以科研訓(xùn)練構(gòu)建物理學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系

□嚴 冬 祝英杰

一、物理學(xué)專業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)體系研究背景

高等學(xué)校是學(xué)習(xí)科學(xué)知識，引證科學(xué)思想，提高動手能力，發(fā)展創(chuàng)新思維的重要基地，一直以來都是培養(yǎng)創(chuàng)新驅(qū)動型人才的搖籃。在我國，不同時期高等教育具有不同的針對性培養(yǎng)目標，始終堅持為國家科技和經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的理念。2016年，教育部根據(jù)黨中央?yún)f(xié)調(diào)推進“四個全面”的戰(zhàn)略布局，作出了加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署，為做好高?？萍脊ぷ髦该髁饲斑M方向，提供了根本遵循。為切實支撐國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，教育部首先強調(diào)高等學(xué)校在支持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略中的重要作用，進而指出要進一步發(fā)揮特色優(yōu)勢，助力提升高校創(chuàng)新能力，著力培養(yǎng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新生力軍。

高等學(xué)校關(guān)于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，需要針對性地構(gòu)建對應(yīng)的培養(yǎng)模式，建立科學(xué)統(tǒng)一的課程設(shè)置?？蒲杏?xùn)練課程即是非常有效的課程之一。本科生參與科研訓(xùn)練起源于美國，目前已經(jīng)在國內(nèi)、外著名大學(xué)中廣泛推廣，成為不可或缺的教育教學(xué)環(huán)節(jié)。將本科生教育與科學(xué)研究有機結(jié)合在一起，通過完整的科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)使學(xué)生掌握一定的科研手段和技巧，培養(yǎng)科研和創(chuàng)新意識。在教學(xué)中實施導(dǎo)師制，由導(dǎo)師指導(dǎo)科研訓(xùn)練，達到“教學(xué)與科研相統(tǒng)一”。

長春大學(xué)理學(xué)院物理專業(yè)從2005年開始，就設(shè)置了科研訓(xùn)練課程。針對實際情況，較為科學(xué)地指導(dǎo)本科生進行卓有成效的科研訓(xùn)練實踐。即本科學(xué)生培養(yǎng)除了采取傳統(tǒng)理論教學(xué)，實驗教學(xué)、課程設(shè)計以外，將科研訓(xùn)練融入專業(yè)課程學(xué)習(xí)目前已經(jīng)成為創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵一環(huán)。根據(jù)教師隊伍科研水平強、實驗設(shè)施平臺高的特點，在教學(xué)中利用科研訓(xùn)練提升學(xué)生科研技能，開拓視野目前變得尤為重要，逐步使本科生成為知識經(jīng)濟時代社會發(fā)展的重要人力資本。

二、課題研究的目標

近年來，國家注重創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力的培養(yǎng)，高等學(xué)校學(xué)生從大學(xué)一年級開始就有機會參與“挑戰(zhàn)杯”、“數(shù)學(xué)建?！?、“電子設(shè)計大賽”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等不同形式的創(chuàng)新實踐項目。這些活動不但開拓了思維，增強了專業(yè)技術(shù)能力，也培養(yǎng)了創(chuàng)新能力?？蒲杏?xùn)練與之有所不同，主要是以科研訓(xùn)練課程為依托，在保證一定學(xué)時的情況下，通過鍛煉本科四年級學(xué)生接觸與課程相關(guān)的科技前沿課題來提升學(xué)生創(chuàng)新能力的一種方式，預(yù)先為以后的工作打好基礎(chǔ)。

需要強調(diào)的是，盡管科研訓(xùn)練具有專業(yè)性，但是可兼容擴展性也是它的主要特色之一。部分研究課題會與“挑戰(zhàn)杯”、“數(shù)學(xué)建?！?、“電子設(shè)計大賽”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等科技創(chuàng)新實踐題目聯(lián)系在一起。這樣既能在參與類似的活動中成為中堅力量，指導(dǎo)較低年級團隊成員的工作，又能為以后的工作學(xué)習(xí)灌注創(chuàng)新型血液，保持工作的創(chuàng)新性。綜上，科研訓(xùn)練就是讓學(xué)生通過較為專業(yè)的學(xué)術(shù)訓(xùn)練，達到具有創(chuàng)新思維、能實踐、會實踐的目的，使高等教育精神得到升華，贏得社會認可。

