农林院校化学类专业科研训练的教学探索

熊万明， 陈金珠， 吴苏琴， 王义华

(江西农业大学 化学系， 南昌 330045)

0 引 言

培育创新型本科人才是现代高校面临的共同任务，而其科研能力的培养被普遍认为是创新型人才培养的一条直接有效的途径[1-4]。美国是大学生科研活动开展最广泛的国家之一。1998年，博耶研究型大学本科生教育委员会提出建立“基于研究的学习模式”，标志着美国高校本科生科研活动呈规模化发展。日本和德国等也早在本世纪初设立了大学生实践活动的项目。

统计数据显示发达国家大学生创业成功率是20%～30%，然而，我国大学生创业成功率不高，2009年本科生创业率仅有0.9%，到2014年，创业率上涨到2.9%，到2015年，创业率已达6.3%。值得注意的是，2016年选择创业的应届毕业生比例明显下降，仅为3.1%。我国研究型大学于上世纪90年代末在全国高校中率先展开了本科生科研活动。目前，在一般地方院校都逐步拓宽了专门针对本科生设立的科研项目[5-7]，可以自由申请或者根据指南申请；尤其是近些年来，在国家层面上也设立不少本科生的科研基金或竞赛项目，比如“大学生创新创业训练计划”“数学建模”和“挑战杯”竞赛之类。这些项目虽具有很好的科研实践条件，但部分学生主要是应付某些竞赛，追求突击和冲刺，难以深入理解和体会创新的真正涵义。

通过近10多年的发展，大学生科研活动蓬勃开展，并呈现出多元化发展的趋势，但还有很多问题有待解决[8-9]，尤其是对一般的非研究型地方院校。如何在“大众创业、万众创新”这个主题下，使科研训练课程落实到实处，需要在教育方式和体制方面进行相应的改革，并找到一种合适的方式[10]。化学是一门理论与实践紧密结合的学科，化学类学生的科研训练对其综合能力培养具有重要的地位[11]。本文就农林院校应用化学专业科研训练的实践改革问题进行了探索和分析。

1 农林院校科研训练的探索与实践

为适应新时期的发展需求，针对我校应用化学专业开展了科研训练教学探索，在总体上分为课内教学和课外训练两个板块。学生必须参加课内教学板块，有意愿的可以报名参与课外科研训练。经过近几年的研究与实践，教学体系逐渐完善，教学效果也在逐步体现。

(1) 管理体制改革——激励大学生参与科研实践。根据新形势下综合素质教育的发展趋势，我校各级管理部门非常重视大学生创新能力培养。在加强基础设施建设的同时，要求低年级必修大学生创新实践和科研训练实践课程，强调创新实践教育对当前大学生的作用和意义，强化学生的重视程度。教务处、学工处和团委三个部门共同管理大学生各种创新创业教育和实践活动，积极鼓励参与省级以上的科技活动，并对获得相应荣誉的学生在综合测评中给予加分。学院层面去年也由负责科研的院领导牵头组织成立创新实践工作小组，制定了院级大学生科技创新发展规划，设立大学生创新研究场所，制定相应的管理制度和绩效机制，鼓励教师以各种形式开展大学创新教育实践。

(2) 精准指导——实行课外导师制。科研训练不是上几堂课，拿几个学分就完事的。它需要理论指导与操作实践相结合，需要一个逐渐积累和深入体会的过程，重在自身历练。实行导师制科研训练可以极大地发掘学生的科研潜能，可以使科研训练更具有目的性和有效性，可以更好地衔接知识的已知与未知领域。导师制科研训练的宗旨是“培养兴趣，增强能力和发掘潜力”。在实践过程中指导老师更重视学生的自由与创新，学生可以自行设计实验方案，进行实验操作。这就需要指导老师深入了解学生所做的内容，保障实验安全，解释疑惑，并且要随时准备和及时解决学生试验中出现难题或意外。

结合农林院校的特色，学院组织了以理为主，农林牧相辅的12位科研能力突出的教师为主体的导师团体。建立了针对大学二年级应用化学专业本科生为主体的培养体系，该培养体系包括管理体制的建立、培养与实践的实施安排、实施效果的评价。在已有的基础上，组织建立了学员学习与管理制度。

(3) 因材施教——从大学生实际情况出发。大学生科研训练需在指导老师的引导下，对研究性问题进行初步认识、并逐步通过科研实践对其加深认识和理解，在此基础上提出自己的意见或建议，通过与指导老师讨论分析，从而逐渐形成创新思维。然而，在一般的农林院校中，低年级的大学生在查、读、译和写方面水平基本功比较薄弱，专项训练也是严重不足。查看文献，尤其是查看外文文献的学生寥寥无几；其文档写作能力也难登大雅，更不要说科技论文的写作水平；实验动手能力和团队协调能力也是他们比较薄弱的环节。针对这些问题，大学生科研训练首要任务是从实际情况出发，对其科研基本知识和技术进行培训。另外，大学生课外时间是极为有限的，而科研实践时间的安排及项目研究进度会极大影响大学生创新思维和能力的培养。以2或3人为1个小组，将一个总体的实验任务进行有效分解，以阶段式的培养或实验为主。这不仅可以避免大学生课外时间有限的限制，还可以帮助他们理解每个阶段的价值以及每个阶段间的相互关系。

