学生科研创新能力与应用型人才培养模式探析

王凤武 朱传高 方文彦 徐 迈

科学技术在当今世界迅猛发展，高等教育对知识更新提出了更高的要求，以学生整体素质的全面提高作为现代教育思想的中心，教师将知识传授学生的过程是一种创造过程，需要科研作为支撑。地方性高校理工类专业为了培养应用型人才，要求学生掌握坚实的基本理论和实验技能，同时可以运用已学知识和实验技能从事应用研究、科研创新和技术开发[1]。为实现这个教育目标，本科阶段大学生创新能力的培养非常重要，而在能力培养中重点学科的实验研究具有重要地位。本课题组以省级重点学科为依托提供大学生科研训练机会，培养大学生的创新精神、创新能力和自我学习的能力。

作为地方性普通高校，淮南师范学院一直坚持以培养服务地方教育以及经济产业的创新性人才为目标。如何能在教学过程中成功培养具有创新性的应用型人才，向全省中小学和企业输送需要的人才，有效地服务于地方教育和经济，是我们面临的一个紧迫问题。探索以教师科研为依托，建立创新性应用型人才的培养模式，当然是一个非常有意义的研究课题。

一、强化实践的措施——改革教学课程内容与体系

怎样培养一个能够适应当代社会高速发展的综合型人才，我们认为，培养一个具有创新精神的人才，必须联系时代的发展情况，教育的革新体制，专业的重新设置以及课程的安排和教学内容的创新，这样不管社会发展的如何迅速，不论是在科学技术的发展方面还是经济增长方面，我们的创新型人才都能够很好的适应社会的客观需求，满足我们对培养创新型人才的信心。对于能够使大学生全面发展，提高其综合素质的一些科目，我们应该给予重视，例如第二课堂的教学等等。我们知道一个良好的环境对于学生们来说有多么的重要，综合多方面的培训能够更有利于人才的培养，使他们善于探索新奇的过程，发展自己的专属性格，打破他们的传统思维，对新的事物进行挖掘。目前，相关课程的改革也应随之跟上，例如开设一些具有创新意义的课程，课题研究、发明创造等等，最重要的一点我们应抓住，那就是使学生在校期间有机会去训练自己独立研究事物的能力！

实践是检验真理的唯一标准，当然对科学的探索离不开教学中的实际操作，既要培养当今大学生的创新意识，又要锻炼他们实际的动手操作能力。从某种程度上来说，实验教学并没有想象中的那么容易，它不仅有理论课中的一些知识，在实际操作过程中甚至比单纯的理论课更具有挑战性。实验教学要求同学们在实际的操作中要各个器官都要协调起来，灵活合理的运用学习过的知识去分析实验结果，思考实验过程，想像多种不同的可能性，从而提高他们的综合能力和创新思维。所以，有很多具有专业特色的高校，开始从最基本的环节开始，训练大学生最基本的实验能力、实践能力以及创新能力，更加切实地去探索综合型高素质的人才的培养方法。不仅要求学生打好最基本的实验操作能力，掌握需要了解的基本技能，而且严格要求老师把提高学生们的实践能力和创新能力作为主要任务；在方法上，把实践教学同科研有机地结合起来，成立热爱科技发明的小组，时刻与实验联系在一起。把本科生要研究的创新项目来源取自于书本，既节约了资源还给了本科生一个科研训练的机会，同学们可以提早了解科学发展的最新动态，更深一步的去了解科研领域，激发自己的学习热情，同时对于他们个人动手操作水平也得到了强化，学生对于专业知识的了解也不再仅仅局限于某一个点，自身的能力也在该过程中得到提升，实验教学与科学研究的关系也因此变得更加密切。

