xué)化學(xué)學(xué)科建立于1921年,是國務(wù)院首批批準(zhǔn)的學(xué)士、碩士和博士學(xué)位授予點,1998年獲得化學(xué)一級學(xué)科博士點學(xué)位授予權(quán)和博士后科研流動站,2007年獲批化學(xué)一級國家重點學(xué)科。掛靠在學(xué)院有多個重要科研平臺,如,能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心、固體表面物理化學(xué)國家重點實驗室、醇醚酯化工清潔生產(chǎn)國家工程實驗室、新能源汽車動力電源技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室、譜學(xué)分析與儀器教育部重點實驗室、電化學(xué)技術(shù)教育部工程研究中心等。我們依托學(xué)院科研基礎(chǔ)雄厚的整體優(yōu)勢,以“啟發(fā)創(chuàng)新意識、注重訓(xùn)練過程、提高綜合素質(zhì)”為原則構(gòu)建了“初級一中級一高級”三個層次、循序漸進(jìn)的科研訓(xùn)練平臺,形成系統(tǒng)和完整的科研訓(xùn)練體系,從而起到引導(dǎo)學(xué)生科研興趣、發(fā)現(xiàn)學(xué)生科研潛質(zhì)、培育學(xué)生科研能力的作用。
(1)初級平臺:主要是營造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,開闊學(xué)生視野,使學(xué)生初步接觸科學(xué)研究過程,有初步的探究體驗。包含導(dǎo)師制、前沿學(xué)術(shù)講座、科研實驗室開放日、學(xué)生自主進(jìn)行的探究實驗等。初級平臺主要培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)的興趣和參與科學(xué)研究的熱情。
(2)中級平臺:以教師的科研課題為依托,設(shè)立“化學(xué)人才基地育苗基金”以及學(xué)校的各類“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練”項目。培養(yǎng)學(xué)生立項申請、文獻(xiàn)檢索、實驗設(shè)計、實驗操作、儀器使用、論文寫作、結(jié)題報告、成果展示、學(xué)術(shù)交流與表達(dá)等基本的科研方法與科研能力。學(xué)院每年組織立項、中期檢查、過程檢查、結(jié)題匯報等。
(3)高級平臺:從“育苗基金”中遴選出優(yōu)秀項目,設(shè)立“化學(xué)人才基地創(chuàng)新基金”和“化學(xué)學(xué)科拔尖試驗計劃創(chuàng)新基金”。學(xué)生可結(jié)合教師的研究方向自行提出研究課題,也可以根據(jù)興趣自主提出研究課題。要求學(xué)生獨立開展研究工作、獨立完成課題。同時,特別強調(diào)學(xué)生國際化視野培養(yǎng),支持學(xué)生到國外高校學(xué)習(xí)、進(jìn)行科研訓(xùn)練,參加國內(nèi)、國際學(xué)術(shù)會議等。
二、科研意識的啟迪與引導(dǎo)
1.營造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍
為營造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,化學(xué)學(xué)科針對低年級學(xué)生開設(shè)了系列前沿講座課程,如“今日化學(xué)”系列講座、“無機化學(xué)前沿領(lǐng)域簡介”“有機化學(xué)前沿領(lǐng)域簡介”等課程;為鼓勵學(xué)生參加各類講座,設(shè)立了“學(xué)術(shù)報告”學(xué)分,開設(shè)了“杰青講壇”“院士講壇”等,同時要求高年級學(xué)生參加學(xué)院組織的“諾貝爾獲獎?wù)呦盗兄v座”“南強系列講座”“盧嘉錫系列講座”等學(xué)術(shù)活動。各類講座從不同的研究方向展示了化學(xué)的魅力,使學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科研究前沿,為學(xué)生開啟一扇通向未來的“窗口”。
2.教師的引導(dǎo)
廈門大學(xué)化學(xué)學(xué)科共有教師139人。其中,中國科學(xué)院院士9位,教育部長江學(xué)者特聘教授6位,國家杰出青年基金獲得者19位,高等學(xué)校教學(xué)名師獎獲獎?wù)?位,教授74位,擁有首批“國家級教學(xué)團(tuán)隊”。教師人人參加本科教學(xué)工作,鄭蘭蓀院士、田中群院士、孫世剛院士等一批知名教授長期為本科生講授化學(xué)基礎(chǔ)課程。6門化學(xué)主干基礎(chǔ)課程教學(xué)隊伍中,有院士3人、長江特聘教授4人、高等學(xué)校教學(xué)名師獎獲獎?wù)?人、杰出青年基金獲得者10人、教授23人。高水平教師在授課中將基礎(chǔ)專業(yè)知識與前沿研究內(nèi)容結(jié)合,有效地啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
