应用化学专业本科生科研能力的培养在教学中的研究与分析*

郝伟举，张怡然

(上海理工大学化学系，上海 200093)

进入21世纪，知识老化的速度不断加快，学科与学科间的知识壁垒被逐渐突破、渗透、融合。随着应用化学学科绿色化，专业化的发展趋势以及知识和技术更新周期的不断缩短，也相应对应用化学专业人才的培养提出了新的要求——我们需要的是充足的理论知识，良好的实践能力，二者兼备且拥有一定的科研思维和创新能力的人才。而在人才培养方面，传统的教学模式大多以固定的单一知识体系和理论为主，教师仅仅通过书本进行授课，课堂氛围难免枯燥乏味，学生只是被动的接收知识，缺乏实践创新能力，从而导致本科生科研能力培养的严重不足。因此培养应用化学本科生具有基本的科研素养以及扎实的理论基础是大学的目标，在实验以及理论教学中，如何实现以科研人才培养为目标的相关教学模式成为实验以及理论教学中的重要内容同时也需要认真思考和深入研究的问题。

1 培养应化专业本科生科研能力的必要性

培养科研思维、创新能力是学科发展的需要。现阶段提高本科生教育质量，培养拔尖创新人才，已成为我国高校建设与发展的主题。近些年来，中国各方面的能力之所以能够有如此迅猛的发展，是因为创新在其中扮演了极为重要的角色[1]。国防实力的提升、教育水平的提高、优秀科研成果的不断问世、航天事业的快速发展，全都以创新作为核心力量。许多应化专业毕业生在进入实习单位工作时，往往会面临动手能力较差，不能举一反三，很难独立完成工作等问题。虽然目前我国高等院校已经开始着手将工作重心从强调“绩点为王”的传统教学模式转变为强调创新思维和科研能力的现代型教育模式，但由于没有规范化的实施措施及政策，创新教育很难开展。

“心中醒，口中说，纸上作，不从身上习过，皆无用也[2]。通过科研实验，本科生可以获得与其专业领域内的教授交流学习的机会，在实验过程中耳濡目染，最终在导师引导下独立完成科研任务。这样一来不仅能够培养本科生的科研思维与创新能力，更有助于巩固应化专业基础知识，提高新知识与运用书本知识的融会贯通的能力。此外，通过科研实验， 应用化学专业的本科生也能对自身有更清晰的认识，丰富自身履历，对其今后的学术深造和就业发展也有很大帮助。因此，在大学本科阶段的整个实验教学体系中，科研能力的培养作为一种提升创新能力的培养方式，其地位十分关键。

2 现状及存在问题

2.1 实验教学方式太过枯燥

目前应用化学专业本科生的实验课都已有配套教材，实验目的、实验原理、实验步骤以及注意事项都已被设计好，学生只需要按照书本上的文字操作即可，学生独立思考的机会被剥夺，这种实验教学模式只是在检验原有的实验结论是否正确，这对于学生综合素质的培养非常不利，甚至不能满足培养应用化学专业本科生科研能力的需要[3]。

2.2 实验教学未引起学校及师生重视

直到20世纪90年代末，我国高等院校在培养本科生科研能力方面才逐渐起步。 1996年，清华大学借鉴美国麻省理工学院的本科生研究机会计划，实施“大学生研究训练计划”，这是我国高校最早开展的本科生创新与科研训练计划[4]。从那以后，国内的高等院校也相继开展了类似活动。2005年，北京大学出台规定，首次将“研究课程”纳入课程体系，迈出了本科生创新与科研能力培养体系建设的关键一步，将本科生研究课程管理提高到了新的水平。

实验课虽然是一门独立的课程，但由于实用性不强，缺少趣味性，学生们仅把实验课看成是次于专业课的附属课程，未能引起学生足够的重视。但应用化学是一门对实验操作有着一定要求的专业，学生除了基本理论课程的学习外，还需培养包括实验室操作安全及实验仪器的正确使用在内的基本实验技能[5]。

2.3 师资力量不足

在应用化学专业本科生教育中，教师起着关键性作用，然而最近几年高校大量扩招，教师资源匮乏，实验教学只能以大班方式进行。目前化学师资力量也较为薄弱，高学历并且开展科研工作的教师更是少之又少。大多数的教师教学任务重，因此耗费在本科生科研能力培养方面的精力与时间不足。

2.4 科研经费不足

高等院校的办学资金主要来自于地方政府的财政拨款、学校的教育贷款，由于成立时间短，普遍存在学校资源缺乏、自主创收能力不强、办学经费不足等现象。一方面对实验仪器设备有一定要求的实验消耗成本较大，另一方面实验还需购置药品试剂，经费不足导致科研实验难以进行。

