文桂林 李 莉 儲玉婷 邢言言

(淮南師范學院 化學與材料工程學院，安徽淮南 232038)

0 引言

“雙一流”建設為21 世紀的中國高等教育帶來了前所未有的發(fā)展機遇[1]。結合目標導向性教育OBE 的特質(zhì)，“雙一流”建設的核心和抓手在于打造“一流專業(yè)”，以國家專業(yè)認證為契機，重構專業(yè)培養(yǎng)方案及課程體系，建設完備的教學、實驗條件，組建一流的教師隊伍，最終實現(xiàn)“本科教育”的根本目的—培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，為國民經(jīng)濟和人類自身的發(fā)展提供不竭的動力[2]。因此，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，是現(xiàn)階段深化高等教育改革、建設“一流專業(yè)”的出發(fā)點和根本目的。

如何培養(yǎng)出適應時代變革和發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才？圍繞這一問題各國進行了大量研究和探索，其中，對大學生進行科研訓練是一種行之有效的培養(yǎng)方式[3]。美國麻省理工學院最早于1969 年提出了大學生科研訓練計劃，進入21 世紀以來，越來越多的國內(nèi)高校開展了大學生科研訓練計劃[4]。國家和省級層面也設置了科研訓練計劃以及競賽，如國家和省級大學生創(chuàng)新訓練計劃項目、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽等。毋庸置疑，大學生利用業(yè)余時間進行科研實踐在提升大學生實踐能力和創(chuàng)新能力、養(yǎng)成科學素養(yǎng)方面具有其他教學方式不可比擬的優(yōu)勢，對高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)、構建一流專業(yè)具有重要作用[5]。作為省屬普通本科院校和安徽應用型本科高校聯(lián)盟成員，淮南師范學院專業(yè)建設成效顯著。近年來，獲批1 個國家級一流本科專業(yè)建設點和13 個省級一流本科專業(yè)建設點，有4 個專業(yè)通過專業(yè)認證，2021—2022 年共有9 個專業(yè)實現(xiàn)普通高校本科第一批次招生。結合建設地方應用型高水平大學的目標和專業(yè)發(fā)展要求，學校設立了校級大學生課外科技實踐創(chuàng)新活動基金以及學生專利獎勵專項基金，鼓勵學有余力的學生利用業(yè)余時間進行科研探索或者參與教師的科研項目。通過近些年來對部分大學生的科研訓練，取得了一定的成效，具有積極作用。結合多年來的專業(yè)建設經(jīng)驗，在梳理大學生利用業(yè)余時間進行科研實踐的基礎上，從加深理論知識理解、提高實踐學習能力和科研能力養(yǎng)成等方面探討大學生課外科研對提升教學質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的作用，為地方應用型本科高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和加快建立“一流專業(yè)”提供理論依據(jù)。

1 增強對專業(yè)理論知識的理解

在本科階段，教學工作的主體還是課堂講授，囿于大學擴招和教學條件限制，課堂教授基本上通過“教師講授-學生學習”這條主線進行基礎理論知識的教與學[6]。盡管課堂教學中引入了黑板粉筆板書、多媒體、章節(jié)卡片、翻轉(zhuǎn)課堂、線上教學等多種教學手段，但是理論教學的本質(zhì)決定了學習過程中的空洞、乏味及無用，從而無法調(diào)動專業(yè)知識學習的積極性[7]。同時，因為建構地方應用型大學，專業(yè)理論課程的學時和學分被大幅壓縮，導致可用于理論教學的有效時間不足，專業(yè)知識少講、淺講的現(xiàn)象比較突出。學生利用課外時間進行科研實踐，在申報和主持科技創(chuàng)新項目或參加教師科研項目中，必將圍繞科研領域閱讀指定書籍和專業(yè)基礎學習資料，這種有針對性的理論知識學習，既可以訓練自學能力，又可以掌握相應領域的基礎知識。同時，科研工作還需要查閱大量的科技文獻以及查新工作，科研過程中還要不斷補充檢索各類文獻，這些文獻主要包含一些知名的中、外文專業(yè)數(shù)據(jù)庫,學生按需獨立檢索和下載相關中文和外文文獻期刊，并進行認真細致的閱讀和分析整理。通過閱讀訓練能提高學習的主動性和動力，增進對專業(yè)知識的認知，激發(fā)學習興趣，調(diào)動學生對本專業(yè)知識的學習積極性和主動性。從而增強對專業(yè)理論知識的理解，有效提升課堂理論教學的質(zhì)量。

