賈力源 李重要 寇志起 羅熙 鮑曼
[摘 要] 傳統(tǒng)的本科生培養(yǎng)計劃中對本科生參與科研的要求較少。在教育部新時代全國高等學校本科教育工作會議中,對建設高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力提出了更高的要求;其中本科生參與科學研究,培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新科研能力是一項有意義的嘗試。本文根據筆者指導本科生參與科研工作的經歷,淺談一些本科生科研的意義和方法。
[關鍵詞] 本科生培養(yǎng);科學研究;思考
[作者簡介] 賈力源,男,副教授,研究方向為理論物理;李重要,男,副教授,研究方向為凝聚態(tài)物理;寇志起,男,副教授,研究方向為光學。
[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324(2020)35-0087-02? ? [收稿日期] 2019-10-11
本科教育在整個教育體系里具有重要地位。在教育部新時代全國高等學校本科教育工作會議中,強調了“以本為本”“四個回歸”,對建設高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力提出了更高的要求[1]。如何提高本科教育質量是每一位教師都應該認真思考并努力實踐的。當前我國的經濟正處于從高速發(fā)展向高質量發(fā)展的轉換過程中,更加需要創(chuàng)新能力、研究能力。在本科培養(yǎng)階段,增加本科生在科學研究活動中的參與度對培養(yǎng)創(chuàng)新科研能力有積極作用。
在筆者任教的上海理工大學理學院,實施了“本科生科研實踐計劃”,現(xiàn)已執(zhí)行四屆。參加該計劃的本科生在課余時間跟隨指導教師從事科學研究活動。此文中,筆者希望根據指導本科生參與科研活動的經歷,嘗試總結幾點經驗,淺談一些個人的看法供大家探討。
一、本科生參與科研工作的積極作用
通常情況下,本科生培養(yǎng)方案以在教室上課的日常課程學習為主。傳統(tǒng)的本科生培養(yǎng)計劃里并沒有參加科研工作的要求和模塊(除了本科四年級下學期的畢業(yè)論文)。然而,本科生參與科研工作有一些優(yōu)勢和積極作用。在此,筆者結合自身的經歷,淺談一些個人的看法。
1.早日體驗科學研究活動的“感覺”。根據筆者個人經驗,往往在新開始一項沒有從事過的工作或活動時,并不能馬上“有感覺”。而一般是在一段時間的沉淀之后,才能對新工作有一種較為全局的把握,即“有感覺”。(筆者上課時常常用學習騎自行車作為例子。)從“沒有感覺”到“有感覺”,沉淀的時間可長可短,因人而異;這段沉淀時間往往可以長達數年。通常的本科培養(yǎng)計劃里沒有參加科研工作的要求,僅僅在本科四年級下學期的畢業(yè)論文時,本科生能夠有一學期的時間接觸到科研活動。真正從事和開始建立對科研活動的感覺,是研究生階段才開始的。攻讀碩士學位的年限一般比較短,在兩年到三年之間;往往這其中有很長一部分時間花費在上述沉淀過程上,真正“有感覺”的進行科研工作的時間并不長。如果能夠在本科階段就早日接觸科研活動,并進行從“沒有感覺”到“有感覺”的沉淀過程,早日為從事科研活動做準備,那么在研究生階段就會更加從容,有利于做出更出色的科研成果。
2.幫助本科生判斷是否適合從事科研工作??蒲泄ぷ髋c日常的課程學習、作業(yè)、考試有很大不同。日常的課程學習中,通常是學習已經成熟的知識,并采用盡可能清晰的方式講授給學生。教師在備課過程中,通常反復思考采用哪種方式講授知識最清晰,學生最容易接受。學生聽的是已經被“準備好的飯菜”。真實的科學研究活動往往不是如此??蒲泄ぷ魈剿鞯氖俏粗闹R,得到結果的路徑事先并不清楚,往往需要在多條路徑中嘗試探索、反復試錯,經歷一番艱難困苦后才能到達彼岸。故科研工作與日常上課學習有很大的不同。如果本科生能夠早日接觸和從事科研工作,就能夠早日(在本科階段)判斷自己是否真正熱愛科研、適合從事科研工作。
