以研究性实验选修课促进化学本科生创新能力的培养

柴芳　曲凤玉　张旭　林惠明　张凤

[摘 要] 高校化学专业学生是化学及相关专业研究型人才的重要储备，本科阶段开展研究性实验训练，使其尽早接触专业科学研究，有利于培养学生研究兴趣、创新实践能力，能为学生考研升入双一流院校等优秀高校提供优质培养和训练平台，有利于提高人才培养的层次和水平。

[关键词] 化学;本科实验;研究型;创新

[中图分类号] G642    [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2020） 04-0088-02

近年来，国家对高校人才培养提出了新的要求，特别是在新形势下，要求高校在制定人才培养目标时，除了要注重社会需求，更要加大培养研究型人才的力度，研究型人才是国家未来发展战略需求的关键。[1]国家在最新的人才培养方案的修订意见中直接提出了现阶段高校教育的若干问题，其中教育教学弱于科学研究，创新创造弱于知识技能尤为突出。对化学学科而言，研究性化学实验是以基础化学实验和综合化学实验为基础，同时又高于它们的第三个层次的实验教学。在本科阶段，开设研究性化学实验教学，以培养学生创新意识和综合实践能力为目标，突破传统的实验教学体系与模式，实现人才培养模式的创新，突出研究能力的培养，不仅仅体现在加强传统综合性和设计性实验课程中的研究性，更注重塑造新的研究性化学实验课程体系。[2]

为响应国家研究型人才培养目标需求，早在2008年，学院就提出了“优秀本科生导师制”的试行方案，中心内容是以学院的硕士生导师为指导教师，以研究生实验室为教学研究场所，让成绩优秀的本科生参与到硕士生的课题研究中去。在该制度实行的初期，就有少量优秀的学生在本科阶段参与了前沿课题的研究，并发表了SCI论文，这说明，本科生在很好地完成本科阶段的学习任务之外，参与研究课题，得到相应的训练和培养是可行的，不但开拓了学生的创造性思维，激发学生的科学研究兴趣，更为学生考研提供了帮助。为了将研究性实验大力推广，使本科生积极参与，将研究型人才培养计划顺利推行，学院先制定了研究性化学实验课程教学方案，以选修课形式开设了本科生研究生性实验，率先在2013级本科生中试行，在三个主要的研究方向：（1）无机功能材料的制备及应用研究;（2）无机功能材料的制备及应用研究;（3）催化剂的合成及物化性能分析开展了研究性实验课。经过2013～2017级四届学生的选课培养，在学院范围鼓励推动学生选课，以选修课形式开展研究性实验已逐步形成了一些鲜明的特点。

一 研究性实验课与学分挂勾调动学生积极性

与一些双一流学科院相比，我们的省属师范大学的学生在本科阶段参与科研的积极性差很多，与国内外高校比较相对落后，与一些有参与“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛或大学生课外学术实践竞赛传统的高校对比，大多数学生既没有意识，也没有热情参与创新性实验研究。这也是前期优秀本科生导师制虽然颇有成效，却未成大规模开展的原因。以选修课的形式，开设研究性实验课，将研究性实验与学生学业选修的学分挂勾，充分调动了学生的积极性。学生选课在第四学期开始，前三学期学习成绩前50%的学生有选课资格，与导师进行互选，导师同意接收后，学生即可开始实验研究。学生在参与课题研究的同时，还获得了一门选修课的学分，降压了学生的学分学业压力，使学生有充足时间参与研究，既能安心开展研究，又能在选修课管理的模式下，保证研究性实验课题的延续性。

二 课程内容设置参考研究生培养过程，设置完整培养流程

高校化学实验教学是理论与实践相结合的教学，通过实验巩固理论，理论扎实后指导实践。[3]研究性实验的开设目标是在本科阶段培养学生的创新能力，科学探索的意识和本领，初步了解科学研究的基本内容、实验研究方法、实验技能、分析测试表征的手段及使用的仪器设备，使学生在本科阶段对科学研究有初步的认识，在导师的指导下，能从阅读文献、选择科学问题、设计研究方案、开展实验研究、对产品和结果进行表征和分析、总结实验结果得出结论这样一个系统的过程中培养独立思考、创新、研究和探索的能力。具体的课程教学内容包括（1）学习调研文献，阅读英文文献;（2）学习使用基本的实验仪器;（3）学习使用或了解常规的测试仪器;（4）学习分析实验结果和测试数据;（5）整理数据，分析结果并总结。

三 课程管理与考核并行，督促学生完成任务

研究性实验课采用过程考核评价方式，考核过程分为四个主要方面，将过程评价的权重倾向于参与，而成果评价作为鼓励。评价包括平时成绩（25%），研究计划（20%），研究总结报告（50%）和发表论文及授权发明专利（5%）。从四个方面分别考核学生在实验室工作的表现及出勤情况，学生在实验中的实验操作规范程度，参与实验课题研究的主动性与积极性等;从制订研究计划是否具有科学意义，实验方案是否合理，是否具备可行性，预期结果如何等方面考察;考察实验研究结果及報告的撰写。研究报告和论文需在老师指导下独立完成，其研究报告通过修改.补充后可以作为本科毕业论文，其研究成果可以参加相关奖项的评比。细化考核评价标准，使学生有章可循，督促学生积极完成课程和课题任务，防止学生出现半途而废的情况，但学生若不能坚持，要坚决淘汰，评价结果将在第八学期完成并登入最终成绩。

