本科生科研能力培養之探索

朱亞先+洪煒+吳麗晶+吳玲玲+黎朝

摘要：依托學科優勢，按照“啟發創新意識、注重訓練過程、提高綜合素質”的原則，廈門大學化學學科構建了初級、中級、高級三個層次的科研訓練平臺，形成系統和完整的科研訓練機制，激發了本科生創新意識和創新能力，提高了綜合素質，同時對科研訓練效果做了深入調查與分析。

關鍵詞：本科生；科研訓練；創新能力

科研訓練是提高大學生科研能力、創新意識、創新能力及綜合素質的重要途徑之一，是本科創新人才培養的重要組成部分。廈門大學化學學科著眼于國家經濟、科技、社會發展對高素質人才培養的需求，著力于多元化、高層次創新人才培養的需要，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，激發學生的創新意識，培養學生嚴謹求實的學風、高度的事業心、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。

一、本科生科研訓練平臺的構建

廈門大學化學學科建立于1921年，是國務院首批批準的學士、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，能源材料化學協同創新中心、固體表面物理化學國家重點實驗室、醇醚酯化工清潔生產國家工程實驗室、新能源汽車動力電源技術國家地方聯合工程實驗室、譜學分析與儀器教育部重點實驗室、電化學技術教育部工程研究中心等。我們依托學院科研基礎雄厚的整體優勢，以“啟發創新意識、注重訓練過程、提高綜合素質”為原則構建了“初級一中級一高級”三個層次、循序漸進的科研訓練平臺，形成系統和完整的科研訓練體系，從而起到引導學生科研興趣、發現學生科研潛質、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。包含導師制、前沿學術講座、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，設立“化學人才基地育苗基金”以及學校的各類“大學生創新創業訓練”項目。培養學生立項申請、文獻檢索、實驗設計、實驗操作、儀器使用、論文寫作、結題報告、成果展示、學術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、結題匯報等。

（3）高級平臺：從“育苗基金”中遴選出優秀項目，設立“化學人才基地創新基金”和“化學學科拔尖試驗計劃創新基金”。學生可結合教師的研究方向自行提出研究課題，也可以根據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，特別強調學生國際化視野培養，支持學生到國外高校學習、進行科研訓練，參加國內、國際學術會議等。

二、科研意識的啟迪與引導

1.營造濃厚的學術氛圍

為營造濃厚的學術氛圍，化學學科針對低年級學生開設了系列前沿講座課程，如“今日化學”系列講座、“無機化學前沿領域簡介”“有機化學前沿領域簡介”等課程；為鼓勵學生參加各類講座，設立了“學術報告”學分，開設了“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“諾貝爾獲獎者系列講座”“南強系列講座”“盧嘉錫系列講座”等學術活動。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

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者2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課程。6門化學主干基礎課程教學隊伍中，有院士3人、長江特聘教授4人、高等學校教學名師獎獲獎者2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專業知識與前沿研究內容結合，有效地啟發了學生的創新思維。

對于本科生參與的科研活動，教師的引導作用尤為關鍵。化學學科科研訓練的指導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秀的中青年學術骨干教師。在近三年開展的本科生各類科研訓練項目中，院士作為指導教師的有5項，杰青（含院士、千人）為指導教師的有50項，教授（含院士、千人、杰青）為指導教師的有114項。

從2013年起，學院對低年級本科生開展了“導師見面會”“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，激發學生的科研興趣，給予學生學習、科研上的指導和幫助。

三、科研能力的培育與訓練

結合廈門大學化學學科的優勢和科研平臺，我們制訂了系統的科研訓練方案，包括：科研素養、文獻檢索、項目申請、實驗方案設計、科研能力、論文撰寫、化學交流表達能力的訓練等。

1.科研素養培育

為了使本科生在科研訓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，我們開設了“化學科研素養與方法”課程。該課程分為“如何樹立正確的科研道德觀和價值觀”“如何培養批判性思維和創新思維”“如何有效地在科研中發現問題”“如何建立科學的研究方法”四個部分，由院士、杰青等優秀教師主講。他們結合科研案例，從追求真理、實事求是、團結協作、探究質疑、自主創新等方面培養學生的科學精神。

本科生科研訓練項目指導教師在實驗中也十分注重本科生科研素養的培養，引導學生做到學術道德規范、原始記錄規范、學術引文規范、成果署名規范、論文寫作規范等科研學術規范要求。

2.科研能力訓練

本科生科研能力的培養須依托本科生的科研項目。我們2003年設立了“化學人才基地育苗基金”，啟動費每項4000-6000元，目前共設立704項；2012年設立了“化學學科拔尖試驗計劃創新基金”，2013年設立了“化學人才基地創新基金”，啟動費每項10000-20000元，目前共設立84項。本科生可根據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“大學生創新創業訓練計劃”“基礎科研基金”等多種類別的科研項目供本科生申報。學生們經過項目選題、預研、立項、申請、評審、簽訂項目責任書，然后進入導師課題組開展科研活動。項目的完成須經閱讀文獻、設計實驗方案、實驗操作、大型儀器使用、數據分析、歸納總結、撰寫論文報告、匯報答辯等多個環節，使學生得到全方位科研能力的訓練。endprint

