材料專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的科研實(shí)踐與探索

陳飛臺(tái) 黎靖

摘要：創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對(duì)當(dāng)今大學(xué)生而言尤為重要，而科研實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。本文從選題、文獻(xiàn)調(diào)研、基本技能培訓(xùn)、獨(dú)立設(shè)計(jì)與開(kāi)展實(shí)驗(yàn)以及撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告與論文等方面對(duì)科研實(shí)踐進(jìn)行了較系統(tǒng)的介紹，同時(shí)對(duì)各階段的必要性及可能存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，這些對(duì)大學(xué)生從事科研實(shí)踐具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生;科研實(shí)踐;創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）36-0148-02

在大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的大環(huán)境下，我們更能深刻地感受到創(chuàng)新在社會(huì)發(fā)展中的作用以及時(shí)代賦予我們的責(zé)任。高校作為人才培養(yǎng)的重要機(jī)構(gòu)，理所當(dāng)然肩負(fù)著創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重任。我國(guó)在教育規(guī)劃綱要中明確指出，要適應(yīng)國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展需要，必須深化教育教學(xué)改革、創(chuàng)新教育教學(xué)方法，從而培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才[1]。另外，《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃》也已把加強(qiáng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)作為重要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)要把握人才培養(yǎng)規(guī)律，加快創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。材料科學(xué)作為一門交叉性極強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著將理論成果轉(zhuǎn)化成實(shí)際應(yīng)用的重要角色[2]。同時(shí)，由于當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展日新月異，導(dǎo)致對(duì)新材料的研發(fā)、新技術(shù)與工藝的開(kāi)發(fā)以及將材料本身潛在的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用等都更為復(fù)雜。由此可見(jiàn)，這些對(duì)高等教育在培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力方面提出了更高的要求。

在歐美一些國(guó)家，早在上世紀(jì)六七十年代便開(kāi)始嘗試將實(shí)踐教學(xué)融入到本科教育中來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的探索已取得了良好的效果[3]。鑒于此，我國(guó)的很多高校也逐漸重視實(shí)踐教學(xué)在本科生培養(yǎng)中的作用，尤其對(duì)一些理工類的學(xué)科，已采取了多種不同形式的教學(xué)改革。如增設(shè)實(shí)驗(yàn)類課程在教學(xué)中的比例、開(kāi)展一系列模擬實(shí)踐活動(dòng)、根據(jù)學(xué)生的興趣愛(ài)好搭建開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[4]。另外，充分利用高校教師的科研平臺(tái)對(duì)大學(xué)生開(kāi)展有針對(duì)性的科研實(shí)踐訓(xùn)練。在科研實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生不僅需要?jiǎng)邮植僮鳌⒏泄儆^測(cè)，還需要充分調(diào)動(dòng)自己的思維去想象、思考、推測(cè)結(jié)論，并利用所積累的理論知識(shí)去分析、探索與解決問(wèn)題。因此，通過(guò)科研實(shí)踐，有利于充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高他們的動(dòng)手操作能力，同時(shí)在教師的科學(xué)指導(dǎo)下能有效地引導(dǎo)他們將課本知識(shí)與生活實(shí)際結(jié)合起來(lái)，并在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)他們積極探索的思維、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。盡管如此，我國(guó)在本科生教育中實(shí)施科研訓(xùn)練計(jì)劃普遍較晚，尤其對(duì)很多普通高校而言在這方面的經(jīng)驗(yàn)仍然十分缺乏。我們結(jié)合多年來(lái)在指導(dǎo)本科生科研創(chuàng)新項(xiàng)目中的經(jīng)驗(yàn)，從選題、科學(xué)開(kāi)展科研實(shí)踐以及撰寫(xiě)論文這三個(gè)方面進(jìn)行了較詳細(xì)的探討。

