以学术前沿问题指导本科生开展科研训练的探索

庞越鹏+郑时有

摘要：本科生科研训练越来越成为高等学校本科教学的重要组成部分。本文首先提出了以学术前沿问题指导本科生开展科研训练的建议，并阐述了以学术前沿问题指导本科生的意义，给出了以学术前沿问题指导本科生开展科研训练的具体实施措施和建议。

关键词：学术前沿；本科生科研训练；实践探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）33-0120-02

一、引言

当代国际竞争主要是以经济发展能力和科技创新能力为主导的综合国力的竞争。我国自改革开放以来，国内生产总值已跃踞世界第二，但另一方面，我国科技创新能力在世界上仍处于落后位置，距离国际上公认的科技创新型国家（美国、日本、德国、韩国等）还有比较大的差距。提高我国的科技创新能力，最重要的就是需要一大批具有良好综合科研能力的研究型人才。这种科研能力则需要长时间的培养和熏陶，而本科期间则是一个非常适合和重要的科研能力训练阶段[1]。

美国麻省理工学院早在1969年就开始鼓励和支持本科生开展科研训练，相对应的，麻省理工学院先后有87位诺贝尔奖得主，是世界上获诺贝尔奖得主最多的高等学校。上海理工大学积极推进科研创新教育教学改革，2016年被评为“上海大学生创新创业训练计划示范校”。但是，在看到成绩的同时，在本科生科研训练计划实施过程中，还存在一些问题，还有很大的提升空间。其中一点就是本科生的课题创新性往往不够，很多时候只是在简单地重复别人的实验，没有创新点。这一方面使本科生无法得到高水平的科研训练，另一方面也会影响本科生对科研的兴趣和热情[2]。针对这一问题，作者提出了以学术前沿问题指导本科生科研训练的想法。

二、以学术前沿问题指导本科生科研训练的重要意义

在国家层面，近十几年我国科研创新能力飞速发展，论文产出数量和质量都有显著提高。例如在材料科学领域，最新的数据表明，我国的SCI论文发表数量已超过美国，居世界第一，研究水平已然国际领先。在这种大背景下，本科生作为科研人才队伍后备力量，应该以学术前沿问题入手接触科研、了解科研，一方面能够与我国在世界上的科研地位相匹配，另一方面还能够继续壮大我国的科研人才队伍。我国也出台了很多配套政策鼓励本科生开展科研训练，特别是高学术水平的科研训练，这也从另一方面说明了以学术前沿问题指导本科生科研训练的重要性[3]。

在学校层面，近些年我国很多高等学校的排行榜层出不穷，统计和计算方法虽各有不同，但无一例外地将高等学校的科研水平放在了最重要的因素之一。这些非官方的排行从侧面反映出整个社会对高等学校科研能力的预期。因此，对于各高等学校，提升学校整体科研能力是非常重要的。以学术前沿问题对本科生进行科研训练，使本科生有机会在高水平学术期刊上发表论文，这对于提升学校科研水平和知名度都是非常有意义的。在各高等学校的主页上也经常可以看到本科生发表高水平学术论文的报道。这些报道说明了学校对于本科生发表学术论文，特别是高水平学术论文是非常重视和鼓励的。

在教师层面，随着国家科技投入力度的加大，高等学校教师的科研经费和科研平台都有较大的提升。同时大部分高等学校教师也具有宽广的科研视野和素养。因此，在硬件条件上允许教师在本科生科研训练中投入较大量的经费开展有一定难度的实验，在软件条件上教师也有足够多的前沿科学问题可以提供给本科生进行科研训练。除此之外，教师职位竞争非常激烈，也需要高水平的科研工作，以前沿科学问题指导本科生开展科研训练也是教师的内在需求。经常可以发现，科研做得特别好的教师，其课题组中本科生科研训练的成果也相对丰硕。

在本科生层面，出国留学早已不在是可望而不可及的梦想，而本科生出国留学攻读研究生最重要的不是绩点，而是科研水平。以学术前沿问题指导本科生科研训练，可以让本科生更早触及到人类知识的边缘，更深刻地理解知识的创造过程，这些对于本科生本人来说也是提升科研能力的难得机会。退一步讲，目前我国高等学校的保研政策也越来越向本科生的科研能力倾斜，这对于参加以学术前沿问题指导科研训练的本科生来说也是非常有益的。

