浅谈科研对化学专业本科生学习能力的影响_郝伟举.pdf

第 卷第 期 年 月广 州 化 工 .教学园地浅谈科研对化学专业本科生学习能力的影响郝伟举，吕海洋（上海理工大学，上海）摘 要：理论知识与专业实验技能的有效结合是当前高校对化学类专业本科生培养的要求。研究表明，越来越多的本科生开始参与到导师的课题组中开展科研项目。经过系统培训及研究生的指导，众多本科生的学习能力及方法发生了较大变化。本文基于课程教学和科研实践对于理工类尤其化学专业学生的结果，通过实例分析及研究，探究科研对本科生学习能力以及素养的影响。关键词：科研；科学素养；化学本科生；学习能力；分析及讨论中图分类号：文献标志码：文章编号：（）基金项目：国家自然科学基金青年基金（：）；上海市科技创新青年英才扬帆计划（）。第一作者：郝伟举（），男，讲师，硕导，从事催化纳米材料氢能源研究。，（，）：.，.：；在经济全球化和各国开放发展的浪潮中，国家对于人才的需求变得越来越巨大。在科教兴国，人才强国的战略下，国家又出台“双一流”大学的重大战略决策，旨在建设更多世界一流大学，培养更多的全面发展型人才。党的十七大提出，年我国要进入创新型国家的行列。目前，仅仅掌握理论知识已经不能适应这个竞争激烈的社会，培养具有创新意识和科研能力的学生作为我国研究型大学本科教育的长期任务，鼓励本科生参与科研，是研究型大学在探索提高本科教学质量过程中对教学改革深化的内在要求，也是研究型高校主动适应社会对高素质创新人才需求日益增长的重要举措。在此背景下，越来越多的本科生参与到科研中来，相对于研究生而言，本科生的知识储备相对薄弱，实验技能比较欠缺，许多科研项目都在高年级研究生和导师的指导下进行。在此过程中，本科生的学习能力发生了较大的改变，科研实验对于本科生专业素养的提升作用不言而喻。然而，应该如何有效地开展进行，需要不断探究及分析。清华大学 年启动了学生研究训练计划（简称）；浙江大学 年提出了大学生科研训练计划（简称）；中国科技大学、北京工业大学等一大批高校也陆续设立了大学生科研训练项目。这些都是许多著名高校不错的尝试，但其中许多问题也浮现出来。当前本科生科研存在的问题（）当前本科生参与科研的人数占比较小，除了课程外，不愿意花更多的时间参与其他科研实践活动；（）本科生对专业知识的掌握情况堪忧，不少大学生只要求专业能不挂科，考完试后知识点大多遗忘，且不去复习；（）本科生担心科研时间与学业课程相冲突，部分同学觉的花费过多的时间在科研上，会导致学习成绩有所下降；（）本科生科研缺乏专业的指导，许多本科生参与科研后处于“放养”状态，导师并没有给与学生有效的指导，不仅挫伤了学生的科研积极性，也对校内科研氛围产生了不利的影响；（）本科生参与科研后往往是被动的去做导师安排的项目，缺乏自主学习探究能力和创新思维，独立学习能力较差。原因探究（）基于黄子明的研究：因个人知识或能力不足而未参与科研活动的占比最多，高达.，其次，因找不到合适的项第 卷第 期郝伟举，等：浅谈科研对化学专业本科生学习能力的影响 目、合作伙伴或者导师而未参与的也有较高的比例；其中，找不到合适的科研项目是本科生选择参与科研与否所面临的主要障碍；最后，有.的学生因不了解而没有参与科研活动，造成这一问题的原因可能在于学校对科研活动的宣传不够到位；（）以所在学校上海理工大学化学系为例，通过调查发现，上海理工大学化学系大一大二学生课程负担较重，而奖学金的评定又和绩点和文体活动积分相关，大多数低年级学生忙于学习专业课程和参加学校学生会举行的各项文体活动，过多的时间投入到文体活动中，抽不出时间来科研。大三大四的学生多又忙于考研和社会实践活动，在科研上投入的时间微乎其微；（）不少本科生不能够很好的分配时间在科研和专业课程学习上，一旦时间分配不合理，就会拖累学业，为自己带来重修、补考等更多的事情；（）部分导师对学生科研能力培养的重视不足，且学校缺乏相应的激励机制，由于本科生自身水平和投入科研的时间限制，部分导师对本科生实行“放养”原则，加之本科生对知识的钻研能力不足，很难获得突破性的成果。