一流专业视域下课外科研提升地方高校教学效果的研究＊

文桂林 李 莉 储玉婷 邢言言

(淮南师范学院 化学与材料工程学院，安徽淮南 232038)

0 引言

“双一流”建设为21 世纪的中国高等教育带来了前所未有的发展机遇[1]。结合目标导向性教育OBE 的特质，“双一流”建设的核心和抓手在于打造“一流专业”，以国家专业认证为契机，重构专业培养方案及课程体系，建设完备的教学、实验条件，组建一流的教师队伍，最终实现“本科教育”的根本目的—培养创新型人才，为国民经济和人类自身的发展提供不竭的动力[2]。因此，培养创新型人才，是现阶段深化高等教育改革、建设“一流专业”的出发点和根本目的。

如何培养出适应时代变革和发展需要的创新型人才？围绕这一问题各国进行了大量研究和探索，其中，对大学生进行科研训练是一种行之有效的培养方式[3]。美国麻省理工学院最早于1969 年提出了大学生科研训练计划，进入21 世纪以来，越来越多的国内高校开展了大学生科研训练计划[4]。国家和省级层面也设置了科研训练计划以及竞赛，如国家和省级大学生创新训练计划项目、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等。毋庸置疑，大学生利用业余时间进行科研实践在提升大学生实践能力和创新能力、养成科学素养方面具有其他教学方式不可比拟的优势，对高校创新型人才的培养、构建一流专业具有重要作用[5]。作为省属普通本科院校和安徽应用型本科高校联盟成员，淮南师范学院专业建设成效显著。近年来，获批1 个国家级一流本科专业建设点和13 个省级一流本科专业建设点，有4 个专业通过专业认证，2021—2022 年共有9 个专业实现普通高校本科第一批次招生。结合建设地方应用型高水平大学的目标和专业发展要求，学校设立了校级大学生课外科技实践创新活动基金以及学生专利奖励专项基金，鼓励学有余力的学生利用业余时间进行科研探索或者参与教师的科研项目。通过近些年来对部分大学生的科研训练，取得了一定的成效，具有积极作用。结合多年来的专业建设经验，在梳理大学生利用业余时间进行科研实践的基础上，从加深理论知识理解、提高实践学习能力和科研能力养成等方面探讨大学生课外科研对提升教学质量、培养创新型人才的作用，为地方应用型本科高校创新型人才的培养和加快建立“一流专业”提供理论依据。

1 增强对专业理论知识的理解

在本科阶段，教学工作的主体还是课堂讲授，囿于大学扩招和教学条件限制，课堂教授基本上通过“教师讲授-学生学习”这条主线进行基础理论知识的教与学[6]。尽管课堂教学中引入了黑板粉笔板书、多媒体、章节卡片、翻转课堂、线上教学等多种教学手段，但是理论教学的本质决定了学习过程中的空洞、乏味及无用，从而无法调动专业知识学习的积极性[7]。同时，因为建构地方应用型大学，专业理论课程的学时和学分被大幅压缩，导致可用于理论教学的有效时间不足，专业知识少讲、浅讲的现象比较突出。学生利用课外时间进行科研实践，在申报和主持科技创新项目或参加教师科研项目中，必将围绕科研领域阅读指定书籍和专业基础学习资料，这种有针对性的理论知识学习，既可以训练自学能力，又可以掌握相应领域的基础知识。同时，科研工作还需要查阅大量的科技文献以及查新工作，科研过程中还要不断补充检索各类文献，这些文献主要包含一些知名的中、外文专业数据库,学生按需独立检索和下载相关中文和外文文献期刊，并进行认真细致的阅读和分析整理。通过阅读训练能提高学习的主动性和动力，增进对专业知识的认知，激发学习兴趣，调动学生对本专业知识的学习积极性和主动性。从而增强对专业理论知识的理解，有效提升课堂理论教学的质量。

科研工作中，首先涉及文献的检索和阅读，需要利用SciFinder 检索美国化学会ACS、英国皇家化学会RSC、Wiley、Elsevier、Springer、Taylor 和中国知网等专业数据库，并阅读JACS、Angew、Inorg.Chem.、Chem.Commun.、DaltonTrans.、Chem.Euro.J.、Cryst.GrowthDes.、Coord.Chem.Rev.、Chin.J.Chem.、《中国科学B》《高等学校化学学报》《化学学报》《无机化学学报》《物理化学学报》《结构化学》《中国稀土学报》等大量学术期刊，其中涉及大批量的专业英语词汇和专业术语的学习；在单晶体培养过程中，包含大量的基础合成理论；结构测试和分析方面，需要运用晶体学基本原理，如群论、晶体工程等，这些知识属于结构化学和各种材料类课程的基础理论，晦涩难懂；在后期的测试表征中，基础表征涵盖了谱学、热分析技术、电化学分析等，材料的应用表征又包含了磁学、吸脱附理论、电镜技术、催化原理等，上述知识属于仪器分析、材料性质、基础化学课程的范畴。只有通过参与实际的科研实践过程，这些纯理论知识才具有针对性和实用性，才能克服学习理论课程的枯燥无趣，让高深的理论知识变得鲜活易懂、接近生活。

