面向大一年级学生开展的科研兴趣小组的实践与探索

薛兵 于漫

[摘 要] 为培养无机非金属材料工程专业学生卓越的专业素养与专业技能，文章提出在大一新生中建立科研兴趣小组，以科研项目为依托，从事科研实验活动，使大学生从大一开始就接触科研、参与科研、感受科研，并在科研活动中学会发现问题、分析问题、解决问题，从而具备一定的专业能力。文章着重介绍科研兴趣小组的组队选题、资料准备、方案制定、实验阶段、效果评价阶段内容，为创新型专业人才培养提供参考。

[关键词] 无机非金属材料工程;科研兴趣小组;大一新生

[基金项目] 2017年度吉林大学本科生科研训练体系和模式项目“利用科研资源提升实验教学中心对本科生的培养水平—一种教学科研融合式实验平台的探索”（2017XYB192）

[作者简介] 薛 兵（1983—），男，吉林白城人，博士，吉林大学材料学院副教授，研究方向为无机功能材料;于 漫（1968—），女，吉林长春人，本科，吉林大学材料科学与工程学院教务办公室副主任、讲师，研究方向为教学管理。

[中图分类号] G455.7    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）35-0081-02    [收稿日期] 2019-08-16

大学生专业能力的养成是一个长期的过程，需要学生参与到具体的情景中，积极思考，不断尝试，总结归纳，才能逐渐获得这种技能。如果让大一年级学生刚进入大学就接触科研、参与科研，那么就会有充裕的时间培养他们的专业能力，增进专业认识。为此，笔者尝试在大一年级学生中建立科研兴趣小组，指导他们接触科研、参与科研，为培养创新型专业人才提供积极的建设性信息。

一、组队选题

科研兴趣小组面向刚入学的大一年级新生，由学生根据兴趣自由组队，每组3人，1名组长。由于大一学生对实验仪器和设备并不熟悉，为此每组安排一名研究生负责指导学生使用实验仪器。由于大一新生对无机非金属材料专业并不了解，在小组选题上，要从简单的科研题目入手，比如可以将小组题目定为“多孔陶瓷”。陶瓷，是典型的无机非金属材料，也是大家熟知常见的材料，而多孔陶瓷却是一种功能性陶瓷，通过在陶瓷原料中添加造孔剂，可以得到具有多孔结构的功能陶瓷，陶瓷原料中造孔剂的调整，可以得到孔径、孔体积可控的多孔陶瓷，而陶瓷多孔特征的改变直接影响陶瓷的功能性。“多孔陶瓷”题目中孔的形态控制与陶瓷性能之间的关系是科研兴趣小组重点研究的内容。在入门级题目进行一段时间，小组成员逐渐了解实验、科研，可以从课题组目前进行的项目中选取几个问题交给小组，由他们进行研究探索。这样，每个科研兴趣小组都有两个题目，通过一个过渡性题目认识本专业研究的典型无机非金属材料、认识科研过程，通过一个科研项目题目培养学生的专业能力、科学素养。

二、资料准备

对于还没有学习任何专业知识的大一新生来说，无论做过渡题目还是科研题目都会面临缺乏专业知识的困境，为此实验前期的资料准备、专业知识学习是必不可少的，要根据具体题目的内容，为他们制定专业知识学习套餐。比如，进行“多孔陶瓷”题目时，需要让学生学习传统陶瓷的原料组成、陶瓷的制备工艺流程、陶瓷性能检测手段，这些科普性的知识完全可以通过网上资源获得。另外，涉及到造孔剂方面专业内容则需要在图书馆查阅专业期刊或图书，指导教师要帮助他们学会使用图书馆的电子期刊检索系统。在布置要学习的专业知识以后，就由学生自己完成资料的查找和学习，这个过程也是对学生自主学习能力的锻炼。在进行科研题目时，除了学生自主学习相关专业知识以外，还需要指导教师或研究生介绍本题目目前的研究进展和发展方向，帮助学生及时了解研究动态，从而有助于他们制定研究方案。

