构建培养本科生科研能力的实践教学体系探索

田晓华， 王新兵， 钱 良， 刘 涛

(上海交通大学 电子工程系， 上海 200240)

构建培养本科生科研能力的实践教学体系探索

田晓华， 王新兵， 钱 良， 刘 涛

(上海交通大学 电子工程系， 上海 200240)

本文分析了我校目前已有的主要实践类课程对于本科生培养科研能力所起的不同作用，包括工程实践与科技创新、PRP项目以及科研类暑期实习等。针对不同实践课程提出了相应的改进措施，使得它们相互取长补短，共同促进培养本科生科研能力教学体系的构建。

本科生科研能力培养；工程实践与科技创新；PRP项目

0 引言

对本科生来说，科研能力是一项重要的基本素养[1]。虽然在基础课程的学习过程中，本科生会从教师那里或多或少吸取一些科研的基本思想。但要想切实的提高这项能力，还需要专门的训练。目前，我校为本科生开设了包括工程实践与科技创新(以下简称"科创")系列课程、PRP(Participation in Research Program)项目以及科研类暑期实习在内的实践课程，针对不同年级、不同需求的本科生进行了具有针对性的培养。但如何将这些课程有机的结合起来形成一套成熟的实践教学体系，以及这些课程应该如何优化以更有效提升本科生科研能力还有待进一步的探讨。

1 本科生科研能力培养体系构成

目前我校开设的实践类课程实质上已经初步形成了一个由浅及深、从普适到具体的本科生科研能力培养体系，其构成要素如图1所示。

图1 本科生科研体系构成要素

(1)科创系列课程—作为贯穿本科一至三年级的以基本电路理论为核心的实践课，为本科生提供了很好的科研基本技能训练的平台，通过课程学习，很好地培养了学生以工程的思维解决问题的能力[2，3]。科创系列课程通常是以小组合作的形式完成的，这很好地锻炼了本科生的团队协作与完成课程时的统筹规划能力。科创系列课程还会穿插一些需要创新的科研性质的问题，以提前激发学生们的科研潜力、培养科研兴趣。

(2)经历了基本的技能训练之后，PRP项目为本科生打造了一个发挥自己才能的舞台。学生通过自己选择感兴趣的项目，并参与到导师的研究团队中，本科生可以进一步地了解科研工作较为完整的流程。他们通过与导师的交流讨论，逐步提升自己的科研能力。PRP项目可以作为很好的试金石，检验本科生是否具有科研的兴趣以及潜在的能力，这对于学生自己判断今后的发展方向也十分有益。

(3)部分有志于科研方面有所突破的本科生可以通过暑期的科研类实习更好地发挥自身的聪明才智。经过之前三年的学习以及科创系列实践类课程的训练，本科生已经具备了一定的科研素养。这时如果能跟随导师利用暑期的时间攻坚某个具体的科研选题，可以显著地提升这些学生的考研能力，而且很有可能创出一些实实在在的科研成果。

整体来说，我校推出的这一本科生科研能力培养体系，各个环节紧密衔接、逐层递进。学生通过科创系列课程打好基础，有科研兴趣的学生能进一步参与到PRP、科研暑期实习过程。对于这三类课程，全都贯通课内、课外学术交流：课堂内，会请在科研上取得收获的学生讲自己的科研经历，启发大家；课堂外的实践中，组织小组、大组交流，配以教师、在读博士生的点评指导，锻炼学生的思考、总结能力。在科研项目选取与经费支持上，采取的方法是有选择地让学生参与实际的科研项目当中，科研经费来源于实验室。通过这些课程报名加入我校智能物联网研究中心团队的本科生，在2012年至2014年期间，每年SCI、EI论文发表数量平均超过15篇。

虽然上述的这些课程从指导思想上已经形成了本科生科研能力培养的体系，但要想充分发挥这个体系的优势，在不同阶段给予本科生最有益的帮助，还有很多方面需要改进。下文将针这个体系提出相应的优化措施。

2 本科生科研能力培养体系改进

2.1 工程实践与科技创新系列课程

科创课程的核心思想是培养本科生以工程的思维解决问题的能力。相较于理论研究时的各种理想化的假设，解决工程问题需要的是具体情况具体分析，而且往往要求用实际的测试结果检验理论设计，进而完善设计以解决实际应用中遇到的问题。特别是当遇到以前没有见过的问题时应该如何查阅相关资料并自主学习，进而想办法解决这些问题，这种独立解决问题的能力对日后的研究工作大有好处。比如一些构成电路的芯片如何使用，通常需要学生自行查阅，而电路元件参数的选取也需要学生通过理论计算获得。更重要的是，当一个电路设计完成之后，还需要将其制作出来并通过测量验证其性能是否满足要求。若不符合设计需求，还需要进一步排查电路，进而修改某些参数。这种从理论到实践，再由实践验证理论的循环往复的过程对于今后学生开展更深入的科研工作是非常必要的。

为了在科创课程中切实提高本科生的基本科研素养，科创题目的选取非常重要。目前的科创要求修四个阶段的课程，从基本的电路焊接到最终的综合性设计开发，从电路重要部件的单独实现到小组合作的大型系统完成，可以说通过这些训练，本科生的基本技能、钻研能力以及团队协作都能得到很好的锻炼。但目前的最大问题在于选题缺乏新意，几个经典的题目已经反复用过多轮。学生可参考的已无多少新意，所以具体实现过程中缺乏创造性。为解决这一问题，教师可以考虑以三年为一个周期调整课程题目，而具体的题目可以考虑从每年最新的全国电子设计竞赛的题目简化改进而来。

