材料專業(yè)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索

李國華，位會娟，張婉婷

（中國礦業(yè)大學（北京）機電與信息工程學院，北京 100083）

胡錦濤主席2006年在全國科學技術(shù)大會上的講話中明確提出了“建設(shè)創(chuàng)新型國家”、“走中國特色自主創(chuàng)新道路”的戰(zhàn)略思想［1］。建設(shè)創(chuàng)新型國家關(guān)鍵在人才，而在整個人才培養(yǎng)體系中，高等教育是一個十分重要的環(huán)節(jié)，對一個人的成長和成才起關(guān)鍵作用。

實踐是創(chuàng)新之源，一切創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新性成果都來源于實踐［2－3］，因此，在高等教育階段，加強實踐教學，是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》也對高等教育階段的實踐教學提出了明確要求?？蒲杏柧氉鳛橐环N創(chuàng)新性實踐方式，在大學本科階段的整個實踐教學體系中占有重要地位。

1 國內(nèi)外大學本科生“科研訓練”發(fā)展簡況

事實上，國內(nèi)外對大學生參與科研的討論與實踐探索由來已久。一般認為，以科研項目為載體的大學生科研訓練實踐起源于1969年美國麻省理工學院（MIT）的“大學生研究機會計劃（the undergraduate research opportunities program，UROP）”，該計劃由當時主管本科教育的物質(zhì)科學系主任 Margaret L.A.MacVicar教授基于“做中學”的教育理念而創(chuàng)立（該理念與 MIT 的“Mind and Hand”（腦與手）校訓一脈相承），隨后被美國諸多研究型大學所效仿，目前，美國幾乎所有的研究型大學都設(shè)有類似的本科生科研訓練項目［4－5］。為支持與促進本科生科研，美國于1978年成立了全國性組織——“本科生科研理事會（council on undergraduate research，CUR）”，美國國家科學基金會（the national science foundation，NSF）于20世紀80年代初設(shè)立了“本科生科研經(jīng)驗計劃（research experiences for undergraduates，REU）”，1987年美國成立了面向全美本科生開放的年度大會——“全國本科生科研 會 （the national conferences on undergraduate research，NCUR［6］）”。美國是目前公認的大學生科研活動開展得最好的國家。

在我國，清華大學是最早探索本科生科研訓練的高校，該校于1996年在國內(nèi)高校中率先實施大學生科研訓練計劃（students research training，SRT）［6－7］，浙江大學于1998年開始實施大學生科研訓練計劃（student research training program，SRTP）［8］，隨后，國內(nèi)其他高校也相繼推出了類似的“大學生科研訓練計劃”。2007年，教育部開始實施“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”，全國有120所大學參加［9－12］。中國礦業(yè)大學（北京）于2007年開始實施大學生創(chuàng)新實驗計劃項目，我系于2007—2008學年第一學期對材料科學與工程專業(yè)本科大三學生首次開設(shè)了“科研訓練”課程。本文所述的實踐探索是指對“科研訓練”課程的教學探索。

2 “科研訓練”課程教學目標的確立

前已述及，我系于2007—2008學年第一學期首次對材料科學與工程專業(yè)本科大三學生開設(shè)了“科研訓練”課程，并將其列入集中實踐教學環(huán)節(jié)，歷時一周。

課程開設(shè)之初，“科研訓練”對校內(nèi)各級教學管理人員、廣大教師和學生來說都是一個新鮮事物，幾乎沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒，更沒有現(xiàn)成的答案可供參考，于是，我們只好“摸著石頭過河”，抱著“做中學”、“做中改”的思路逐步探索前進。

為避免“科研訓練”教學的實踐探索陷入盲目性，在開始實施“科研訓練”的教學實踐之前，首先需要明確本課程的教學目的和基本要求，以便界定本課程的內(nèi)涵，并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計教學環(huán)節(jié)、組織教學內(nèi)容。為此，本課題組試著回答了“大學生科研的本質(zhì)是什么”、“通過本課程的學習，學生應(yīng)取得哪些收獲”等諸如此類的問題［16－17］。

