如何實(shí)現(xiàn)從高?；A(chǔ)化學(xué)課程到本科科研創(chuàng)新的跨越式發(fā)展
——從學(xué)生角度分享高?？蒲袆?chuàng)新成長經(jīng)歷

徐一澤，張壬嘉，李若璞，周堅(jiān)，徐大振

南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院，天津 300071

當(dāng)前，為響應(yīng)國務(wù)院辦公廳2015年印發(fā)的《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》(簡稱“《意見》”)，全面部署深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革工作，各高校陸續(xù)開展“本科生創(chuàng)新科研計(jì)劃”項(xiàng)目。該《意見》明確指出深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革是國家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級(jí)的迫切需要，是推進(jìn)高等教育綜合改革、促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措。在此背景下，南開大學(xué)每年面向在讀本科生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目立項(xiàng)工作。為鼓勵(lì)在校大學(xué)生積極參與科研創(chuàng)新，學(xué)校團(tuán)委每年都會(huì)組織“校長杯”等各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，提高同學(xué)們的參與熱情。由我(本文第一作者)作為負(fù)責(zé)人組建的三人學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)于2021年申請(qǐng)到南開大學(xué)“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”(簡稱“國創(chuàng)”)項(xiàng)目。截至2021年底，該項(xiàng)目被推薦為教育部重點(diǎn)資助項(xiàng)目，同年相關(guān)創(chuàng)新成果參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲全國一等獎(jiǎng)。本文將重點(diǎn)介紹我們成功申請(qǐng)教育部重點(diǎn)“國創(chuàng)”項(xiàng)目的準(zhǔn)備過程，以及期間參加“挑戰(zhàn)杯”競賽的經(jīng)歷，希望通過經(jīng)驗(yàn)分享為即將開始科研創(chuàng)新訓(xùn)練的本科同學(xué)提供參考。

1 基礎(chǔ)化學(xué)課程與科研工作接軌

在南開大學(xué)就讀的第一學(xué)期，學(xué)院開設(shè)的“當(dāng)代化學(xué)前沿2-1”課程，來自不同研究方向的老師向新生介紹了各自研究前沿內(nèi)容，這使我明白了化學(xué)專業(yè)所學(xué)內(nèi)容的重要性和實(shí)用性，并對(duì)化學(xué)科學(xué)有了更深層次的了解。在這一學(xué)期，學(xué)院還舉辦了“我愛實(shí)驗(yàn)室”主題活動(dòng)，將學(xué)生帶入科研實(shí)驗(yàn)室中參觀學(xué)習(xí)，從純粹的理論學(xué)習(xí)到開始接觸科研實(shí)踐工作。通過與多個(gè)課題組負(fù)責(zé)導(dǎo)師的進(jìn)一步溝通，我了解到當(dāng)前化學(xué)前沿的研究熱點(diǎn)。

第二個(gè)學(xué)期，學(xué)院開設(shè)了“當(dāng)代化學(xué)前沿2-2”課程，邀請(qǐng)不同研究領(lǐng)域的教師為我們講解他們研究的課題，通過將我們所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)與生活中的“高科技”產(chǎn)品相聯(lián)系，使我們更加熱愛自己所學(xué)的專業(yè)，并進(jìn)一步激發(fā)了我們學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心。

