課余科研對大學生創新能力培養及教學效果提升的實踐研究

潘歡迎，王志強，彭 浩，李仲夏

中國地質大學（武漢）環境學院，湖北 武漢 430074

高校本科教育教學理念中，著重突出的部分是培養大學生的科技創新能力。我國《高等教育法》明確規定：高等教育的任務是培養具有創新精神和創新能力的高級專門人才[1]。推動科技進步和創新的關鍵是培養人才，人才的培養關鍵靠教育。那么反之，據筆者多年從事教學工作和指導學生參加課余科研的經驗，參加課余科研對于本科教育教學的質量亦有著顯著的提升效果。所謂“授之以魚，不如授之以漁”，課余科研對于本科教學質量的促進和提升，最終能夠達到“教學相長，相得益彰”的目的。

本文結合中國地質大學(武漢)環境學院本科生參加課余科研的情況和筆者長期從事教學工作和指導學生課余科研的經驗，具體探討在著力培養大學生創新能力的高校教育大背景下，學生開展課余科研對本科教學質量的提升效果。

一、本科生科技創新現狀

所謂大學生科技創新，即本科生科研訓練，是面向在讀本科生(一般以大三學生為主)開展的科研項目[2]。本科生科研訓練的作用在于，鼓勵一部分具有一定科學思維和基礎的學生進行科學創新研究，通過科研項目進一步培養科學興趣和科學思維，從而鍛煉提出問題、分析問題、解決問題的獨立科研能力，充分培養其合作能力及團隊意識。大學生的科研能力作為一種特殊能力，它是大學生從事科研活動所必需的一些能力的有機結合[3]。

高等學校是現代科技創新的大本營，同時是實現高等教育人才培養目標的可靠保證[4]。國外高校非常重視本科生科研創新。在美國，很多研究型大學都鼓勵本科生參與科技創新，其畢業生幾乎全部參加過科研訓練。本科學生從低年級開始參與科研，培養科學研究精神和思維，了解所屬專業前沿知識，使得本科生科研能力得到極大提升，為美國科研創新人才的培養作出了突出貢獻，也使美國大學形成了較為濃厚的科學研究氛圍和基礎，使美國大學在本科教育方面、科研人才培養方面競爭優勢明顯。

在國內，改革開放以來，各大高校也開始逐漸重視本科生科研創新能力的培養。從20世紀90年代開始，清華大學、浙江大學、東南大學等高校都設有資助本科生科研訓練的項目。浙江大學每年投入課余科研項目的經費高達20～50萬元，每年設立1000個左右；清華大學、東南大學等高校逐步把科研能力的培養納入到本科生教學計劃和人才培養的評價體系中，即要求本生在校期間必須取得科研訓練的學分才能畢業[2]。近年來，隨著教學思路和理念的轉變，以及科學研究的需求，各高校本科生課余科研開展情況日益提升，已經在國內高校中形成一種良好的風氣和底蘊，為科學研究培養了一大批優秀人才。

以中國地質大學（武漢）為例，近年來在學?？傮w要求下，由學工處、研工部、校團委等相關部門牽頭，為學生課余科研提供了很多機會，以大學生科技節為平臺，開展大學生課余科研立項、“震旦杯”大學生課余科研競賽、大學生科技論文報告會、大學生課余科研訓練計劃等活動，取得了良好效果，為地質及相關專業培養了一大批學術科技后備力量。

課余科研活動的開展，培養了本科生創新精神和科學思維，提高了科學素養，鍛煉了創新能力，在創新人才培養方面發揮著不可替代的作用。

二、課余科研對本科生教學質量的提升效果

長期以來，高等院校的教學目的之一就是培養高水平研究型學術科技人才，培養大學生創新能力。在這一大背景下，課余科研在培養學生創新思維和科研能力方面的作用對于本科教學質量的提高有著較為重大的意義，對培養大學生創新能力這一教學目的的實現起到了重要作用。此外，課余科研在提高學生專業知識的學習興趣、改進本科教學方式、培養實用型人才等方面亦有顯著作用。

