研究生與本科生組合培養模式在儀器分析科研實驗中的探索

梁勝，鄺陽芳，陳述，黃昊文，龍云飛，劉狄

(湖南科技大學 a.教育學院;b.化學化工學院，湖南 湘潭 411201)

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研究生與本科生組合培養模式在儀器分析科研實驗中的探索

梁勝a，鄺陽芳b，陳述b，黃昊文b，龍云飛b，劉狄b

(湖南科技大學 a.教育學院;b.化學化工學院，湖南 湘潭 411201)

一種高效優質的旨在提高普通高等學校培養化學類專業兩個層次(研究生與本科生)學生實踐探究和科研創新能力成效的新教育模式——“研究生與本科生組合式培養”，在湖南科技大學化學化工學院化學系分析化學團隊試行并獲得成功。結合當前高等教育的改革方向和社會對人才培養的要求，該模式在教育改革創新層面對科研綜合能力培養方面具有重大的作用和意義。此外，基于其精簡的結構，推廣該模式具有可行性。

教育模式；組合培養；科研；意義

“理論源于實踐”，對于化學這一以實驗為基礎的學科，這句話更是不二箴言。在這一領域，大多數的理論都是從實驗中被發現并歸納而來，而理論的真理性考究更離不開其在不斷發展的實驗中得以檢驗[1]。基于此理念，我國大多數的高校在化學類本科專業的課程設置上已制定了較為全面的實驗課程計劃。這些計劃無疑對本科生實驗能力的培養起到了很好的作用，但是對有志愿走上科研道路并想在更高層次上深造的學生來說，各高校制定的培養方案和在實際教學中的具體執行方式還亟待積極的完善與創新[2]。在積極調動學生參與科研的興趣的基礎上，行之有效的培養模式不僅能使大學生科研能力的培養落到實處，甚至能讓培養目標事半功倍地實現。

化學實驗技術的現代化、新型儀器的開發與使用是人類學習和探索化學世界的基本工具和重要途徑，定量分析實驗可以檢測物質中各組分的含量，結構分析實驗可以確定物質的結構特征，而這些都越來越離不開現代化的儀器分析實驗。也就是說，儀器分析實驗在化學學科中扮演著至關重要的基礎和橋梁的作用[3]。讓大學生參與到儀器分析的科學研究中來，對學生科研思維的建構、嚴謹治學態度的培養等都有重大的意義。

另一方面，就目前情況看，錄入分析化學專業的碩士研究生已初步具備較豐富的實驗經驗和扎實全面的化學專業知識，對儀器的使用操作能熟練掌握，并且大多表現出嚴謹的治學態度，在實驗操作的規范上能做到科學務實和嚴格要求自己。確定研究方向和課題后，研究生在導師指導下通過閱讀大量與課題相關的中、英文獻期刊，對科研實驗和科技論文寫作已逐漸形成一些自己的見解。不足的是，由于科學研究經驗相對不足，研究生在對課題方向的整體把握上表現不佳，獨立探究能力欠缺，創新思維不夠活躍，在這種情況下，課題難以拓寬，實驗進展緩慢，成果產出滯后。為充分發揮研究生科研能力的優勢，并使其不足之處和面臨的難題得以彌補與解決，我院分析課題組在儀器分析實驗中實施了“本/碩生組合式培養”。

1　本科生和研究生組合培養模式的基本框架

第一，導師對研究生的培訓。首先，在確認研究方向和課題之前，研究生在導師和“師兄”“師姐”的指導下，對實驗室的研究方向、科學及安全操作規范和器材藥品的分列進行全面的了解和學習。與導師商榷后，研究生在一年級選擇與課題相關的專業課程深造，習得高等、前沿的分析化學理論知識。在課余時間，研習課題組已發表期刊文獻，閱讀老師推薦的科技論文，并在進度報告會上學習相關研究經驗，總結閱讀心得。在此基礎上，在進行課題探究之前，研究生的儀器分析實驗的基本功已扎穩。