在接下來的暑期科研訓(xùn)練中，我選擇了自己喜歡的有機(jī)合成方法學(xué)研究方向進(jìn)行科研訓(xùn)練。在此過程中，我深刻認(rèn)識(shí)到課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用之間的差別。因?yàn)?，有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程中以經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為主，目的是理解概念、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)操作；而科研工作中開展的實(shí)驗(yàn)則側(cè)重于探索創(chuàng)新，以嘗試性實(shí)驗(yàn)為主，大多沒有可供參考的案例。除此以外，在課題組的培訓(xùn)中還注重文獻(xiàn)的查找和閱讀，而不再像課堂學(xué)習(xí)，直接翻閱課本就能獲得答案。在每次實(shí)驗(yàn)開展前，我們要做大量的期刊查閱和調(diào)研工作，最終經(jīng)過導(dǎo)師同意確定自己的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)過程中，我們還需要熟練掌握各種儀器的使用。學(xué)院開設(shè)的“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程，所學(xué)內(nèi)容只是入門級(jí)別，以了解為主，并不能滿足科研實(shí)驗(yàn)的需要。另外，由于大部分儀器價(jià)格昂貴且資源有限，在課程學(xué)習(xí)中多人一組同時(shí)學(xué)習(xí)使用同一臺(tái)儀器，不能達(dá)到自主使用儀器的熟練程度。而在課外科研訓(xùn)練中我們會(huì)有更多的機(jī)會(huì)去接觸這些大型儀器，如高效液相色譜、400 M核磁共振儀等，并實(shí)現(xiàn)完全獨(dú)立操作，彌補(bǔ)了教學(xué)中的不足。

2 本科生科研創(chuàng)新成長計(jì)劃

在暑期科研訓(xùn)練結(jié)束后，我在第三個(gè)學(xué)期正式加入了課題組的研究工作。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，我和兩位組員參與了多個(gè)實(shí)踐案例，全方位踐行“本科生科研創(chuàng)新成長計(jì)劃”。

2.1 第一部分：工作的開展

我參與的本科生科研創(chuàng)新成長計(jì)劃可分為以下過程：確定指導(dǎo)教師、了解研究背景、設(shè)計(jì)反應(yīng)體系、篩選和優(yōu)化反應(yīng)條件、拓展底物、探討反應(yīng)機(jī)理等。

2.1.1 確定指導(dǎo)教師

在開展此計(jì)劃前，首先要根據(jù)自己的研究興趣選擇相關(guān)課題組。在進(jìn)入課題組前，我了解到徐大振老師課題組的研究方向是廉價(jià)金屬鐵鹽促進(jìn)的綠色、高效交叉偶聯(lián)反應(yīng)，我對(duì)這個(gè)課題非常感興趣，并且徐老師指導(dǎo)本科生的經(jīng)驗(yàn)豐富，曾多次指導(dǎo)本科生獲得國家、省部和學(xué)校級(jí)別各項(xiàng)創(chuàng)新比賽大獎(jiǎng)。一個(gè)好的平臺(tái)能讓個(gè)人能力得到最大限度的發(fā)揮，并且會(huì)有更多的機(jī)會(huì)與國內(nèi)一流高校學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，因此我選擇進(jìn)入該課題組。

2.1.2 文獻(xiàn)調(diào)研與研究目標(biāo)的確立

了解研究背景即通過查閱文獻(xiàn)、師生交流等方式，對(duì)科研方向已取得的成果進(jìn)行利弊分析，了解前沿進(jìn)展和未來發(fā)展方向，評(píng)估自己創(chuàng)新項(xiàng)目的可行性和重要性。

結(jié)合“當(dāng)代化學(xué)前沿2-2”課程內(nèi)容，我了解到過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)是公認(rèn)最有效構(gòu)建化學(xué)鍵的方法之一。2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了相關(guān)研究領(lǐng)域的三位化學(xué)家，這充分說明了過渡金屬催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)的重要性。但是傳統(tǒng)的交叉偶聯(lián)反應(yīng)仍存在一些問題需要攻克[1]，其中最主要的兩點(diǎn)是：(1)底物需要預(yù)官能團(tuán)化。交叉偶聯(lián)反應(yīng)是通過兩個(gè)C―X鍵和C―Y鍵的斷裂進(jìn)而形成新的化學(xué)鍵，同時(shí)產(chǎn)生等當(dāng)量的副產(chǎn)品X―Y，降低原子經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)還產(chǎn)生巨大的環(huán)保壓力；(2)反應(yīng)條件仍需改進(jìn)。由于目前絕大多數(shù)反應(yīng)還需要Pd、Rh等貴過渡金屬催化，生產(chǎn)成本較高，它們大多用于具有較高附加值的產(chǎn)品生產(chǎn)。針對(duì)以上因素，最近化學(xué)家們又發(fā)展出一系列新型的不同C―H鍵間直接去氫偶聯(lián)方法[2]，極大地提高了反應(yīng)的原子利用率，也從源頭上緩解了環(huán)境問題，成為目前構(gòu)建C―C鍵的理想方案。