现状分析根据 教育部关于批准实施“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”年建设项目的通知（教高函 号），教育部决定在“十二五”期间实施大学生创新创业训练计划。上海理工大学应用化学专业针对大二学生开展了“本科生科研实践计划”来代替大学生创新创业课程学分，使得每名同学都要参与到不同老师的科研课题中，通过双向选择的形式，学生选择了自己感兴趣的方向和科研项目，在导师的指导下开展了科研工作。对不同同学的科研项目及其所带给本科生科研、学习能力的影响展开调研，得到以下结果：（）参与科研活动让本科生真正了解知识是如何产生的通过无数次的实验来获得一条普遍结论，同时，在求知的过程中更好地理解学科知识。通过科研，本科生从被动的接受老师传授的知识逐渐过渡到学生自己查询相关论文和资料来了解该项目目前的最新进展，在此过程中，本科生不仅了解了更多的学科知识，同时掌握了自主查找领域相关资料的技能，独立学习能力得到提高；（）参与科研活动让本科生获得了更多动手实践的机会，我们常说“化学是一门以实践为基础的科学”，但许多本科生缺乏实验的锻炼，动手能力较差。通过科研，本科生可以在不断的实践中总结经验，学习科学探究的一般步骤和方法，包括文献的捜集与整理、数据收集与处理、实验设计等，这些基本的科研方法掌握后，本科生可以自己独立设计一些新的课题来探究，这对其以后的学习研究也是大有益处的。（）参与科研活动有助于本科生形成发散性思维，看待问题更加全面；另一方面培养创新思维，丰富其想象力。科研本身就是对某个项目或课题的创新研究，在思考如何改善性能，探究新的方法时，创新的种子已经在本科生的脑海中种下，在面对新的问题时，这种思维能让本科生联想到多种解决办法，解决问题的能力增强；（）参与科研活动可以改善本科生对于时间的管理和分配能力，改善拖延症。以上海理工大学应用化学专业本科生研究为例，大二学生在参加科研后，课后作业完成时间比之前有所提前，对科研和娱乐所投入的时间规划更加合理，这意味着参加科研后，本科生的时间规划能力有所改善；（）刚开始科研时，本科生由于专业知识薄弱、自身水平的不足等因素不能独立完成课题的研究，他们便和高年级研究生交流，向导师请教，在和课题组其他成员一起研究课题的过程中，本科生的沟通能力和团队协作能力得到进一步锻炼，这两种能力对于本科生的学习生活至关重要。具体实例现阶段本课题组有本科生 名（顾玲以共同第一作者的身份发表 论文一区，大四，.，.张然：大二，以第一作者身份发表 论文三区，文章题目为“.，”，吕洋：大二，科研实验中）。近期，对三名本科生进行了采访，她们分别谈论了参与课题研究后自己的变化。采访吕洋同学时，他这样说到：“我在大二下学期参与到郝老师的课题组，利用课余时间参与到课题研究，研究课题是高效电解水制氢。一开始，我对这个方向的知识一无所知，郝老师给我讲解了这个方向的背景和现状，让我对电解水制氢的背景和面临的问题有所了解。在对电极材料的性能测试中，我对许多电化学方向的概念都比较模糊，导师让我看一些电解水制氢方向的博士和硕士论文，从中学习常用测定方法和一些基本的概念。我记得在仪器分析实验课程中有电化学方法测定电极过程动力学参数这一实验，但在课上实际的操作过程都是由老师来完成，同学们只负责记录数据和撰写实验报告，这也就导致了许多同学试验后仍然对循环伏安法，差示脉冲伏安法等电化学分析方法理解不到位，由于科研项目需要也为了解决我的疑惑，我便去查阅了博士论文，了解了循环伏安法的测定原理和操作方法，参与课题研究后，有了到实验室亲手操作电化学工作站的机会，我对电化学方向更加感兴趣，很快便可以独立测定电极材料的性能。除了学会自主查找文献操作实验仪器以外，我还学会了如何与团队其他成员更好的沟通交流，团队协作往往是解决问题的最优解。在解决塔菲尔斜率的绘图问题上，我走了不少弯路，在听从了学姐的建议后，我对作图的要求更高，做出的图也更加规范。