淺談科研對化學(xué)專業(yè)本科生學(xué)習(xí)能力的影響*

郝偉舉，呂海洋

(上海理工大學(xué)，上海 200093)

在經(jīng)濟(jì)全球化和各國開放發(fā)展的浪潮中，國家對于人才的需求變得越來越巨大。在科教興國，人才強(qiáng)國的戰(zhàn)略下，國家又出臺(tái)“雙一流”大學(xué)的重大戰(zhàn)略決策，旨在建設(shè)更多世界一流大學(xué)，培養(yǎng)更多的全面發(fā)展型人才。黨的十七大提出，2020年我國要進(jìn)入創(chuàng)新型國家的行列[1]。目前，僅僅掌握理論知識(shí)已經(jīng)不能適應(yīng)這個(gè)競爭激烈的社會(huì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和科研能力的學(xué)生作為我國研究型大學(xué)本科教育的長期任務(wù)，鼓勵(lì)本科生參與科研，是研究型大學(xué)在探索提高本科教學(xué)質(zhì)量過程中對教學(xué)改革深化的內(nèi)在要求，也是研究型高校主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)對高素質(zhì)創(chuàng)新人才需求日益增長的重要舉措[2]。在此背景下，越來越多的本科生參與到科研中來，相對于研究生而言，本科生的知識(shí)儲(chǔ)備相對薄弱，實(shí)驗(yàn)技能比較欠缺，許多科研項(xiàng)目都在高年級(jí)研究生和導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行。在此過程中，本科生的學(xué)習(xí)能力發(fā)生了較大的改變，科研實(shí)驗(yàn)對于本科生專業(yè)素養(yǎng)的提升作用不言而喻。然而，應(yīng)該如何有效地開展進(jìn)行，需要不斷探究及分析。清華大學(xué)1996年啟動(dòng)了學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃(簡稱SRT)[3]；浙江大學(xué)1998年提出了大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(簡稱SRTP)[4]；中國科技大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等一大批高校也陸續(xù)設(shè)立了大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目[5]。這些都是許多著名高校不錯(cuò)的嘗試，但其中許多問題也浮現(xiàn)出來。

1 當(dāng)前本科生科研存在的問題

(1)當(dāng)前本科生參與科研的人數(shù)占比較小，除了課程外，不愿意花更多的時(shí)間參與其他科研實(shí)踐活動(dòng)；(2)本科生對專業(yè)知識(shí)的掌握情況堪憂，不少大學(xué)生只要求專業(yè)能不掛科，考完試后知識(shí)點(diǎn)大多遺忘，且不去復(fù)習(xí)；(3)本科生擔(dān)心科研時(shí)間與學(xué)業(yè)課程相沖突，部分同學(xué)覺的花費(fèi)過多的時(shí)間在科研上，會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績有所下降；(4)本科生科研缺乏專業(yè)的指導(dǎo)，許多本科生參與科研后處于“放養(yǎng)”狀態(tài)，導(dǎo)師并沒有給與學(xué)生有效的指導(dǎo)，不僅挫傷了學(xué)生的科研積極性，也對校內(nèi)科研氛圍產(chǎn)生了不利的影響；(5)本科生參與科研后往往是被動(dòng)的去做導(dǎo)師安排的項(xiàng)目，缺乏自主學(xué)習(xí)探究能力和創(chuàng)新思維，獨(dú)立學(xué)習(xí)能力較差。

2 原因探究

(1)基于黃子明的研究：因個(gè)人知識(shí)或能力不足而未參與科研活動(dòng)的占比最多，高達(dá)67.9%，其次，因找不到合適的項(xiàng)目、合作伙伴或者導(dǎo)師而未參與的也有較高的比例；其中，找不到合適的科研項(xiàng)目是本科生選擇參與科研與否所面臨的主要障礙；最后，有45.7%的學(xué)生因不了解而沒有參與科研活動(dòng)，造成這一問題的原因可能在于學(xué)校對科研活動(dòng)的宣傳不夠到位[6]；