關(guān)于大學生科研的本質(zhì)，本文贊同以下觀點：大學生科研不同于一般意義上的科研活動。一般意義上的科研追求出高水平的科研成果，而大學生科研雖然也不排斥出科研成果，但“出科研成果”并不是大學生科研的主要目標。大學生科研的本質(zhì)是“促進教學與科研的融合”，使學生由“被動的知識接受者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R的主動探尋者”，是“做中學”教育理念的具體表現(xiàn)。大學生科研的根本宗旨是激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生的科學思維、科學精神和科研能力。大學生通過直接參與科研活動，了解知識發(fā)現(xiàn)的過程，享受發(fā)現(xiàn)知識的樂趣，并由此加深對有關(guān)理論的理解或創(chuàng)立新的理論。

基于以上認識，我系將本課程的教學目標設(shè)定為：使學生對科研的基本概念和本質(zhì)屬性有基本的認識，了解科研的一般過程，了解科研人員應(yīng)具備的基本素質(zhì)、基本技能及其養(yǎng)成。簡言之，本課程的主要目的是對學生進行科學思維、科學精神和科研方法的教育，而不是追求出科研的具體成果，即是使學生知道怎么干，而不要求真正地承擔課題動手干。

通過本課程的教學，應(yīng)使學生認識到科研的本質(zhì)是創(chuàng)新，是探索未知世界，旨在完善已有理論或發(fā)現(xiàn)新的知識，因此，難免會失敗，存在科研風險。

科研的一般過程（或稱科研的生命周期）是提出問題—分析問題—解決問題—再升華，即提出新的問題，進入下一個科研循環(huán)。

科研的一般程序是：選題—項目申報—組織實施—總結(jié)—升華。其中，“選題”的主要工作內(nèi)容包括：提出一個恰當?shù)膯栴}（課題的題目）、分析已有的解決辦法或研究進展，提出本課題的主要研究內(nèi)容（含關(guān)鍵問題）及解決問題的思路（技術(shù)路線），分析其可行性及預期成果、給出研究計劃（進度）、組織研究人員并確定各自的分工，提出所需的經(jīng)費預算。

“項目申報”即是將撰寫好的科研選題報告或項目申請書提交給有關(guān)機構(gòu)或組織審批，以獲得開展本項目研究所需的經(jīng)費支持。為此，項目申請者應(yīng)了解獲得資助的現(xiàn)有途徑（資助機構(gòu)）、各自的資助重點、申請期限以及對申請書的要求等，盡力做到有的放矢，以提高命中率。

“組織實施”是對獲得批準的項目制定計劃任務(wù)書、組織落實研究人員、創(chuàng)設(shè)研究所需的條件，具體開展本項目的研究工作。

“總結(jié)”是整個科研程序中的一個十分必要的環(huán)節(jié)，是檢查項目實施效果的重要手段。根據(jù)時間節(jié)點的不同，總結(jié)分階段性總結(jié)和結(jié)題總結(jié)兩大類。根據(jù)報告的對象或環(huán)境不同，總結(jié)又可分項目組內(nèi)部總結(jié)、匯報總結(jié)和公開發(fā)表（論文、簡報、報告等）等多種。及時、客觀的總結(jié)，既有助于發(fā)現(xiàn)前期工作的不足，也有利于推廣好的經(jīng)驗和做法，從而為最終提高科研效率和科研質(zhì)量做出貢獻。此外，總結(jié)也是項目資助機構(gòu)對本項目開展情況進行監(jiān)督和考評的主要依據(jù)。

“升華”是指在完成本項目研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過進一步的挖掘，提煉出新的科研方向或科研課題［18－20］。

科研人員應(yīng)具備的基本素質(zhì)有：創(chuàng)新（意識、思維、方法、敢為人先）；質(zhì)疑（敢于挑戰(zhàn)權(quán)威）；堅持、耐寂寞、團隊精神和優(yōu)良的科研道德（誠信、實事求是、尊重他人）。

科研人員應(yīng)具備的基本技能：把握研究方向、選題、文獻檢索、閱讀與利用、實驗設(shè)計、動手操作、數(shù)據(jù)分析處理、結(jié)果解讀、合作、組織協(xié)調(diào)、溝通、規(guī)劃、總結(jié)報告（口頭報告、書面報告、內(nèi)部報告、外部報告或公開發(fā)表）等。

