材料专业本科生创新能力培养探索

李国华，位会娟，张婉婷

（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京 100083）

胡锦涛主席2006年在全国科学技术大会上的讲话中明确提出了“建设创新型国家”、“走中国特色自主创新道路”的战略思想［1］。建设创新型国家关键在人才，而在整个人才培养体系中，高等教育是一个十分重要的环节，对一个人的成长和成才起关键作用。

实践是创新之源，一切创新性思维和创新性成果都来源于实践［2－3］，因此，在高等教育阶段，加强实践教学，是提高人才培养质量、培养创新型人才的有效途径。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》也对高等教育阶段的实践教学提出了明确要求。科研训练作为一种创新性实践方式，在大学本科阶段的整个实践教学体系中占有重要地位。

1 国内外大学本科生“科研训练”发展简况

事实上，国内外对大学生参与科研的讨论与实践探索由来已久。一般认为，以科研项目为载体的大学生科研训练实践起源于1969年美国麻省理工学院（MIT）的“大学生研究机会计划（the undergraduate research opportunities program，UROP）”，该计划由当时主管本科教育的物质科学系主任 Margaret L.A.MacVicar教授基于“做中学”的教育理念而创立（该理念与 MIT 的“Mind and Hand”（脑与手）校训一脉相承），随后被美国诸多研究型大学所效仿，目前，美国几乎所有的研究型大学都设有类似的本科生科研训练项目［4－5］。为支持与促进本科生科研，美国于1978年成立了全国性组织——“本科生科研理事会（council on undergraduate research，CUR）”，美国国家科学基金会（the national science foundation，NSF）于20世纪80年代初设立了“本科生科研经验计划（research experiences for undergraduates，REU）”，1987年美国成立了面向全美本科生开放的年度大会——“全国本科生科研 会 （the national conferences on undergraduate research，NCUR［6］）”。美国是目前公认的大学生科研活动开展得最好的国家。

在我国，清华大学是最早探索本科生科研训练的高校，该校于1996年在国内高校中率先实施大学生科研训练计划（students research training，SRT）［6－7］，浙江大学于1998年开始实施大学生科研训练计划（student research training program，SRTP）［8］，随后，国内其他高校也相继推出了类似的“大学生科研训练计划”。2007年，教育部开始实施“国家大学生创新性实验计划”，全国有120所大学参加［9－12］。中国矿业大学（北京）于2007年开始实施大学生创新实验计划项目，我系于2007—2008学年第一学期对材料科学与工程专业本科大三学生首次开设了“科研训练”课程。本文所述的实践探索是指对“科研训练”课程的教学探索。

2 “科研训练”课程教学目标的确立

前已述及，我系于2007—2008学年第一学期首次对材料科学与工程专业本科大三学生开设了“科研训练”课程，并将其列入集中实践教学环节，历时一周。

课程开设之初，“科研训练”对校内各级教学管理人员、广大教师和学生来说都是一个新鲜事物，几乎没有现成的经验可以借鉴，更没有现成的答案可供参考，于是，我们只好“摸着石头过河”，抱着“做中学”、“做中改”的思路逐步探索前进。

为避免“科研训练”教学的实践探索陷入盲目性，在开始实施“科研训练”的教学实践之前，首先需要明确本课程的教学目的和基本要求，以便界定本课程的内涵，并以此为基础，设计教学环节、组织教学内容。为此，本课题组试着回答了“大学生科研的本质是什么”、“通过本课程的学习，学生应取得哪些收获”等诸如此类的问题［16－17］。

关于大学生科研的本质，本文赞同以下观点：大学生科研不同于一般意义上的科研活动。一般意义上的科研追求出高水平的科研成果，而大学生科研虽然也不排斥出科研成果，但“出科研成果”并不是大学生科研的主要目标。大学生科研的本质是“促进教学与科研的融合”，使学生由“被动的知识接受者”转变为“知识的主动探寻者”，是“做中学”教育理念的具体表现。大学生科研的根本宗旨是激发学生的主动性和创造性，培养学生的科学思维、科学精神和科研能力。大学生通过直接参与科研活动，了解知识发现的过程，享受发现知识的乐趣，并由此加深对有关理论的理解或创立新的理论。