(2)以所在學(xué)校上海理工大學(xué)-化學(xué)系為例，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，上海理工大學(xué)化學(xué)系大一大二學(xué)生課程負(fù)擔(dān)較重，而獎(jiǎng)學(xué)金的評定又和績點(diǎn)和文體活動(dòng)積分相關(guān)，大多數(shù)低年級(jí)學(xué)生忙于學(xué)習(xí)專業(yè)課程和參加學(xué)校學(xué)生會(huì)舉行的各項(xiàng)文體活動(dòng)，過多的時(shí)間投入到文體活動(dòng)中，抽不出時(shí)間來科研。大三大四的學(xué)生多又忙于考研和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，在科研上投入的時(shí)間微乎其微；

(3)不少本科生不能夠很好的分配時(shí)間在科研和專業(yè)課程學(xué)習(xí)上，一旦時(shí)間分配不合理，就會(huì)拖累學(xué)業(yè)，為自己帶來重修、補(bǔ)考等更多的事情；

(4)部分導(dǎo)師對學(xué)生科研能力培養(yǎng)的重視不足，且學(xué)校缺乏相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，由于本科生自身水平和投入科研的時(shí)間限制，部分導(dǎo)師對本科生實(shí)行“放養(yǎng)”原則，加之本科生對知識(shí)的鉆研能力不足，很難獲得突破性的成果。

3 現(xiàn)狀分析

根據(jù)《教育部關(guān)于批準(zhǔn)實(shí)施“十二五”期間“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”2012年建設(shè)項(xiàng)目的通知》(教高函〔2012〕2號(hào))， 教育部決定在“十二五”期間實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃[7]。上海理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)針對大二學(xué)生開展了“本科生科研實(shí)踐計(jì)劃”來代替大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程學(xué)分，使得每名同學(xué)都要參與到不同老師的科研課題中，通過雙向選擇的形式，學(xué)生選擇了自己感興趣的方向和科研項(xiàng)目，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開展了科研工作。對不同同學(xué)的科研項(xiàng)目及其所帶給本科生科研、學(xué)習(xí)能力的影響展開調(diào)研，得到以下結(jié)果：

(1)參與科研活動(dòng)讓本科生真正了解知識(shí)是如何產(chǎn)生的-通過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)來獲得一條普遍結(jié)論，同時(shí)，在求知的過程中更好地理解學(xué)科知識(shí)。通過科研，本科生從被動(dòng)的接受老師傳授的知識(shí)逐漸過渡到學(xué)生自己查詢相關(guān)論文和資料來了解該項(xiàng)目目前的最新進(jìn)展，在此過程中，本科生不僅了解了更多的學(xué)科知識(shí)，同時(shí)掌握了自主查找領(lǐng)域相關(guān)資料的技能，獨(dú)立學(xué)習(xí)能力得到提高；

(2)參與科研活動(dòng)讓本科生獲得了更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，我們常說“化學(xué)是一門以實(shí)踐為基礎(chǔ)的科學(xué)”，但許多本科生缺乏實(shí)驗(yàn)的鍛煉，動(dòng)手能力較差。通過科研，本科生可以在不斷的實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般步驟和方法，包括文獻(xiàn)的捜集與整理、數(shù)據(jù)收集與處理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，這些基本的科研方法掌握后，本科生可以自己獨(dú)立設(shè)計(jì)一些新的課題來探究，這對其以后的學(xué)習(xí)研究也是大有益處的。

(3)參與科研活動(dòng)有助于本科生形成發(fā)散性思維，看待問題更加全面；另一方面培養(yǎng)創(chuàng)新思維，豐富其想象力?？蒲斜旧砭褪菍δ硞€(gè)項(xiàng)目或課題的創(chuàng)新研究，在思考如何改善性能，探究新的方法時(shí)，創(chuàng)新的種子已經(jīng)在本科生的腦海中種下，在面對新的問題時(shí)，這種思維能讓本科生聯(lián)想到多種解決辦法，解決問題的能力增強(qiáng)；

(4)參與科研活動(dòng)可以改善本科生對于時(shí)間的管理和分配能力，改善拖延癥。以上海理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生研究為例，大二學(xué)生在參加科研后，課后作業(yè)完成時(shí)間比之前有所提前，對科研和娛樂所投入的時(shí)間規(guī)劃更加合理，這意味著參加科研后，本科生的時(shí)間規(guī)劃能力有所改善；

(5)剛開始科研時(shí)，本科生由于專業(yè)知識(shí)薄弱、自身水平的不足等因素不能獨(dú)立完成課題的研究，他們便和高年級(jí)研究生交流，向?qū)熣埥蹋诤驼n題組其他成員一起研究課題的過程中，本科生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到進(jìn)一步鍛煉，這兩種能力對于本科生的學(xué)習(xí)生活至關(guān)重要。