另一方面，含有季碳中心的化合物廣泛存在于天然產(chǎn)物和合成藥物分子中[3]。季碳中心對(duì)這些化合物的生理活性作用和藥物的代謝穩(wěn)定性具有重要影響，尤其是3位含有季碳中心的吲哚-2-酮衍生物常常具有多種生物活性，圖1中列舉了5個(gè)含有此類結(jié)構(gòu)的代表性化合物。但是，由于季碳原子中4個(gè)碳取代基之間存在較大的空間位阻，通過交叉偶聯(lián)方法構(gòu)建季碳中心仍然是有機(jī)合成中的一大挑戰(zhàn)。

圖1 3位有季碳中心的吲哚-2-酮衍生物

根據(jù)以上知識(shí)儲(chǔ)備和對(duì)反應(yīng)背景的了解，我們團(tuán)隊(duì)決定向這一“挑戰(zhàn)”發(fā)起進(jìn)攻，嘗試通過去氫交叉偶聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)3位含有季碳中心吲哚-2-酮衍生物的合成。至此，我們的科研創(chuàng)新工作正式展開。

2.1.3 設(shè)計(jì)反應(yīng)體系

在科研培訓(xùn)階段，我們已經(jīng)了解到鐵鹽催化氧化反應(yīng)體系的核心原理，即鐵鹽與酰胺化合物能夠形成不穩(wěn)定的配體，可在一定條件下活化酰胺α-H并產(chǎn)生相應(yīng)的自由基，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)反應(yīng)[4]。因此，我們?cè)O(shè)想利用廉價(jià)、易得的吲哚-2-酮作為酰胺底物，通過鐵鹽催化去氫偶聯(lián)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)其3位的雙芳基化衍生修飾，合成含有類似結(jié)構(gòu)的化合物(圖2)。

圖2 吲哚-2-酮的雙芳基化反應(yīng)

2.1.4 對(duì)該反應(yīng)體系的系統(tǒng)性研究

在確定反應(yīng)體系后，我們依次對(duì)反應(yīng)條件、底物適用性和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。首先是反應(yīng)條件的優(yōu)化，表1中，我們只選取部分具有代表性的結(jié)果進(jìn)行展示。該反應(yīng)以吲哚-2-酮(1a)和吲哚(2a)作為模板底物，對(duì)不同催化劑和反應(yīng)條件進(jìn)行篩選、優(yōu)化。我們發(fā)現(xiàn)在FeCl2·4H2O催化下、乙醇溶液中反應(yīng)時(shí)，該反應(yīng)效果最佳。即使將催化劑的用量降低到5 mol% (摩爾分?jǐn)?shù))時(shí)，也能以93%的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物(3a)。

表1 條件篩選、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)[a] [5]

隨后，我們基于表1中得到的最優(yōu)反應(yīng)條件對(duì)不同底物的適用性進(jìn)行了拓展實(shí)驗(yàn)，共合成了34個(gè)化合物(圖3)，實(shí)現(xiàn)了在溫和、綠色反應(yīng)條件下，通過去氫交叉偶聯(lián)的方式對(duì)含有季碳中心吲哚-2-酮衍生物的制備，并將結(jié)果發(fā)表在國際著名的化學(xué)期刊Green Chemistry上[5]。

圖3 底物拓展實(shí)驗(yàn)[5]