第二，研究生對本科生的培訓。允許已確定研究課題或方向的研究生自行在理工科類學院招募有科研興趣的本科生，研究生自己推薦的優秀學生優先考慮，同時研究生導師也在校內本科生中招募科研愛好者參與到儀器分析實驗中來。參與報名的本科生需要參加各自所選擇的導師安排的基礎知識考核，通過研究生與導師的篩選與雙向選擇，為每個參與該培養模式的研究生分配1～3名本科生組建科研小組。研究生作為團隊帶頭人負責小組內本科生相關知識的引導學習與實驗室各儀器設備操作的教學并管理與協調組內分工協作。各實驗室會定期舉行科研小組的學習及工作進展的分享和報告會議，導師予以點評和指導，同時設立合理的獎勵機制，成果團隊共享，調動每個小組成員的積極性。

2　培養模式在實踐中的成功

在學校的支持和資助下，該培養模式近年在我校化學化工學院一直被各碩士研究生導師踐行和完善，并取得了可觀的成績。

第一，本科生層面。采用本科生和研究生組合培養模式的實驗室，學習與科研氛圍濃厚，課題研究進展快，本科生實驗動手能力與科學素養的培養成效顯著，成立的科研小組在各種大學生科技學術創新競賽中斬獲多數獎項。而且，參與到該培養模式中的本科生，由于能將所學理論知識與實際實驗操作結合，知識體系可進一步系統化，在研究生入學考試中往往能夠取得優于一般本科生的成績，尤其在注重考察實踐能力的復試中表現出極為出眾的競爭力。如參加我院分析課題組科研項目的2015屆本科畢業生的6名學生全部考研并成功被各高校錄取為碩士研究生，其中有2人以優異的成績被湖南大學分析化學專業錄取。另外，該模式下培養的學生，具有扎實的實驗技能和較為豐富的科研經驗，又具有良好的團隊協作能力，甚至有的學生已有成果發表于分析化學領域權威學術期刊，邁入研究生階段后，進入角色快，廣泛得到導師們的認可和好評。

第二，研究生層面。研究生通過指導本科生實驗探究和專業知識學習，本身的專業知識、科研思維和實驗技能得到鞏固、梳理和提升，綜合素質進一步增強。在團隊組織與工作協調過程中研究生得到了更好的鍛煉，獨立拓展探究與領導分析能力增強。與此同時，通過團隊的協作，研究生的課題進展也比之前要快許多，科研成果產出效率也明顯提高。本課題組平均每一位研究生在畢業前能發表2～3篇SCI收錄論文，獲得1～2項科技發明專利，這種模式下培養出來的碩士畢業生科研實力拔尖，又具有較強的團隊領導與合作能力以及科技論文寫作能力，基本都達到博士研究生學習和工作的能力要求。我院分析化學課題組2015屆碩士畢業生中有2位分別被南開大學和天津大學化學化工學院錄取為博士研究生，2016屆也有2位碩士畢業生分別被南開大學和華南理工大學錄取。

