面向大一年級(jí)學(xué)生開展的科研興趣小組的實(shí)踐與探索

薛兵 于漫

[摘 要] 為培養(yǎng)無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生卓越的專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)技能，文章提出在大一新生中建立科研興趣小組，以科研項(xiàng)目為依托，從事科研實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，使大學(xué)生從大一開始就接觸科研、參與科研、感受科研，并在科研活動(dòng)中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而具備一定的專業(yè)能力。文章著重介紹科研興趣小組的組隊(duì)選題、資料準(zhǔn)備、方案制定、實(shí)驗(yàn)階段、效果評(píng)價(jià)階段內(nèi)容，為創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)提供參考。

[關(guān)鍵詞] 無(wú)機(jī)非金屬材料工程;科研興趣小組;大一新生

[基金項(xiàng)目] 2017年度吉林大學(xué)本科生科研訓(xùn)練體系和模式項(xiàng)目“利用科研資源提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心對(duì)本科生的培養(yǎng)水平—一種教學(xué)科研融合式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的探索”（2017XYB192）

[作者簡(jiǎn)介] 薛 兵（1983—），男，吉林白城人，博士，吉林大學(xué)材料學(xué)院副教授，研究方向?yàn)闊o(wú)機(jī)功能材料;于 漫（1968—），女，吉林長(zhǎng)春人，本科，吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教務(wù)辦公室副主任、講師，研究方向?yàn)榻虒W(xué)管理。

[中圖分類號(hào)] G455.7? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）35-0081-02? ? [收稿日期] 2019-08-16

大學(xué)生專業(yè)能力的養(yǎng)成是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要學(xué)生參與到具體的情景中，積極思考，不斷嘗試，總結(jié)歸納，才能逐漸獲得這種技能。如果讓大一年級(jí)學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)就接觸科研、參與科研，那么就會(huì)有充裕的時(shí)間培養(yǎng)他們的專業(yè)能力，增進(jìn)專業(yè)認(rèn)識(shí)。為此，筆者嘗試在大一年級(jí)學(xué)生中建立科研興趣小組，指導(dǎo)他們接觸科研、參與科研，為培養(yǎng)創(chuàng)新型專業(yè)人才提供積極的建設(shè)性信息。

一、組隊(duì)選題

科研興趣小組面向剛?cè)雽W(xué)的大一年級(jí)新生，由學(xué)生根據(jù)興趣自由組隊(duì)，每組3人，1名組長(zhǎng)。由于大一學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備并不熟悉，為此每組安排一名研究生負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)儀器。由于大一新生對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)并不了解，在小組選題上，要從簡(jiǎn)單的科研題目入手，比如可以將小組題目定為“多孔陶瓷”。陶瓷，是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，也是大家熟知常見的材料，而多孔陶瓷卻是一種功能性陶瓷，通過(guò)在陶瓷原料中添加造孔劑，可以得到具有多孔結(jié)構(gòu)的功能陶瓷，陶瓷原料中造孔劑的調(diào)整，可以得到孔徑、孔體積可控的多孔陶瓷，而陶瓷多孔特征的改變直接影響陶瓷的功能性。“多孔陶瓷”題目中孔的形態(tài)控制與陶瓷性能之間的關(guān)系是科研興趣小組重點(diǎn)研究的內(nèi)容。在入門級(jí)題目進(jìn)行一段時(shí)間，小組成員逐漸了解實(shí)驗(yàn)、科研，可以從課題組目前進(jìn)行的項(xiàng)目中選取幾個(gè)問題交給小組，由他們進(jìn)行研究探索。這樣，每個(gè)科研興趣小組都有兩個(gè)題目，通過(guò)一個(gè)過(guò)渡性題目認(rèn)識(shí)本專業(yè)研究的典型無(wú)機(jī)非金屬材料、認(rèn)識(shí)科研過(guò)程，通過(guò)一個(gè)科研項(xiàng)目題目培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、科學(xué)素養(yǎng)。

二、資料準(zhǔn)備

對(duì)于還沒有學(xué)習(xí)任何專業(yè)知識(shí)的大一新生來(lái)說(shuō)，無(wú)論做過(guò)渡題目還是科研題目都會(huì)面臨缺乏專業(yè)知識(shí)的困境，為此實(shí)驗(yàn)前期的資料準(zhǔn)備、專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)是必不可少的，要根據(jù)具體題目的內(nèi)容，為他們制定專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)套餐。比如，進(jìn)行“多孔陶瓷”題目時(shí)，需要讓學(xué)生學(xué)習(xí)傳統(tǒng)陶瓷的原料組成、陶瓷的制備工藝流程、陶瓷性能檢測(cè)手段，這些科普性的知識(shí)完全可以通過(guò)網(wǎng)上資源獲得。另外，涉及到造孔劑方面專業(yè)內(nèi)容則需要在圖書館查閱專業(yè)期刊或圖書，指導(dǎo)教師要幫助他們學(xué)會(huì)使用圖書館的電子期刊檢索系統(tǒng)。在布置要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)以后，就由學(xué)生自己完成資料的查找和學(xué)習(xí)，這個(gè)過(guò)程也是對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的鍛煉。在進(jìn)行科研題目時(shí)，除了學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)以外，還需要指導(dǎo)教師或研究生介紹本題目目前的研究進(jìn)展和發(fā)展方向，幫助學(xué)生及時(shí)了解研究動(dòng)態(tài)，從而有助于他們制定研究方案。

