大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃

石偉，買買提江·依米提

摘要：本文結(jié)合自身的工作經(jīng)驗，從國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目的選題、具體實施、項目總結(jié)及整體過程的教學(xué)體會，探討了創(chuàng)新性實驗計劃中指導(dǎo)教師與學(xué)生之間的互動關(guān)系，論述了通過大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃來使理論教學(xué)和科學(xué)實踐進(jìn)行有機結(jié)合的一些思考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新性實驗計劃；理論教學(xué)；科學(xué)實踐；互動關(guān)系

中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2014）10-0264-03

國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃是高等學(xué)校本科教學(xué)“質(zhì)量工程”的重要組成部分。該計劃的啟動和實施，旨在探索并建立以問題和課題為核心的教學(xué)模式，倡導(dǎo)以本科學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實驗改革，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)新思維和創(chuàng)新意識，在校園內(nèi)形成創(chuàng)新教育氛圍，建設(shè)創(chuàng)新教育文化，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新實驗?zāi)芰1-3]。筆者有幸在2010-2011年度作為指導(dǎo)教師，參與了由我校高分子材料和材料化學(xué)專業(yè)的相關(guān)同學(xué)為項目承擔(dān)者的題為“新型可交聯(lián)型光電功能材料的研制”的大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目。在項目組成員與指導(dǎo)教師的共同努力下，該項目已順利結(jié)題。本文結(jié)合此次的工作，論述了通過大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃來使理論教學(xué)和科學(xué)實踐進(jìn)行有機結(jié)合的一些思考。

一、創(chuàng)新性實驗計劃的選題

“創(chuàng)新”是本次實驗計劃選題的主要出發(fā)點。但這里所謂的“創(chuàng)新”并不是空想，而是應(yīng)該在前人的研究工作基礎(chǔ)上就某一領(lǐng)域所存在的具體問題進(jìn)行探索，通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的系統(tǒng)性工作實現(xiàn)創(chuàng)新的意義[4]。在選題時還需注意該項目是以本科生為主體，其研究期限也較短，因此應(yīng)綜合考慮課題完成所需的時間和周期、難度以及是否已滿足相關(guān)的實驗條件?；谝陨系目紤]，結(jié)合指導(dǎo)教師的研究方向和研究團隊的所學(xué)專業(yè)，通過指導(dǎo)教師與學(xué)生之間的互動討論最終確定了項目的選題。針對目前具有光明應(yīng)用前景的聚合物電致發(fā)光器件的制備過程中陽極注入緩沖層在旋涂過程中易被溶蝕的特點，提出制備出一類有別于現(xiàn)有報道的新型交聯(lián)型聚合物類空穴傳輸材料。該題目實施過程中的主要工作內(nèi)容為材料的設(shè)計與合成，與項目組同學(xué)的所學(xué)專業(yè)貼近，且項目中所需的硬件條件已基本滿足，為項目的順利實施提供了硬件上的保證。

二、創(chuàng)新性實驗計劃的具體實施

1.通過文獻(xiàn)檢索使學(xué)生熟悉研究背景。如何通過數(shù)據(jù)庫資源進(jìn)行文獻(xiàn)檢索是本項目中學(xué)生需要掌握的技能之一。文獻(xiàn)資源的電子信息化如今已成為了發(fā)展趨勢，這為人們快速、系統(tǒng)地獲得相關(guān)信息提供了巨大的便利。掌握如何利用電子圖書資源全面、合理、高效的獲取文獻(xiàn)資源，對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作具有很大的幫助作用。目前國內(nèi)高校各理工專業(yè)的本科教學(xué)中基本均開設(shè)了文獻(xiàn)檢索的課程。但據(jù)學(xué)生們反映，由于對實際檢索過程的體驗還較少，所以并沒有完全掌握檢索的途徑和技巧?？紤]到學(xué)生的實際情況，本次實驗過程中，筆者首先對常用中文數(shù)據(jù)庫如中國知網(wǎng)、維普及萬方等數(shù)據(jù)庫的大致情況進(jìn)行了介紹，對不同的檢索方式進(jìn)行了演示，并設(shè)定了一些相關(guān)的關(guān)鍵詞，讓同學(xué)們自行檢索并完成相應(yīng)的檢索總結(jié)。在確認(rèn)大家已經(jīng)掌握了相關(guān)的檢索技能及積累了足夠的經(jīng)驗后，進(jìn)一步深入介紹了如何運用Web of Science、SciFinder及一些經(jīng)典的外文數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行外文文獻(xiàn)的檢索。經(jīng)過這一系統(tǒng)的培訓(xùn)過程，項目組成員已基本掌握了文獻(xiàn)檢索的技巧，并對項目的研究現(xiàn)狀和背景具有了較為全面地了解。