3.培養(yǎng)本科生提出問題、解決問題的能力。對于許多沒有讀研計劃的本科生來說,本科四年是他們在學校系統(tǒng)學習的最后階段??蒲泄ぷ髂軌蚺囵B(yǎng)學生一些特定的能力,而這些能力在日常的課程學習中不容易培養(yǎng)。例如提出好問題的能力,克服困難解決問題的能力等。根據筆者自身的科研經驗,往往提出好的、正確的問題是科研中非常關鍵的一步。這往往需要在紛繁的各種物理現(xiàn)象中找到本質關鍵問題所在。提出問題后,在解決問題的過程中,沒有事先確定的解決路徑,需要從自己的知識儲備和參考文獻中尋找到合適的解決方法。這些能力在科學研究之外的工作崗位上往往也很重要。對于沒有讀研計劃的本科生,在大學的最后四年里能夠鍛煉這些能力,對他們將來的工作也會有所幫助。
4.加深對課本知識的理解。根據筆者自身的經驗,通常來說,日常課程上學習的知識和科研工作中使用過的知識,掌握程度并不一樣;后者要深入的多。相對來說,日常作業(yè)、考試對知識掌握的要求并不是很高。即使學習的知識有少量不理解的地方,有少量漏洞,有時在考試中也能取得較好甚至很好的分數。另一方面,在科研工作中,對用到的知識往往要求更高。首先要能夠融會貫通,自己挑選使用哪些知識來解決特定的科研問題。并且,用到的知識要真正理解,沒有漏洞。得到可靠的科研結果往往需要正確使用一連串知識;即使過程中有一個錯誤,最終結果也是錯誤的。故科研工作中對知識的要求往往高于期末考試中對知識的要求。
二、指導本科生科研的幾點方法
挑選科研課題難易適度。一般來說,本科生和研究生的知識儲備不同;本科生的知識儲備少于研究生。同時,研究生培養(yǎng)方案中,通常有一段時期(研究生二年級、三年級)課程相對較少,可以集中時間用于畢業(yè)論文的課題。但是對于本科生來說,通常本科前三年半的時間里都有較多的課程,只能利用課余時間進行科學研究??紤]以上兩方面,本科生從事的科研課題的難度通常應該小于研究生論文課題的難度。根據筆者自身經驗,在本科生科研課題的選擇上不宜過難、過深;否則容易使本科生沒有頭緒、無從下手,損害本科生從事科研活動的積極性??梢赃x擇一些較小的、預先估計在較短時間內能夠完成的課題,作為本科生的第一個科研課題,慢慢引導本科生入門科研工作。完成一個課題后,第二個、第三個課題可以逐漸增加難度。
因材施教,使每位本科生都有所得。指導本科生的科研活動時,我們更容易做到因材施教。日常上課過程中的因材施教,是考慮學生的程度來確定講課的難度、深度和速度。但是講課面對的是整個班級,通常是根據班級中大多數學生的平均水平來確定講課的難度。另一方面,指導本科生從事科研活動具有一對一的優(yōu)點,故而因材施教有更大的自由度。每個人的生活經歷和性格特質都不同,擅長的領域也不一樣。筆者自己就較擅長理論研究,較不擅長實驗研究。在指導每位本科生選擇課題時,應該先與他們交流一段時間,對他們有一些了解之后,再根據他們的特質來選擇相應的研究課題。
培養(yǎng)科學研究方法、鍛煉科學精神。在指導本科生從事科研活動中,培養(yǎng)他們的科研方法、鍛煉他們的科學精神十分重要。即使將來他們不從事職業(yè)科學研究工作,科學精神和科研方法也會幫助他們更好的勝任工作崗位。根據筆者的經驗,通常來說本科生在一開始接觸科研課題時還不具備很好的科研素養(yǎng)。有時候有等待指導老師“手把手指導”的現(xiàn)象,未能從上課學生的角色轉換到科研工作者的角色。這就需要指導教師在科研過程中陪伴、指導他們完成角色轉換,學習科研方法??茖W精神具有非常豐富的內涵,至少包括追求真理、不怕困難等。指導教師應該注重培養(yǎng)本科生的科研精神,盡早樹立起他們的科研規(guī)范(切不可弄虛作假等)。
適當結合前沿領域。根據筆者自身經驗,本科生通常對當前的前沿領域比較感興趣。例如目前的人工智能領域。選擇這方面的科研課題,本科生通常更加感興趣,從而科研參與積極性更高。
參考文獻
[1]教育部新時代全國高等學校本科教育工作會議[EB/OL].-www.moe.gov.cn/j...-2018-6-21.