本科生科研能力培養(yǎng)之探索

朱亞先+洪煒+吳麗晶+吳玲玲+黎朝

摘要：依托學科優(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，廈門大學化學學科構(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。廈門大學化學學科著眼于國家經(jīng)濟、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，依托化學國家一級重點學科、國家重點實驗室、國家工程實驗室、國家級化學實驗教學示范中心、儀器中心等，鼓勵本科生參與科學研究的全過程，使學生掌握從事科學研究的基本方法與思維方式，提高學生對科學研究的興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生嚴謹求實的學風、高度的事業(yè)心、社會責任感和團隊精神，為今后從事科學研究打下堅實基礎(chǔ)。

一、本科生科研訓(xùn)練平臺的構(gòu)建

廈門大學化學學科建立于1921年，是國務(wù)院首批批準的學士、碩士和博士學位授予點，1998年獲得化學一級學科博士點學位授予權(quán)和博士后科研流動站，2007年獲批化學一級國家重點學科。掛靠在學院有多個重要科研平臺，如，能源材料化學協(xié)同創(chuàng)新中心、固體表面物理化學國家重點實驗室、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、譜學分析與儀器教育部重點實驗室、電化學技術(shù)教育部工程研究中心等。我們依托學院科研基礎(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)學生科研興趣、發(fā)現(xiàn)學生科研潛質(zhì)、培育學生科研能力的作用。

（1）初級平臺：主要是營造濃厚的學術(shù)氛圍，開闊學生視野，使學生初步接觸科學研究過程，有初步的探究體驗。包含導(dǎo)師制、前沿學術(shù)講座、科研實驗室開放日、學生自主進行的探究實驗等。初級平臺主要培養(yǎng)學生對化學的興趣和參與科學研究的熱情。

（2）中級平臺：以教師的科研課題為依托，設(shè)立“化學人才基地育苗基金”以及學校的各類“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練”項目。培養(yǎng)學生立項申請、文獻檢索、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、學術(shù)交流與表達等基本的科研方法與科研能力。學院每年組織立項、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“化學人才基地創(chuàng)新基金”和“化學學科拔尖試驗計劃創(chuàng)新基金”。學生可結(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。要求學生獨立開展研究工作、獨立完成課題。同時，特別強調(diào)學生國際化視野培養(yǎng)，支持學生到國外高校學習、進行科研訓(xùn)練，參加國內(nèi)、國際學術(shù)會議等。

二、科研意識的啟迪與引導(dǎo)

1.營造濃厚的學術(shù)氛圍

為營造濃厚的學術(shù)氛圍，化學學科針對低年級學生開設(shè)了系列前沿講座課程，如“今日化學”系列講座、“無機化學前沿領(lǐng)域簡介”“有機化學前沿領(lǐng)域簡介”等課程；為鼓勵學生參加各類講座，設(shè)立了“學術(shù)報告”學分，開設(shè)了“杰青講壇”“院士講壇”等，同時要求高年級學生參加學院組織的“諾貝爾獲獎?wù)呦盗兄v座”“南強系列講座”“盧嘉錫系列講座”等學術(shù)活動。各類講座從不同的研究方向展示了化學的魅力，使學生了解化學學科研究前沿，為學生開啟一扇通向未來的“窗口”。

2.教師的引導(dǎo)

廈門大學化學學科共有教師139人。其中，中國科學院院士9位，教育部長江學者特聘教授6位，國家杰出青年基金獲得者19位，高等學校教學名師獎獲獎?wù)?位，教授74位，擁有首批“國家級教學團隊”。教師人人參加本科教學工作，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基礎(chǔ)課程。6門化學主干基礎(chǔ)課程教學隊伍中，有院士3人、長江特聘教授4人、高等學校教學名師獎獲獎?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。化學學科科研訓(xùn)練的指導(dǎo)教師隊伍中既有德高望重的老院士，也有化學各個學科的帶頭人和優(yōu)秀的中青年學術(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生交談與交流，激發(fā)學生的科研興趣，給予學生學習、科研上的指導(dǎo)和幫助。