2.通過互動討論制定項目實施方案。在熟悉了相關(guān)研究背景后，通過項目組成員的集體討論制定了項目的實施方案。在討論過程中筆者發(fā)現(xiàn)，雖然指導(dǎo)教師具有較為深厚的專業(yè)背景和學(xué)術(shù)知識，但時而會由于已有知識的禁錮而陷入一些思維死角。反觀項目組的學(xué)生，他們也許并沒有經(jīng)過系統(tǒng)地科研實訓(xùn)，卻經(jīng)常能提出一些新穎的思維亮點。通過大家的互動交流，對項目組成員所提出的各條實驗方案進(jìn)行對比分析，綜合考慮各組方案的繁簡程度、合理性及可行性，初步制定出了項目的實施方案，并確定了項目進(jìn)度安排及項目組成員的各自分工，為項目的順利開展進(jìn)行了很好的鋪墊。

3.實驗技能的培養(yǎng)。本項目為偏重基礎(chǔ)研究的實驗類課題，其工作內(nèi)容與功能高分子材料的合成、表征及性能探討有關(guān)。項目的實施過程首先涉及到從單體到聚合物的合成，在該過程中需用到有機合成方面的實驗技能。雖然項目組同學(xué)在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)時曾接受過有機化學(xué)的課堂與實驗教學(xué)，但如何將書本上的知識與實踐結(jié)合，以及如何對所學(xué)的有限的實驗操作技能進(jìn)行拓展和應(yīng)用仍是需要解決的問題。結(jié)合有機化學(xué)教材和實驗指導(dǎo)書，先從操作較為簡單的實驗入手，同學(xué)們不斷地提高了自己的實驗?zāi)芰?。掌握了從實驗的配方設(shè)計、儀器準(zhǔn)備等前期工作到實驗裝置的搭建及產(chǎn)物的后處理及提純等系統(tǒng)的實驗技能。在實驗過程中還涉及到了無水無氧、低溫反應(yīng)等在常規(guī)的實驗教學(xué)中無法正常開展的操作，大大提高了同學(xué)們的實驗?zāi)芰Σ⑼卣沽藢嶋H操作經(jīng)驗。

4.常用表征手段與技術(shù)的初步掌握。在實驗過程中每一步所合成的產(chǎn)物，均需通過一些常用的表征手段與技術(shù)對其進(jìn)行分析。如通過核磁、紅外、質(zhì)譜等手段對產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征確認(rèn)，通過熱重、差示掃描量熱等方法對產(chǎn)物的熱學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，通過凝膠滲透色譜和粘度法對聚合物的分子量進(jìn)行測算，通過電化學(xué)測試對聚合物的電化學(xué)性質(zhì)及通過紫外-可見光吸收光譜和熒光光譜等儀器對產(chǎn)物的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征等。同學(xué)們在進(jìn)行這一部分工作的過程中遇到了較大的困難，數(shù)據(jù)分析過程中要用到大量的波譜解析知識，這需要同學(xué)們花費大量的時間與精力去查找相關(guān)的資料來進(jìn)行推理解釋。通過與指導(dǎo)教師之間的互動討論，以所待解決的問題為中心，以專業(yè)理論知識為基礎(chǔ)，通過實際的圖譜分析實例，掌握了材料結(jié)構(gòu)和性能分析的基本過程和解析方法。

5.研究工作的總結(jié)與科技論文寫作。在完成了具體的實驗階段工作后獲得了一定的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性的歸納和總結(jié)是下一步需要解決的問題。如何找出數(shù)據(jù)背后所隱藏的科學(xué)規(guī)律是擺在項目組成員面前的又一道難題。在這個階段指導(dǎo)教師應(yīng)起到更為重要的作用，筆者根據(jù)自身的知識背景及相關(guān)的研究經(jīng)驗，與項目組成員一起探討，通過與文獻(xiàn)中已報道的結(jié)果進(jìn)行對比分析，并對所獲得的亮點數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗驗證，對其相關(guān)原因進(jìn)行深度剖析，深入探索了其中所包含的規(guī)律并提出了相關(guān)的改進(jìn)途徑，通過反復(fù)驗證得到了最終的相關(guān)結(jié)論。endprint

項目的成果需要以一定的形式進(jìn)行反映，在總結(jié)了實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，筆者與項目組同學(xué)一起撰寫了相關(guān)的學(xué)術(shù)論文?？萍颊撐牡膶懽鲗ν瑢W(xué)們而言又是一次新奇的經(jīng)歷。在此過程中同學(xué)們學(xué)習(xí)到了如何規(guī)范地進(jìn)行科技論文寫作，并掌握了一些常用的文本編輯和數(shù)據(jù)處理軟件的用法，這對其將來的工作和生活將非常有幫助。在大家的共同努力下，項目組完成了名為《苯乙炔懸掛取代的熱致交聯(lián)型芴-三苯胺交替聚合物的合成與表征》的學(xué)術(shù)論文的撰寫并進(jìn)行了投稿，現(xiàn)已正式出版[5]。同時，同學(xué)們制作了項目成果展板和結(jié)題答辯多媒體材料，為項目結(jié)題評審做好了準(zhǔn)備。在隨后的校內(nèi)結(jié)題評審過程中評審結(jié)果為優(yōu)秀，圓滿地完成了本次實驗計劃。