我们需要进一步拓宽物理化学理论与实验教学改革的新思路，将本课题的研究成果应用于本科教学中，将理论与实验统一起来，将电化学、绿色化学和有机化学等相关知识融为一体，在实验过程中加强理论教学，同时讲解仪器的原理与操作，使学生对物理化学有全面的认识。我们对此做了很多探索与努力，以物理化学省重点学科为依托，在培养学生的科技创新能力方面取得了显著的成绩。学生科研创新实践能力和独立工作的能力培养依赖于创新性研究和科研课题的结合[2]，本科教学的积极性也被科研课题给带动，教学和科研发生了完美结合，科研不再是那么遥不可及，它在我们的校园就可以被同学们接触，同学脑中潜伏的科研意识被唤醒，从而充分发挥其主观性、能动性和创造性，这对于他们毕业前要完成的论文、读研究生、留学等继续深造都有极大的益处，需要的基本理论知识和技能都在学生参与科研的过程中积累下来。在这个过程中，培养严谨的科学思维，创新动手能力始终被我们放在最重要的位置，建立创新活动基地、开放实验室，提高在校大学生创新能力的新思路。

二、实验教学改革与实验室建设的加强

实验课程教学中要提高对实验操作的关注度，直接影响教学效果的好坏，教学质量的高低等。我们要不断地改革并完善实验教学，教学手段应更新，实验教学管理要改善，考试方式同样要改革。开放的的实验室会对那些已经具备基本实验操作能力的同学开放，教师进行辅导，形成一个教师与学生的科研团队，在这个团队中，学生是解决问题的主体，辅导教师起主导的作用。充分发挥同学们的学习激情，让他们在自己的研究过程中尽情地展现自己的创新观点和创新能力，同学们在这个经历中本身的科研能力会渐渐得到提高，对于今后的工作和学习都受益匪浅。在实验教学被改革的前提下，综合性、设计性实验课程比重被增加是必然的[3－4]。训练学生能够游刃有余地掌握自己学习过的知识的能力、搜集和加工信息的能力、剖析和解释问题的能力、口头语言表达的能力、与人沟通交流的能力。在一个团队里能否发挥合作精神是设计性试验的最大的特点，显而易见，这种创造性课程的设置是对学生创造力培养的最佳方式。从课程体系这个角度，增加选修课的数量和内容，把学生纳入进行自主创新和科学研究的行列并且有实现的可能性。在有些学校他们就大力鼓舞众多教师能够不断创新他们的教学内容，更深层次的去挖掘有关实验教学的相关内容并作出更新。显然科学技术的发展被我们看作是重中之重，新技术、新材料和新的科研成果被吸收到我们的实际操作中，对我们来说无疑是锦上添花，把验证性实验减少，把综合性、设计性实验比重增加，取得了显著性的效果。

作为教学科研的主要场所，学校教学建设的重要组成部分是高等院校实验室建设，是合格人才的培养的硬件设施必不可少的组成部分。关于学校实验室的建设，基础一定是对实验室管理体制进行改革，原则即是一切从实际出发：做到把握现状、关注长远发展、统筹兼顾、合理规划布局、将配置达到最优化，从投资的角度把教育资源的配置达到最优化，资金运转自如且合理是目标，不仅教育重点被突出又同时兼顾基本教学内容，这样促进教学与科研工作同步发展的战略目标就被完美的实现了。能够被实验室建设项目重点扶持的就指那些有很好的发展前景、投资回报率高、同学们受益范围广、和教学改革方向一致的项目。为了激发学生和老师的创造性和调动各种积极性，与此对应的是完善实践教学体系，实验教学与管理模式应该把握时机顺势而生，充分认识在高等教学过程中实验室处在一个什么样的位置，这样建立一个全新的教学模式，就是我们探索已久的实验与理论的强强联合体。

从实际问题出发、注重处理问题的过程与规律，就是研究型开放实验的最大特点，学生在处理问题的过程中会不断感到新鲜与挑战，因为对问题有了更进一步的了解，对开放实验的研究就会更加投入与着迷，与老师、同学之间的讨论也会不断的增加，这时的同学们一定会把他们最积极的一面，最旺盛的精力投身到他们研究的课题中来，则对化学专业知识的深刻理解在研究的过程中得到了加深，在此过程中学生各个方面的能力在无形之中得到了锻炼，学会了独立思考，学会了解决问题的方法，学会了该如何去面对未知的问题。同时学生们不会再对实验产生厌烦心理，相反他们会对这样的实验更加感兴趣，对于实验的未知领域会激起他们探索的欲望，不断想要设计新的方法去满足他的好奇心，去验证他们脑海中的想法，时间久了创造力也就得到提升。开放性实验的加强促进学科课程建设的提高，使学生有更强的好奇心去探索本学科的相关内容，长此以往，学生的知识构架就渐渐得到扩宽。在这过程中老师们的收获也是巨大的，不仅学术水平被提高，可以不断创新改革教学内容，为枯燥的教学注入一股新的泉水[5]。随着学生教师的不断学习、创新，教学质量有了很明显的改善，教学方式也在不断的创新，同学们对此也表示很赞成。