三、方案制定

在確定題目和前期的專業(yè)知識(shí)準(zhǔn)備之后，各個(gè)小組要制定具體的研究方案。由于沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和缺乏必要的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，即便簡(jiǎn)單的入門級(jí)題目，學(xué)生也很難給出合理的研究方案，甚至連實(shí)驗(yàn)過(guò)程都談不上。這里指導(dǎo)教師的介入和參與至關(guān)重要，指導(dǎo)教師并不是全盤否定或者用一個(gè)現(xiàn)成的方案代替學(xué)生的方案，而是要講清楚研究方案的目的性，為了解決一個(gè)具體的問題怎樣控制實(shí)驗(yàn)原料配方、工藝條件，要引導(dǎo)學(xué)生如何分析問題。指導(dǎo)教師應(yīng)及時(shí)糾正學(xué)生分析問題的偏差，幫助學(xué)生分析問題的本質(zhì)，從而制定有針對(duì)的研究方案。這個(gè)過(guò)程是科研活動(dòng)的重要階段，也是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、創(chuàng)新思維的關(guān)鍵階段，要鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、大膽猜測(cè)，甚至奇思妙想，鼓勵(lì)學(xué)生將新想法體現(xiàn)在具體的研究方案中。此外，指導(dǎo)教師也應(yīng)進(jìn)一步審查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，保證實(shí)驗(yàn)操作的安全性和可行性。另外，不同小組可以進(jìn)行相互討論，互評(píng)研究方案，這樣可以避免類似的錯(cuò)誤重復(fù)發(fā)生在不同小組之間，也可為其他小組設(shè)計(jì)研究方案提供新的思路。

四、實(shí)驗(yàn)階段

在研究方案進(jìn)行討論修改之后，各小組就利用空閑時(shí)間開始實(shí)驗(yàn)操作。盡管大一新生在高中階段已經(jīng)接觸到了一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但與無(wú)機(jī)非金屬專業(yè)實(shí)驗(yàn)不同。無(wú)機(jī)非金屬專業(yè)實(shí)驗(yàn)室除了常規(guī)的化學(xué)藥品之外，還有一些易燃易爆藥品，需要對(duì)剛進(jìn)校園的大一新生進(jìn)行安全教育，避免安全事故。為保證各小組順利開展實(shí)驗(yàn)，協(xié)助指導(dǎo)的研究生需要提供必要的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。在各小組具體研究方案的指導(dǎo)下，如何將預(yù)期設(shè)想轉(zhuǎn)化為具體樣品，如何驗(yàn)證研究方案能夠解決問題，是真正考驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的環(huán)節(jié)。這期間可能會(huì)有失敗，或者實(shí)驗(yàn)操作的失敗，或者方案設(shè)計(jì)的失誤，作為指導(dǎo)教師要密切關(guān)注小組的實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)，及時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生分析失敗原因，并調(diào)整實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)方案。同時(shí)，減少對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的干預(yù)，把分析問題、解決問題的機(jī)會(huì)留給學(xué)生，讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中成長(zhǎng)，這對(duì)于對(duì)小組各成員分析問題、解決問題以及個(gè)人的交流表達(dá)能力、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力都是一次良好的鍛煉機(jī)會(huì)。

五、效果評(píng)價(jià)

在大一新生中組建科研興趣小組，目的并不在于小組獲得的科研成果，而是在對(duì)新生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。對(duì)于一個(gè)階段科研興趣小組的評(píng)價(jià)，不依賴于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而是注重小組成員在制定實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)問題的總結(jié)分析過(guò)程中的能力表現(xiàn)，以及表達(dá)能力、合作能力、動(dòng)手能力。對(duì)表現(xiàn)較好的小組或個(gè)人頒發(fā)證書并進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

六、總結(jié)

科研興趣小組活動(dòng)是我校無(wú)機(jī)非金屬專業(yè)首次面向大一學(xué)生開展的科研類創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，與大二學(xué)生參考的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目不同，它是以興趣愛好為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)學(xué)生自由組合形成的興趣小組。相比大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目嚴(yán)格的項(xiàng)目結(jié)題要求，科研興趣小組活動(dòng)組織方式更加靈活，小組評(píng)價(jià)不以研究成果為導(dǎo)向，而是注重對(duì)學(xué)生參與度、學(xué)習(xí)態(tài)度的評(píng)價(jià)。因此，科研興趣小組沒有結(jié)題壓力，在較為輕松的氛圍下，學(xué)生可以大膽嘗試自己的奇思妙想，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成具有極大激勵(lì)作用。學(xué)生將科研興趣小組的實(shí)驗(yàn)比作“玩”，也就是在“玩”的過(guò)程中，學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力得到了鍛煉，科研精神逐漸在學(xué)生的頭腦中形成，潛移默化之中，學(xué)生的專業(yè)能力得到了提升。同時(shí)，以小組為單位，小組成員緊密合作，集思廣益，共同制定研究方案和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，個(gè)別小組竟創(chuàng)造性地解決了實(shí)驗(yàn)難題。在專業(yè)能力提升的同時(shí)，學(xué)生的合作意識(shí)、交流能力、動(dòng)手能力也得到了鍛煉。在學(xué)生們的積極參與下，所有的小組均完成了預(yù)先設(shè)計(jì)題目，更有一組獲得了較為理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，促進(jìn)課題組項(xiàng)目的進(jìn)行。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生們展現(xiàn)出了很強(qiáng)的自學(xué)能力和自我管理能力，讓我感受到了孩子們身上所蘊(yùn)含的巨大潛力，合適的引導(dǎo)就能使他們釋放這種能量，科研興趣小組雖然不能完全激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，但是至少能使學(xué)生提前具備了科研意識(shí)，在后期不斷地學(xué)習(xí)實(shí)踐中，將這種科研意識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蒲心芰ΑI(yè)能力，提升自己的專業(yè)素質(zhì)，在日后激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。