為了更好地促進并鼓勵學生參加科研訓練，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、結題墻報展示、匯報答辯、評獎等。在科研訓練中，我們更注重過程的跟蹤、訓練與考核，強調本科生通過科研訓練提高綜合素質。

3.拓展本科生學術視野

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，我們在科研訓練的高級平臺中專門設置專項學術活動資助基金，為本科生參加國內外學術活動、到國（境）外進行短期訪學、科研訓練等提供學費、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、科研訓練。

4.本科生科研訓練成果

科研訓練的開展，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，鍛煉和培養了科研能力，拓寬了視野，增長了見識，提高了科學素養，培養了一批熱愛化學、愿意從事化學研究及相關工作的青年學者。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外學術刊物上共發表281篇學術論文，國家發明專利10項，獲得省部級以上科創競賽獎勵30項。

四、科研訓練效果問卷調查

為深入了解本科生參加科研訓練的狀況、收獲等，我們設計了調查問卷，2015年12月份在2012級育苗基金結題時，對參加此項目的本科生進行了調研，問卷共12個調查項目，55個選項，回收有效答卷共計53份（見下表）。

我們對問卷調查進行了統計與分析，結果如下。

（1）問題：你主要出于什么目的參加科研訓練項目

調查數據見圖1。從圖中可以看出，多數本科生參加科研訓練目的是為了鍛煉自我、發展自我，功利性的想法較少。

（2）問題：你參加科研訓練的課題來源于哪里

調查數據見圖2。從圖中可以看出，本科生參加科研訓練項目的課題來源主要是“參與指導老師的課題”或是“指導老師指定的課題”，由自己設計或參與設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、調研；課題組織、方案設計；實驗操作，數據收集整理；項目歸納總結、答辯。本科生根據自己參加的工作進行勾選。調查數據見圖3。從圖中可以看出，學生們多數參與了科研項目各環節的工作，受到了比較系統的科研訓練。

（4）問題：在科研項目訓練中遇到困難時，你首先選擇如何求助

調查數據見圖4。從圖中可以看出，本科生在科研訓練過程中遇到困難時首選求助于實驗室內師兄師姐，然后選擇自己獨立思考，向導師求助的比較少。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：在科研訓練過程中，你認為最困難的環節是什么

調查數據見圖5。從圖中可以看出，本科生在科研訓練過程中最困難的環節，主要集中在課題立項與實驗方案執行兩部分，這正是需要教師加強指導的環節。

（6）問題：在科研項目訓練中，指導老師在哪些方面給予你的幫助最多

調查數據見圖6。從圖中可以看出，本科生認為指導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。調查數據見圖7。從表中看出，有一半的本科生參加科研訓練發表了論文、申請了專利、獲得了學業競賽獎勵。

（8）問題：參加科研訓練對科研能力的提升度

本項調查包含6項內容（見下），本科生根據參加科研訓練對自己這6項能力的提升度填寫從1～10不等的數字，1為最小，10為最大，調查數據見圖8。從圖中可以看出，學生們認為參加科研訓練對其閱讀文獻能力、發現問題、分析數據、解決問題能力、表達能力等都有顯著提升。

（9）問題：參加科研訓練對專業學習的提升度

本項調查包含3項內容，本科生根據參加科研訓練對自己這3項能力的提升度填寫從1～10不等的數字，1為最小，10為最大，調查數據見圖9。由圖可見，學生參加科研訓練項目對知識體系構建、專業知識的理解、基礎和前沿的結合等有較大的提升。

（10）問題：參加科研訓練對自主學習與發展的能力的提升度

本項調查包含5項內容（見圖10），本科生根據參加科研訓練對自己這5項能力的提升度填寫從1～10不等的數字，1為最小，10為最大。由圖可見，學生參加科研訓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：參加科研訓練對人生態度和心理承受能力的提升度

本項調查包含5項內容（見圖11），本科生根據科研訓練對自己這5項能力的提升度填寫從1～10不等的數字，1為最小，10為最大。由圖可見，學生參加科研訓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：參加科研訓練項目最大的收獲

多數本科生寫道：了解了相關學科的知識，受到了完整的科研訓練，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、本科生科研訓練問題與思考

1.如何更好地引導并保持本科生科研興趣

興趣是最好的老師，是一種內源性動力，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。老師們需要根據學生個性化特征及其專業基礎知識的積累狀況安排相關的科研訓練內容，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新比賽、開展國內外多種形式的學術交流，不斷拓寬學生的視野，激發并保持他們的科研興趣，發揮他們的潛能。

2.如何加強教師的過程指導

教師有效的指導對本科生科研能力的形成十分關鍵，其影響是終身的。在本科生科研訓練中，教師不僅要幫助學生進行選題，還要指導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、領悟科研思路，同時還要關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，培養學生熱愛化學、熱愛科研。

3.如何培養本科生自主選題的能力

從調研看出，由于本科生專業知識及基礎技能相對較缺乏，其課題的選擇近九成是“參與指導老師的課題”或是“指導老師指定的課題”，學生自己設計或是團隊設計的比例較低。當然，本科生在科研訓練的初期，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，這也是創新能力培養的重要組成部分。科研訓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。教師要不斷引導學生思考問題、分析問題，進而啟發他們如何發現問題，如何從己知領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，提升學生對課題設計的參與度，調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維，培養學生的科研創新能力。endprint