大学生创新性实验计划

石伟，买买提江·依米提

摘要：本文结合自身的工作经验，从国家大学生创新性实验计划项目的选题、具体实施、项目总结及整体过程的教学体会，探讨了创新性实验计划中指导教师与学生之间的互动关系，论述了通过大学生创新性实验计划来使理论教学和科学实践进行有机结合的一些思考。

关键词：创新性实验计划；理论教学；科学实践；互动关系

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2014）10-0264-03

国家大学生创新性实验计划是高等学校本科教学“质量工程”的重要组成部分。该计划的启动和实施，旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，倡导以本科学生为主体的创新性实验改革，调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，在校园内形成创新教育氛围，建设创新教育文化，全面提升学生的创新实验能力[1-3]。笔者有幸在2010-2011年度作为指导教师，参与了由我校高分子材料和材料化学专业的相关同学为项目承担者的题为“新型可交联型光电功能材料的研制”的大学生创新性实验项目。在项目组成员与指导教师的共同努力下，该项目已顺利结题。本文结合此次的工作，论述了通过大学生创新性实验计划来使理论教学和科学实践进行有机结合的一些思考。

一、创新性实验计划的选题

“创新”是本次实验计划选题的主要出发点。但这里所谓的“创新”并不是空想，而是应该在前人的研究工作基础上就某一领域所存在的具体问题进行探索，通过发现问题、解决问题的系统性工作实现创新的意义[4]。在选题时还需注意该项目是以本科生为主体，其研究期限也较短，因此应综合考虑课题完成所需的时间和周期、难度以及是否已满足相关的实验条件。基于以上的考虑，结合指导教师的研究方向和研究团队的所学专业，通过指导教师与学生之间的互动讨论最终确定了项目的选题。针对目前具有光明应用前景的聚合物电致发光器件的制备过程中阳极注入缓冲层在旋涂过程中易被溶蚀的特点，提出制备出一类有别于现有报道的新型交联型聚合物类空穴传输材料。该题目实施过程中的主要工作内容为材料的设计与合成，与项目组同学的所学专业贴近，且项目中所需的硬件条件已基本满足，为项目的顺利实施提供了硬件上的保证。

二、创新性实验计划的具体实施

1.通过文献检索使学生熟悉研究背景。如何通过数据库资源进行文献检索是本项目中学生需要掌握的技能之一。文献资源的电子信息化如今已成为了发展趋势，这为人们快速、系统地获得相关信息提供了巨大的便利。掌握如何利用电子图书资源全面、合理、高效的获取文献资源，对于学生今后的学习和工作具有很大的帮助作用。目前国内高校各理工专业的本科教学中基本均开设了文献检索的课程。但据学生们反映，由于对实际检索过程的体验还较少，所以并没有完全掌握检索的途径和技巧。考虑到学生的实际情况，本次实验过程中，笔者首先对常用中文数据库如中国知网、维普及万方等数据库的大致情况进行了介绍，对不同的检索方式进行了演示，并设定了一些相关的关键词，让同学们自行检索并完成相应的检索总结。在确认大家已经掌握了相关的检索技能及积累了足够的经验后，进一步深入介绍了如何运用Web of Science、SciFinder及一些经典的外文数据库来进行外文文献的检索。经过这一系统的培训过程，项目组成员已基本掌握了文献检索的技巧，并对项目的研究现状和背景具有了较为全面地了解。

2.通过互动讨论制定项目实施方案。在熟悉了相关研究背景后，通过项目组成员的集体讨论制定了项目的实施方案。在讨论过程中笔者发现，虽然指导教师具有较为深厚的专业背景和学术知识，但时而会由于已有知识的禁锢而陷入一些思维死角。反观项目组的学生，他们也许并没有经过系统地科研实训，却经常能提出一些新颖的思维亮点。通过大家的互动交流，对项目组成员所提出的各条实验方案进行对比分析，综合考虑各组方案的繁简程度、合理性及可行性，初步制定出了项目的实施方案，并确定了项目进度安排及项目组成员的各自分工，为项目的顺利开展进行了很好的铺垫。

3.实验技能的培养。本项目为偏重基础研究的实验类课题，其工作内容与功能高分子材料的合成、表征及性能探讨有关。项目的实施过程首先涉及到从单体到聚合物的合成，在该过程中需用到有机合成方面的实验技能。虽然项目组同学在学习基础化学时曾接受过有机化学的课堂与实验教学，但如何将书本上的知识与实践结合，以及如何对所学的有限的实验操作技能进行拓展和应用仍是需要解决的问题。结合有机化学教材和实验指导书，先从操作较为简单的实验入手，同学们不断地提高了自己的实验能力。掌握了从实验的配方设计、仪器准备等前期工作到实验装置的搭建及产物的后处理及提纯等系统的实验技能。在实验过程中还涉及到了无水无氧、低温反应等在常规的实验教学中无法正常开展的操作，大大提高了同学们的实验能力并拓展了实际操作经验。

4.常用表征手段与技术的初步掌握。在实验过程中每一步所合成的产物，均需通过一些常用的表征手段与技术对其进行分析。如通过核磁、红外、质谱等手段对产物的化学结构进行表征确认，通过热重、差示扫描量热等方法对产物的热学性质进行分析，通过凝胶渗透色谱和粘度法对聚合物的分子量进行测算，通过电化学测试对聚合物的电化学性质及通过紫外-可见光吸收光谱和荧光光谱等仪器对产物的光学性质进行表征等。同学们在进行这一部分工作的过程中遇到了较大的困难，数据分析过程中要用到大量的波谱解析知识，这需要同学们花费大量的时间与精力去查找相关的资料来进行推理解释。通过与指导教师之间的互动讨论，以所待解决的问题为中心，以专业理论知识为基础，通过实际的图谱分析实例，掌握了材料结构和性能分析的基本过程和解析方法。