三、如何以学术前沿问题指导本科生开展科研训练

第一，要找到合适的学术前沿问题，并不是所有的学术前沿问题都适合用来指导本科生科研训练。合适的学术前沿问题有以下几个特点：（1）课题组已经有相关研究基础；（2）有研究生正在开展相关但并不相同的研究课题；（3）课题具有一定的难度弹性。本科生受限于知识结构，往往无法像硕士生和博士生一样独立完成一个课题，所以需要课题组给予更多的支持，包括实验基础方面的积累和实验室研究生的協助，同时，本科生的主要工作是完成本科的学习，科研训练仍然只是作为学有余力的兴趣，不一定能够保证全身心的投入，刚开始的挫折也很可能打击本科生的积极性，所以也需要课题在难度上具有较好的弹性，在特殊情况下也可以保证本科生能够顺利完成科研训练项目。以材料科学与工程专业中的储能材料为例，首先将课题标定为领域内的前沿问题：如何得到性能更为优异的储能材料，而性能的改善有众多途径，常见的有元素掺杂、多相复合、微观形貌调控等。微观形貌调控的难度更大，因为涉及到很多的实验细节，也需要大量的物理和化学基础知识。因此，在给本科生科研训练定研究课题时，可以主要考虑元素掺杂和多相复合这两个方法对所研究材料进行改性。

第二，要找到有志于从事科研工作的本科生。以学术前沿问题指导本科生科研训练更适合对科研工作有兴趣的本科生，若只是为了完成最基础的学分或是任务来开展科研训练，结果很可能不会特别理想。寻找对科研有兴趣的本科生不能仅仅看学习成绩，因为学习能力只体现一个人对已有知识的接受能力，而科研能力则是主要取决于一个人创造新知识的能力。最有效的方法就是进行一次简单的面试，给出简单的课题介绍，请每个本科生谈一下设想，真正有志于科研的本科生会更多地关注课题的相关问题，而对科研不感兴趣的本科生会更多地关注如何完成相关任务。另一方面，很多情况下教师没有办法找到适合的本科生，这时候可以循序渐进地引导和激发本科生对科研的兴趣。其实大部分本科生并不了解科研能力与学习能力的区别，因此要给本科生展现一些科研中令人兴奋的东西，比如所研究课题的愿景，有可能对整个人类社会的影响力，并且让他们了解到科研中的创新过程并不只是依靠死记硬背，很多时间会有灵光一现的想法而能解决困扰很久的问题。这些在很大程度上可以帮助本科生对科研产生兴趣。

第三，要过程控制和结果导向相结合。过程控制指的是教师在实施科研训练过程对本科生的实验时间长度、文献阅读量等细节给出明确具体的要求。结果导向指的是教师给出一个最终目标，要求本科生完成。对于本科生来说，科研训练开始阶段要用过程控制方法，手把手教会本科生相关实验方法和科研思路；而在后面的阶段，需要用结果导向方法，给予本科足够的自由度，同时也有一定的压力，在这种情况下更容易激发出本科生的科研潜力。例如，在本科生科研训练的最初期，可以让本科生翻译几篇重要的基础文献，这个过程可以让本科生真正仔细认真地阅读文献，并留下深刻的印象。在第一次制定实验方案时，可以给本科生一套课题组内已经实施过的方案，最后对比实验结果，可以验证本科生的整个实验流程是否可靠。在本科生科研训练中后期，则更多地关注本科生的实验思路和遇到的困难，不必追究具体方法细节，并且鼓励本科生提出自己的想法并付诸实验，应该接近指导研究生的方式方法。

四、结语

随着我国科研实力的提升，在国家、学校、教师和本科生四个层面上，都对高水平的本科生科研训练有很大的需求。而以学术前沿问题指导本科生开展科研训练则是一个理想的解决思路。作者在结合自身经验的基础上，讨论了以学术前沿问题指导本科生开展科研训练的重要性以及具體实施措施和建议。希望通过提升本科生的科研能力，进一步增强我国的整体科研水平。

参考文献：

[1]俞林伟，施露静，周恩红.我国高校本科生科研训练的发展历程、困境与未来方向[J].高等工程教育研究，2015，（02）：89-93.

[2]李杨帆，朱晓东.科研训练计划与大学生创新能力培养[J].中国大学教学，2011，（04）：24-25.

[3]任非凡，王冠，黄雨.基于“共性基础、个性培养”的高年级本科生导师制探索[J].高等建筑教育，2015，（03）：43-46.

Exploration of Undergraduate Research Trainings Instructed by Cutting Edge Academic Problems

PANG Yue-peng，ZHENG Shi-you

（School of Materials Science and Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）

Abstract：Undergraduate research trainings play an important role in the undergraduate teaching. In this work，we give suggestions that the undergraduate research trainings should be instructed by cutting edge academic problems. We also discuss the significance and process of these undergraduate research trainings.

Key words：cutting edge academic problems；undergraduate research trainings；practical exploration