4 具體實(shí)例

現(xiàn)階段本課題組有本科生3名(顧*玲以共同第一作者的身份發(fā)表SCI論文一區(qū)，大四，A strategy for preparing high-efficiency and economical catalytic electrodes toward overall water splitting. Nanoscale, 2021, 13, 10624.張*然：大二，以第一作者身份發(fā)表SCI論文三區(qū)，文章題目為“Preparation of Ti@NiB electrodeviaelectroless plating toward high-efficient alkaline simulated seawater splitting. Journal of Electroanalytical Chemistry. 2021, 901, 115761”，呂*洋：大二，科研實(shí)驗(yàn)中)。近期，對三名本科生進(jìn)行了采訪，她們分別談?wù)摿藚⑴c課題研究后自己的變化。采訪呂*洋同學(xué)時(shí)，他這樣說到：“我在大二下學(xué)期參與到郝老師的課題組，利用課余時(shí)間參與到課題研究，研究課題是高效電解水制氫。一開始，我對這個(gè)方向的知識(shí)一無所知，郝老師給我講解了這個(gè)方向的背景和現(xiàn)狀，讓我對電解水制氫的背景和面臨的問題有所了解。在對電極材料的性能測試中，我對許多電化學(xué)方向的概念都比較模糊，導(dǎo)師讓我看一些電解水制氫方向的博士和碩士論文，從中學(xué)習(xí)常用測定方法和一些基本的概念。我記得在儀器分析實(shí)驗(yàn)課程中有電化學(xué)方法測定電極過程動(dòng)力學(xué)參數(shù)這一實(shí)驗(yàn)，但在課上實(shí)際的操作過程都是由老師來完成，同學(xué)們只負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這也就導(dǎo)致了許多同學(xué)試驗(yàn)后仍然對循環(huán)伏安法，差示脈沖伏安法等電化學(xué)分析方法理解不到位，由于科研項(xiàng)目需要也為了解決我的疑惑，我便去查閱了博士論文，了解了循環(huán)伏安法的測定原理和操作方法，參與課題研究后，有了到實(shí)驗(yàn)室親手操作電化學(xué)工作站的機(jī)會(huì)，我對電化學(xué)方向更加感興趣，很快便可以獨(dú)立測定電極材料的性能。除了學(xué)會(huì)自主查找文獻(xiàn)操作實(shí)驗(yàn)儀器以外，我還學(xué)會(huì)了如何與團(tuán)隊(duì)其他成員更好的溝通交流，團(tuán)隊(duì)協(xié)作往往是解決問題的最優(yōu)解。在解決塔菲爾斜率的繪圖問題上，我走了不少彎路，在聽從了學(xué)姐的建議后，我對作圖的要求更高，做出的圖也更加規(guī)范。同時(shí)我還從她們哪里得到了對未來就業(yè)的建議，讓我對生活目標(biāo)有了更清晰的認(rèn)識(shí)。參與科研后，最直觀的感受是任務(wù)變得更多，總是感受到緊迫感，以前我是個(gè)愛拖延而且愛偷懶的人，看到學(xué)長學(xué)姐每天都努力鉆研，我也把平時(shí)浪費(fèi)的時(shí)間投入到課題的研究和文獻(xiàn)的檢索中去，并要求自己主動(dòng)去學(xué)習(xí)，感覺每天比以前更加充實(shí)了?！?/p>

張*然這樣說道：“進(jìn)入郝老師課題組是在一次課后，郝老師很重視我的加入，也很有耐心，在對高效電解水制氫這一領(lǐng)域有了大致了解后，郝老師讓我跟隨研一的學(xué)姐一起做實(shí)驗(yàn)，學(xué)姐人也很好，她們耐心的給我講解實(shí)驗(yàn)方法，如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我利用課余時(shí)間來學(xué)習(xí)這些知識(shí)，很快就學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。在進(jìn)行論文寫作時(shí)，開始我抓不住重點(diǎn)，導(dǎo)師讓我看一些好的期刊的文章，學(xué)習(xí)一下別人怎么寫，在精不在多。在閱讀了較多的文獻(xiàn)后，我寫出來的論文有了進(jìn)步，但是導(dǎo)師并不滿意，他和學(xué)姐輪流給我修改意見，我便根據(jù)意見修改，改了很多遍后，終于定稿。在之后得投稿的過程中，出現(xiàn)了許多問題。每天上完課后補(bǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，改文章內(nèi)容，但總算文章被接收，一切工作都是值得的。在參與科研后，我變得不再那么貪玩，現(xiàn)在也改掉了睡懶覺的壞習(xí)慣，也很容易就能進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。每當(dāng)遇到什么不懂的問題時(shí)，我總可以很快的在網(wǎng)上查到我需要的資料，這節(jié)省了很多時(shí)間?！?/p>