三、作為指導(dǎo)教師的相關(guān)體會

通過對本次大學(xué)生創(chuàng)新性實驗進(jìn)行指導(dǎo)，筆者深刻體會到了“教學(xué)相長”的含義。首先，筆者對創(chuàng)新性實驗計劃的意義有了更深刻地體會，創(chuàng)新性實驗是同學(xué)們經(jīng)過一系列系統(tǒng)性的工作實現(xiàn)一個特定目標(biāo)的過程，是理論知識與實踐應(yīng)用之間的一座橋梁，是創(chuàng)新思想火花的一次綻放。在這個過程中，主體是參與項目的同學(xué)，指導(dǎo)教師應(yīng)起到所謂“催化劑”的作用。教師過多地參與項目的實施過程將對學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有所不利，使學(xué)生不能充分發(fā)揮主人翁意識和聰明才智。而如果指導(dǎo)教師參與過少又可能導(dǎo)致實驗計劃的實施偏離原有的方向，或因所出現(xiàn)的問題無法得到及時解決而使同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和積極性受到打擊，從而使項目無法正常完成。

筆者認(rèn)為指導(dǎo)工作可從以下幾個方面進(jìn)行重點開展：第一，審定實驗計劃題目。選擇合適的實驗計劃題目，是學(xué)生能夠完成計劃的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。因此，指導(dǎo)教師要在對學(xué)生調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，了解每位學(xué)生的基本知識掌握情況，結(jié)合學(xué)生自己的興趣意向指導(dǎo)學(xué)生選題，反復(fù)審定學(xué)生確定的實驗題目。第二，指導(dǎo)學(xué)生制定實驗實施的具體進(jìn)度和計劃安排，定期檢查學(xué)生執(zhí)行的情況并記入指導(dǎo)教師日志。根據(jù)學(xué)生每個階段出現(xiàn)的問題進(jìn)行即時具體指導(dǎo)。第三，正確指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)性地總結(jié)實驗數(shù)據(jù)，擬定所撰寫論文的提綱，提出提綱或初稿中存在的問題和修改建議，審閱和修改論文。

對大多數(shù)學(xué)生來說，作為主體來完成一個實驗項目，在其人生經(jīng)歷當(dāng)中還是第一次。知識與經(jīng)驗的積累需要一個漸進(jìn)地過程，實驗的過程中總是會遇到挫折和失敗，因此自始至終都需要教師的鼓勵、幫助和指導(dǎo)。本次創(chuàng)新性實驗的指導(dǎo)過程是教師檢驗其教學(xué)效果、改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量的絕好機會。平時課堂教學(xué)中所涉及的布置練習(xí)、批改作業(yè)以及考試測驗等，固然也是檢查教學(xué)效果的重要手段，但那是單項的、零碎的。而本次創(chuàng)新性實驗計劃指導(dǎo)，是學(xué)生對以前所學(xué)知識的綜合運用，是學(xué)生應(yīng)用理論知識分析實際問題、解決實際問題能力的生動反映，也是對教學(xué)效果的一次全面反饋。本次項目中的教學(xué)指導(dǎo)是一種雙向交流的過程，學(xué)生從指導(dǎo)教師身上獲得的是更多的知識，接受的是科研活動的熏陶。同時，學(xué)生也以各種方式影響著指導(dǎo)教師，許多學(xué)生的才華、見識及思維的敏銳性等方面都給指導(dǎo)教師留下了深刻的印象。

四、結(jié)束語

大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目要求指導(dǎo)教師必須努力提高自己的教學(xué)能力，要能科學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)、合理轉(zhuǎn)化前沿科技資源、靈活運用教學(xué)方法。要研究不同的實驗教學(xué)形式，找到能激發(fā)學(xué)生興趣的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織形式，激發(fā)學(xué)生主動鉆研的激情。本次創(chuàng)新性實驗教學(xué)項目的開展，不但對學(xué)生科研創(chuàng)新及理論與實踐相結(jié)合能力的提高大有裨益，也為教師開展教學(xué)研究提供了新的平臺，有力地推動了高校教師的研究性教學(xué)活動。

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[5]楊圣雄，蒲大龍，周森，等.苯乙炔懸掛取代的熱致交聯(lián)型芴-三苯胺交替共聚物的合成與表征[J].功能高分子學(xué)報，2010，23（4）：246-251.

基金項目：新疆大學(xué)精品課程建設(shè)項目。

作者簡介：石偉（1980-），男，新疆人，博士，副教授，主要研究方向：功能高分子。endprint