一、科研實(shí)踐與理論教學(xué)相契合

科研實(shí)踐是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要人們持續(xù)花費(fèi)大量的時(shí)間與精力，這就決定了開(kāi)始從事科研訓(xùn)練的對(duì)象為大二或大三的學(xué)生為宜。這個(gè)階段的學(xué)生已掌握了一定的理論基礎(chǔ)知識(shí)，從而初步具備了從事科研實(shí)踐的條件，但他們接觸的知識(shí)面畢竟有限，且對(duì)科學(xué)前沿知識(shí)大多了解較淺薄。眾所周知，科研實(shí)踐不僅需要研究者對(duì)問(wèn)題有較深入的理解，還需要其積極去探索與開(kāi)展相關(guān)的工作。因此，對(duì)課程任務(wù)本就較繁重的大學(xué)生而言，若所選科研實(shí)踐方向過(guò)于脫離課程教學(xué)內(nèi)容，不僅不能使學(xué)生充分利用已學(xué)知識(shí)，還容易因?yàn)殡y度過(guò)大使學(xué)生失去信心。相反，若以專業(yè)課程里邊一些重要的知識(shí)點(diǎn)為立足點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合當(dāng)前社會(huì)中的一些熱點(diǎn)問(wèn)題以及學(xué)生的興趣愛(ài)好開(kāi)展科研實(shí)踐工作，則有利于抓住學(xué)生的好奇心，促使他們?nèi)プ灾魈剿髋c發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。如我們?cè)谥笇?dǎo)大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目時(shí)以材料專業(yè)課中涉及的超順磁性材料為研究對(duì)象，當(dāng)制備出的粒子確實(shí)具有可磁性回收時(shí)發(fā)現(xiàn)他們異常興奮?？梢?jiàn)，與理論教學(xué)相契合的科研實(shí)踐不僅有利于加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解，還能有效地促進(jìn)科研實(shí)踐的順利開(kāi)展。

二、科學(xué)安排與開(kāi)展科研實(shí)踐活動(dòng)

在對(duì)大學(xué)生開(kāi)展科研訓(xùn)練之前，他們?cè)谶@方面大多仍是一張白紙，而科研實(shí)踐是一個(gè)較系統(tǒng)的過(guò)程，需要學(xué)生掌握多方面的技能。同時(shí)，科研實(shí)踐看似復(fù)雜、深?yuàn)W，但也有其規(guī)律可循。因此，科學(xué)地安排與開(kāi)展科研實(shí)踐活動(dòng)，有利于使學(xué)生在循序漸進(jìn)的過(guò)程中逐漸成長(zhǎng)為具有獨(dú)立思考與創(chuàng)新精神的人才。針對(duì)大學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備水平與學(xué)習(xí)特點(diǎn)，教師在指導(dǎo)科研實(shí)踐的過(guò)程中往往需按照以下幾個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練。

1.文獻(xiàn)調(diào)研與實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練。所選取科研實(shí)踐方向的重要知識(shí)點(diǎn)可能在理論教學(xué)中已涉及，但科學(xué)研究具有一定的前瞻性與創(chuàng)新性，需要研究者對(duì)所選方向的研究背景、研究意義有深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)這一領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、仍存在的關(guān)鍵問(wèn)題有較全面的了解，另外還需要在已有研究成果的啟發(fā)下尋找突破口，而這些僅僅通過(guò)對(duì)課本知識(shí)的掌握是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，如何在龐大的知識(shí)庫(kù)面前準(zhǔn)確地選取所需的內(nèi)容呢？這是大學(xué)生從事科研實(shí)踐工作時(shí)首先所面臨的問(wèn)題。對(duì)材料類方向而言，盡管很多最新的研究成果都是以英文的形式發(fā)表在國(guó)際期刊上，但考慮到大學(xué)生在專業(yè)英語(yǔ)方面往往基礎(chǔ)較薄弱的現(xiàn)實(shí)情況，指導(dǎo)教師可建議學(xué)生先閱讀中文類的文獻(xiàn)資料。通過(guò)閱讀最近的綜述性科技論文或優(yōu)秀碩士、博士畢業(yè)論文，對(duì)大學(xué)生快速了解所研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài)非常有效。通過(guò)對(duì)這方面的指導(dǎo)可使學(xué)生掌握文獻(xiàn)調(diào)研的基本方法，同時(shí)也只有經(jīng)過(guò)充分的文獻(xiàn)調(diào)研，才能使學(xué)生對(duì)整個(gè)科研實(shí)踐工作有較全面的認(rèn)識(shí)并樹(shù)立起持續(xù)開(kāi)展下去的信心。

對(duì)材料專業(yè)的學(xué)生而言，科研實(shí)踐中往往涉及到大量的材料制備與表征測(cè)試，這就需要學(xué)生在獨(dú)立開(kāi)展科研實(shí)踐工作前先掌握這些基本技能。同時(shí)，也應(yīng)充分考慮到本校及本專業(yè)可用的實(shí)驗(yàn)或科研平臺(tái)情況，開(kāi)展相關(guān)的科研實(shí)踐工作。對(duì)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)制備方法，教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)的時(shí)候應(yīng)詳細(xì)地闡述其工作原理、強(qiáng)調(diào)可能需注意的事項(xiàng)。如用常規(guī)的水熱法進(jìn)行材料制備時(shí)需提醒學(xué)生注意反應(yīng)溫度不宜過(guò)高、操作時(shí)應(yīng)注意避免被高溫燙傷;若反應(yīng)中涉及到強(qiáng)酸或強(qiáng)堿等還應(yīng)強(qiáng)調(diào)酸堿腐蝕可能對(duì)人體的傷害。另外，對(duì)于某些本校不具備但又常用來(lái)進(jìn)行材料表征分析的大型儀器設(shè)備，如高分辨透射電子顯微鏡、X-射線光電子能譜分析儀，可只教其表征原理及分析方法。