2 提高实践学习能力

为了提高大学生的动手能力和实际操作技巧，高校持续调整增加了实践课程的学时比例，特别是以理工科类专业为甚[8]。众多的实践教学中，多以验证性实验或者简单的实验操作为主，学生知其然但是不知其所以然，没有独立的专业思维，缺少独当一面的能力，最终沦为实验操作工。针对这一弊病，近几年实践教学的开设出现了模块化、综合性的趋势，并提高毕业论文工作的标准和实践性毕业论文的比例，引入了实习、见习和定岗实习等实践方式，呈现了良好的局面[9]。以材料化学专业为例，实践教学可以包含硅酸盐综合实验、新能源材料实验、固体氧化物燃料电池实验、锂电池综合实验等，也可以包含金工实习、在水玻陶工厂见习、企业导师指导、顶岗实习等形式。但是，在学生基数大、高校企业衔接不畅的前提下，实践教学的效果还有待提高，特别是培养学生独立的实践能力显得尤为重要。

学生利用课外时间进行系统化的科研实践，可以有效地提高实践能力。科研实践涉及研究课题申报、课题评审、课题方案拟定、实验工作开展、实验结果分析和表征以及实验数据和方案的完善等步骤，并建立系统的科研实践体系（见图1）。科研过程中，团队成员阅读大量文献，通过交流和讨论，确立课题并撰写申请报告；在此基础上，准备PPT 介绍，接受评委质询和项目修改；项目获批后，需要大量的时间在专业实验室进行广泛的实验，学生必须具备基本的实验操作能力、灵活变通的实验头脑，以及持之以恒的实验精神和端正的实验态度，要在不断失败中完善实验和修正研究方案；出现实验成果后，在理论分析的前提下，挖掘实验成果的特点和潜在应用特性，拟定表征项目并送检；对测试表征的数据进行深入分析；对于优异的实验成功，还可以撰写科技论文公开发表，与全世界的科技工作者共享科研成果。

图1 学生科研实践体系（以淮南师范学院材料化学专业为例）

同时，科技实践中，还涉及开题报告、任务书、中期检查、结项汇报等。这一系列工作以教师建立的科研平台为载体，具有课堂实践教学和校企联合实践所不具备的比较优势，科研实践周期长、不可预知因素多，涉及大量的专业知识和实践技能，从而可以有效提高实践教学效果，培养学生独立开展科学研究和自主学习的综合实践能力，最终形成完善的人格和良好的专业素养。

3 接触前沿科技领域和提升科学素养

在学生进行科研实践中，指导教师必须担负起完整的指导作用，引导有科研潜力的大学生长期从事科学研究工作[10-11]。学生通过科研训练，能接触相关领域的学科前沿，并学习各种科研知识和技能，认识各种科研成果衡量指标，如SCI、EI、CSCD 期刊论文。通过科研训练，学生掌握科技前沿的同时，还能找准行业、国家差距，激发青年学子投身科学研究和报效国家的热情，是课程思政教学的一种有力手段。在科研实践中，学生能够参与不同的学术交流活动，如课题组内部交流会seminar、课题组外的学术交流、各种学术会议，从而能有效地促进学术思想的碰撞，加快科研工作的开展。一方面，本科阶段经过课余科研实践训练，学生在进入研究生阶段能够快速完成由本科到研究生学习方法的过渡，快速进入研究状态并开展科研工作。另一方面，本科阶段参加科研训练有助于培养学生的科学精神和科研态度，做到实事求是、科学严谨、有毅力并能吃苦耐劳，从而提高了科学素养、培养了科学思维。本科生科研可提高教师科研平台的使用效率，部分解决因为无研究生招生权导致的科研设备利用率低、研究课题进展缓慢的问题。

以笔者的专业实验室为例，2014 年以来，已有数批学有余力的学生进入到教师主持的国家自然科学基金、安徽省自然科学基金等科研项目中，完成了一整套的科研训练。学生以安徽省低温共烧材料重点实验室和物理化学省级重点学科为依托，依靠教师搭建的科研平台，又申请到了10 余项淮南师范学院支持百名优秀学生课外科技实践创新活动基金、数项国家级大学生创新训练计划项目和安徽省大学生创新训练计划项目（见表1）。尽管学生的项目经费支持力度远远低于科研实践开支，但是仍然为学生科研提供了研究场所、设备和充足的实验耗材，并且为进行科研实践的学生按照实际表现提供数目不等的助研金，在经过几年的努力后取得了一些成果。如，获得了省级高等学校大学生化学竞赛、安徽省挑战杯和校级挑战杯的奖项，申请了专利并作为主要作者参与了科技论文的撰写。同时，在此基础上形成的本科学位论文，高比例获得了校级优秀毕业论文称号。这些成果的取得，锻炼了学生们的科研能力，提升了科学素养，在研究生考试和研究生阶段的科研工作以及企业研发岗位中都起到了一定的积极作用。在历年的研究生考试中，在本实验开展研究工作的学生在研究生招生考试中录取率（不低于50%）远高于学校平均水平（全校考研录取率约10%）。通过继续深造学生的反馈发现，在后续的研究生学习阶段，其科研工作的起点、深度和研究成果获取能力都有了明显提高，为高水平的科研工作夯实了基础，在科研道路上迈出了至关重要的第一步。

表1 学生自主开展科研情况和取得的成果1

4 结语

在“双一流”建设的浪潮下，对于地方高校而言，大学生利用课外时间进行科研训练，有利于增强学生对专业理论知识的理解、提高实践学习能力、接触前沿科技领域和提升科学素养，从而提升教学质量，培养出适应社会需求的高素质创新型人才，为地方应用型本科高校创新型人才的培养、一流专业的创建和高等教育本科教育改革提供现实案例和理论依据。