基于以上认识，我系将本课程的教学目标设定为：使学生对科研的基本概念和本质属性有基本的认识，了解科研的一般过程，了解科研人员应具备的基本素质、基本技能及其养成。简言之，本课程的主要目的是对学生进行科学思维、科学精神和科研方法的教育，而不是追求出科研的具体成果，即是使学生知道怎么干，而不要求真正地承担课题动手干。

通过本课程的教学，应使学生认识到科研的本质是创新，是探索未知世界，旨在完善已有理论或发现新的知识，因此，难免会失败，存在科研风险。

科研的一般过程（或称科研的生命周期）是提出问题—分析问题—解决问题—再升华，即提出新的问题，进入下一个科研循环。

科研的一般程序是：选题—项目申报—组织实施—总结—升华。其中，“选题”的主要工作内容包括：提出一个恰当的问题（课题的题目）、分析已有的解决办法或研究进展，提出本课题的主要研究内容（含关键问题）及解决问题的思路（技术路线），分析其可行性及预期成果、给出研究计划（进度）、组织研究人员并确定各自的分工，提出所需的经费预算。

“项目申报”即是将撰写好的科研选题报告或项目申请书提交给有关机构或组织审批，以获得开展本项目研究所需的经费支持。为此，项目申请者应了解获得资助的现有途径（资助机构）、各自的资助重点、申请期限以及对申请书的要求等，尽力做到有的放矢，以提高命中率。

“组织实施”是对获得批准的项目制定计划任务书、组织落实研究人员、创设研究所需的条件，具体开展本项目的研究工作。

“总结”是整个科研程序中的一个十分必要的环节，是检查项目实施效果的重要手段。根据时间节点的不同，总结分阶段性总结和结题总结两大类。根据报告的对象或环境不同，总结又可分项目组内部总结、汇报总结和公开发表（论文、简报、报告等）等多种。及时、客观的总结，既有助于发现前期工作的不足，也有利于推广好的经验和做法，从而为最终提高科研效率和科研质量做出贡献。此外，总结也是项目资助机构对本项目开展情况进行监督和考评的主要依据。

“升华”是指在完成本项目研究的基础上，经过进一步的挖掘，提炼出新的科研方向或科研课题［18－20］。

科研人员应具备的基本素质有：创新（意识、思维、方法、敢为人先）；质疑（敢于挑战权威）；坚持、耐寂寞、团队精神和优良的科研道德（诚信、实事求是、尊重他人）。

科研人员应具备的基本技能：把握研究方向、选题、文献检索、阅读与利用、实验设计、动手操作、数据分析处理、结果解读、合作、组织协调、沟通、规划、总结报告（口头报告、书面报告、内部报告、外部报告或公开发表）等。

“科研训练”课程的教学应适当包含以上内容。

3 对“科研训练”课程的教学探索

为搞好“科研训练”课程的教学，材料科学与工程系先后进行了以下形式的实践探索。

3.1 与毕业设计（论文）一体化的“科研训练”教学模式

我系在开设“科研训练”课程的最初阶段，采取将“科研训练”与毕业设计（论文）一体化的思路，即在教师申报毕业设计（论文）题目及所需人数、学生填报毕业设计（论文）指导教师的基础上，按照最大限度地尊重学生的意愿、并适当考虑学生的平时成绩和男女生搭配的原则，将学生分配到各位指导教师名下，由各指导教师具体负责指导的学生完成“科研训练”课程的学习。

实践发现，这种安排未能使“科研训练”起到一门独立课程所应起的作用。将学生分配到导师，而每位导师的指导思路和指导方法存在较大差异，工作安排也不完全一致，有的教师是安排学生根据毕业设计（论文）题目查阅相关资料，有的教师则是安排学生作现场调研或毕业实习。

