以研究性實驗選修課促進(jìn)化學(xué)本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

柴芳　曲鳳玉　張旭　林惠明　張鳳

[摘 要] 高校化學(xué)專業(yè)學(xué)生是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)研究型人才的重要儲備，本科階段開展研究性實驗訓(xùn)練，使其盡早接觸專業(yè)科學(xué)研究，有利于培養(yǎng)學(xué)生研究興趣、創(chuàng)新實踐能力，能為學(xué)生考研升入雙一流院校等優(yōu)秀高校提供優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)和訓(xùn)練平臺，有利于提高人才培養(yǎng)的層次和水平。

[關(guān)鍵詞] 化學(xué);本科實驗;研究型;創(chuàng)新

[中圖分類號] G642?? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549（2020） 04-0088-02

近年來，國家對高校人才培養(yǎng)提出了新的要求，特別是在新形勢下，要求高校在制定人才培養(yǎng)目標(biāo)時，除了要注重社會需求，更要加大培養(yǎng)研究型人才的力度，研究型人才是國家未來發(fā)展戰(zhàn)略需求的關(guān)鍵。[1]國家在最新的人才培養(yǎng)方案的修訂意見中直接提出了現(xiàn)階段高校教育的若干問題，其中教育教學(xué)弱于科學(xué)研究，創(chuàng)新創(chuàng)造弱于知識技能尤為突出。對化學(xué)學(xué)科而言，研究性化學(xué)實驗是以基礎(chǔ)化學(xué)實驗和綜合化學(xué)實驗為基礎(chǔ)，同時又高于它們的第三個層次的實驗教學(xué)。在本科階段，開設(shè)研究性化學(xué)實驗教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和綜合實踐能力為目標(biāo)，突破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系與模式，實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，突出研究能力的培養(yǎng)，不僅僅體現(xiàn)在加強(qiáng)傳統(tǒng)綜合性和設(shè)計性實驗課程中的研究性，更注重塑造新的研究性化學(xué)實驗課程體系。[2]

為響應(yīng)國家研究型人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，早在2008年，學(xué)院就提出了“優(yōu)秀本科生導(dǎo)師制”的試行方案，中心內(nèi)容是以學(xué)院的碩士生導(dǎo)師為指導(dǎo)教師，以研究生實驗室為教學(xué)研究場所，讓成績優(yōu)秀的本科生參與到碩士生的課題研究中去。在該制度實行的初期，就有少量優(yōu)秀的學(xué)生在本科階段參與了前沿課題的研究，并發(fā)表了SCI論文，這說明，本科生在很好地完成本科階段的學(xué)習(xí)任務(wù)之外，參與研究課題，得到相應(yīng)的訓(xùn)練和培養(yǎng)是可行的，不但開拓了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣，更為學(xué)生考研提供了幫助。為了將研究性實驗大力推廣，使本科生積極參與，將研究型人才培養(yǎng)計劃順利推行，學(xué)院先制定了研究性化學(xué)實驗課程教學(xué)方案，以選修課形式開設(shè)了本科生研究生性實驗，率先在2013級本科生中試行，在三個主要的研究方向：（1）無機(jī)功能材料的制備及應(yīng)用研究;（2）無機(jī)功能材料的制備及應(yīng)用研究;（3）催化劑的合成及物化性能分析開展了研究性實驗課。經(jīng)過2013～2017級四屆學(xué)生的選課培養(yǎng)，在學(xué)院范圍鼓勵推動學(xué)生選課，以選修課形式開展研究性實驗已逐步形成了一些鮮明的特點。

一 研究性實驗課與學(xué)分掛勾調(diào)動學(xué)生積極性

與一些雙一流學(xué)科院相比，我們的省屬師范大學(xué)的學(xué)生在本科階段參與科研的積極性差很多，與國內(nèi)外高校比較相對落后，與一些有參與“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽或大學(xué)生課外學(xué)術(shù)實踐競賽傳統(tǒng)的高校對比，大多數(shù)學(xué)生既沒有意識，也沒有熱情參與創(chuàng)新性實驗研究。這也是前期優(yōu)秀本科生導(dǎo)師制雖然頗有成效，卻未成大規(guī)模開展的原因。以選修課的形式，開設(shè)研究性實驗課，將研究性實驗與學(xué)生學(xué)業(yè)選修的學(xué)分掛勾，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性。學(xué)生選課在第四學(xué)期開始，前三學(xué)期學(xué)習(xí)成績前50%的學(xué)生有選課資格，與導(dǎo)師進(jìn)行互選，導(dǎo)師同意接收后，學(xué)生即可開始實驗研究。學(xué)生在參與課題研究的同時，還獲得了一門選修課的學(xué)分，降壓了學(xué)生的學(xué)分學(xué)業(yè)壓力，使學(xué)生有充足時間參與研究，既能安心開展研究，又能在選修課管理的模式下，保證研究性實驗課題的延續(xù)性。

