本科生科研能力培养之探索

朱亚先+洪炜+吴丽晶+吴玲玲+黎朝

摘要：依托学科优势，按照“启发创新意识、注重训练过程、提高综合素质”的原则，厦门大学化学学科构建了初级、中级、高级三个层次的科研训练平台，形成系统和完整的科研训练机制，激发了本科生创新意识和创新能力，提高了综合素质，同时对科研训练效果做了深入调查与分析。

关键词：本科生；科研训练；创新能力

科研训练是提高大学生科研能力、创新意识、创新能力及综合素质的重要途径之一，是本科创新人才培养的重要组成部分。厦门大学化学学科着眼于国家经济、科技、社会发展对高素质人才培养的需求，着力于多元化、高层次创新人才培养的需要，依托化学国家一级重点学科、国家重点实验室、国家工程实验室、国家级化学实验教学示范中心、仪器中心等，鼓励本科生参与科学研究的全过程，使学生掌握从事科学研究的基本方法与思维方式，提高学生对科学研究的兴趣，激发学生的创新意识，培养学生严谨求实的学风、高度的事业心、社会责任感和团队精神，为今后从事科学研究打下坚实基础。

一、本科生科研训练平台的构建

厦门大学化学学科建立于1921年，是国务院首批批准的学士、硕士和博士学位授予点，1998年获得化学一级学科博士点学位授予权和博士后科研流动站，2007年获批化学一级国家重点学科。挂靠在学院有多个重要科研平台，如，能源材料化學协同创新中心、固体表面物理化学国家重点实验室、醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室、新能源汽车动力电源技术国家地方联合工程实验室、谱学分析与仪器教育部重点实验室、电化学技术教育部工程研究中心等。我们依托学院科研基础雄厚的整体优势，以“启发创新意识、注重训练过程、提高综合素质”为原则构建了“初级一中级一高级”三个层次、循序渐进的科研训练平台，形成系统和完整的科研训练体系，从而起到引导学生科研兴趣、发现学生科研潜质、培育学生科研能力的作用。

（1）初级平台：主要是营造浓厚的学术氛围，开阔学生视野，使学生初步接触科学研究过程，有初步的探究体验。包含导师制、前沿学术讲座、科研实验室开放日、学生自主进行的探究实验等。初级平台主要培养学生对化学的兴趣和参与科学研究的热情。

（2）中级平台：以教师的科研课题为依托，设立“化学人才基地育苗基金”以及学校的各类“大学生创新创业训练”项目。培养学生立项申请、文献检索、实验设计、实验操作、仪器使用、论文写作、结题报告、成果展示、学术交流与表达等基本的科研方法与科研能力。学院每年组织立项、中期检查、过程检查、结题汇报等。

（3）高级平台：从“育苗基金”中遴选出优秀项目，设立“化学人才基地创新基金”和“化学学科拔尖试验计划创新基金”。学生可结合教师的研究方向自行提出研究课题，也可以根据兴趣自主提出研究课题。要求学生独立开展研究工作、独立完成课题。同时，特别强调学生国际化视野培养，支持学生到国外高校学习、进行科研训练，参加国内、国际学术会议等。

二、科研意识的启迪与引导

1.营造浓厚的学术氛围

为营造浓厚的学术氛围，化学学科针对低年级学生开设了系列前沿讲座课程，如“今日化学”系列讲座、“无机化学前沿领域简介”“有机化学前沿领域简介”等课程；为鼓励学生参加各类讲座，设立了“学术报告”学分，开设了“杰青讲坛”“院士讲坛”等，同时要求高年级学生参加学院组织的“诺贝尔获奖者系列讲座”“南强系列讲座”“卢嘉锡系列讲座”等学术活动。各类讲座从不同的研究方向展示了化学的魅力，使学生了解化学学科研究前沿，为学生开启一扇通向未来的“窗口”。

2.教师的引导

厦门大学化学学科共有教师139人。其中，中国科学院院士9位，教育部长江学者特聘教授6位，国家杰出青年基金获得者19位，高等学校教学名师奖获奖者2位，教授74位，拥有首批“国家级教学团队”。教师人人参加本科教学工作，郑兰荪院士、田中群院士、孙世刚院士等一批知名教授长期为本科生讲授化学基础课程。6门化学主干基础课程教学队伍中，有院士3人、长江特聘教授4人、高等学校教学名师奖获奖者2人、杰出青年基金获得者10人、教授23人。高水平教师在授课中将基础专业知识与前沿研究内容结合，有效地启发了学生的创新思维。

对于本科生参与的科研活动，教师的引导作用尤为关键。化学学科科研训练的指导教师队伍中既有德高望重的老院士，也有化学各个学科的带头人和优秀的中青年学术骨干教师。在近三年开展的本科生各类科研训练项目中，院士作为指导教师的有5项，杰青（含院士、千人）为指导教师的有50项，教授（含院士、千人、杰青）为指导教师的有114项。