3　組合培養模式的優勢分析

基于硬件設施和導師資源的有限性，我國大多數高校在培養化學化工類專業學生方面，雖保證了相關基礎實驗的訓練，但在培養學生具有實驗探究能力和科學研究能力方面止步于少量的相關課堂授課，有機會進入科研實驗室獲得這方面能力提升的本科生寥寥可數。而在該組合培養模式下提升本碩生實驗技能和科學素養，充分利用了可調動和利用的人力資源、儀器及實驗耗材資源，在這方面實現了資源利用最優化和效率最大化，每個研究生導師的教育容量都能夠得到極大提升。在這種組合培養、小型團隊的模式背景下，原本繁重的管理和教育任務也被精簡，各導師能將更多時間投入到科研工作之中。我國許多高校在本科生的培養計劃中沒有開設科技論文寫作課程，但科技論文的寫作能力是化工學化工類專業學生綜合素質的一個重要組成部分[4]。由于在平時的研究過程中會要求本科生閱讀一定量的相關科技期刊文章，并進行論文寫作格式的學習與練習，參與實驗室科研成果論文的寫作。組合培養模式下的本科生，在做畢業設計時，基本上能獨立完整地完成論文寫作，一般不需要導師在論文格式上作糾正和在內容上給很多修改建議。此組合培養模式采用的是通告征募和研究生聯絡“種子成員”的方式選取本科生培養對象，以學生意向為主要組織動機，因此進入科研小組的本科生都是以積極的態度和飽滿的熱情投入到科研技能學習和應用中。這些學生大多對學科研究有濃厚的興趣，有主動學習的覺悟和良好習慣，且在人際交往和團隊合作方面表現出優于其他學生的積極性和能力。各小組一經成立，組內能快速形成良好的互學互助的融洽氛圍，便于導師的教育和管理工作順利進行，只有在學生積極學習和探索的前提下，教育目的和培養目標才能切實高效的實現。采用這樣的培養模式，改變了想進入實驗室學習和參與科研的學生多而科研教育容量小的舊況，滿足了大多數有科研志向的學生提升自己的心愿。它培養了更多的科研“種子選手”，既增強了我院本科畢業生的社會競爭力和綜合能力與素質，更是為國家科研軟實力的發展添磚加瓦，這是貼合我國“科教興國”戰略的培養模式。

4　對高校教育改革和培養實踐型人才的意義

美國著名的實用主義哲學家、教育家和心理學家約翰·杜威說過：“學生要學習的最難的課程就是實踐課，假如他學不好這門課，再多的書本知識也補償不了。”杜威的“在做中學”的實用主義教育指出，要學會一種知識或一項技能，最好的方法，甚至唯一的方法就是去做，去親自體驗。當前科學技術競爭已在國際競爭中扮演著舉足輕重的角色，其實質即是人才的競爭，而適應社會需求的人才的培養正是教育的社會目的。在如今急需創新型、實踐型人才的社會背景之下，培養學生的動手能力、實驗探究能力和創新意識成為了當今教育改革的重要部分[5]。據考察，大多數高校都結合自身實際情況實施了各自頗具特色的改革策略，我校化學化工學院采用該種培養模式也是對這一改革浪潮的積極回應和開拓。這一培養模式雖是我院結合學院實際情況的特色創新，但它結構清晰、易于執行的特點也決定了它具有廣泛的適用性。高校只有不斷創新更優更高效的人才培養模式，適應社會發展的潮流，培養更多的務實能干的科學工作者，為科技創新源源不斷注入血液，提供強有力的后備支撐，教育才能成功地為社會和經濟發展服務。

5　結語

教育的目的是把受教育者培養成為能滿足社會需要的人。大多數大學生從高校畢業后都直接進入社會成為各行各業工作崗位上的專業型人才。高校畢業生的實踐創新能力直接關系到整個社會的國際競爭力。在教育改革全盤逐步推進的今天，高校的教育模式只有不斷在創新中求發展，因地制宜，開發和實施如本文所介紹的“研究生與本科生組合培養”等優質高效的培養模式，人才培養的數量和質量才能與時俱進，教育先行的意義才能得以充分體現[6]。

[1] 陳述,龍云飛.本科生與研究生儀器分析實驗能力的培養[J].當代教育理論與實踐,2011(3):54-55.

[2] 陳立妙.高校化學實驗教學模式的創新研究[J].重慶與世界：學術版,2012(10):72-74.

[3] 崔連義.儀器分析實驗教學改革之實踐[J].實驗室研究與探索,2011(2):189-192.

[4] 龍云飛,陳述,岳明.論大學生參與科學研究對能力培養的作用[J].當代教育理論與實踐,2011(3):165-167.

[5] 韋斯林.科學探究中的微型化學實驗研究[D].桂林：廣西師范大學,2004.

[6] 鄔志輝.教育先行的決策效益研究[J].教育發展研究,1997(8):5-10.

(責任校對王小飛)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.07.024

20160105

國家自然科學基金(21275047)；國家級化學特色專業資助(TS1Z078)

梁勝(1993-)，男，湖南益陽人，碩士生,主要從事光譜化學分析與化學學科教學研究。

G640

A

1674-5884(2016)07-0072-03