“科研訓練”課程的教學應(yīng)適當包含以上內(nèi)容。

3 對“科研訓練”課程的教學探索

為搞好“科研訓練”課程的教學，材料科學與工程系先后進行了以下形式的實踐探索。

3.1 與畢業(yè)設(shè)計（論文）一體化的“科研訓練”教學模式

我系在開設(shè)“科研訓練”課程的最初階段，采取將“科研訓練”與畢業(yè)設(shè)計（論文）一體化的思路，即在教師申報畢業(yè)設(shè)計（論文）題目及所需人數(shù)、學生填報畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師的基礎(chǔ)上，按照最大限度地尊重學生的意愿、并適當考慮學生的平時成績和男女生搭配的原則，將學生分配到各位指導教師名下，由各指導教師具體負責指導的學生完成“科研訓練”課程的學習。

實踐發(fā)現(xiàn)，這種安排未能使“科研訓練”起到一門獨立課程所應(yīng)起的作用。將學生分配到導師，而每位導師的指導思路和指導方法存在較大差異，工作安排也不完全一致，有的教師是安排學生根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目查閱相關(guān)資料，有的教師則是安排學生作現(xiàn)場調(diào)研或畢業(yè)實習。

由于工作內(nèi)容不統(tǒng)一，學生的實際進度也參差不齊，本該訓練的科研內(nèi)容沒有得到有效的集中訓練，也使該課程的考評困難。指導教師的要求和考評標準也很難一致，因而很難保證學生成績的公平、公正。從實際效果來看，這種安排只相當于將畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作時間延長了一周，而沒有實現(xiàn)“科研訓練”作為一門獨立課的真正目的，因此，我系還需要進一步研究如何改進。

3.2 以大型專業(yè)展會參觀為基礎(chǔ)，撰寫參觀實習報告的“科研訓練”教學模式

鑒于將“科研訓練”與畢業(yè)設(shè)計（論文）打通使用的實際效果并不理想的現(xiàn)實，我系決定探索新的“科研訓練”教學模式。考慮到北京有眾多大型專業(yè)展覽會的地域優(yōu)勢，而大型專業(yè)展覽會往往是本領(lǐng)域最新技術(shù)、工藝或設(shè)備的集中展示。通過展會現(xiàn)場參觀以及廠家技術(shù)報告，從中可以了解到國際最新前沿進展。此外，由于各展商本意就是要將自己的優(yōu)勢和亮點展示給觀眾，因此，他們很樂意與觀眾互動，很愿意回答觀眾的各種問題。一次展會參觀，不僅可以使學生認識眾多的廠家、商家，而且還可以接觸到相關(guān)領(lǐng)域的國際最新進展，在廣度和深度兩方面都獲得收獲。從學生反饋意見來看，參觀大型專業(yè)展會的教學形式，豐富了教學形式、充實了教學內(nèi)容、增強了學生對專業(yè)的感性認識、激發(fā)了學生的專業(yè)學習興趣，使之明確了今后努力的方向，并為將來就業(yè)收集了信息，積累了素材，可謂一舉多得。

由于大型專業(yè)展會參觀是一種深受學生歡迎的教學形式，機電與信息學院高度重視并發(fā)文要求各系落實推廣，材料科學與工程系探索將其與“科研訓練”課程結(jié)合起來。

為了使大型專業(yè)展會與“科研訓練”更好地結(jié)合，我系主要做了以下幾方面的工作：

（1）通過“北京會展網(wǎng)”［13］、“科技部國際合作司國際組織與會議處公布的”［14］年度在華召開的“國際科技會議與展覽目錄”、重要展館（如北京展覽館、中國國際展覽中心、全國農(nóng)業(yè)展覽館、國家會議中心等）的展覽公告等途徑提前搜索本年度在北京地區(qū)舉辦的大型專業(yè)展覽會情況，從中篩選出最適合組織學生集體參觀的展會。

（2）對準備組織學生參觀的展會，積極與展會承辦單位聯(lián)系，以進一步了解展會的詳細信息，如展商名錄、主要參展產(chǎn)品、技術(shù)講座安排等。對于展覽時間比較長的展會，還安排教師先行參觀，以便更有針對性地組織學生參觀。