為了深入研究該雙芳基化反應(yīng)過程，我們?cè)O(shè)計(jì)了多組研究實(shí)驗(yàn)，如自由基捕獲實(shí)驗(yàn)、氧化劑替換實(shí)驗(yàn)，以及對(duì)反應(yīng)中間體的捕捉等。經(jīng)過與導(dǎo)師的多次溝通、研討后，我們提出了一種可能的自由基反應(yīng)過程(圖4)：首先，底物吲哚-2-酮在鐵鹽(III)和空氣的作用下產(chǎn)生自由基中間體(4)，然后與分子氧偶聯(lián)、脫除氫氧根得到陽離子(7)，它在吲哚的親核進(jìn)攻下并脫去一分子水得到(8)，再氧化脫氫生成中間體(9)。最后，中間體(9)與另一吲哚分子繼續(xù)反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物(3a)。在轉(zhuǎn)化過程中，鐵鹽還有另一個(gè)重要用途，就是在親核步驟中起到活化吲哚的作用。

圖4 可能的反應(yīng)機(jī)理

2.1.5 合成方法的應(yīng)用

通過大學(xué)前期的學(xué)習(xí)和生活，我已明白作為當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、勇攀科學(xué)高峰的最終目的是要做到科研報(bào)國。在和導(dǎo)師交流的過程中，他也經(jīng)常教導(dǎo)我們做科研要做到“知中國、服務(wù)中國”，要做對(duì)國家和人民有用的科研。此項(xiàng)創(chuàng)新工作基于方法學(xué)展開，其最終目的則是能夠利用更加先進(jìn)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)重要化工產(chǎn)品的制備。因此，我們選擇海洋天然產(chǎn)物C (3a)和醫(yī)用殺精化合物E (3l)進(jìn)行克級(jí)放大實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)率分別達(dá)到了80%和81%，說明該方法有放大用于生產(chǎn)的潛力(圖5)。

圖5 克級(jí)放大實(shí)驗(yàn)

2.2 第二部分：創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)

基于前期科研訓(xùn)練基礎(chǔ)，我與另外兩位同學(xué)共同申報(bào)了2021年“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目。在申報(bào)過程中，我們團(tuán)隊(duì)順利完成了項(xiàng)目開展前的立項(xiàng)背景調(diào)研、項(xiàng)目申報(bào)、答辯和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等各項(xiàng)工作。

2.2.1 文獻(xiàn)調(diào)研

由于我們對(duì)廉價(jià)金屬鐵鹽催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)有了一定了解，下一步我們將擴(kuò)大其在有機(jī)合成中應(yīng)用范圍。我們團(tuán)隊(duì)通過查閱文獻(xiàn)了解到硫醚及其衍生物常常表現(xiàn)出多種生物活性，它們廣泛存在于醫(yī)藥和農(nóng)藥中；同時(shí)，芳基硫化物是C―C偶聯(lián)反應(yīng)中的常用原料，也是亞砜類化合物、芳烴類化合物和硫醇類化合物的通用前體。另外，酚類化合物在有機(jī)合成中的地位也十分重要，具有多種用途[6]。硫醚苯酚就是集二者于一身的一類具有較高生物活性的功能化合物[7]，圖6中給出了此類兩個(gè)代表性化合物的結(jié)構(gòu)[8]。

圖6 代表性的硫醚苯酚類化合物

通過文獻(xiàn)查閱，我們總結(jié)了硫醚苯酚的合成方法：目前主要是通過碘催化苯酚或環(huán)己酮與高價(jià)態(tài)的亞磺酸鈉反應(yīng)而得到相應(yīng)產(chǎn)物[9,10]。而這些合成方法都具有一定的局限性，如反應(yīng)時(shí)間長、反應(yīng)條件相對(duì)苛刻等，并且只能得到單硫化產(chǎn)物(圖7a)。因此，我們嘗試廉價(jià)金屬鐵鹽催化環(huán)己酮與硫酚間通過“偶聯(lián)-芳構(gòu)化”的反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)硫醚苯酚類化合物的綠色、高效制備，并選擇性地生成雙取代產(chǎn)物(圖7b)。

