農林院校化學類專業科研訓練的教學探索

熊萬明， 陳金珠， 吳蘇琴， 王義華

(江西農業大學 化學系， 南昌 330045)

0 引 言

培育創新型本科人才是現代高校面臨的共同任務，而其科研能力的培養被普遍認為是創新型人才培養的一條直接有效的途徑[1-4]。美國是大學生科研活動開展最廣泛的國家之一。1998年，博耶研究型大學本科生教育委員會提出建立“基于研究的學習模式”，標志著美國高校本科生科研活動呈規模化發展。日本和德國等也早在本世紀初設立了大學生實踐活動的項目。

統計數據顯示發達國家大學生創業成功率是20%～30%，然而，我國大學生創業成功率不高，2009年本科生創業率僅有0.9%，到2014年，創業率上漲到2.9%，到2015年，創業率已達6.3%。值得注意的是，2016年選擇創業的應屆畢業生比例明顯下降，僅為3.1%。我國研究型大學于上世紀90年代末在全國高校中率先展開了本科生科研活動。目前，在一般地方院校都逐步拓寬了專門針對本科生設立的科研項目[5-7]，可以自由申請或者根據指南申請；尤其是近些年來，在國家層面上也設立不少本科生的科研基金或競賽項目，比如“大學生創新創業訓練計劃”“數學建模”和“挑戰杯”競賽之類。這些項目雖具有很好的科研實踐條件，但部分學生主要是應付某些競賽，追求突擊和沖刺，難以深入理解和體會創新的真正涵義。

通過近10多年的發展，大學生科研活動蓬勃開展，并呈現出多元化發展的趨勢，但還有很多問題有待解決[8-9]，尤其是對一般的非研究型地方院校。如何在“大眾創業、萬眾創新”這個主題下，使科研訓練課程落實到實處，需要在教育方式和體制方面進行相應的改革，并找到一種合適的方式[10]。化學是一門理論與實踐緊密結合的學科，化學類學生的科研訓練對其綜合能力培養具有重要的地位[11]。本文就農林院校應用化學專業科研訓練的實踐改革問題進行了探索和分析。

1 農林院校科研訓練的探索與實踐

為適應新時期的發展需求，針對我校應用化學專業開展了科研訓練教學探索，在總體上分為課內教學和課外訓練兩個板塊。學生必須參加課內教學板塊，有意愿的可以報名參與課外科研訓練。經過近幾年的研究與實踐，教學體系逐漸完善，教學效果也在逐步體現。

(1) 管理體制改革——激勵大學生參與科研實踐。根據新形勢下綜合素質教育的發展趨勢，我校各級管理部門非常重視大學生創新能力培養。在加強基礎設施建設的同時，要求低年級必修大學生創新實踐和科研訓練實踐課程，強調創新實踐教育對當前大學生的作用和意義，強化學生的重視程度。教務處、學工處和團委三個部門共同管理大學生各種創新創業教育和實踐活動，積極鼓勵參與省級以上的科技活動，并對獲得相應榮譽的學生在綜合測評中給予加分。學院層面去年也由負責科研的院領導牽頭組織成立創新實踐工作小組，制定了院級大學生科技創新發展規劃，設立大學生創新研究場所，制定相應的管理制度和績效機制，鼓勵教師以各種形式開展大學創新教育實踐。

(2) 精準指導——實行課外導師制。科研訓練不是上幾堂課，拿幾個學分就完事的。它需要理論指導與操作實踐相結合，需要一個逐漸積累和深入體會的過程，重在自身歷練。實行導師制科研訓練可以極大地發掘學生的科研潛能，可以使科研訓練更具有目的性和有效性，可以更好地銜接知識的已知與未知領域。導師制科研訓練的宗旨是“培養興趣，增強能力和發掘潛力”。在實踐過程中指導老師更重視學生的自由與創新，學生可以自行設計實驗方案，進行實驗操作。這就需要指導老師深入了解學生所做的內容，保障實驗安全，解釋疑惑，并且要隨時準備和及時解決學生試驗中出現難題或意外。

結合農林院校的特色，學院組織了以理為主，農林牧相輔的12位科研能力突出的教師為主體的導師團體。建立了針對大學二年級應用化學專業本科生為主體的培養體系，該培養體系包括管理體制的建立、培養與實踐的實施安排、實施效果的評價。在已有的基礎上，組織建立了學員學習與管理制度。

(3) 因材施教——從大學生實際情況出發。大學生科研訓練需在指導老師的引導下，對研究性問題進行初步認識、并逐步通過科研實踐對其加深認識和理解，在此基礎上提出自己的意見或建議，通過與指導老師討論分析，從而逐漸形成創新思維。然而，在一般的農林院校中，低年級的大學生在查、讀、譯和寫方面水平基本功比較薄弱，專項訓練也是嚴重不足。查看文獻，尤其是查看外文文獻的學生寥寥無幾；其文檔寫作能力也難登大雅，更不要說科技論文的寫作水平；實驗動手能力和團隊協調能力也是他們比較薄弱的環節。針對這些問題，大學生科研訓練首要任務是從實際情況出發，對其科研基本知識和技術進行培訓。另外，大學生課外時間是極為有限的，而科研實踐時間的安排及項目研究進度會極大影響大學生創新思維和能力的培養。以2或3人為1個小組，將一個總體的實驗任務進行有效分解，以階段式的培養或實驗為主。這不僅可以避免大學生課外時間有限的限制，還可以幫助他們理解每個階段的價值以及每個階段間的相互關系。