3 具体办法和举措

3.1 增加本科生科研能力培训，激发科研兴趣

要区分本科生与研究生对文献的不同要求，如何调动本科生对文献检索和阅读的兴趣是提升其阅读量和训练其阅读能力的关键。根据化学类本科生不同的专业，要引发本专业学生对科研兴趣的不同，确立以兴趣为导向。

应用化学专业本科生科研能力的培养要贯穿于整个实验教学过程中，大二及大三阶段，对学生的文献检索能力进行培养。使用检索工具查阅相关文献是获取大量原始资料的有效手段，熟练掌握查找文献的具体方法和技巧能让日后的科研工作事半功倍。学校还可以引导学习成绩突出且有意愿参与科研实验的本科二年级及以上学生与教师结对，利用课余时间参与实验。导师首先将相应课题分配给学生，学生应提前查阅文献，了解实验思路、原理及步骤，实验过程中做好实验记录，实验结束后学会用查找文献的方法来解决实验中遇到的问题，总结反思，将学生的实验教学与教师的科研工作相结合。大四开始着手准备毕业设计以及毕业论文，前期积累的文献检索，数据处理等能力，都能帮助学生形成一个完整的科研实践体系。在科研能力的培训过程中要强调科研在自身发展以及日后工作中的重要作用，注重激发本科生的科研兴趣，营造良好的科研氛围。

3.2 引进优秀教师，营造良好科研氛围

高等院校在招聘教师过程中应该多选择一些科研素养高、有丰富科研经验的优秀师资力量。应用化学专业本科生可以根据自己的兴趣选择合适的导师，根据教师科研项目的进展参与到实验当中。一方面，教师相信学生可以胜任相关的科研工作，并且愿意帮助引导学生，做学生科研工作的领路人。另一方面，教师要树立师生平等的意识，在科研实验的过程中与学生一起发现、探讨和解决问题。这样学生既能参与科研实验，又能帮助导师完成科研的任务，并且缓解了一部分由于师资力量和科研经费不足带来的压力。按照这种模式培养，既能营造出良好的科研氛围，又可提升应化专业本科生的科研能力，同时也促进了未来科研工作的发展。

4 自身具体实例

4.1 增强了学习的积极性和主动性

教师的科研实验室相较于普通实验室往往拥有更多先进的实验设备和良好的实验环境，为本科生科研能力的培养提供了有利条件。现阶段，本实验室大四学生2名做“毕业设计”，其毕业论文方向为化学镀法实现高效硼基催化材料的制备及在电解水制氢的应用研究，大二学生2名做“大学生创新实验”，其方向是柔性催化电极的构建及析氢研究。其中，顾同学已有专利(专利名称：化学镀法制备金属硫化物实现高效电解水制氢，管理编号：20201392)在审理，几位本科生都是为应用化学专业学生，他们充分利用实验室条件，积极参加实验。将学生的实验教学与教师的科研工作相结合，拓宽了学生的知识面，使其综合素质得到提升。课题的研究方向以及实验设计的具体操作都以学生为主，教师只做必要的引导[6]。平时学习到的专业理论知识也能在课题研究中得以体现，知识不再是只存在于书本上死板的文字，特别是当课题的研究取得进展，能独立解决问题的时候，获得的不仅仅是成就感，还有从“要我学”转变为“我要学”的学习态度，从一味的“被动接受”转变为“主动探索新知”的学习方式，充分发挥学生的积极性和主动性。

4.2 开拓了视野

本科生进入科研实验室，能获得许多与导师和研究生交流的机会，可以在交流的过程中了解他们的科研方向及内容，获得一些与应用化学专业相关领域的前沿资讯，极大地开拓了视野，激发了学习热情，增强学生对应用化学专业的热爱，明确了自己的奋斗目标，现阶段在实验室做科研的几位应用化学专业本科生，都励志要继续深造，攻读研究生。

5 展 望

随着化学的发展与科研水平的不断提高，本科生的科研能力和科研经历越发得到国内外重点院校研究生导师以及企业的认可和青睐。目前应化专业本科生的实验教学，通常只关注专业知识的教学，而忽略了在大学生综合素质能力中占有重要地位的科研能力。科研能力和创新思维的培养在应化专业本科生教学中具有深远意义，但是仍然存在科研实验仪器、师资及资金不足等问题。我们只有充分理解本科生科研思维能力在实验教学中的关键作用，才能为培养更多的科研人才发挥其应有的作用。

6 结 语

应用化学本身就是一门集理论、实践和综合为一体的学科，各分支学科间紧密交叉。随着高等院校的教学水平与人才培养质量的稳步提升，各高校纷纷将创新型教育纳入人才培养计划。这必然对学生的综合素质提出了更高的要求，因此科研能力以及素养的培养至关重要。通过培养学生严谨的科研态度，缜密的科研思维，即使是被动的接受科研培训，只要有较为扎实的专业知识作为支撑，也会在今后从事的相关工作中受益匪浅。