从2013年起，学院对低年级本科生开展了“导师见面会”“实验室开放日”等活动，院长、系主任等教师定期多方位与学生交谈与交流，激发学生的科研兴趣，给予学生学习、科研上的指导和帮助。

三、科研能力的培育与训练

结合厦门大学化学学科的优势和科研平台，我们制订了系统的科研训练方案，包括：科研素养、文献检索、项目申请、实验方案设计、科研能力、论文撰写、化学交流表达能力的训练等。

1.科研素养培育

为了使本科生在科研训练的初期就建立正确的科研道德观、了解科学研究的基本方法，我们开设了“化学科研素养与方法”课程。该课程分为“如何树立正确的科研道德观和价值观”“如何培养批判性思维和创新思维”“如何有效地在科研中发现问题”“如何建立科学的研究方法”四个部分，由院士、杰青等优秀教师主讲。他们结合科研案例，从追求真理、实事求是、团结协作、探究质疑、自主创新等方面培养学生的科学精神。

本科生科研训练项目指导教师在实验中也十分注重本科生科研素养的培养，引导学生做到学术道德规范、原始记录规范、学术引文规范、成果署名规范、论文写作规范等科研学术规范要求。

2.科研能力训练

本科生科研能力的培养须依托本科生的科研项目。我们2003年设立了“化学人才基地育苗基金”，启动费每项4000-6000元，目前共设立704项；2012年设立了“化学学科拔尖试验计划创新基金”，2013年设立了“化学人才基地创新基金”，启动费每项10000-20000元，目前共设立84项。本科生可根据自己的兴趣自主申请，项目完成时间原则上为一年半。除此之外，厦门大学每年还有“大学生创新创业训练计划”“基础科研基金”等多种类别的科研项目供本科生申报。学生们经过项目选题、预研、立项、申请、评审、签订项目责任书，然后进入导师课题组开展科研活动。项目的完成须经阅读文献、设计实验方案、实验操作、大型仪器使用、数据分析、归纳总结、撰写论文报告、汇报答辩等多个环节，使学生得到全方位科研能力的训练。endprint

为了更好地促进并鼓励学生参加科研训练，我们制订了具体的政策和管理办法，每年组织立项、申请、评审、签订项目责任书、过程检查、中期检查、结题墙报展示、汇报答辩、评奖等。在科研训练中，我们更注重过程的跟踪、训练与考核，强调本科生通过科研训练提高综合素质。

3.拓展本科生学术视野

为了给本科生提供对外交流的机会，拓宽本科生视野，使他们在交流中成长，我们在科研训练的高级平台中专门设置专项学术活动资助基金，为本科生参加国内外学术活动、到国（境）外进行短期访学、科研训练等提供学费、生活费、往返机票费，并制定了系列政策对此进行规范管理。2012年8月到2016年8月四年期间，已先后派出113人次到国（境）外名校进行交流学习、科研训练。

4.本科生科研训练成果

科研训练的开展，使本科生了解并学习了化学研究前沿知识、研究方法和研究手段，锻炼和培养了科研能力，拓宽了视野，增长了见识，提高了科学素养，培养了一批热爱化学、愿意从事化学研究及相关工作的青年学者。同时也收获了一些成果，近三年化学学科本科生参与的科研项目在国内外学术刊物上共发表281篇学术论文，国家发明专利10项，获得省部级以上科创竞赛奖励30项。

四、科研训练效果问卷调查

为深入了解本科生参加科研训练的状况、收获等，我们设计了调查问卷，2015年12月份在2012级育苗基金结题时，对参加此项目的本科生进行了调研，问卷共12个调查项目，55个选项，回收有效答卷共计53份（见下表）。

我们对问卷调查进行了统计与分析，结果如下。

（1）问题：你主要出于什么目的参加科研训练项目

调查数据见图1。从图中可以看出，多数本科生参加科研训练目的是为了锻炼自我、发展自我，功利性的想法较少。

（2）问题：你参加科研训练的课题来源于哪里

调查数据见图2。从图中可以看出，本科生参加科研训练项目的课题来源主要是“参与指导老师的课题”或是“指导老师指定的课题”，由自己设计或参与设计的课题所占比例低。这是我们今后需要加强的方面。

（3）问题：你在科研训练中参与了哪些工作

本问题是多选项，四个选项分别是：文献检索、调研；课题组织、方案设计；实验操作，数据收集整理；项目归纳总结、答辩。本科生根据自己参加的工作进行勾选。调查数据见图3。从图中可以看出，学生们多数参与了科研项目各环节的工作，受到了比较系统的科研训练。

（4）问题：在科研项目训练中遇到困难时，你首先选择如何求助

调查数据见图4。从图中可以看出，本科生在科研训练过程中遇到困难时首选求助于实验室内师兄师姐，然后选择自己独立思考，向导师求助的比较少。究其原因，学生们认为老师较忙或者害怕老师笑话自己。