由于工作内容不统一，学生的实际进度也参差不齐，本该训练的科研内容没有得到有效的集中训练，也使该课程的考评困难。指导教师的要求和考评标准也很难一致，因而很难保证学生成绩的公平、公正。从实际效果来看，这种安排只相当于将毕业设计（论文）的工作时间延长了一周，而没有实现“科研训练”作为一门独立课的真正目的，因此，我系还需要进一步研究如何改进。

3.2 以大型专业展会参观为基础，撰写参观实习报告的“科研训练”教学模式

鉴于将“科研训练”与毕业设计（论文）打通使用的实际效果并不理想的现实，我系决定探索新的“科研训练”教学模式。考虑到北京有众多大型专业展览会的地域优势，而大型专业展览会往往是本领域最新技术、工艺或设备的集中展示。通过展会现场参观以及厂家技术报告，从中可以了解到国际最新前沿进展。此外，由于各展商本意就是要将自己的优势和亮点展示给观众，因此，他们很乐意与观众互动，很愿意回答观众的各种问题。一次展会参观，不仅可以使学生认识众多的厂家、商家，而且还可以接触到相关领域的国际最新进展，在广度和深度两方面都获得收获。从学生反馈意见来看，参观大型专业展会的教学形式，丰富了教学形式、充实了教学内容、增强了学生对专业的感性认识、激发了学生的专业学习兴趣，使之明确了今后努力的方向，并为将来就业收集了信息，积累了素材，可谓一举多得。

由于大型专业展会参观是一种深受学生欢迎的教学形式，机电与信息学院高度重视并发文要求各系落实推广，材料科学与工程系探索将其与“科研训练”课程结合起来。

为了使大型专业展会与“科研训练”更好地结合，我系主要做了以下几方面的工作：

（1）通过“北京会展网”［13］、“科技部国际合作司国际组织与会议处公布的”［14］年度在华召开的“国际科技会议与展览目录”、重要展馆（如北京展览馆、中国国际展览中心、全国农业展览馆、国家会议中心等）的展览公告等途径提前搜索本年度在北京地区举办的大型专业展览会情况，从中筛选出最适合组织学生集体参观的展会。

（2）对准备组织学生参观的展会，积极与展会承办单位联系，以进一步了解展会的详细信息，如展商名录、主要参展产品、技术讲座安排等。对于展览时间比较长的展会，还安排教师先行参观，以便更有针对性地组织学生参观。

（3）为避免展会参观走马观花，在对展会信息有比较详细全面掌握的基础上，制定展会参观细则，包括带队教师确定的参观时间、参观要求、注意事项、参观重点、资料收集、参观报告撰写及提交时限要求等，要求每个学生在全面参观的基础上，重点、详细参观有关厂家、商家，有选择地听技术报告。将重点参观任务提前分派到每个学生，使学生提前做到心中有数，有备而去。

对参观特大型展会的实习报告，提示撰写提纲或撰写思路，并规定了详细的撰写规范。

实践证明，以上举措大大提高了展会参观的效果，使学生不仅收获了感性认识，而且还锻炼了资料收集、提出问题和与人沟通的能力，并受到了一次规范行文的训练，可谓一举多得，深受学生的欢迎。

3.3 科研基础知识系统集中讲解与撰写项目申请报告相结合的“科研训练”教学模式

除以上两种教学模式外，我系目前正在探索 “教师集中讲解科研基础知识—学生查阅资料—学生撰写项目申请书—学生集中答辩”的“科研训练”课程教学新模式。该模式的具体做法如下。

（1）教师先用大约一天的时间向全体学生集中讲解，主要内容包括本课程的教学安排和教学要求，并重点讲述与科研有关的基础知识，如与科研有关的基本概念、当前国内外的科技政策和科研形势、科研的基本属性和特征、科研的一般工作程序、科研人员的基本素质及其培养、科研方向及其确立、科研选题的来源和选题方法、项目申请书的撰写（撰写思路与撰写规范）和项目申报（答辩）、文献检索、阅读与利用的一般方法等。通过集中讲解，使学生对科研有一个基本的认识，并明确本课程的教学安排和教学要求。课程结束时，要求每位学生独立提交一份完整的科研项目申请报告，并进行集中答辩。在答辩中，学生既是答辩人又有评委。课程成绩的考核评定根据纸质申请报告、集中答辩情况和平时表现等几方面综合评定。