(4) 特色促教——研究領域與農業相結合。通過研究發現，大學生科研實踐的內容與其科研興趣有密切的關系。以往大部分科研實踐都是指導老師指定學生做一些科研實驗，完成其科研項目的一些任務(研究生的機制)[12]；或者直接與畢業論文掛鉤，完成其畢業論文為目的。這種以任務驅動大學生的科研訓練是束縛和被動的，摒棄這種詬病就必須以培養學生能力為唯一目的。

項園同學對生物質資源循環使用非常感興趣，發現實驗地的秸稈難以處理的問題，提出是否可以嘗試將秸稈轉化成化學品。經老師交流和查閱文獻之后，提出了“生物質基乙酰丙酸乙酯的制備”；張欣宇同學了解到樟樹中有豐富的精油，而常規的水蒸氣提取法能耗比較大，且所得提取產物的組分比較單一。通過查閱文獻，獲悉超臨界二氧化碳提取方法具有眾多優點，是提取植物精油的一種非常理想方法。因此，提出了采用超臨界二氧化碳提取技術來研究樟樹中精油。再如陳丹丹同學了解到有機化學老師的課題組正在研究一種新型綠色農藥“農抗X號”，非常積極提出愿意圍繞該研究內容進行合成實驗研究。這些研究都與生活密切相關，同時又與農林院校的特色緊密結合。

(5) 極力打造好第二學堂——長期的課外科研訓練。根據實際情況，制定應用化學專業學員基本科研能力和素質的集中培訓的內容和方法。首先對參與培訓的學員開展3～5期學術報告，同時也介紹與宣傳大學生科研實踐的成功案例，增強學員對科研有基本的認識和激發其興趣。然后，對每一批次學員進行為期30 d左右的集中培訓，重點培訓查找文獻、研讀文獻、實驗操作、設備操作和數據處理等。另外，在集中培訓和實踐中導師團隊選編了海量的案例來強化學生的科研基本技能和團隊分工協作能力。在科研基本素質和能力的集中培養之后，每個小組進入選題、方案設計、實驗操作、結果處理與分析等近4個學期的科研實踐環節，并定期進行總結匯報和文獻講解(與研究生組會類似)，加強交流。

(6) 雙重考核——靈活多樣。實踐課程的考核沒有標準化的程序，往往也就難以統一[13]。為了盡量體現出公平和效率，對學生進行2個層次的考核——水平考核和成果考核，其在任何一層次中達到了相應的水平，都給予相應的等級評定，最后以較高的成績作為最終的評定。水平考核指通過集中的培訓與鍛煉，在實踐環節結束時，對學生進行科研思維集中測試和實驗技能操作測試，從而評價其科研思維和動手能力狀況。此外，結合學員平時的表現，評價其與其他同學之間的協作能力。成果考核則與科研項目立項、發明創造或競賽獲獎等掛鉤。在科研訓練之初，鼓勵他們積極鉆研，爭取在自己感興趣的研究方面上做出一些成績。

2 成效與問題思考

大學生的綜合素質在提升，與此同時國家大力倡導大學生創新實踐也促使更多的大學生參與到創新實踐中來[14-15]。經過科研訓練的培訓，大學生的科研能力都有顯著的提高，眾多學生可以輕松地翻譯外文和寫作，準確地完成指定的實驗操作。申報大學生科研項目數和立項數目以及“挑戰杯”競賽獲獎數大幅提升，基本體現了教學效果。近3年，依托部分研究成果積極進行了大學生項目的申報，應用化學專業9個小組獲批了“國家級大學生創新創業訓練計劃”項目，而省級和校級立項數目近20項。參與培訓的學生科研能力和自信心得到很大提升，對大學生競賽活動也顯得更為積極。2015年選派4名學員參加了省級大學生化學實驗技能大賽，獲得省級二等獎2名，三等獎1名；2016年選派3名學員參賽，獲得省級一～三等獎各1名。每一屆的“挑戰杯”競賽活動至少都有1組學生獲省級獎勵。

然而，目前也存在不少的問題。如，教學體制還沒有進行相應的調整，導師與學生的師生比偏低，指導效果不佳；有的教師以課堂教學替代實踐教學，學生難于深入學習，也難于得到細心的指導；部分學生重視程度不夠，存在“混”學分的現象。另外，競賽項目方面為了應付競賽，追求突擊和沖刺，學生難以深入理解科研的真諦，也就難以做到真正的“創新”。此外，還有諸如指導老師的考核量化、工作積極性等問題尚有待改進與提高。

3 結 語

大學生科研訓練是當前大學教育一項重要的內容，為改革創新打下基礎，為科研事業培養人才。在培養大學生過程中面臨著如何將科研興趣與創新思維有機結合，如何將創新思維融入于科研能力，如何將科研能力轉化為創新成果的難題。通過研究與實踐，根據化學類學生的實際情況，結合農林院校的特色，實施導師制的大學生科研訓練也許是一種有效的方式。盡管，當前各高校重視大學的創新教育，但部分學校的教育機制、管理模式以及高校教師的育人意識都一定程度上限制了導師制大學生科研訓練的普及化和實效化。當然，隨著教育改革的逐漸深入，教育理念的逐步轉變，大學生創新訓練一定會展現出更美好的前景。