三、課題研究的主要內(nèi)容

目前物理系教師均為博士學(xué)歷，多人承擔國家自然基金以及省部級項目。根據(jù)教師隊伍學(xué)歷高、科研層次高的特點，在科研訓(xùn)練方面始終堅持實踐性、實用性和實效性的“三實”特色。同時，依托于長春大學(xué)的吉林省高校重點實驗室—材料設(shè)計與量子模擬實驗室，堅持讓本科學(xué)生全部進入實驗室，在嚴格遵守操作規(guī)范的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)導(dǎo)師輔助選題，學(xué)生自己動手操作的實踐環(huán)節(jié)。接受應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)以及工程技術(shù)的前沿訓(xùn)練，具體內(nèi)容如下。

(一)培養(yǎng)學(xué)生理論學(xué)習(xí)與動手實踐能力，促進創(chuàng)新能力的形成。在前導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)中，涉及理論與實驗的環(huán)節(jié)，學(xué)生已經(jīng)在普通課程設(shè)計以及物理實驗中學(xué)會操作實驗平臺和實驗儀器的基礎(chǔ)上，結(jié)合前沿文獻檢索，結(jié)合現(xiàn)有實驗手段，由導(dǎo)師輔助選題，設(shè)置實驗內(nèi)容，堅持科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)的設(shè)計和執(zhí)行的學(xué)生自主性。培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析，數(shù)值模擬能力的教學(xué)方式，在教學(xué)中一方面讓學(xué)生靈活操作高精尖科學(xué)實驗儀器，例如原子力顯微鏡等大型儀器設(shè)備；另一方面初步掌握一門數(shù)值計算語言，例如Matlab，Mathematica等。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動手實踐能力，又讓其在后期實驗數(shù)據(jù)的處理過程中加上自己的思考。通過反復(fù)驗證，做到實驗符合理論預(yù)研，舉一反三，逐步獲得創(chuàng)新能力。

(二)促使學(xué)生學(xué)會撰寫科研訓(xùn)練報告或論文，能夠靈活應(yīng)對答辯，實現(xiàn)完整的科研訓(xùn)練過程。在實驗或者理論研究獲得結(jié)果之后，需要學(xué)生撰寫科研訓(xùn)練報告或論文，然后進行答辯以達到考核目的。這部分過程不但培養(yǎng)學(xué)生文字表述能力，而且鍛煉其嚴謹精神。在撰寫過程中，往往需要反復(fù)檢驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果，有問題的需要更正，甚至補做。文字表述上科學(xué)、準確與否，這都是判斷學(xué)生做事是否嚴謹?shù)挠行侄?。最后舉行答辯環(huán)節(jié)，通過學(xué)生自述、答辯委員會質(zhì)詢等方式實現(xiàn)。在這一環(huán)節(jié)，可以考核學(xué)生是否真正掌握科研訓(xùn)練題目，是否能夠清楚表述與回答答辯委員會提出的問題。需要強調(diào)的是，較為優(yōu)秀的科研訓(xùn)練論文，可以在專業(yè)期刊上發(fā)表。到目前為止，有近十名學(xué)生作為第一作者發(fā)表論文，其中不乏SCI檢索論文。這說明了本科生也可以做科研，做好科研。很明顯，這種創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對學(xué)生來講是非常寶貴的財富。

四、課題研究的實效檢驗

科研訓(xùn)練的實際效果如何，是需要檢驗的。主要采取對已畢業(yè)學(xué)生定期回訪的方式來實現(xiàn)?；卦L的畢業(yè)生有在高校、科研機構(gòu)工作的，也有在企事業(yè)單位就業(yè)的，還有自主創(chuàng)業(yè)的。在回訪問卷中，同學(xué)們對涉及到實踐環(huán)節(jié)的科研訓(xùn)練評價較高，并表示這門課程對他們以后的學(xué)習(xí)和工作有著較深遠的影響，是賦予他們創(chuàng)新驅(qū)動思維的一個重要平臺。當然，也有不足之處，在充分吸納回訪的建議內(nèi)容基礎(chǔ)之上，根據(jù)實際情況會對科研訓(xùn)練的內(nèi)容、方式、考核等進行微調(diào)和修正，做到動態(tài)向上，始終保持符合真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及成長成才需要這一宗旨。

五、結(jié)語

長春大學(xué)理學(xué)院物理專業(yè)，通過科研訓(xùn)練課程設(shè)置，建立明確的人才培養(yǎng)標準目標，符合創(chuàng)新驅(qū)動型人才的培養(yǎng)模式。通過近十五年來的實踐檢驗，取得良好的聲譽。在新形勢下繼續(xù)完善科研訓(xùn)練培養(yǎng)方案內(nèi)容，改革實踐教學(xué)體系，使得培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的的課程體系更加高效。