5.研究工作的总结与科技论文写作。在完成了具体的实验阶段工作后获得了一定的数据，对这些数据进行系统性的归纳和总结是下一步需要解决的问题。如何找出数据背后所隐藏的科学规律是摆在项目组成员面前的又一道难题。在这个阶段指导教师应起到更为重要的作用，笔者根据自身的知识背景及相关的研究经验，与项目组成员一起探讨，通过与文献中已报道的结果进行对比分析，并对所获得的亮点数据进行实验验证，对其相关原因进行深度剖析，深入探索了其中所包含的规律并提出了相关的改进途径，通过反复验证得到了最终的相关结论。endprint

项目的成果需要以一定的形式进行反映，在总结了实验数据的基础上，笔者与项目组同学一起撰写了相关的学术论文。科技论文的写作对同学们而言又是一次新奇的经历。在此过程中同学们学习到了如何规范地进行科技论文写作，并掌握了一些常用的文本编辑和数据处理软件的用法，这对其将来的工作和生活将非常有帮助。在大家的共同努力下，项目组完成了名为《苯乙炔悬挂取代的热致交联型芴-三苯胺交替聚合物的合成与表征》的学术论文的撰写并进行了投稿，现已正式出版[5]。同时，同学们制作了项目成果展板和结题答辩多媒体材料，为项目结题评审做好了准备。在随后的校内结题评审过程中评审结果为优秀，圆满地完成了本次实验计划。

三、作为指导教师的相关体会

通过对本次大学生创新性实验进行指导，笔者深刻体会到了“教学相长”的含义。首先，笔者对创新性实验计划的意义有了更深刻地体会，创新性实验是同学们经过一系列系统性的工作实现一个特定目标的过程，是理论知识与实践应用之间的一座桥梁，是创新思想火花的一次绽放。在这个过程中，主体是参与项目的同学，指导教师应起到所谓“催化剂”的作用。教师过多地参与项目的实施过程将对学生自主创新能力的培养有所不利，使学生不能充分发挥主人翁意识和聪明才智。而如果指导教师参与过少又可能导致实验计划的实施偏离原有的方向，或因所出现的问题无法得到及时解决而使同学们的学习兴趣和积极性受到打击，从而使项目无法正常完成。

笔者认为指导工作可从以下几个方面进行重点开展：第一，审定实验计划题目。选择合适的实验计划题目，是学生能够完成计划的关键性环节。因此，指导教师要在对学生调查研究的基础上，了解每位学生的基本知识掌握情况，结合学生自己的兴趣意向指导学生选题，反复审定学生确定的实验题目。第二，指导学生制定实验实施的具体进度和计划安排，定期检查学生执行的情况并记入指导教师日志。根据学生每个阶段出现的问题进行即时具体指导。第三，正确指导和引导学生系统性地总结实验数据，拟定所撰写论文的提纲，提出提纲或初稿中存在的问题和修改建议，审阅和修改论文。

对大多数学生来说，作为主体来完成一个实验项目，在其人生经历当中还是第一次。知识与经验的积累需要一个渐进地过程，实验的过程中总是会遇到挫折和失败，因此自始至终都需要教师的鼓励、帮助和指导。本次创新性实验的指导过程是教师检验其教学效果、改进教学方法、提高教学质量的绝好机会。平时课堂教学中所涉及的布置练习、批改作业以及考试测验等，固然也是检查教学效果的重要手段，但那是单项的、零碎的。而本次创新性实验计划指导，是学生对以前所学知识的综合运用，是学生应用理论知识分析实际问题、解决实际问题能力的生动反映，也是对教学效果的一次全面反馈。本次项目中的教学指导是一种双向交流的过程，学生从指导教师身上获得的是更多的知识，接受的是科研活动的熏陶。同时，学生也以各种方式影响着指导教师，许多学生的才华、见识及思维的敏锐性等方面都给指导教师留下了深刻的印象。

四、结束语

大学生创新性实验计划项目要求指导教师必须努力提高自己的教学能力，要能科学设计教学目标、合理转化前沿科技资源、灵活运用教学方法。要研究不同的实验教学形式，找到能激发学生兴趣的实验教学内容和教学组织形式，激发学生主动钻研的激情。本次创新性实验教学项目的开展，不但对学生科研创新及理论与实践相结合能力的提高大有裨益，也为教师开展教学研究提供了新的平台，有力地推动了高校教师的研究性教学活动。

参考文献：

[1]冯林，张崴.质量工程视角下的大学生创新性实验计划[J].实验室研究与探索，2008，27（6）：27-29.

[2]教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[R].教高[2007]1号.

[3]杜龙兵，徐书克.浅析大学生创新性实验计划项目[J].实验室研究与探索，2012，31（2）：81-84.

[4]李昕洁，施瑞，陈树森.大学生创新实验项目中的实验教学[J].实验技术与管理，2011，28（3）：162-164.

[5]杨圣雄，蒲大龙，周森，等.苯乙炔悬挂取代的热致交联型芴-三苯胺交替共聚物的合成与表征[J].功能高分子学报，2010，23（4）：246-251.

基金项目：新疆大学精品课程建设项目。

作者简介：石伟（1980-），男，新疆人，博士，副教授，主要研究方向：功能高分子。endprint