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實施大學生科研創新計劃,增強大學生科研創新能力

實施大學生科研創新計劃,增強大學生科研創新能力 21世紀是一個知識經濟的時代,知識經濟的發展依靠新的發現、發明、研究和創新,其中創新是其核心,創新的實現取決于人的創新精神、創新意識和創新能力。因此時代向我們的教育提出了要求——培養出一大批具有創新意識論文聯盟和創新能力的創造型人才,使我們有能力參與日趨激烈的國際競爭,保證在競爭中立于不敗之地[1]。中共中央總書記、黨和國家領導人胡錦濤同志在2011年4月清華大學百年校慶賀辭中談到:“全面提高高等教育質量,必須大力增強科學研究能力。高等學校特別是研究型大學,既是高層次創新人才培養的重要基地,又是基礎研究和高技術領域創新成果的重要源泉。同時提出,希望同學們把創新思維和社會實踐緊密結合起來。科學理論、創新思維來自于實踐又服務于實踐。同學們要做到勤于學習、善于思考、勇于探索、敏于創新,激發求知欲和好奇心,在打好知識根基的前提下,提高創新思維能力,不斷認識和掌握真理”。正是這樣一個時代背景,喚起了世人對創新能力的關注,尤其是對未來社會主要力量——青年大學生的創新能力的關注,并不斷對此問題加以深思和研究。   一、大學生科研創新計劃實施的必要性   著名美籍華裔科學家、諾貝爾獎獲得者李政道博士在“21世紀科學的挑戰”大型報告會中指出:培養人才不能只靠課堂教學和因特網等高科技工具,這些高科技工具可以很快地傳達信息,但“信息”不是“了解”,培養能創新的科技人才,需要良師和一段密切的師生共同研究的過程。美國斯坦福大學工學院前院長吉玻恩斯(James.Gibbons)說:學生在課程學習中參與科學研究,獲得的正是“運用基本理論進行思考的能力,而這種能力培養可以產生創新的種子。”上述兩位國際著名學者的論述充分表明了研究型教學在創新教育及創新人才培養中的重要性,實施大學生科研訓練計劃無疑是培養符合新世紀需求的創新型人才的有效途徑之一[2]。1969年由美國麻省理工學院首倡的“本科研究機會計劃(The Undergraduate Research Opportunities Program,簡稱UROP)”。作為一種典型的有效嘗試,在經過近四十年的發展與變革后,已經成為世界諸多知名高校普遍效仿的做法。大學生科研訓練計劃是本科實踐教育教學改革的重要舉措之一,通過教師或學生立項,給予一定科研經費的資助,為本科生提供科研訓練的機會,使學生盡早進入各專業科研領域,接觸學科前沿,了解學科發展動態;增強學生創新意識,培養學生創新和實踐動手能力;加強合作交流,培養團隊協作精神,提高學生綜合素質,是各高校為提高人才質量、培養大學生創新能力采取的一項舉措。   大學生創新計劃科研訓練是一個非常復雜的系統工程,是培養學生創新意識、創新精神、實踐能力的主要途徑,雖然大部分高等學校都設有面向本科生的開放實驗室以及普遍存在大學生自主與教師進行組合,跟隨教師從事一定的科研項目等情況,因此每年都有優秀本科生提前參與科研,在教師的指導下獨立開展一些課題研究工作,取得了一定成績。但同時因資助經費少,學生實際開展研究工作的時間較短,管理機制不夠規范等,故學生在課題的研究深度、科研訓練的強度和系統性等方面存在明顯的不足。而大學生創新計劃項目是教育部實施“質量工程”的重要舉措,正是為促進科學研究與教育的結合、加強本科生科研能力訓練和綜合素質的提高而設立的,這對于本科教育創新和創新性人才培養具有重大的戰略意義。同時在各省教育廳以及各高等院校的大力倡導和監督下,具有較為完備和及時的管理監督系統,可以規范學生和和約束指導教師在科研創新計劃過程中的工作,督促參與創新計劃的師生按時完成科研訓練計劃,同時教師在指導的力度上、學生在對科研鉆研的深度上都有顯著的加強。