三、方案制定

在确定题目和前期的专业知识准备之后，各个小组要制定具体的研究方案。由于没有系统地学习专业知识和缺乏必要的实验经验，即便简单的入门级题目，学生也很难给出合理的研究方案，甚至连实验过程都谈不上。这里指导教师的介入和参与至关重要，指导教师并不是全盘否定或者用一个现成的方案代替学生的方案，而是要讲清楚研究方案的目的性，为了解决一个具体的问题怎样控制实验原料配方、工艺条件，要引导学生如何分析问题。指导教师应及时纠正学生分析问题的偏差，帮助学生分析问题的本质，从而制定有针对的研究方案。这个过程是科研活动的重要阶段，也是培养学生专业能力、创新思维的关键阶段，要鼓励学生积极思考、大胆猜测，甚至奇思妙想，鼓励学生将新想法体现在具体的研究方案中。此外，指导教师也应进一步审查学生的实验方案，保证实验操作的安全性和可行性。另外，不同小组可以进行相互讨论，互评研究方案，这样可以避免类似的错误重复发生在不同小组之间，也可为其他小组设计研究方案提供新的思路。

四、实验阶段

在研究方案进行讨论修改之后，各小组就利用空闲时间开始实验操作。尽管大一新生在高中阶段已经接触到了一些简单的化学实验，但与无机非金属专业实验不同。无机非金属专业实验室除了常规的化学药品之外，还有一些易燃易爆药品，需要对刚进校园的大一新生进行安全教育，避免安全事故。为保证各小组顺利开展实验，协助指导的研究生需要提供必要的實验指导。在各小组具体研究方案的指导下，如何将预期设想转化为具体样品，如何验证研究方案能够解决问题，是真正考验学生实验操作能力的环节。这期间可能会有失败，或者实验操作的失败，或者方案设计的失误，作为指导教师要密切关注小组的实验动态，及时鼓励学生分析失败原因，并调整实验操作或实验方案。同时，减少对学生实验方案的干预，把分析问题、解决问题的机会留给学生，让学生在实践过程中成长，这对于对小组各成员分析问题、解决问题以及个人的交流表达能力、动手能力、团队合作能力都是一次良好的锻炼机会。

五、效果评价

在大一新生中组建科研兴趣小组，目的并不在于小组获得的科研成果，而是在对新生专业素质的培养。对于一个阶段科研兴趣小组的评价，不依赖于实验结果，而是注重小组成员在制定实验方案、进行实验操作、实验问题的总结分析过程中的能力表现，以及表达能力、合作能力、动手能力。对表现较好的小组或个人颁发证书并进行奖励。

六、总结

科研兴趣小组活动是我校无机非金属专业首次面向大一学生开展的科研类创新实践活动，与大二学生参考的大学生创新创业项目不同，它是以兴趣爱好为出发点，通过学生自由组合形成的兴趣小组。相比大学生创新创业项目严格的项目结题要求，科研兴趣小组活动组织方式更加灵活，小组评价不以研究成果为导向，而是注重对学生参与度、学习态度的评价。因此，科研兴趣小组没有结题压力，在较为轻松的氛围下，学生可以大胆尝试自己的奇思妙想，这对学生创新思维的形成具有极大激励作用。学生将科研兴趣小组的实验比作“玩”，也就是在“玩”的过程中，学生的发现问题、分析问题、解决问题的能力得到了锻炼，科研精神逐渐在学生的头脑中形成，潜移默化之中，学生的专业能力得到了提升。同时，以小组为单位，小组成员紧密合作，集思广益，共同制定研究方案和实验计划，个别小组竟创造性地解决了实验难题。在专业能力提升的同时，学生的合作意识、交流能力、动手能力也得到了锻炼。在学生们的积极参与下，所有的小组均完成了预先设计题目，更有一组获得了较为理想的实验结果，促进课题组项目的进行。在实践活动中，学生们展现出了很强的自学能力和自我管理能力，让我感受到了孩子们身上所蕴含的巨大潜力，合适的引导就能使他们释放这种能量，科研兴趣小组虽然不能完全激发学生的学习潜力，但是至少能使学生提前具备了科研意识，在后期不断地学习实践中，将这种科研意识转变为科研能力、专业能力，提升自己的专业素质，在日后激烈的竞争中占据先机。