圖7 硫醚苯酚類化合物的合成

2.2.2 項(xiàng)目申報(bào)、答辯

由于前期我們對(duì)該項(xiàng)目做了充分的調(diào)研和準(zhǔn)備工作，這使得之后的立項(xiàng)和答辯階段進(jìn)展十分順利。我們針對(duì)評(píng)委提出的問題，如：研究背景、研究目標(biāo)、所合成化合物的理化性質(zhì)及表征方法等，都給出了滿意的答案，成功申請(qǐng)到“國創(chuàng)”項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。在項(xiàng)目答辯階段，研究團(tuán)隊(duì)也了解到校內(nèi)其他同學(xué)的研究內(nèi)容及進(jìn)展?fàn)顩r，這也極大地拓展了團(tuán)隊(duì)成員的視野，對(duì)不同研究方向有了進(jìn)一步了解。由于前期準(zhǔn)備充分，我們的項(xiàng)目還被天津市推薦為教育部重點(diǎn)資助項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)成員都受到了極大的鼓舞，同時(shí)也感受到肩上的重?fù)?dān)，我們一定要出色完成該創(chuàng)新項(xiàng)目。

2.2.3 項(xiàng)目的開展和實(shí)施

有了最初科研培訓(xùn)的經(jīng)歷，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)中所遇到的不同困難有了更多的解決方案，目前實(shí)驗(yàn)已順利開展。從確定反應(yīng)體系、條件篩選及現(xiàn)在剛剛開始的底物拓展，我們認(rèn)真參與每一個(gè)過程，記錄所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)自己的實(shí)驗(yàn)思維和模式。

研究過程存在很多不可預(yù)知因素，因2022年新冠疫情在天津多次出現(xiàn)，我們的創(chuàng)新工作進(jìn)展也受到了較大影響。疫情讓我深刻認(rèn)識(shí)到疫苗、特效藥等醫(yī)療藥物的重要價(jià)值，更讓研究團(tuán)隊(duì)深刻體會(huì)到科研工作的重要性。

2.3 第三部分：參加創(chuàng)新競賽

基于進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室初期的創(chuàng)新成果，我有幸參加了2021年“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽。與之前的創(chuàng)新工作不同，“挑戰(zhàn)杯”賽事更注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作，因此團(tuán)隊(duì)成員間的分工合作顯得十分重要。我們團(tuán)隊(duì)的參賽主題是“廉價(jià)金屬鐵鹽催化氧化體系”，旨在通過化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)“源頭減排”，響應(yīng)國家“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”的號(hào)召。這要求我們必須結(jié)合國內(nèi)政策和實(shí)際化工行業(yè)的弊病進(jìn)行背景分析，進(jìn)而將我們的創(chuàng)新內(nèi)容融入其中，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)、學(xué)、研”的鏈?zhǔn)浇Y(jié)合。從校賽到市賽，我們歷經(jīng)了多場(chǎng)培訓(xùn)和答辯，使自身綜合能力得到顯著提升。最終，我們拿到了國賽的入場(chǎng)券。

2.3.1 前期材料準(zhǔn)備

在前期材料準(zhǔn)備中，團(tuán)隊(duì)必須嚴(yán)格按照“挑戰(zhàn)杯”官網(wǎng)發(fā)布的文件，準(zhǔn)備線上材料和紙質(zhì)材料。線上申報(bào)材料主要包括申報(bào)書填寫、論文整理和支持材料的準(zhǔn)備。內(nèi)容看似不多，但卻十分繁瑣，需要團(tuán)隊(duì)成員共同合作，在網(wǎng)頁開放時(shí)間內(nèi)用科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎鎏顚懮陥?bào)內(nèi)容。

首先，團(tuán)隊(duì)必須正確解讀填報(bào)要求。比如參賽通道的選擇(即參賽作品類別)，參賽作品會(huì)在對(duì)應(yīng)時(shí)間段進(jìn)行網(wǎng)篩審核，每個(gè)賽道的參賽作品會(huì)有相應(yīng)領(lǐng)域的專家進(jìn)行審核，如果賽道選擇錯(cuò)誤，再好的參賽項(xiàng)目也只能止步于此。