科研工作中，首先涉及文獻的檢索和閱讀，需要利用SciFinder 檢索美國化學會ACS、英國皇家化學會RSC、Wiley、Elsevier、Springer、Taylor 和中國知網(wǎng)等專業(yè)數(shù)據(jù)庫，并閱讀JACS、Angew、Inorg.Chem.、Chem.Commun.、DaltonTrans.、Chem.Euro.J.、Cryst.GrowthDes.、Coord.Chem.Rev.、Chin.J.Chem.、《中國科學B》《高等學校化學學報》《化學學報》《無機化學學報》《物理化學學報》《結構化學》《中國稀土學報》等大量學術期刊，其中涉及大批量的專業(yè)英語詞匯和專業(yè)術語的學習；在單晶體培養(yǎng)過程中，包含大量的基礎合成理論；結構測試和分析方面，需要運用晶體學基本原理，如群論、晶體工程等，這些知識屬于結構化學和各種材料類課程的基礎理論，晦澀難懂；在后期的測試表征中，基礎表征涵蓋了譜學、熱分析技術、電化學分析等，材料的應用表征又包含了磁學、吸脫附理論、電鏡技術、催化原理等，上述知識屬于儀器分析、材料性質(zhì)、基礎化學課程的范疇。只有通過參與實際的科研實踐過程，這些純理論知識才具有針對性和實用性，才能克服學習理論課程的枯燥無趣，讓高深的理論知識變得鮮活易懂、接近生活。

2 提高實踐學習能力

為了提高大學生的動手能力和實際操作技巧，高校持續(xù)調(diào)整增加了實踐課程的學時比例，特別是以理工科類專業(yè)為甚[8]。眾多的實踐教學中，多以驗證性實驗或者簡單的實驗操作為主，學生知其然但是不知其所以然，沒有獨立的專業(yè)思維，缺少獨當一面的能力，最終淪為實驗操作工。針對這一弊病，近幾年實踐教學的開設出現(xiàn)了模塊化、綜合性的趨勢，并提高畢業(yè)論文工作的標準和實踐性畢業(yè)論文的比例，引入了實習、見習和定崗實習等實踐方式，呈現(xiàn)了良好的局面[9]。以材料化學專業(yè)為例，實踐教學可以包含硅酸鹽綜合實驗、新能源材料實驗、固體氧化物燃料電池實驗、鋰電池綜合實驗等，也可以包含金工實習、在水玻陶工廠見習、企業(yè)導師指導、頂崗實習等形式。但是，在學生基數(shù)大、高校企業(yè)銜接不暢的前提下，實踐教學的效果還有待提高，特別是培養(yǎng)學生獨立的實踐能力顯得尤為重要。

學生利用課外時間進行系統(tǒng)化的科研實踐，可以有效地提高實踐能力?？蒲袑嵺`涉及研究課題申報、課題評審、課題方案擬定、實驗工作開展、實驗結果分析和表征以及實驗數(shù)據(jù)和方案的完善等步驟，并建立系統(tǒng)的科研實踐體系（見圖1）?？蒲羞^程中，團隊成員閱讀大量文獻，通過交流和討論，確立課題并撰寫申請報告；在此基礎上，準備PPT 介紹，接受評委質(zhì)詢和項目修改；項目獲批后，需要大量的時間在專業(yè)實驗室進行廣泛的實驗，學生必須具備基本的實驗操作能力、靈活變通的實驗頭腦，以及持之以恒的實驗精神和端正的實驗態(tài)度，要在不斷失敗中完善實驗和修正研究方案；出現(xiàn)實驗成果后，在理論分析的前提下，挖掘?qū)嶒灣晒奶攸c和潛在應用特性，擬定表征項目并送檢；對測試表征的數(shù)據(jù)進行深入分析；對于優(yōu)異的實驗成功，還可以撰寫科技論文公開發(fā)表，與全世界的科技工作者共享科研成果。