二 課程內(nèi)容設(shè)置參考研究生培養(yǎng)過程，設(shè)置完整培養(yǎng)流程

高校化學(xué)實驗教學(xué)是理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)，通過實驗鞏固理論，理論扎實后指導(dǎo)實踐。[3]研究性實驗的開設(shè)目標(biāo)是在本科階段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，科學(xué)探索的意識和本領(lǐng)，初步了解科學(xué)研究的基本內(nèi)容、實驗研究方法、實驗技能、分析測試表征的手段及使用的儀器設(shè)備，使學(xué)生在本科階段對科學(xué)研究有初步的認(rèn)識，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，能從閱讀文獻(xiàn)、選擇科學(xué)問題、設(shè)計研究方案、開展實驗研究、對產(chǎn)品和結(jié)果進(jìn)行表征和分析、總結(jié)實驗結(jié)果得出結(jié)論這樣一個系統(tǒng)的過程中培養(yǎng)獨立思考、創(chuàng)新、研究和探索的能力。具體的課程教學(xué)內(nèi)容包括（1）學(xué)習(xí)調(diào)研文獻(xiàn)，閱讀英文文獻(xiàn);（2）學(xué)習(xí)使用基本的實驗儀器;（3）學(xué)習(xí)使用或了解常規(guī)的測試儀器;（4）學(xué)習(xí)分析實驗結(jié)果和測試數(shù)據(jù);（5）整理數(shù)據(jù)，分析結(jié)果并總結(jié)。

三 課程管理與考核并行，督促學(xué)生完成任務(wù)

研究性實驗課采用過程考核評價方式，考核過程分為四個主要方面，將過程評價的權(quán)重傾向于參與，而成果評價作為鼓勵。評價包括平時成績（25%），研究計劃（20%），研究總結(jié)報告（50%）和發(fā)表論文及授權(quán)發(fā)明專利（5%）。從四個方面分別考核學(xué)生在實驗室工作的表現(xiàn)及出勤情況，學(xué)生在實驗中的實驗操作規(guī)范程度，參與實驗課題研究的主動性與積極性等;從制訂研究計劃是否具有科學(xué)意義，實驗方案是否合理，是否具備可行性，預(yù)期結(jié)果如何等方面考察;考察實驗研究結(jié)果及報告的撰寫。研究報告和論文需在老師指導(dǎo)下獨立完成，其研究報告通過修改.補充后可以作為本科畢業(yè)論文，其研究成果可以參加相關(guān)獎項的評比。細(xì)化考核評價標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生有章可循，督促學(xué)生積極完成課程和課題任務(wù)，防止學(xué)生出現(xiàn)半途而廢的情況，但學(xué)生若不能堅持，要堅決淘汰，評價結(jié)果將在第八學(xué)期完成并登入最終成績。

四 基于研究性實驗課的研究成果選拔和儲備競賽資源，通過競賽鍛煉并培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)

研究性實驗課在開展的同時，要引導(dǎo)參與選課的本科生積極參與各類競賽，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識，在準(zhǔn)備競賽的前提下，不斷激發(fā)其獨立的創(chuàng)造性思維，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣，在促進(jìn)青年創(chuàng)新和研究人才成長、深化高校素質(zhì)教育、推動學(xué)生的創(chuàng)新和研究能力的培養(yǎng)。在研究性實驗的前提下鼓勵大學(xué)生參加的各類競賽，包括：（1）選拔學(xué)生參加全國高師化學(xué)技能競賽;（2）推薦并組織團(tuán)隊申報校內(nèi)舉辦的“大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊”， 以參加研究性實驗的本科生為成員，組成研究團(tuán)隊申報校內(nèi)實踐科設(shè)立的本科生研究創(chuàng)新團(tuán)隊，鼓勵學(xué)生設(shè)計方案填寫項目內(nèi)容等，并按研究計劃開展實驗工作，完成結(jié)題;（3）通過競賽的篩選和鍛煉，擇優(yōu)推薦優(yōu)秀學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽或大學(xué)生課外學(xué)術(shù)實踐競賽，同時鼓勵學(xué)生參加省級及以上的各類科技、創(chuàng)業(yè)競賽。通過這些競賽，不但能使學(xué)生深入了解科學(xué)研究的重要性，更為他們深度接觸和參與科學(xué)研究提供了機(jī)會，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，和從事科學(xué)研究工作的決心，從而為他們在考研的面試，以及后期的實驗研究堅定了信心，打下堅實的基礎(chǔ)。