根據筆者近年來教學工作經歷和指導本科生開展課余科研的經驗，結合具體實例，現將本科生開展課余科研對于教學質量的提升作用總結如下。

1.增強專業學習興趣

專業知識學習和技能鍛煉是本科教學的主要內容。但是，枯燥、籠統的理論知識學習，往往降低了學生學習專業知識的興趣，從而成為學生學習的瓶頸和阻礙。而學生開展課余科研之后，因為科研中需要一定深度的專業基礎知識，求知欲會形成巨大的自學動力，使得學生能夠主動去查找資料、詢問導師或者自學相關課程，從而達到自主學習的目的，從根本上實現從“要我學”到“我要學”的轉變；而課余科研在取得一定成果之后，學生也會形成一種滿足感和成就感，參與課余科研和積極學習專業知識的動力更強，從而形成一種良性的循環。

以我校環境學院一部分同學為例，在未進行課余科研之前，部分同學沒有學習方向和動力，出現了掛科現象，但在參加課余科研之后，學習成績有明顯上升，不僅沒有不及格，而且取得了各類獎助學金，取得了顯著的進步。

2.鍛煉學生專業技能

課余科研對于專業技能的鍛煉也大有裨益。課余科研可以培養學生的實驗操作技能、各種地下水及相關模擬軟件的使用，以及時間管理分配技能、團隊合作能力、寫作技能以及項目設計等多方面的能力，這與課堂教學相得益彰，其效果甚至好于課堂實驗教學。

就筆者所指導的課余科研團隊來說，在項目進行過程中，學生需要自己設計試驗構件，自己動手操作并記錄、分析試驗結果，這和平時的實驗課程教學有很大的區別，使學生由被動操作變為主動學習，極大程度上提高了學生的專業技能，這對應用性大學本科生的競爭力有著巨大促進作用，因為應用型大學強調實踐強調實用，強調對專業技能的熟練掌握，這也是社會需求的實際要求。而通過課余科研的專業技能鍛煉，可以較好地滿足這一要求。

3.有助于養成創新精神和科學素養

創新不僅是時代發展的要求，也是社會進步的動力，高校不僅是培養專業性、知識型人才的搖籃，更是培養綜合、創造型人才的陣地[5]。根據高校教學的目的，高校教學歷來重視學生科學精神和素養的養成及培育。在教學活動中，教師不僅要傳授專業知識，更要培養學生從事科學研究的科學素養?？茖W精神的陶冶比科學知識的傳播更有價值，而讓學生參加科研正是學生科學精神的養成的有效途徑。

參加科研括動有助于培養學生崇尚科學的精神和實事求是、科學嚴謹的科學研究態度。隨著科研的深入開展，學生會自然而然地關注所學知識產生的方法及過程，不斷熟悉和認知科學研究的具體過程，從而有意識地提高科學素養，培養科學思維。

除此之外，課余科研也起到了啟發式教學的作用。課堂教學模式往往受限于教師一方的知識傳授，學生一方處于被動接受。這樣的教學模式使得學生只知道原始的照搬照用，而不知道為什么這樣做，找不到解決問題的方法，對于培養創新能力產生較大阻礙。通過課余科研，由教師進行有針對性的科學指導，有目的性的啟發學生，讓學生自己提出問題，解決問題，有助于學生科學思維的培養，并且使學生懂得了如何觸類旁通、舉一反三。

4.鼓勵專業知識應用于實際

高校開展科技創新活動的主要目的是科研訓練，但是從多年的實踐中發現，通過課外科技創新活動不僅達到了科研訓練的目的，而且許多科技成果還體現了高價值[6]。如第八屆挑戰杯作品成果中，12項作品簽約金額達2275.6萬元。

為以水文地質學科為例，社會對于此類應用型學科的要求重在發揮實際作用以及能否將專業知識應用于實際，轉化為實際產品和技術。課余科研起到了這一轉化作用。不同于專業課，課余科研是學生解決問題的方法培養和過程訓練，是學生系統地應用理論知識、發掘個人創造能力的過程，培養了學生將理論知識應用于實踐、將理論成果轉化為實際產品的能力。

部分進行科研活動的同學，有意識地積極將科研成果轉化為產品，如筆者指導的課余科研團隊現已申請了國家發明專利兩項和實用新型專利兩項，最大程度上將科研成果轉化為了實用技術?？梢?，科研活動在某種程度上，為社會培養了知識、技術兼備的優秀人才，為社會創造了價值。