大學生科研訓練計劃是西南林業大學本科生實踐教育教學改革的重要舉措。主要是給本科生提供科研訓練機會,促使對科學感興趣的學生盡早進入專業科研領域,接觸學科的前沿,了解學科的發展動態;同時充分利用教學資源,因材施教,培養學生理論聯系實際、科研創新及獨立工作的能力。   二、大學生科研創新計劃實施的四個階段   大學生科研創新項目的實施分四個階段,第一階段是本科生的科研入門階段,在這一階段首先應引導學生對所研究的項目產生興趣,引導本科生查閱中、英文文獻,主要是通過學校圖書館的網絡查詢系統;同時也引導他們利用網絡和圖書館藏書查閱文獻。當然僅會查找文獻還不夠,還必須學會弄懂文獻并利用文獻,這是一個比較緩慢的過程,可能要持續到第四階段甚至整個學術科研的一生。第二階段是本科生進入實驗室的階段,也是本科生的實論文聯盟驗創新能力提高的階段。本科生剛開始進行實驗,通常熱情較高,但動手能力還需要培養,因此指導他們學會與該科研項目有關的基本實驗技能非常重要,同時還要做好實驗計劃,以便及時檢查他們的實驗進度,保證科研創新計劃能夠在限定的時間內(一年或兩年)順利完成。當然在此階段,教師需要對學生進行引導,以便及時掌握他們的實驗進程,并啟發和幫助他們解決在實驗中遇到的問題。第三階段是總結和撰寫論文階段(第二階段也有實施過程中的中期報告,但第三階段的總結是整個創新計劃項目結束的總結),這一階段教師可以引導學生撰寫項目總結,并將實驗成果撰寫成文,進行投稿。在這一階段,是培養本科生對科研論文的書寫由接觸、熟悉到初步學會撰寫科研論文的階段,可以使本科生科學論文的寫作能力大幅度提高。第四階段是答辯結題,一般說來,參加創新計劃的學生,經過上述三個階段的創新訓練后,在第四階段的答辯結題中,主要在ppt制作和講述上再下點功夫,是可以比較容易的通過答辯的。答辯委員會的老師根據大學生創新計劃的實施情況(如:學生的實驗進行的情況、實驗總結以及答辯時的表現等)對學生進行綜合評分,劃分為優秀、良好、及格以及不通過這四個等級。      三、大學生科研創新計劃實施的管理   本實驗室根據自身的實際情況,結合學校的總體安排,自2009年以來,共為應用化學專業的2007級、2008級兩級6位本科生申請了兩項校級大學生科研創新計劃和一項云南省大學生科研創新計劃,這3項課題分別是納米TiO2光催化劑的制備及光催化降解苯酚廢水的研究、竹炭改性的TiO2光催化劑的制備及光催化降解苯酚廢水的研究以及竹炭-TiO2復合材料對光催化降解苯酚廢水的研究。通過兩年多的實驗探索與研究,這三項課題都取得了階段性成果,其中兩項課題均通過了大學生創新計劃項目的結題答辯,成績優秀,同時分別以第一作者發表了1篇文章。第三項課題正在進行中,也取得了較大的進展。通過幾期大學生科研創新計劃的實施,我們發現其在人才培養上成效顯著。筆者曾參與培養兩期浙江大學和指導三期西南林業大學的大學生科研創新計劃,從已經畢業的同學的發展來看,浙江大學的兩期中,共有3位同學參與,他們本科畢業后有兩位同學被分別錄取為大連化學物理研究所分析化學方向碩博連讀研究生和浙江大學化工系研究生,另一位去歐萊雅公司工作。而在西南林業大學的這幾期大學生科研創新計劃的學生中,已經畢業的有2位,一位被錄取為成都理工大學的研究生,另一位去了云南銅業集團。從上面的實例可以看出,大學生參與大學生創新計劃對其以后的繼續深造或就業都有非常好的促進作用。 當然由于本科生平時課程比較多,如果不合理安排時間,難以開展項目實驗。因此,我們規定除寒暑假外,本科生每周六來實驗室做大學生科研創新計劃項目實驗。在實施大學生創新科研創新計劃過程中也對指導教師提出了一定的要求,即首先應對學生的大學生創新計劃項目的內容比較熟悉,在課題指導上要時時關注學生的實驗進展;同時對學生在實驗中遇到的問題要多做思考,除了和學生一起討論外,教師還要多查閱相關文獻,豐富自己的知識。