五 緊密聯(lián)系研究性實驗課題，提高畢業(yè)論文整體質(zhì)量

在國家的學(xué)科評估中，本科生的畢業(yè)論文作為評估中的一項重要內(nèi)容，本科生的科研成果包括科研立項、發(fā)表論文、申請專利等，也成為評估中打分的重點項目之一。因此，提高本科生畢業(yè)論文質(zhì)量，特別是化學(xué)學(xué)科以實驗類論文為主的研究型論文質(zhì)量，也是提高學(xué)校教學(xué)評估水平的重要指標(biāo)。將研究性實驗課與本科畢業(yè)論文緊密聯(lián)系起來，使學(xué)生從第四學(xué)期開始，就進(jìn)行碩士生導(dǎo)師的研究組，經(jīng)過文獻(xiàn)調(diào)研，課題選擇，實驗合成，結(jié)果測試與表征，數(shù)據(jù)分析，總結(jié)結(jié)果等一系列過程的科研素質(zhì)的培養(yǎng)，到第八學(xué)期學(xué)生畢業(yè)論文的撰寫，在這一個長達(dá)四個學(xué)期的實驗研究過程中，必然得到較好的實驗數(shù)據(jù)和有意義的研究結(jié)果，或者可以撰寫和發(fā)表論文，或者可以申請發(fā)明專利，將這些研究結(jié)果作為本科畢業(yè)論文的內(nèi)容，必然是充實飽滿且有研究價值的。有優(yōu)秀的實驗結(jié)果發(fā)表在SCI收錄的期刊，學(xué)院的本科畢業(yè)論文整體水平得到提高，既為應(yīng)對學(xué)科教學(xué)評估內(nèi)容作準(zhǔn)備，又為學(xué)生的研究能力培養(yǎng)搭建了優(yōu)質(zhì)平臺。

六 柔性考核方式與獎勵掛勾，鼓勵學(xué)生參與并取得研究成果

在參與研究性實驗的學(xué)生中，很多同學(xué)在創(chuàng)新性思維和實驗研究能力等方面得到了培養(yǎng)、提高和鍛煉，這些使他們在考研的實驗復(fù)試以及面試中受益匪淺。在考研的競爭中，與具有雙一流學(xué)科的高校相比，我們的學(xué)生在實驗復(fù)試和面試中通常是沒有優(yōu)勢的。而研究性實驗的開展，為學(xué)生們提供了一個迎頭趕上的機(jī)會，在參與研究性實驗的過程中，激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng)新思想，培養(yǎng)了學(xué)生操作實驗的技能，學(xué)習(xí)了儀器的操作使用及數(shù)據(jù)分析方法，他們參與的課題研究得到一定的進(jìn)展，取得了一些有價值的成果，使學(xué)生在研究生復(fù)試時有機(jī)會得到充分展示，用切身的研究性實驗體驗去獲得考研目標(biāo)院校導(dǎo)師的關(guān)注和重視，為他們在考研的成功起到了促進(jìn)作用。同時，在此前題下，研究性實驗的開展形成了良性循環(huán)，考研同學(xué)面試的成功，促使低年級學(xué)生更加重視研究性實驗的培養(yǎng)，使學(xué)生更加積極地選修研究性實驗課，并最終實現(xiàn)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。此外，學(xué)院的獎學(xué)金等獎勵的評定方面也將研究成果列入一定的比例權(quán)重，目的是鼓勵學(xué)生積極參與研究，并取得良好的研究成果。

在學(xué)院開設(shè)的研究性實驗課執(zhí)行的幾年中，對本科生培養(yǎng)和學(xué)生自身素質(zhì)的提高都體現(xiàn)出明顯的成效，在新一輪培養(yǎng)方案修訂之際，學(xué)院將本科生研究生性實驗寫入了本科生培養(yǎng)方案，使該課程成為化學(xué)學(xué)科的特色課程，更重要的是，在課程建設(shè)中，學(xué)生從研究性實驗培養(yǎng)過程中，開拓了研究和創(chuàng)新思想，提高了實驗技能，學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量得到了提高，從以選修課的學(xué)分作為鼓勵，到學(xué)生自覺積極選課，自發(fā)地努力參與研究性實驗，在教與學(xué)中實現(xiàn)了雙贏。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王靜怡， 本科化學(xué)實驗創(chuàng)新教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐[J]. 科技資訊， 2018（34）：192.（責(zé)任編輯：姜海晶）