三、科研能力的培育與訓(xùn)練

結(jié)合廈門大學化學學科的優(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)、文獻檢索、項目申請、實驗方案設(shè)計、科研能力、論文撰寫、化學交流表達能力的訓(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、了解科學研究的基本方法，我們開設(shè)了“化學科研素養(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、團結(jié)協(xié)作、探究質(zhì)疑、自主創(chuàng)新等方面培養(yǎng)學生的科學精神。

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)學生做到學術(shù)道德規(guī)范、原始記錄規(guī)范、學術(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“化學學科拔尖試驗計劃創(chuàng)新基金”，2013年設(shè)立了“化學人才基地創(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，廈門大學每年還有“大學生創(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。學生們經(jīng)過項目選題、預(yù)研、立項、申請、評審、簽訂項目責任書，然后進入導(dǎo)師課題組開展科研活動。項目的完成須經(jīng)閱讀文獻、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)，使學生得到全方位科研能力的訓(xùn)練。endprint

為了更好地促進并鼓勵學生參加科研訓(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)置專項學術(shù)活動資助基金，為本科生參加國內(nèi)外學術(shù)活動、到國（境）外進行短期訪學、科研訓(xùn)練等提供學費、生活費、往返機票費，并制定了系列政策對此進行規(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）外名校進行交流學習、科研訓(xùn)練。

4.本科生科研訓(xùn)練成果

科研訓(xùn)練的開展，使本科生了解并學習了化學研究前沿知識、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，提高了科學素養(yǎng)，培養(yǎng)了一批熱愛化學、愿意從事化學研究及相關(guān)工作的青年學者。同時也收獲了一些成果，近三年化學學科本科生參與的科研項目在國內(nèi)外學術(shù)刊物上共發(fā)表281篇學術(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)自己參加的工作進行勾選。調(diào)查數(shù)據(jù)見圖3。從圖中可以看出，學生們多數(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，學生們認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，學生們認為參加科研訓(xùn)練對其閱讀文獻能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析數(shù)據(jù)、解決問題能力、表達能力等都有顯著提升。

（9）問題：參加科研訓(xùn)練對專業(yè)學習的提升度

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)練對自主學習與發(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，學生參加科研訓(xùn)練項目對其自我認識、了解自身學習需求、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，學生參加科研訓(xùn)練項目對其積極承擔責任、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)學科的知識，受到了完整的科研訓(xùn)練，提高了科學研究基本能力；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習、實踐和認識事物。一般說來，科研活動對于初學者來說有種神秘感，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，讓學生們在每個階段都有不同的收獲，這些收獲帶來愉悅，進而增加信心。同時，我們還要通過舉辦各種形式的科技活動、鼓勵學生積極參加科技創(chuàng)新比賽、開展國內(nèi)外多種形式的學術(shù)交流，不斷拓寬學生的視野，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，教師不僅要幫助學生進行選題，還要指導(dǎo)其掌握查閱文獻資料、擬定實驗方案、制訂工作計劃、把握研究進度、撰寫論文報告，使學生學會科研方法、領(lǐng)悟科研思路，同時還要關(guān)心學生的生活和心理健康，不斷鼓勵他們，提高學生做事的獨立性、計劃性和條理性，以增強他們的毅力、恒心和自信，培養(yǎng)學生熱愛化學、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”，學生自己設(shè)計或是團隊設(shè)計的比例較低。當然，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?？蒲杏?xùn)練是學生建立科學思維方式的過程，學會如何選題也需要教師因材施教地進行科學指導(dǎo)。教師要不斷引導(dǎo)學生思考問題、分析問題，進而啟發(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，使學生掌握選題的方法和策略，提升學生對課題設(shè)計的參與度，調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。endprint