（5）问题：在科研训练过程中，你认为最困难的环节是什么

调查数据见图5。从图中可以看出，本科生在科研训练过程中最困难的环节，主要集中在课题立项与实验方案执行两部分，这正是需要教师加强指导的环节。

（6）问题：在科研项目训练中，指导老师在哪些方面给予你的帮助最多

调查数据见图6。从图中可以看出，本科生认为指导老师提供的帮助最多的是“研究课题的选择”，其次是“传授研究方法”。

（7）问题：你参加科研训练项目获得了哪些成果

此问题为单选项，如果有多项成果，选填自己认为最重要的一项。调查数据见图7。从表中看出，有一半的本科生参加科研训练发表了论文、申请了专利、获得了学业竞赛奖励。

（8）问题：参加科研训练对科研能力的提升度

本项调查包含6项内容（见下），本科生根据参加科研训练对自己这6项能力的提升度填写从1～10不等的数字，1为最小，10为最大，调查数据见图8。从图中可以看出，学生们认为参加科研训练对其阅读文献能力、发现问题、分析数据、解决问题能力、表达能力等都有显著提升。

（9）问题：参加科研训练对专业学习的提升度

本项调查包含3项内容，本科生根据参加科研训练对自己这3项能力的提升度填写从1～10不等的数字，1为最小，10为最大，调查数据见图9。由图可见，学生参加科研训练项目对知识体系构建、专业知识的理解、基础和前沿的结合等有较大的提升。

（10）问题：参加科研训练对自主学习与发展的能力的提升度

本项调查包含5项内容（见图10），本科生根据参加科研训练对自己这5项能力的提升度填写从1～10不等的数字，1为最小，10为最大。由图可见，学生参加科研训练项目对其自我认识、了解自身学习需求、时间管理等都有较大的提升。

（11）问题：参加科研训练对人生态度和心理承受能力的提升度

本项调查包含5项内容（见图11），本科生根据科研训练对自己这5项能力的提升度填写从1～10不等的数字，1为最小，10为最大。由图可见，学生参加科研训练项目对其积极承担责任、克服困难、心理承受能力和抗压能力等都有显著提升。

（12）问题：参加科研训练项目最大的收获

多数本科生写道：了解了相关学科的知识，受到了完整的科研训练，提高了科学研究基本能力；锻炼了自己的独立思考能力、解决困难能力、交流表达能力；树立了科研的决心，磨炼了自身的意志等。

五、本科生科研训练问题与思考

1.如何更好地引导并保持本科生科研兴趣

兴趣是最好的老师，是一种内源性动力，它推动人们不断去学习、实践和认识事物。一般说来，科研活动对于初学者来说有种神秘感，这种神秘感带来了好奇心，因此本科生们在初期对科研充满兴趣。但是，一旦真正进入科研活动，单调的实验和不断的失败可能会抹杀掉他们最初的兴趣。如何不断地引导并长久保持他们的兴趣，这是一个摆在我们面前的课题。老师们需要根据学生个性化特征及其专业基础知识的积累状况安排相关的科研训练内容，循序渐进，让学生们在每个阶段都有不同的收获，这些收获带来愉悦，进而增加信心。同时，我们还要通过举办各种形式的科技活动、鼓励学生积极参加科技创新比赛、开展国内外多种形式的学术交流，不断拓宽学生的视野，激发并保持他们的科研兴趣，发挥他们的潜能。

2.如何加强教师的过程指导

教师有效的指导对本科生科研能力的形成十分关键，其影响是终身的。在本科生科研训练中，教師不仅要帮助学生进行选题，还要指导其掌握查阅文献资料、拟定实验方案、制订工作计划、把握研究进度、撰写论文报告，使学生学会科研方法、领悟科研思路，同时还要关心学生的生活和心理健康，不断鼓励他们，提高学生做事的独立性、计划性和条理性，以增强他们的毅力、恒心和自信，培养学生热爱化学、热爱科研。

3.如何培养本科生自主选题的能力

从调研看出，由于本科生专业知识及基础技能相对较缺乏，其课题的选择近九成是“参与指导老师的课题”或是“指导老师指定的课题”，学生自己设计或是团队设计的比例较低。当然，本科生在科研训练的初期，很大程度依赖于教师有意识、精心安排的课题。但是，随着科研活动的深入，如何培养本科生自主选题的能力就是我们必须面对的课题，这也是创新能力培养的重要组成部分。科研训练是学生建立科学思维方式的过程，学会如何选题也需要教师因材施教地进行科学指导。教师要不断引导学生思考问题、分析问题，进而启发他们如何发现问题，如何从己知领域的交汇处寻找新的生长点等，使学生掌握选题的方法和策略，提升学生对课题设计的参与度，调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维，培养学生的科研创新能力。endprint