（2）在撰写项目申报书之前，需要先确定申请项目的题目，以便有针对性地查阅资料。为了最大限度地发挥学生的主观能动性，学生可以自行立题，也可以从给定的题目中选择。为方便学生选题，教师先准备了备选题目库。备选题目库是从各类已批准的项目中筛选出来的，主要包括教师历年申报的毕业设计题目、国家自然科学基金项目［15］、“863”项目［16］等，以此最大限度地保证科研项目的真实性。

（3）学生在规定的时限内提交所查阅的文献（电子版），教师对学生上交的文献进行检查，以评判学生是否已掌握了文献查阅方法。对于完成不好的学生进行个别指导，直至全体学生基本掌握了文献查阅方法。

（4）学生自行撰写项目申请报告，完成后交给授课教师。教师审阅学生撰写的项目申请报告并评分；对不合格的报告，连同审阅意见和修改建议返回给学生，要求其修改后再次提交，直至合格或基本合格。

（5）全体学生集中答辩。答辩学生先在规定的时间内（一般为15分钟）报告选题情况，待答辩人陈述完毕，教师和学生都可以提问，答辩人都要回答。根据答辩人的陈述和回答问题的情况，按照事先制定的评分规则评定答辩成绩，并得出最终的成绩。为方便教师和学生对答辩人评分，事先制定了比较详细的评分规则并据此制作了评分表。每位学生独立评分，最后取加权平均分，作为答辩成绩。

（6）为活跃气氛，激发广大学生的学习热情，本课程还探索性地设置了“最佳报告人”、“最佳答辩人”和“最佳评委”等奖项，对获奖学生分别给予物质和精神奖励。

本模式已在材料科学与工程专业2007级和2008级试行两次，实际效果较好。

通过本课程训练，学生已对科研有初步的认识，并基本掌握文献检索、阅读与利用的方法，项目申请书的撰写思路（选题的依据、国内外文献综述、研究内容、研究目标和关键问题、研究方法、技术路线及可行性分析、人员组成及分工、研究进度安排及预期成果、经费预算等）和撰写规范（特别是参考文献列写规范），达到了本课程预期的教学目的。

4 结束语

本文对“科研训练”课程的教学探索是初步的，目前仍有许多问题未得到解决。特别是新版本科培养方案准备将原对大三学生开设的“科研训练”课程提前至大一开设，由此将带来更多的问题需要研究。但无论如何，大学生提前参与科研活动是大势所趋，势在必行，所要研究探讨的不是要不要的问题，而是怎么做的问题。在这个过程当中，迫切需要各级教学管理人员、广大教师（特别是参与指导大学生科研的教师）以及全体本科生积极参与，大家各抒己见、畅所欲言、献计献策并勇于探索实践，只有集思广益、群策群力并深度挖掘总结，才能把大学生科研工作不断推上新的高度。

材料科学与工程专业的“科研训练”课程教学探索得到了中国矿业大学（北京）教务处、机电与信息工程学院的指导与大力支持，材料科学与工程专业有关教师和学生也给予了通力合作，谨此致谢！

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［1］胡锦涛.胡锦涛在全国科学技术大会上的讲话［EB／OL］（2006－01－09）.http：／／news.xinhuanet.com／politics／2006－01／09／content＿4031533＿2.htm.

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［3］杨叔子.创新源于实践［J］.实验室研究与探索.2004，23（7）：1－3.

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［7］汪劲松，张文雪，汪蕙，等.探索研究型本科教学体系提升教育质量［J］.中国大学教学，2005（11）：10－12.

［8］叶民，魏志渊，楼程富，等.SRTP：浙江大学本科教学改革的成功探索［J］.高等工程教育研究，2005（4）：55－58.

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［10］沙振江.本科生早期科研训练课程化研究［J］.高校教育管理，2007（1）：81－84.

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