顧*玲感慨道：“大學(xué)四年一眨眼就過去了，我也虛度了很多時(shí)光。大四畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)入郝老師課題組時(shí)，讓我印象深刻的是導(dǎo)師對待科研的激情和嚴(yán)謹(jǐn)。在與其他成員相處的兩周時(shí)間里，我感受到每一位成員都在努力的工作，我自然也不甘落后。拿到課題后，我咨詢了導(dǎo)師如何去實(shí)施這個(gè)方案，學(xué)姐也給了我不少建議。但最主要的還是靠自己，我仔細(xì)研究了其他學(xué)者的文章，學(xué)習(xí)他們的研究方法，寫作手法。經(jīng)過不斷的試錯(cuò)后，我的文章終于得到發(fā)表。我還按照自己的想法開展了新的課題，目前正在研究過程中。其實(shí)我應(yīng)該早日參與到科研中來，不過現(xiàn)在還不算太晚，接下來我爭取發(fā)表更多的文章，為以后的學(xué)業(yè)打下基礎(chǔ)。”

5 結(jié) 語

從上面的論述中我們得出結(jié)論：本科生參與科研后自主學(xué)習(xí)能力有了明顯的提升，具體表現(xiàn)在主動(dòng)檢索文獻(xiàn)解決問題的能力，動(dòng)手實(shí)踐能力，數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，合作與交流能力以及時(shí)間管理能力，此外，參與科研還能夠訓(xùn)練本科生最缺少的創(chuàng)新思維能力。因而，在鼓勵(lì)本科生具有扎實(shí)的理論知識(shí)的前提下，我們一定要注重科研素養(yǎng)的培養(yǎng)，尤其是理工類本科生，社會(huì)的需求更是需要具有扎實(shí)理論以及較強(qiáng)動(dòng)手能力以及具有分析、解決問題能力的人才。在培養(yǎng)本科生過程中，更需要因材施教、因地制宜，斷不能以“放養(yǎng)式”不管不問讓其獨(dú)立完成課題，不但影響到本科生學(xué)業(yè)的進(jìn)度更是可能對其身心的傷害，對科研產(chǎn)生懼怕、厭惡的情緒。

同時(shí)為鼓勵(lì)本科生積極參與科研，也經(jīng)過采訪部分學(xué)生，在此提出幾點(diǎn)建議供參考：

(1)學(xué)校應(yīng)加大對科研的宣傳力度，不僅是教師，與本科生接觸更加密切的輔導(dǎo)員也應(yīng)承擔(dān)起這一責(zé)任，對于本科生參與科研給與鼓勵(lì)和引導(dǎo)；

(2)興趣是最好的老師，鼓勵(lì)本科生選擇自己感興趣的導(dǎo)師和課題參與研究，不能把本科生強(qiáng)加給某個(gè)導(dǎo)師或者本科生單純?yōu)榱藢W(xué)分而去參與某項(xiàng)不喜歡的課題，這樣不僅調(diào)動(dòng)不了學(xué)生的積極性，還有可能惡化導(dǎo)師和學(xué)生之間的關(guān)系；

(3)學(xué)校出臺(tái)相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)措施，對科研取得成果的本科生給與獎(jiǎng)勵(lì)，同時(shí)在保研和推免時(shí)優(yōu)先考慮科研成果優(yōu)異的本科生；

(4)建立導(dǎo)師責(zé)任制，導(dǎo)師和本科生雙向選擇，導(dǎo)師評估與所帶本科生的科研狀況及成果掛鉤，對指導(dǎo)學(xué)生科研工作有成績的教師，在績效考核中要有充分的體現(xiàn)，同時(shí)在職稱評定中要有相應(yīng)傾斜。