(4) 特色促教——研究领域与农业相结合。通过研究发现，大学生科研实践的内容与其科研兴趣有密切的关系。以往大部分科研实践都是指导老师指定学生做一些科研实验，完成其科研项目的一些任务(研究生的机制)[12]；或者直接与毕业论文挂钩，完成其毕业论文为目的。这种以任务驱动大学生的科研训练是束缚和被动的，摒弃这种诟病就必须以培养学生能力为唯一目的。

项园同学对生物质资源循环使用非常感兴趣，发现实验地的秸秆难以处理的问题，提出是否可以尝试将秸秆转化成化学品。经老师交流和查阅文献之后，提出了“生物质基乙酰丙酸乙酯的制备”；张欣宇同学了解到樟树中有丰富的精油，而常规的水蒸气提取法能耗比较大，且所得提取产物的组分比较单一。通过查阅文献，获悉超临界二氧化碳提取方法具有众多优点，是提取植物精油的一种非常理想方法。因此，提出了采用超临界二氧化碳提取技术来研究樟树中精油。再如陈丹丹同学了解到有机化学老师的课题组正在研究一种新型绿色农药“农抗X号”，非常积极提出愿意围绕该研究内容进行合成实验研究。这些研究都与生活密切相关，同时又与农林院校的特色紧密结合。

(5) 极力打造好第二学堂——长期的课外科研训练。根据实际情况，制定应用化学专业学员基本科研能力和素质的集中培训的内容和方法。首先对参与培训的学员开展3～5期学术报告，同时也介绍与宣传大学生科研实践的成功案例，增强学员对科研有基本的认识和激发其兴趣。然后，对每一批次学员进行为期30 d左右的集中培训，重点培训查找文献、研读文献、实验操作、设备操作和数据处理等。另外，在集中培训和实践中导师团队选编了海量的案例来强化学生的科研基本技能和团队分工协作能力。在科研基本素质和能力的集中培养之后，每个小组进入选题、方案设计、实验操作、结果处理与分析等近4个学期的科研实践环节，并定期进行总结汇报和文献讲解(与研究生组会类似)，加强交流。

(6) 双重考核——灵活多样。实践课程的考核没有标准化的程序，往往也就难以统一[13]。为了尽量体现出公平和效率，对学生进行2个层次的考核——水平考核和成果考核，其在任何一层次中达到了相应的水平，都给予相应的等级评定，最后以较高的成绩作为最终的评定。水平考核指通过集中的培训与锻炼，在实践环节结束时，对学生进行科研思维集中测试和实验技能操作测试，从而评价其科研思维和动手能力状况。此外，结合学员平时的表现，评价其与其他同学之间的协作能力。成果考核则与科研项目立项、发明创造或竞赛获奖等挂钩。在科研训练之初，鼓励他们积极钻研，争取在自己感兴趣的研究方面上做出一些成绩。

2 成效与问题思考

大学生的综合素质在提升，与此同时国家大力倡导大学生创新实践也促使更多的大学生参与到创新实践中来[14-15]。经过科研训练的培训，大学生的科研能力都有显著的提高，众多学生可以轻松地翻译外文和写作，准确地完成指定的实验操作。申报大学生科研项目数和立项数目以及“挑战杯”竞赛获奖数大幅提升，基本体现了教学效果。近3年，依托部分研究成果积极进行了大学生项目的申报，应用化学专业9个小组获批了“国家级大学生创新创业训练计划”项目，而省级和校级立项数目近20项。参与培训的学生科研能力和自信心得到很大提升，对大学生竞赛活动也显得更为积极。2015年选派4名学员参加了省级大学生化学实验技能大赛，获得省级二等奖2名，三等奖1名；2016年选派3名学员参赛，获得省级一～三等奖各1名。每一届的“挑战杯”竞赛活动至少都有1组学生获省级奖励。

然而，目前也存在不少的问题。如，教学体制还没有进行相应的调整，导师与学生的师生比偏低，指导效果不佳；有的教师以课堂教学替代实践教学，学生难于深入学习，也难于得到细心的指导；部分学生重视程度不够，存在“混”学分的现象。另外，竞赛项目方面为了应付竞赛，追求突击和冲刺，学生难以深入理解科研的真谛，也就难以做到真正的“创新”。此外，还有诸如指导老师的考核量化、工作积极性等问题尚有待改进与提高。

3 结 语

大学生科研训练是当前大学教育一项重要的内容，为改革创新打下基础，为科研事业培养人才。在培养大学生过程中面临着如何将科研兴趣与创新思维有机结合，如何将创新思维融入于科研能力，如何将科研能力转化为创新成果的难题。通过研究与实践，根据化学类学生的实际情况，结合农林院校的特色，实施导师制的大学生科研训练也许是一种有效的方式。尽管，当前各高校重视大学的创新教育，但部分学校的教育机制、管理模式以及高校教师的育人意识都一定程度上限制了导师制大学生科研训练的普及化和实效化。当然，随着教育改革的逐渐深入，教育理念的逐步转变，大学生创新训练一定会展现出更美好的前景。