2.獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與開(kāi)展科研實(shí)驗(yàn)。與課程實(shí)驗(yàn)大班教學(xué)不同的是，科研實(shí)踐主要針對(duì)那些專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備較豐富，同時(shí)又渴望探索科學(xué)前沿知識(shí)的部分大學(xué)生。因此，在教育模式上不再受兼顧大局這一因素的限制，在因材施教的同時(shí)既要充分相信學(xué)生的能力，讓其有更多的機(jī)會(huì)去獨(dú)立設(shè)計(jì)與開(kāi)展科研實(shí)踐工作，也要充分考慮到大學(xué)生科研知識(shí)較薄弱的客觀事實(shí)，避免急于冒進(jìn)并遵循循序漸進(jìn)的原則。教師在指導(dǎo)學(xué)生科研實(shí)踐的過(guò)程中，應(yīng)側(cè)重發(fā)揮大學(xué)生的主觀能動(dòng)性，待其進(jìn)行了充分的文獻(xiàn)調(diào)研和掌握了相關(guān)的基本實(shí)驗(yàn)技能后，可先讓他們嘗試重復(fù)別人的研究成果，然后逐漸學(xué)著獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與開(kāi)展科研實(shí)驗(yàn)。在初期，大學(xué)生往往較難抓住問(wèn)題的關(guān)鍵，不易把握方案的可行性，這時(shí)需要教師多引導(dǎo)，并根據(jù)自己的科研經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)對(duì)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行闡述，提供合適的建議。需要注意的是，科研沒(méi)有一蹴而就的捷徑，面對(duì)期間的曲折與失敗部分學(xué)生往往容易氣餒，作為指導(dǎo)教師應(yīng)時(shí)常注意學(xué)生的思想波動(dòng)并及時(shí)開(kāi)導(dǎo)。另外，為減少科研中的困惑和避免閉門造車這種現(xiàn)象，定期的學(xué)術(shù)交流與討論對(duì)開(kāi)展科研實(shí)踐同樣十分重要。

3.撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告與論文。正所謂溫故而知新，定期的工作總結(jié)有利于加深對(duì)前期工作的理解，同時(shí)也有利于縷清思路，為下一步工作的開(kāi)展指明方向。因此，每隔一段時(shí)間，如每?jī)芍苓M(jìn)行一次總結(jié)能有效地提高科研實(shí)踐工作的效率。對(duì)指導(dǎo)教師而言，也能及時(shí)了解到學(xué)生的科研實(shí)踐進(jìn)展、可能存在的問(wèn)題并針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行指導(dǎo)。另外，當(dāng)科研實(shí)踐取得一定成果的時(shí)候，需要將科研成果撰寫(xiě)成科技論文并在相關(guān)學(xué)術(shù)期刊上進(jìn)行發(fā)表。一方面鍛煉學(xué)生的寫(xiě)作能力，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及主要的結(jié)論以科學(xué)可信的方式呈現(xiàn)在別人面前，另外通過(guò)專家對(duì)所做工作的認(rèn)可提高學(xué)生的科研積極性與信心，并激發(fā)他們更強(qiáng)的主觀能動(dòng)性與探索新工作的熱情。基于科技論文的發(fā)表需要較扎實(shí)的寫(xiě)作基礎(chǔ)與經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又需要培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力，因此可先讓大學(xué)生撰寫(xiě)初稿，然后由指導(dǎo)教師反復(fù)指導(dǎo)修改，最后經(jīng)過(guò)教師的潤(rùn)色來(lái)完稿。

三、結(jié)論

科研實(shí)踐作為培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)重要途徑，是一個(gè)系統(tǒng)而又復(fù)雜的過(guò)程，同時(shí)也跟其他培養(yǎng)模式一樣滿足一定的規(guī)律。在科研實(shí)踐的過(guò)程中，合適的選題和充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性是有效培養(yǎng)其創(chuàng)新思維的前提，而遵循循序漸進(jìn)的原則，如從文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)基本技能培訓(xùn)、獨(dú)立設(shè)計(jì)與開(kāi)展科研實(shí)踐并撰寫(xiě)總結(jié)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告步步深入是最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的有力保障。

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