三、强调发挥毕业论文与设计性实验的作用

通常来说，每一届毕业生都要花费相当长的一段时间去完成毕业论文（毕业设计），这是一个相当漫长的过程，关于毕业论文选题，对教师来说精选并不是一件困难的事情，多数同学对可操作性强的课题还是比较感兴趣的，能够激起他们的积极性，愿意在老师的指导下一步一步的去施行，而这一类的选题多数都是直接来源于企业的一些实际问题。在这个过程里需要我们的指导老师亲身去企业做一个调查，对企业的基本情况有一个简单的了解，结合企业的实际情况以及学生可实施的现实条件，挑选一些难度适中、实际操性较强的、企业需要面对的技术操作，作为大学生要完成的毕业论题。在实施过程中老师要对学生完成论文的过程予以监督指导，同时学生自己要充分发挥主观能动性，大量查阅资料及相关书籍，使自己多方面充分了解相关信息，并在此基础上草拟一份有关的实验方案，制定出操作计划，在老师的指导下开始实施，观察实验过程的相关细节，多思考。记录实验数据并分析实验结果得出结论，向指导老师汇报实验结果。本课题组项目是实际应用性很强的课题，对学生来说，是个难得的锻炼动手能力的机会，可以提升他们的实际操作能力，为他们的就业做了理想的铺垫。何为创新型人才，应是具有自主创新能力的主体，但是我们只有根据自身的实际条件，根据不同专业的具体特点和要求，不断地去创新，去探索，去实践，然后完善我们的教育体制，才能使我们的创新型人才更好地跟随现代社会发展，科技进步的步伐，适应新世纪的需要。

对于感兴趣的同学，利用他们的业余时间对“设计性、研究性”试验做更加深层次的探究，这就相当于为自己上了第二堂课，科研项目的实验研究为设计性、研究型实验提供了一个重要的来源之一。目前，我们物理化学重点学科教师主持了多项国家自然科学基金、省自然科学基金、省高校自然科学基金和一些横向研究项目。在组织项目具体的实际操作过程中，让学生参与到教师的科研项目中，发挥科研在人才培养中的重要作用[6－7]。在科研项目研究完成中，都是由一名主导老师带领四五名同学来进行，鼓励学生发现问题并尝试解决问题，这些问题应围绕着锻炼学生的实际操作能力，同时具有科学性、创造性、可操作性等基本特点；学生要能够拟定一份详细的实施规划，在此基础上对自己的实验进行设计，然后展开讨论，同学需要大量地搜集自己所需的信息，阅读相关材料，尽可能详细地熟知自己的实验，然后在指导老师的统一安排下完成任务。经过系统的训练和培养，本课题组中的大二学生谭毛郊、胡茂等同学成功申报了2013年国家级大学生科研创新项目 《在有机体系中合成纳米PbO2掺杂稀土元素电极》（项目编号201310381016）。为了帮助这些同学们更好地完成科研项目，允许他们自由地使用学科实验室的一些大型仪器，这对于将来想要从事相关科研方面的同学是很好的锻炼机会。在实验研究的过程中，在不断挑战新问题的前提下，同学们慢慢养成了一个独立思考问题和积极解决所面对问题的好习惯，扎实地掌握需要的基本实验技能，完成一些具有设计性和研究型的项目，积累操作经验，为今后自己从事研究打好基础铺好路。同时在实验的过程中，结合自己课前做的准备、在研究过程中的体会和理解，对自己设计的方案不断地改善和创新，对自己的专业认识一定会达到一个新的水平。在实践一步一步进行的过程中我们很惊喜的发现，大学生钟情于科研活动，都比较积极投入，科研活动对每一个同学都起到了很大的帮助，学生的知识面被扩大了，视野更加开阔，见识也不再局限于书本。