四 基于研究性实验课的研究成果选拔和储备竞赛资源，通过竞赛锻炼并培养学生的科研素养

研究性实验课在开展的同时，要引导参与选课的本科生积极参与各类竞赛，培养学生的科技创新意识，在准备竞赛的前提下，不断激发其独立的创造性思维，激发学生的科学研究兴趣，在促进青年创新和研究人才成长、深化高校素质教育、推动学生的创新和研究能力的培养。在研究性实验的前提下鼓励大学生参加的各类竞赛，包括：（1）选拔学生参加全国高师化学技能竞赛;（2）推荐并组织团队申报校内举办的“大学生创新团队”， 以参加研究性实验的本科生为成员，组成研究团队申报校内实践科设立的本科生研究创新团队，鼓励学生设计方案填写项目内容等，并按研究计划开展实验工作，完成结题;（3）通过竞赛的筛选和锻炼，择优推荐优秀学生参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛或大学生课外学术实践竞赛，同时鼓励学生参加省级及以上的各类科技、创业竞赛。通过这些竞赛，不但能使学生深入了解科学研究的重要性，更为他们深度接触和参与科学研究提供了机会，进一步培养学生的科研兴趣，和从事科学研究工作的决心，从而为他们在考研的面试，以及后期的实验研究坚定了信心，打下坚实的基础。

五 紧密联系研究性实验课题，提高毕业论文整体质量

在国家的学科评估中，本科生的毕业论文作为评估中的一项重要内容，本科生的科研成果包括科研立项、发表论文、申请专利等，也成为评估中打分的重点项目之一。因此，提高本科生毕业论文质量，特别是化学学科以实验类论文为主的研究型论文质量，也是提高学校教学评估水平的重要指标。将研究性实验课与本科毕业论文紧密联系起来，使学生从第四学期开始，就进行硕士生导师的研究组，经过文献调研，课题选择，实验合成，结果测试与表征，数据分析，总结结果等一系列过程的科研素质的培养，到第八学期学生毕业论文的撰写，在这一个长达四个学期的实验研究过程中，必然得到较好的实验数据和有意义的研究结果，或者可以撰写和发表论文，或者可以申请发明专利，将这些研究结果作为本科毕业论文的内容，必然是充实饱满且有研究价值的。有优秀的实验结果发表在SCI收录的期刊，学院的本科毕业论文整体水平得到提高，既为应对学科教学评估内容作准备，又为学生的研究能力培养搭建了优质平台。

六 柔性考核方式与奖励挂勾，鼓励学生参与并取得研究成果

在参与研究性实验的学生中，很多同学在创新性思维和实验研究能力等方面得到了培养、提高和锻炼，这些使他们在考研的实验复试以及面试中受益匪浅。在考研的竞争中，与具有双一流学科的高校相比，我们的学生在实验复试和面试中通常是没有优势的。而研究性实验的开展，为学生们提供了一个迎头赶上的机会，在参与研究性实验的过程中，激发了学生们的创新思想，培养了学生操作实验的技能，学习了仪器的操作使用及数据分析方法，他们参与的课题研究得到一定的进展，取得了一些有价值的成果，使学生在研究生复试时有机会得到充分展示，用切身的研究性实验体验去获得考研目标院校导师的关注和重视，為他们在考研的成功起到了促进作用。同时，在此前题下，研究性实验的开展形成了良性循环，考研同学面试的成功，促使低年级学生更加重视研究性实验的培养，使学生更加积极地选修研究性实验课，并最终实现提高人才培养质量的目标。此外，学院的奖学金等奖励的评定方面也将研究成果列入一定的比例权重，目的是鼓励学生积极参与研究，并取得良好的研究成果。

在学院开设的研究性实验课执行的几年中，对本科生培养和学生自身素质的提高都体现出明显的成效，在新一轮培养方案修订之际，学院将本科生研究生性实验写入了本科生培养方案，使该课程成为化学学科的特色课程，更重要的是，在课程建设中，学生从研究性实验培养过程中，开拓了研究和创新思想，提高了实验技能，学院培养学生的质量得到了提高，从以选修课的学分作为鼓励，到学生自觉积极选课，自发地努力参与研究性实验，在教与学中实现了双赢。

参考文献：

[1]薛静， 陈洪根，李丹.知识经济时代高校创新人才孵化器建设模式探讨[J].中国高教研究，2005（7）：27.

[2]王海滔.研究型化学实验教学模式的创新与实践[J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（2）：117.

[3]王静怡， 本科化学实验创新教学模式的构建与实践[J]. 科技资讯， 2018（34）：192.（责任编辑：姜海晶）