同时我还从她们哪里得到了对未来就业的建议，让我对生活目标有了更清晰的认识。参与科研后，最直观的感受是任务变得更多，总是感受到紧迫感，以前我是个爱拖延而且爱偷懒的人，看到学长学姐每天都努力钻研，我也把平时浪费的时间投入到课题的研究和文献的检索中去，并要求自己主动去学习，感觉每天比以前更加充实了。”张然这样说道：“进入郝老师课题组是在一次课后，郝老师很重视我的加入，也很有耐心，在对高效电解水制氢这一领域有了大致了解后，郝老师让我跟随研一的学姐一起做实验，学姐人也很好，她们耐心的给我讲解实验方法，如何处理实验数据，我利用课余时间来学习这些知识，很快就学会了实验数据的处理方法。在进行论文写作时，开始我抓不住重点，导师让我看一些好的期刊的文章，学习一下别人怎么写，在精不在多。在阅读了较多的文献后，我写出来的论文有了进步，但是导师并不满意，他和学姐轮流给我修改意见，我便根据意见修改，改了很多遍后，终于定稿。在之后得投稿的过程中，出现了许多问题。每天上完课后补实验数据，改文章内容，但总算文章被接收，一切工作都是值得的。在参与科研后，我变 广 州 化 工 年 月得不再那么贪玩，现在也改掉了睡懒觉的坏习惯，也很容易就能进入学习状态。每当遇到什么不懂的问题时，我总可以很快的在网上查到我需要的资料，这节省了很多时间。”顾玲感慨道：“大学四年一眨眼就过去了，我也虚度了很多时光。大四毕业设计进入郝老师课题组时，让我印象深刻的是导师对待科研的激情和严谨。在与其他成员相处的两周时间里，我感受到每一位成员都在努力的工作，我自然也不甘落后。拿到课题后，我咨询了导师如何去实施这个方案，学姐也给了我不少建议。但最主要的还是靠自己，我仔细研究了其他学者的文章，学习他们的研究方法，写作手法。经过不断的试错后，我的文章终于得到发表。我还按照自己的想法开展了新的课题，目前正在研究过程中。其实我应该早日参与到科研中来，不过现在还不算太晚，接下来我争取发表更多的文章，为以后的学业打下基础。”结 语从上面的论述中我们得出结论：本科生参与科研后自主学习能力有了明显的提升，具体表现在主动检索文献解决问题的能力，动手实践能力，数据处理能力，实验设计能力，合作与交流能力以及时间管理能力，此外，参与科研还能够训练本科生最缺少的创新思维能力。因而，在鼓励本科生具有扎实的理论知识的前提下，我们一定要注重科研素养的培养，尤其是理工类本科生，社会的需求更是需要具有扎实理论以及较强动手能力以及具有分析、解决问题能力的人才。在培养本科生过程中，更需要因材施教、因地制宜，断不能以“放养式”不管不问让其独立完成课题，不但影响到本科生学业的进度更是可能对其身心的伤害，对科研产生惧怕、厌恶的情绪。同时为鼓励本科生积极参与科研，也经过采访部分学生，在此提出几点建议供参考：（）学校应加大对科研的宣传力度，不仅是教师，与本科生接触更加密切的辅导员也应承担起这一责任，对于本科生参与科研给与鼓励和引导；（）兴趣是最好的老师，鼓励本科生选择自己感兴趣的导师和课题参与研究，不能把本科生强加给某个导师或者本科生单纯为了学分而去参与某项不喜欢的课题，这样不仅调动不了学生的积极性，还有可能恶化导师和学生之间的关系；（）学校出台相应的奖励措施，对科研取得成果的本科生给与奖励，同时在保研和推免时优先考虑科研成果优异的本科生；（）建立导师责任制，导师和本科生双向选择，导师评估与所带本科生的科研状况及成果挂钩，对指导学生科研工作有成绩的教师，在绩效考核中要有充分的体现，同时在职称评定中要有相应倾斜。参考文献 高瑞苑，张海容.大学生科技创新与科研能力培养实验技术与管理，（）：，.邹春安.国内研究型大学本科生学术研究状况分析电脑知识与技术，（）：.顾秉林，王大中，汪劲松.创新性实践教育：基于高水平学科建设的创新人才培养之路清华大学教育研究，（）：.李玉平，张帆，魏安智，等.高校 及大学生科研素质全程化培养 模式的研究江西农业学报，（）：.赵金华.基于科技创新的我国理工院校创业教育南京：南京师范大学，：.黄子明.高水平大学本科生科研开展现状与效果研