5.有利于人才的深造培養

目前，國內高校對于本科生的培養和考核基本以課堂授課和考試分數為主，而研究生的考核方式則比較多樣化，且基本以科研工作量和發表論文的考查方式為主，這樣就使得本科階段和研究生階段存在明顯的差異[2]。在研究型大學這類讀研深造比例較高的高校，經過課余科研訓練的學生能夠較為順利地完成由本科到研究生的過渡，并快速適應研究生階段的學習。

科研人員從事科學研究的態度、方法、習慣的形成幾乎都可以追溯到大學本科階段[7]。筆者指導的某學生，作為其課余科研團隊的主要負責人，在本科階段積極參與科研活動，最終通過學校“創新人才”獲得推免資格，獲得一等獎學金，并取得碩博連讀資格，在研究生階段亦取得顯著的科研成果。本科階段良好的科研思維和能力，為研究生階段的深造創造了良好的條件。

6.教學相長改變傳統教學模式

教師與學生之間的互動,即“教學相長”,對學生科研能力的培養有著良好的促進作用[8]。但是，許多本科院校以教學為主，科研為輔，師生關系處于教師單方面主動教授，學生被動學習的局面，師生之間缺少交流和溝通，同時也缺少科研觀點的碰撞，使高校學術氛圍相對較淡，阻礙了創新人才的培養。高校教師既是教學的主體，承載著教學與科研的雙重任務，而教學與科研的結合是提高人才培養質量的關鍵[9]。教師通過開展課余科研，教師給予學生以充分科學的啟發式引導，定期研討、相互交流，有利于發現教師教學過程中的不足，從而改變傳統的教學模式，不僅對學生的科研能力有著極大提高，也對教師隊伍科研水平的提高起到了很好地促進作用，最終達致教學相長的目的。

7.有助于培養團隊意識和健全人格

科學研究是一項艱苦的工作，要求具有堅忍不拔、百折不撓的毅力和頑強拼搏的作風；謙虛、主動、認真、嚴謹的態度；甘于寂寞、鍥而不舍、持之以恒的精神[10]。因此，科研活動不僅能培養學生的科學素養，而且能夠幫助學生樹立健全的人格和品德，培養團隊合作意識。開展科研活動時，學生往往組成團隊，合作開展。因此，在這個過程中，學生就要面對各種關系，如個人與他人、個人與集體、名利與責任等，有助于培養學生的團隊意識、集體精神與合作能力。除此之外，在開展科研活動的過程中，因為能力所限等各方面因素，學生往往會遇到巨大的困難甚至失敗。因此，如何面對困難、解決困難成為了科研活動的一大主線。在這個過程中，科研活動培養了學生的自制力、毅力等良好的意志品質，為學生今后的學習、工作提供了基礎。

同樣以筆者指導的團隊為例，該團隊建立至今，團隊成員積極合作，優勢互補，團結協作，克服了一系列困難，在全國大學生水利創新設計大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、科技論文報告會等活動中均取得了優秀的成績。這與團隊內充分合作、優勢互補的作用密不可分。

8.增加實踐教學機會

我校歷來重視實習，形成了周口店、北戴河、三峽地質認識實習、專業生產實習等一整套完善的實習鍛煉體系，也使我校學生在就業深造等方面有著較大優勢。而科研活動可以進一步增加實踐教學機會，進一步對課堂上講授的理論進行完善，培養和鍛煉本科生的自主學習能力、分析問題和解決問題的能力。

課余科研也可為本科教學的實踐環節節省必要的實驗經費，是對科研經費不足的有益補充；其科學研究成果可為課內實驗教學提供新的實驗裝置和實驗內容，為促進創新性實驗與設計性實驗建立良好的平臺。如環境學院學生自主研制的“一維流三維彌散測定儀”，通過校正和簡單改進，完全可以應用于演示教學實驗，為教學儀器的研發節約了成本和經費。

三、結語

在著力培養大學生創新能力背景下，學生參加課余科研活動，對于大學生的動手能力、創新思維和科學思維、專業學習、綜合素質的培養和提升都具有明顯作用，而以上均是本科教育教學的重要目標，因此，課余科研對于大學生創新能力培養及教學效果的提升具有重要意義和不可替代性。

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