2.2 PRP项目

首先，PRP项目的难度应该适合本科生。如果太难则会打击本科生的科研积极性，并且很有可能导致项目预期的目标难以完成，也不便于考核；而如果太容易则由于内容不够充实工作量不够，锻炼的价值和启迪意义不大。所以导师在选题的时候一定要仔细斟酌，一方面结合当前学科的发展多安排一些热门的研究点，另一方面参考以往几届学生的课题完成情况合理设定项目目标，争取既不打击本科生的积极性又有很强的挑战性。

其次，完成不同难度的PRP项目应该获得相应的学分。目前，完成PRP项目可获得的2学分。2学分通常对应于34学时的课程，但有不少参加了PRP项目的学生反映花在做项目上的时间远远超过了这个值。而且就课程的难度而言，在一学期里完成某个自己可能从未接触领域的项目是远比每周听教师两节课要困难得多。再考虑到不同项目难度的差异性，我们认为所有的PRP项目的学分都一刀切是不合适的，而应该通过学校相关的评定审核，给予不同项目相应的学分。这样既可以反映学生在完成该门课程时所付出的工作量，同时也可以给学生一个关于各个项目难度的直观评判依据，以便根据自身情况合理选择PRP项目的题目。

最后，要加强PRP项目的考核制度。项目最终的考核应该以当初既定的目标为主，既要审查最终成果与预期目标之间的差异，同时也要注重研究报告的评定。因为科研的过程具有很大的不可控性，很多学生可能非常努力的进行研究但最终没有得到满意的结果。这时就需要导师及时调整目标，根据学生的具体情况制定针对性的策略。而科研报告的撰写则是一项非常重要的能力度量。即使没有做出非常满意的成果，也可以通过一份内容充实、形式专业的报告很好地体现出学生自己实际的研究状况与理解程度，而这也是评定学生项目完成情况的重要指标。

2.3 科研类暑期实习项目

对于科研类的暑期实习项目，虽然最终需要提交实习报告，但毕竟缺乏如期末考试一类的硬性考核指标。因此，要想控制教学质量，还需要加强实习期间的管理，通过科研指导教师的严格要求，督促学生保质保量地完成实习内容。比如，参加到导师科研团队的本科生也需要像研究生一样每周以组会的形式汇报一周的研究进展。同时尽可能为本科生提供机会，以增强和研究生及同研究团队其他成员的交流，提高团队协作能力。

为进一步调动本科生科研的积极性，导师应该鼓励有能力的学生设定更高的目标，比如将阶段性的成果写成学术论文并向相应的期刊、会议投稿，这样既能让学生学会如何做好研究，还能知道如何准确地表达自己的思想，并把自己的研究成果以规范的方式展示出来。当然，要想达到把研究成果提炼到论文的高度，短短一到两个月的时间往往是不够的，这就需要导师与有能力也有愿望的学生做好沟通，将暑期做的内容延续到大四上学期。虽然这已经超过了暑期实习规定的时间，但由于大四上学期课程压力相对较小，所以对于那些对科研较有兴趣也想取得一定成绩的学生来说，在上课之余保证一定工作量的科研也是非常合适的。

3 结语

本科生科研能力的培养需要形成一个行之有效的体系，循序渐进、由浅入深地在实践中逐步提升。如果将我校目前已有的实践课程有机结合起来，发挥各自优势，在本科学习的不同阶段给予学生有针对性的训练，将会使得本科生的科研能力得到很好的锻炼。

[1] 姜长宝. 本科生科研能力培养的途径与方法探讨[J]. 广州：科技管理研究，2010，30(8)：152-154.

[2] 张士，文张峰，殳国华等. 工程实践与科技创新系列课程的实践[J]. 南京：电气电子教学学报，2012，34(3)：61-63.

[3] 袁焱，周玲玲，龙沪强. 构建信息工程实验教学新体系[J]. 南京：电气电子教学学报，2010，32(3)：98-100.

重要通告

近日来，网上出现假借“电气电子教学学报”投稿系统之名的钓鱼网站，敬请广大作者和读者注意辨识，以免上当受骗。

我刊—电气电子教学学报的官方网址为：http://www.j4eseu.com

联系电话：025-83793107；联系邮箱：j4e@seu.edu.cn

编辑部地址：江苏省 南京市 四牌楼2号 东南大学 李文正楼北404室

On Developing Training System of Undergraduate Research Competence

TIAN Xiao-hua, WANG Xin-bing, QIAN Liang, LIU Tao

(DepartmentofElectronicEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240，China)

In order to build an effective training system of undergraduate research competence, advantages of currently existing practical courses should be made the best of, including engineering practice and technical innovation series courses, PRP project and research-oriented summer internship. This paper sheds some light on the improvements to further exploit their strengths and make the courses work cooperatively to develop a more effective training system.

training of undergraduate research competence; engineering practice and technical innovation; PRP project

2016-07-27;

2017-03- 18

田晓华(1981-)，男，博士，副教授，主要从事室内定位，移动网络，物联网的教学和研究，E-mail：xtian@sjtu.edu.cn

TM921

A

1008-0686(2017)00-0012-03