其次，申報(bào)內(nèi)容的表述必須科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、有理有據(jù)。比如在填寫申報(bào)書具體模塊時(shí)，要注意重點(diǎn)突出、答對(duì)所問，也要在字?jǐn)?shù)限制內(nèi)表述完全?？傮w內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、實(shí)際效果分析”的過程，適當(dāng)用真實(shí)數(shù)據(jù)作為支撐，避免大段語句贅述、含糊其辭。

需要注意的是，支持材料并不是由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)堆疊而成，而是需要整體脈絡(luò)，如論文材料部分、專利材料部分、數(shù)據(jù)材料部分。也可以在其中加入已有的宣傳報(bào)道等，用來豐富支持材料。

在團(tuán)隊(duì)成員分工完成上述材料后，應(yīng)先將材料整合完畢，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部完成審核，再提交給指導(dǎo)教師，審查材料內(nèi)容，對(duì)其中表述不當(dāng)、缺乏科學(xué)性的內(nèi)容進(jìn)行修改調(diào)整，最終提交申報(bào)材料。

2.3.2 賽前培訓(xùn)指導(dǎo)

“挑戰(zhàn)杯”作為全國高校的重要比賽，對(duì)參賽團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)要求極高。從校賽開始，團(tuán)隊(duì)就有了明確分工。每個(gè)成員各司其職，不僅能最大程度發(fā)揮出自身實(shí)力，還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)默契協(xié)作精神。

在校賽準(zhǔn)備期間，我們團(tuán)隊(duì)的工作以模擬答辯為主，各個(gè)參賽隊(duì)伍之間相互鼓勵(lì)、相互競爭，大家都在為進(jìn)入市賽而不斷努力。我們邀請(qǐng)參與校賽的其他隊(duì)伍成員作為評(píng)委，參與模擬答辯并從學(xué)生角度進(jìn)行提問，對(duì)其中講解不到位、講解過于繁瑣的內(nèi)容標(biāo)記修改，同時(shí)對(duì)我們的回答措辭提出改善建議。在每輪模擬答辯之后，我們都會(huì)綜合其他隊(duì)伍給出的相關(guān)建議不斷完善答辯現(xiàn)場(chǎng)。而我作為團(tuán)隊(duì)的主講，在答辯過程中承擔(dān)著重要的責(zé)任，言行舉止都有著嚴(yán)格的要求，每次完善稿件后必須第一時(shí)間做出調(diào)整，不能因?yàn)闋顟B(tài)不佳、言辭不當(dāng)造成答辯失誤。在一次次模擬答辯的壓力鍛煉下，我的心理抗壓能力不斷增強(qiáng)，綜合素質(zhì)得到提高。這也讓我的答辯狀態(tài)更加穩(wěn)定、回答提問井然有序。最終，我們的項(xiàng)目因?yàn)槌晒S富、答辯內(nèi)容重點(diǎn)突出，在激烈的答辯之后脫穎而出，進(jìn)入市賽階段。

根據(jù)市賽要求以及校賽時(shí)評(píng)委給出的建議，我們對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)整。首先對(duì)答辯稿中缺乏科學(xué)性表述的語句進(jìn)行修改，將PPT中忽略的重要細(xì)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，重新演練答辯。在完成上述工作后，我們還邀請(qǐng)了專業(yè)教師對(duì)我們的項(xiàng)目進(jìn)行模擬答辯，首先將參賽項(xiàng)目展示給各位老師，讓他們對(duì)該項(xiàng)目有整體的把控，并收集修改意見進(jìn)行相應(yīng)修改。在此基礎(chǔ)上，和指導(dǎo)教師不斷探討，結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行補(bǔ)充完善，避免遺漏重要內(nèi)容。最終，我們成功沖出了市賽的重圍進(jìn)入國賽。