（3）為避免展會參觀走馬觀花，在對展會信息有比較詳細全面掌握的基礎(chǔ)上，制定展會參觀細則，包括帶隊教師確定的參觀時間、參觀要求、注意事項、參觀重點、資料收集、參觀報告撰寫及提交時限要求等，要求每個學生在全面參觀的基礎(chǔ)上，重點、詳細參觀有關(guān)廠家、商家，有選擇地聽技術(shù)報告。將重點參觀任務(wù)提前分派到每個學生，使學生提前做到心中有數(shù)，有備而去。

對參觀特大型展會的實習報告，提示撰寫提綱或撰寫思路，并規(guī)定了詳細的撰寫規(guī)范。

實踐證明，以上舉措大大提高了展會參觀的效果，使學生不僅收獲了感性認識，而且還鍛煉了資料收集、提出問題和與人溝通的能力，并受到了一次規(guī)范行文的訓練，可謂一舉多得，深受學生的歡迎。

3.3 科研基礎(chǔ)知識系統(tǒng)集中講解與撰寫項目申請報告相結(jié)合的“科研訓練”教學模式

除以上兩種教學模式外，我系目前正在探索 “教師集中講解科研基礎(chǔ)知識—學生查閱資料—學生撰寫項目申請書—學生集中答辯”的“科研訓練”課程教學新模式。該模式的具體做法如下。

（1）教師先用大約一天的時間向全體學生集中講解，主要內(nèi)容包括本課程的教學安排和教學要求，并重點講述與科研有關(guān)的基礎(chǔ)知識，如與科研有關(guān)的基本概念、當前國內(nèi)外的科技政策和科研形勢、科研的基本屬性和特征、科研的一般工作程序、科研人員的基本素質(zhì)及其培養(yǎng)、科研方向及其確立、科研選題的來源和選題方法、項目申請書的撰寫（撰寫思路與撰寫規(guī)范）和項目申報（答辯）、文獻檢索、閱讀與利用的一般方法等。通過集中講解，使學生對科研有一個基本的認識，并明確本課程的教學安排和教學要求。課程結(jié)束時，要求每位學生獨立提交一份完整的科研項目申請報告，并進行集中答辯。在答辯中，學生既是答辯人又有評委。課程成績的考核評定根據(jù)紙質(zhì)申請報告、集中答辯情況和平時表現(xiàn)等幾方面綜合評定。

（2）在撰寫項目申報書之前，需要先確定申請項目的題目，以便有針對性地查閱資料。為了最大限度地發(fā)揮學生的主觀能動性，學生可以自行立題，也可以從給定的題目中選擇。為方便學生選題，教師先準備了備選題目庫。備選題目庫是從各類已批準的項目中篩選出來的，主要包括教師歷年申報的畢業(yè)設(shè)計題目、國家自然科學基金項目［15］、“863”項目［16］等，以此最大限度地保證科研項目的真實性。

（3）學生在規(guī)定的時限內(nèi)提交所查閱的文獻（電子版），教師對學生上交的文獻進行檢查，以評判學生是否已掌握了文獻查閱方法。對于完成不好的學生進行個別指導，直至全體學生基本掌握了文獻查閱方法。

（4）學生自行撰寫項目申請報告，完成后交給授課教師。教師審閱學生撰寫的項目申請報告并評分；對不合格的報告，連同審閱意見和修改建議返回給學生，要求其修改后再次提交，直至合格或基本合格。

（5）全體學生集中答辯。答辯學生先在規(guī)定的時間內(nèi)（一般為15分鐘）報告選題情況，待答辯人陳述完畢，教師和學生都可以提問，答辯人都要回答。根據(jù)答辯人的陳述和回答問題的情況，按照事先制定的評分規(guī)則評定答辯成績，并得出最終的成績。為方便教師和學生對答辯人評分，事先制定了比較詳細的評分規(guī)則并據(jù)此制作了評分表。每位學生獨立評分，最后取加權(quán)平均分，作為答辯成績。

（6）為活躍氣氛，激發(fā)廣大學生的學習熱情，本課程還探索性地設(shè)置了“最佳報告人”、“最佳答辯人”和“最佳評委”等獎項，對獲獎學生分別給予物質(zhì)和精神獎勵。