另外,教師要熱愛學生,主動關注學生的身心發展和日常生活,主動學習教育學和心理學方面的知識。最后除了要培養本科生具有扎實的專業知識功底、過硬的專業技能外,還應著眼本科生的未來發展,使本科生具有較寬厚的專業知識基礎,較寬廣的視野和胸懷,能適應各種職業變化的需要,這也是我們要為之努力的方向。例如我們對應化2007屆應用化學專業的一位學生參與的西南林業大學的大學生科研創新計劃進行了相應的改動;他申請的課題是“TiO2催化劑的制備及光催化降解苯酚的研究”,我們首先指導他在查閱相關文獻的基礎上,先自行設計實驗,發現問題時先思考、查閱文獻,確實難以解決時由教師給予一定的提示并和他一起找原因。撰寫論文時也是由他獨立撰寫,論文完成后,我們再與他討論修改,最后投稿。通過該項目的訓練,該學生在實驗技能、科研素質等方面有很大進步。   四、大學生科研創新計劃實施對學生和指導教師的影響   大學生創新科研計劃項目的實施對學生和教師都有著顯著的影響,首先對學生來說,通過大學生創新計劃項目的訓練,培養了本科生查閱文獻資料的能力,使其能夠運用文獻和所學的基礎知識對參與的項目提出自己的看法,設計并實施實驗方案;加深了對理論知識的理解,提高了綜合運用科學知識處理實際問題的能力以及科研論文的寫作能力。同時通過大學生創新計劃項目的訓練,也使本科生學會了許多大型儀器的使用及相關譜圖的分析。大學生創新計劃項目在一定程度上是本科生在大學期間踏上科研活動的第一步,通過該項目的訓練,本科生會對科學研究產生一定的興趣,他們會選擇各種方式,如讀研究生或去科研院所工作來繼續他們的科研之路。因此大學生科研創新計劃項目訓練,可以培養他們嚴謹的科學態度,激發其創新意識和團隊合作精神,提高研究能力、創新能力和綜合實驗能力;這些能力的培養不僅對某一具體專業而言,而是任何從事科研工作的人都需要具備的,從而有利于本科生的長遠發展[3]。對學生來說,通過大學生科研創新計劃的訓練也很有收獲。例如,曾參加大學生科研創新計劃的學生在其結題中寫道:“大學生科研創新計劃項目給本科生提供了一個接觸科研的平臺,豐富了課余生活;首先它展示給我們的是做科研的一個程序、一種思維方式;再者,雖然時間不長,但還是接觸了一些實驗和儀器,或者說真正地操作了這些儀器,并非實驗課上蜻蜓點水般地過一遍手;同時能向指導老師、師兄師姐們多討教學習,對我們也很有幫助”。另一位同學在大學生創新計劃的結題中寫道:“在做大學生創新計劃項目的一年中,我學到了很多知識;首先是查閱文獻,在大學生創新項目實施之中,我慢慢養成了遇到不懂的知識去查閱文獻的習慣;其次是實驗設計以及發現問題到解決問題的能力均有了很大的提高;再者,在大學生創新計劃項目的開展過程中,我學會了一些大型儀器的正確使用”。以上兩位學生做大學生創新計劃項目的體會讓我們感到欣慰。   大學生創新計劃對指導教師來說,可以吸引教師對本科生創新能力培養的關注和經費投入,并通過雙向選擇的方式招到了滿意的研究生;同時可有效緩解青年教師的經費壓力和研究項目參與人員的不足;另外指導教師在此期間,執教能力和科研能力會有顯著提高,形成了“教學相長”的良性循環。   “錢學森之問”引發了國內教育界乃至全社會對創新型人才培養的深切關注和持續思考,高校作為人才培養與科研創新的重要陣地,更需要對這個根本問題進行研究。而大學生科研創新計劃作為對大學生科研創新能力培養的積極嘗試,是高等教育領域內的一次重大革新,將我國高等教育改革推向了一個新的發展階段,在培養大學生科研創新能力方面的作用已經初見成效。各高校應充分發揮大學生創新計劃對高等教育改革的引領作用,進一步深化教革,實施創新性教育,培養創新精神。提高學生綜合素質、培養與實踐能力。同時引導大學生崇尚科學、追求卓越、為國為民的高尚品格[4]。

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