圖1 學生科研實踐體系（以淮南師范學院材料化學專業(yè)為例）

同時，科技實踐中，還涉及開題報告、任務書、中期檢查、結項匯報等。這一系列工作以教師建立的科研平臺為載體，具有課堂實踐教學和校企聯(lián)合實踐所不具備的比較優(yōu)勢，科研實踐周期長、不可預知因素多，涉及大量的專業(yè)知識和實踐技能，從而可以有效提高實踐教學效果，培養(yǎng)學生獨立開展科學研究和自主學習的綜合實踐能力，最終形成完善的人格和良好的專業(yè)素養(yǎng)。

3 接觸前沿科技領域和提升科學素養(yǎng)

在學生進行科研實踐中，指導教師必須擔負起完整的指導作用，引導有科研潛力的大學生長期從事科學研究工作[10-11]。學生通過科研訓練，能接觸相關領域的學科前沿，并學習各種科研知識和技能，認識各種科研成果衡量指標，如SCI、EI、CSCD 期刊論文。通過科研訓練，學生掌握科技前沿的同時，還能找準行業(yè)、國家差距，激發(fā)青年學子投身科學研究和報效國家的熱情，是課程思政教學的一種有力手段。在科研實踐中，學生能夠參與不同的學術交流活動，如課題組內(nèi)部交流會seminar、課題組外的學術交流、各種學術會議，從而能有效地促進學術思想的碰撞，加快科研工作的開展。一方面，本科階段經(jīng)過課余科研實踐訓練，學生在進入研究生階段能夠快速完成由本科到研究生學習方法的過渡，快速進入研究狀態(tài)并開展科研工作。另一方面，本科階段參加科研訓練有助于培養(yǎng)學生的科學精神和科研態(tài)度，做到實事求是、科學嚴謹、有毅力并能吃苦耐勞，從而提高了科學素養(yǎng)、培養(yǎng)了科學思維。本科生科研可提高教師科研平臺的使用效率，部分解決因為無研究生招生權導致的科研設備利用率低、研究課題進展緩慢的問題。

以筆者的專業(yè)實驗室為例，2014 年以來，已有數(shù)批學有余力的學生進入到教師主持的國家自然科學基金、安徽省自然科學基金等科研項目中，完成了一整套的科研訓練。學生以安徽省低溫共燒材料重點實驗室和物理化學省級重點學科為依托，依靠教師搭建的科研平臺，又申請到了10 余項淮南師范學院支持百名優(yōu)秀學生課外科技實踐創(chuàng)新活動基金、數(shù)項國家級大學生創(chuàng)新訓練計劃項目和安徽省大學生創(chuàng)新訓練計劃項目（見表1）。盡管學生的項目經(jīng)費支持力度遠遠低于科研實踐開支，但是仍然為學生科研提供了研究場所、設備和充足的實驗耗材，并且為進行科研實踐的學生按照實際表現(xiàn)提供數(shù)目不等的助研金，在經(jīng)過幾年的努力后取得了一些成果。如，獲得了省級高等學校大學生化學競賽、安徽省挑戰(zhàn)杯和校級挑戰(zhàn)杯的獎項，申請了專利并作為主要作者參與了科技論文的撰寫。同時，在此基礎上形成的本科學位論文，高比例獲得了校級優(yōu)秀畢業(yè)論文稱號。這些成果的取得，鍛煉了學生們的科研能力，提升了科學素養(yǎng)，在研究生考試和研究生階段的科研工作以及企業(yè)研發(fā)崗位中都起到了一定的積極作用。在歷年的研究生考試中，在本實驗開展研究工作的學生在研究生招生考試中錄取率（不低于50%）遠高于學校平均水平（全?？佳袖浫÷始s10%）。通過繼續(xù)深造學生的反饋發(fā)現(xiàn)，在后續(xù)的研究生學習階段，其科研工作的起點、深度和研究成果獲取能力都有了明顯提高，為高水平的科研工作夯實了基礎，在科研道路上邁出了至關重要的第一步。

表1 學生自主開展科研情況和取得的成果1

4 結語

在“雙一流”建設的浪潮下，對于地方高校而言，大學生利用課外時間進行科研訓練，有利于增強學生對專業(yè)理論知識的理解、提高實踐學習能力、接觸前沿科技領域和提升科學素養(yǎng)，從而提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)出適應社會需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，為地方應用型本科高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)、一流專業(yè)的創(chuàng)建和高等教育本科教育改革提供現(xiàn)實案例和理論依據(jù)。