對于本科生參與的科研活動,教師的引導(dǎo)作用尤為關(guān)鍵?;瘜W(xué)學(xué)科科研訓(xùn)練的指導(dǎo)教師隊伍中既有德高望重的老院士,也有化學(xué)各個學(xué)科的帶頭人和優(yōu)秀的中青年學(xué)術(shù)骨干教師。在近三年開展的本科生各類科研訓(xùn)練項目中,院士作為指導(dǎo)教師的有5項,杰青(含院士、千人)為指導(dǎo)教師的有50項,教授(含院士、千人、杰青)為指導(dǎo)教師的有114項。
從2013年起,學(xué)院對低年級本科生開展了“導(dǎo)師見面會”“實驗室開放日”等活動,院長、系主任等教師定期多方位與學(xué)生交談與交流,激發(fā)學(xué)生的科研興趣,給予學(xué)生學(xué)習(xí)、科研上的指導(dǎo)和幫助。
三、科研能力的培育與訓(xùn)練
結(jié)合廈門大學(xué)化學(xué)學(xué)科的優(yōu)勢和科研平臺,我們制訂了系統(tǒng)的科研訓(xùn)練方案,包括:科研素養(yǎng)、文獻(xiàn)檢索、項目申請、實驗方案設(shè)計、科研能力、論文撰寫、化學(xué)交流表達(dá)能力的訓(xùn)練等。
1.科研素養(yǎng)培育
為了使本科生在科研訓(xùn)練的初期就建立正確的科研道德觀、了解科學(xué)研究的基本方法,我們開設(shè)了“化學(xué)科研素養(yǎng)與方法”課程。該課程分為“如何樹立正確的科研道德觀和價值觀”“如何培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新思維”“如何有效地在科研中發(fā)現(xiàn)問題”“如何建立科學(xué)的研究方法”四個部分,由院士、杰青等優(yōu)秀教師主講。他們結(jié)合科研案例,從追求真理、實事求是、團(tuán)結(jié)協(xié)作、探究質(zhì)疑、自主創(chuàng)新等方面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。
本科生科研訓(xùn)練項目指導(dǎo)教師在實驗中也十分注重本科生科研素養(yǎng)的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生做到學(xué)術(shù)道德規(guī)范、原始記錄規(guī)范、學(xué)術(shù)引文規(guī)范、成果署名規(guī)范、論文寫作規(guī)范等科研學(xué)術(shù)規(guī)范要求。
2.科研能力訓(xùn)練
本科生科研能力的培養(yǎng)須依托本科生的科研項目。我們2003年設(shè)立了“化學(xué)人才基地育苗基金”,啟動費每項4000-6000元,目前共設(shè)立704項;2012年設(shè)立了“化學(xué)學(xué)科拔尖試驗計劃創(chuàng)新基金”,2013年設(shè)立了“化學(xué)人才基地創(chuàng)新基金”,啟動費每項10000-20000元,目前共設(shè)立84項。本科生可根據(jù)自己的興趣自主申請,項目完成時間原則上為一年半。除此之外,廈門大學(xué)每年還有“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”“基礎(chǔ)科研基金”等多種類別的科研項目供本科生申報。學(xué)生們經(jīng)過項目選題、預(yù)研、立項、申請、評審、簽訂項目責(zé)任書,然后進(jìn)入導(dǎo)師課題組開展科研活動。項目的完成須經(jīng)閱讀文獻(xiàn)、設(shè)計實驗方案、實驗操作、大型儀器使用、數(shù)據(jù)分析、歸納總結(jié)、撰寫論文報告、匯報答辯等多個環(huán)節(jié),使學(xué)生得到全方位科研能力的訓(xùn)練。endprint
為了更好地促進(jìn)并鼓勵學(xué)生參加科研訓(xùn)練,我們制訂了具體的政策和管理辦法,每年組織立項、申請、評審、簽訂項目責(zé)任書、過程檢查、中期檢查、結(jié)題墻報展示、匯報答辯、評獎等。在科研訓(xùn)練中,我們更注重過程的跟蹤、訓(xùn)練與考核,強調(diào)本科生通過科研訓(xùn)練提高綜合素質(zhì)。
3.拓展本科生學(xué)術(shù)視野