本模式已在材料科學與工程專業(yè)2007級和2008級試行兩次，實際效果較好。

通過本課程訓練，學生已對科研有初步的認識，并基本掌握文獻檢索、閱讀與利用的方法，項目申請書的撰寫思路（選題的依據(jù)、國內(nèi)外文獻綜述、研究內(nèi)容、研究目標和關(guān)鍵問題、研究方法、技術(shù)路線及可行性分析、人員組成及分工、研究進度安排及預期成果、經(jīng)費預算等）和撰寫規(guī)范（特別是參考文獻列寫規(guī)范），達到了本課程預期的教學目的。

4 結(jié)束語

本文對“科研訓練”課程的教學探索是初步的，目前仍有許多問題未得到解決。特別是新版本科培養(yǎng)方案準備將原對大三學生開設(shè)的“科研訓練”課程提前至大一開設(shè)，由此將帶來更多的問題需要研究。但無論如何，大學生提前參與科研活動是大勢所趨，勢在必行，所要研究探討的不是要不要的問題，而是怎么做的問題。在這個過程當中，迫切需要各級教學管理人員、廣大教師（特別是參與指導大學生科研的教師）以及全體本科生積極參與，大家各抒己見、暢所欲言、獻計獻策并勇于探索實踐，只有集思廣益、群策群力并深度挖掘總結(jié)，才能把大學生科研工作不斷推上新的高度。

材料科學與工程專業(yè)的“科研訓練”課程教學探索得到了中國礦業(yè)大學（北京）教務(wù)處、機電與信息工程學院的指導與大力支持，材料科學與工程專業(yè)有關(guān)教師和學生也給予了通力合作，謹此致謝！

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［1］胡錦濤.胡錦濤在全國科學技術(shù)大會上的講話［EB／OL］（2006－01－09）.http：／／news.xinhuanet.com／politics／2006－01／09／content＿4031533＿2.htm.

［2］楊叔子，張福潤.創(chuàng)新之根在實踐［J］.高等工程教育研究，2001（2）：9－12.

［3］楊叔子.創(chuàng)新源于實踐［J］.實驗室研究與探索.2004，23（7）：1－3.

［4］麻省理工學院（MIT）網(wǎng)站［EB／OL］.http：／／web.mit.edu／urop.

［5］美國大學聯(lián)合會（Association of American Universities）網(wǎng)站［EB／OL］.http：／／www.aau.edu／education.

［6］李正，林鳳，盧開聰.美國本科生科研及對我國的啟示［J］.高等工程教育研究.2009（3）：79－85.

［7］汪勁松，張文雪，汪蕙，等.探索研究型本科教學體系提升教育質(zhì)量［J］.中國大學教學，2005（11）：10－12.

［8］葉民，魏志淵，樓程富，等.SRTP：浙江大學本科教學改革的成功探索［J］.高等工程教育研究，2005（4）：55－58.

［9］鄭家茂，張胤.對大學生科研訓練計劃的若干思考［J］.高等工程教育研究，2008（6）：98－102.

［10］沙振江.本科生早期科研訓練課程化研究［J］.高校教育管理，2007（1）：81－84.

［11］任曉光.對大學生科研訓練的若干思考［J］.國家教育行政學院學報，2010（3）：46－48.

［12］龔克，李曉紅，林建華.創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路［J］.教育與職業(yè)，2013（6）：60－61.

［13］北京會展網(wǎng)［EB／OL］.http：／／www.bjfair.com／.

［14］中國國際科技合作網(wǎng)（China international science and technology cooperation）［EB／OL］.http：／／www.cistc.gov.cn／.

［15］科學基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)［EB／OL］.http：／／isisn.nsfc.gov.cn／egrantweb／.

［16］國家科技部網(wǎng)站［EB／OL］.www.most.gov.cn.

［17］張偉剛.科研方法導論［M］.北京：科學出版社，2009.

［18］陳中文，袁小鵬.大學生科研導論［M］.北京：科學出版社，2008.

［19］（美）安午魯·弗里德蘭德，卡羅爾·弗爾特.如何寫好科研項目申請書［M］.鄭如青，譯.北京：北京大學出版社，2010.

［20］［美］勞倫斯·F·洛柯，維涅恩·瑞克·斯波多索，斯蒂芬·J·斯爾弗曼，等.如何撰寫研究計劃書［M］.朱光明，李英武，譯.重慶：重慶大學出版社，2009.