四、依托重点学科，培养学生创新意识

依托物理化学重点学科，组织高年级部分学生根据自己的学习专长、考研方向、毕业论文和兴趣爱好选择参与到学科方向的科研中去，我们引导学生认识学科，培养他们的学科意识，并参与重点学科的科研工作，利用重点学科良好的学术研究氛围和科研平台，促进学生的创造动机、创造情感和创造意志等非智力因素的发展。通过重点学科科研课题创设问题情境，培养学生敏锐的观察力和丰富的想象力，提高其思维的变通性、独创性、凝聚性，发展学生的智力，促进学生提高知识创新能力和综合素质。通过对学生科研兴趣的培养，把学生带进科研目标的大门，使他们具备能够独立进行科学研究和自主创新的能力。为完成他们的大学生课外科技实践活动创新项目、国家级大学生科技创新创业和学科竞赛等项目奠定基础，学科安排指导老师管理开放实验室，开设一些对同学们的知识结构有所拓宽、对他们的科学素质能够起到良好培养效果和创造性潜能的学术报告，开设系列专题讲座和选修课程。相关指导老师在同学们完成项目后，要求同学们以总结实验方法和实验过程为重点，有自己的分析、讨论和总结的报告根据论文要求的形式撰写出来，包括实验的结果及其相关分析和阐述。在科研项目进行实验探究的过程中，学生的积极参与不仅能够减轻教师们的一些负担，而且大大的提高了学生学习的积极性，充分发挥了学习的主观能动性，增强了学生的团队精神，培养了学生的科技创新意识。

综合创新能力的培养对于大学本科生来说，光靠在校期间的实验室操作练习是远远不能满足要求的。实现本科生创新实践能力培养的最佳途径，就是把校内科研机构和学科实验室的资源充分利用起来，发挥教师科研项目的带动作用[8－9]，联系本校的现实条件，我们成立了一个科研创新团队，其背后的主要依靠力量是教师，主体是学生，鼓励高年级学生参与科研工作的全部流程，并且由他们完成部分实验内容，通过同学自己搜集相关资料，与老师间的讨论与交流，在老师的指导下，完成他们的实验内容并总结实验结果。如果条件允许，学生具备了一定的能力之后，可以自己申报学校的大学生课外科技实践活动创新项目，给予一定的经费支持。对于这样的申报，学校同样会慎重对待，重点学科组织教师，对于学生申报的项目严格筛选，指导修改，合格后上报学校通过遴选立项。相关教师要被分配任务，对于那些已经立项的学生科研项目进行监督与检查，让他们进行工作汇报并对项目研究情况进行总结答辩，把检查的结果汇报至学校，对于那些表现突出的同学进行表扬，给与一定的奖励。

我们一直把培养高素质的创新型复合人才作为目标，同时关注企业对技术的需求，帮助他们提供技术支持，这就要求我们教师除了完成教学任务以外，还要把大量的精力和时间花在调研和实验研究上。培养高年级学生参与调研、参与实践、了解企业需求，使学生的实际应用能力得到了锻炼，科技创新能力得到了提高，为应用型人才培养拓宽途径。

[1]胡庆武.大学生创新活动目标导向的探索[J].理工高校研究,2009,28(5):33-36.

[2]张雪梅.大学生科研创新能力培养存在的问题及对策研究[J].中国电力教育,2013,(10):37-38.

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[5]李丽娟,李克华.浅析设计性实验与实验教师素质的提高[J].湖北教育学院学报,2006,23(4):99-100.

[6]董社英.以科研项目为依托构建多层次学生科研创新能力培养模式[J].西安建筑科技大学学报,2006,(2):91～93.

[7]刘长宏,张恒庆,戚向阳,等.以教师科研立项促进本科学生科研的实践研究[J].实验技术与管理,2006,(12):116～118.

[8]何兴兵,林永慧.提高大学生创新能力的有效途径——大学生创新项目与教师科研课题相结合[J].高教论坛,2012,(4):21-23.

[9]孙若飞,马璟.SRT计划:提高学生科研创新能力的有效途径[J].中国高校科技,2013,(12)：47-48.