為了給本科生提供對外交流的機會,拓寬本科生視野,使他們在交流中成長,我們在科研訓(xùn)練的高級平臺中專門設(shè)置專項學(xué)術(shù)活動資助基金,為本科生參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)活動、到國(境)外進(jìn)行短期訪學(xué)、科研訓(xùn)練等提供學(xué)費、生活費、往返機票費,并制定了系列政策對此進(jìn)行規(guī)范管理。2012年8月到2016年8月四年期間,已先后派出113人次到國(境)外名校進(jìn)行交流學(xué)習(xí)、科研訓(xùn)練。
4.本科生科研訓(xùn)練成果
科研訓(xùn)練的開展,使本科生了解并學(xué)習(xí)了化學(xué)研究前沿知識、研究方法和研究手段,鍛煉和培養(yǎng)了科研能力,拓寬了視野,增長了見識,提高了科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)了一批熱愛化學(xué)、愿意從事化學(xué)研究及相關(guān)工作的青年學(xué)者。同時也收獲了一些成果,近三年化學(xué)學(xué)科本科生參與的科研項目在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上共發(fā)表281篇學(xué)術(shù)論文,國家發(fā)明專利10項,獲得省部級以上科創(chuàng)競賽獎勵30項。
四、科研訓(xùn)練效果問卷調(diào)查
為深入了解本科生參加科研訓(xùn)練的狀況、收獲等,我們設(shè)計了調(diào)查問卷,2015年12月份在2012級育苗基金結(jié)題時,對參加此項目的本科生進(jìn)行了調(diào)研,問卷共12個調(diào)查項目,55個選項,回收有效答卷共計53份(見下表)。
我們對問卷調(diào)查進(jìn)行了統(tǒng)計與分析,結(jié)果如下。
(1)問題:你主要出于什么目的參加科研訓(xùn)練項目
調(diào)查數(shù)據(jù)見圖1。從圖中可以看出,多數(shù)本科生參加科研訓(xùn)練目的是為了鍛煉自我、發(fā)展自我,功利性的想法較少。
(2)問題:你參加科研訓(xùn)練的課題來源于哪里
調(diào)查數(shù)據(jù)見圖2。從圖中可以看出,本科生參加科研訓(xùn)練項目的課題來源主要是“參與指導(dǎo)老師的課題”或是“指導(dǎo)老師指定的課題”,由自己設(shè)計或參與設(shè)計的課題所占比例低。這是我們今后需要加強的方面。
(3)問題:你在科研訓(xùn)練中參與了哪些工作
本問題是多選項,四個選項分別是:文獻(xiàn)檢索、調(diào)研;課題組織、方案設(shè)計;實驗操作,數(shù)據(jù)收集整理;項目歸納總結(jié)、答辯。本科生根據(jù)自己參加的工作進(jìn)行勾選。調(diào)查數(shù)據(jù)見圖3。從圖中可以看出,學(xué)生們多數(shù)參與了科研項目各環(huán)節(jié)的工作,受到了比較系統(tǒng)的科研訓(xùn)練。
(4)問題:在科研項目訓(xùn)練中遇到困難時,你首先選擇如何求助
調(diào)查數(shù)據(jù)見圖4。從圖中可以看出,本科生在科研訓(xùn)練過程中遇到困難時首選求助于實驗室內(nèi)師兄師姐,然后選擇自己獨立思考,向?qū)熐笾谋容^少。究其原因,學(xué)生們認(rèn)為老師較忙或者害怕老師笑話自己。
(5)問題:在科研訓(xùn)練過程中,你認(rèn)為最困難的環(huán)節(jié)是什么
調(diào)查數(shù)據(jù)見圖5。從圖中可以看出,本科生在科研訓(xùn)練過程中最困難的環(huán)節(jié),主要集中在課題立項與實驗方案執(zhí)行兩部分,這正是需要教師加強指導(dǎo)的環(huán)節(jié)。
(6)問題:在科研項目訓(xùn)練中,指導(dǎo)老師在哪些方面給予你的幫助最多
調(diào)查數(shù)據(jù)見圖6。從圖中可以看出,本科生認(rèn)為指導(dǎo)老師提供的幫助最多的是“研究課題的選擇”,其次是“傳授研究方法”。
(7)問題:你參加科研訓(xùn)練項目獲得了哪些成果
此問題為單選項,如果有多項成果,選填自己認(rèn)為最重要的一項。調(diào)查數(shù)據(jù)見圖7。從表中看出,有一半的本科生參加科研訓(xùn)練發(fā)表了論文、申請了專利、獲得了學(xué)業(yè)競賽獎勵。
(8)問題:參加科研訓(xùn)練對科研能力的提升度
本項調(diào)查包含6項內(nèi)容(見下),本科生根據(jù)參加科研訓(xùn)練對自己這6項能力的提升度填寫從1~10不等的數(shù)字,1為最小,10為最大,調(diào)查數(shù)據(jù)見圖8。從圖中可以看出,學(xué)生們認(rèn)為參加科研訓(xùn)練對其閱讀文獻(xiàn)能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析數(shù)據(jù)、解決問題能力、表達(dá)能力等都有顯著提升。
(9)問題:參加科研訓(xùn)練對專業(yè)學(xué)習(xí)的提升度
本項調(diào)查包含3項內(nèi)容,本科生根據(jù)參加科研訓(xùn)練對自己這3項能力的提升度填寫從1~10不等的數(shù)字,1為最小,10為最大,調(diào)查數(shù)據(jù)見圖9。由圖可見,學(xué)生參加科研訓(xùn)練項目對知識體系構(gòu)建、專業(yè)知識的理解、基礎(chǔ)和前沿的結(jié)合等有較大的提升。
(10)問題:參加科研訓(xùn)練對自主學(xué)習(xí)與發(fā)展的能力的提升度
本項調(diào)查包含5項內(nèi)容(見圖10),本科生根據(jù)參加科研訓(xùn)練對自己這5項能力的提升度填寫從1~10不等的數(shù)字,1為最小,10為最大。由圖可見,學(xué)生參加科研訓(xùn)練項目對其自我認(rèn)識、了解自身學(xué)習(xí)需求、時間管理等都有較大的提升。
(11)問題:參加科研訓(xùn)練對人生態(tài)度和心理承受能力的提升度
本項調(diào)查包含5項內(nèi)容(見圖11),本科生根據(jù)科研訓(xùn)練對自己這5項能力的提升度填寫從1~10不等的數(shù)字,1為最小,10為最大。由圖可見,學(xué)生參加科研訓(xùn)練項目對其積極承擔(dān)責(zé)任、克服困難、心理承受能力和抗壓能力等都有顯著提升。
(12)問題:參加科研訓(xùn)練項目最大的收獲
多數(shù)本科生寫道:了解了相關(guān)學(xué)科的知識,受到了完整的科研訓(xùn)練,提高了科學(xué)研究基本能力;鍛煉了自己的獨立思考能力、解決困難能力、交流表達(dá)能力;樹立了科研的決心,磨煉了自身的意志等。
五、本科生科研訓(xùn)練問題與思考
1.如何更好地引導(dǎo)并保持本科生科研興趣
興趣是最好的老師,是一種內(nèi)源性動力,它推動人們不斷去學(xué)習(xí)、實踐和認(rèn)識事物。一般說來,科研活動對于初學(xué)者來說有種神秘感,這種神秘感帶來了好奇心,因此本科生們在初期對科研充滿興趣。但是,一旦真正進(jìn)入科研活動,單調(diào)的實驗和不斷的失敗可能會抹殺掉他們最初的興趣。如何不斷地引導(dǎo)并長久保持他們的興趣,這是一個擺在我們面前的課題。老師們需要根據(jù)學(xué)生個性化特征及其專業(yè)基礎(chǔ)知識的積累狀況安排相關(guān)的科研訓(xùn)練內(nèi)容,循序漸進(jìn),讓學(xué)生們在每個階段都有不同的收獲,這些收獲帶來愉悅,進(jìn)而增加信心。同時,我們還要通過舉辦各種形式的科技活動、鼓勵學(xué)生積極參加科技創(chuàng)新比賽、開展國內(nèi)外多種形式的學(xué)術(shù)交流,不斷拓寬學(xué)生的視野,激發(fā)并保持他們的科研興趣,發(fā)揮他們的潛能。
2.如何加強教師的過程指導(dǎo)
教師有效的指導(dǎo)對本科生科研能力的形成十分關(guān)鍵,其影響是終身的。在本科生科研訓(xùn)練中,教師不僅要幫助學(xué)生進(jìn)行選題,還要指導(dǎo)其掌握查閱文獻(xiàn)資料、擬定實驗方案、制訂工作計劃、把握研究進(jìn)度、撰寫論文報告,使學(xué)生學(xué)會科研方法、領(lǐng)悟科研思路,同時還要關(guān)心學(xué)生的生活和心理健康,不斷鼓勵他們,提高學(xué)生做事的獨立性、計劃性和條理性,以增強他們的毅力、恒心和自信,培養(yǎng)學(xué)生熱愛化學(xué)、熱愛科研。
3.如何培養(yǎng)本科生自主選題的能力
從調(diào)研看出,由于本科生專業(yè)知識及基礎(chǔ)技能相對較缺乏,其課題的選擇近九成是“參與指導(dǎo)老師的課題”或是“指導(dǎo)老師指定的課題”,學(xué)生自己設(shè)計或是團(tuán)隊設(shè)計的比例較低。當(dāng)然,本科生在科研訓(xùn)練的初期,很大程度依賴于教師有意識、精心安排的課題。但是,隨著科研活動的深入,如何培養(yǎng)本科生自主選題的能力就是我們必須面對的課題,這也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要組成部分。科研訓(xùn)練是學(xué)生建立科學(xué)思維方式的過程,學(xué)會如何選題也需要教師因材施教地進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。教師要不斷引導(dǎo)學(xué)生思考問題、分析問題,進(jìn)而啟發(fā)他們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)問題,如何從己知領(lǐng)域的交匯處尋找新的生長點等,使學(xué)生掌握選題的方法和策略,提升學(xué)生對課題設(shè)計的參與度,調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。endprint