在國賽前期，我們就市賽現(xiàn)場(chǎng)評(píng)委的提問和建議對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行再次修改，從支持材料中找出對(duì)應(yīng)語句，修改措辭使其更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)。與此同時(shí)，從校賽到國賽期間，我們團(tuán)隊(duì)又有新的成果發(fā)表，還要將這一部分內(nèi)容加入到申報(bào)材料中，并相應(yīng)修改答辯內(nèi)容。在修訂參賽材料的同時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)每周向?qū)熤辽僮鰞纱文M答辯匯報(bào)，從答辯內(nèi)容專業(yè)性、現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范性兩方面不斷完善，提升團(tuán)隊(duì)綜合素質(zhì)。

2021年全國挑戰(zhàn)杯總決賽因疫情延期至2022年，團(tuán)隊(duì)在本屆比賽中獲得了“全國一等獎(jiǎng)”的好成績。我們也深刻認(rèn)識(shí)到，比獲獎(jiǎng)更加重要的是團(tuán)隊(duì)在備賽期間的團(tuán)結(jié)合作，是每個(gè)隊(duì)員個(gè)人綜合能力的有效發(fā)揮、提升。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、分享

在一年多的科研創(chuàng)新工作中，我們團(tuán)隊(duì)每個(gè)人都取得了進(jìn)步和收獲，我以第一作者身份在Green Chemistry期刊發(fā)表論文一篇，每位成員各申請(qǐng)發(fā)明專利一項(xiàng)[11]，并且該“國創(chuàng)”項(xiàng)目已經(jīng)被推薦到教育部第十五屆“雙創(chuàng)”年會(huì)，這是對(duì)我們努力工作的肯定和鼓舞；此外，我和李若璞同學(xué)分別獲得了北京大學(xué)和清華大學(xué)攻讀博士生資格。在參與科研創(chuàng)新工作的過程中，無論是我們成功申報(bào)教育部“國創(chuàng)”重點(diǎn)項(xiàng)目，還是參與“挑戰(zhàn)杯”比賽，都離不開團(tuán)隊(duì)成員的共同努力和課題組導(dǎo)師的辛勤指導(dǎo)。我將自己的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分享，希望對(duì)即將參與科研創(chuàng)新的同學(xué)有所幫助，做到在有限的大學(xué)時(shí)間里最大程度提升自身綜合能力。

在開展科研創(chuàng)新工作之前，需要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。首先，專業(yè)課程是必須要專心學(xué)習(xí)的，專業(yè)課所教授的不僅是課本知識(shí)，更是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開展實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)，無論是哪個(gè)方向的科研創(chuàng)新，都需要對(duì)應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的基礎(chǔ)知識(shí)做鋪墊。此外，在學(xué)好專業(yè)課的基礎(chǔ)上盡可能多地去了解不同的二級(jí)學(xué)科和相關(guān)課題組，為大二進(jìn)入課題組選擇自己喜歡的方向做好準(zhǔn)備。

在實(shí)驗(yàn)課程中培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，學(xué)習(xí)各種實(shí)驗(yàn)儀器的規(guī)范操作。在大學(xué)一年級(jí)時(shí)，首先接觸的是必修的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，要做到在實(shí)驗(yàn)課前仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，認(rèn)真思考每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的意義，而不是在實(shí)驗(yàn)開始后機(jī)械操作，缺乏思考過程。同時(shí)，各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用也需要有規(guī)范性，尤其是貴重的實(shí)驗(yàn)儀器，必須規(guī)范操作。只有養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，通過正確的實(shí)驗(yàn)方法才能得到科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

在科研創(chuàng)新工作中要“樹立自信、端正態(tài)度”，這也是我們的導(dǎo)師徐大振老師一直教誨我們本科生做科研創(chuàng)新的基本要求?！皹淞⒆孕拧奔聪嘈抛约海鳛槌跞雽?shí)驗(yàn)室參與科研工作的本科生，一切都是“從零開始”，在面對(duì)困難和挫折時(shí)很容易產(chǎn)生消極的想法，這時(shí)樹立自信就顯得十分重要。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是所有科研工作的基石，只要所有操作是按照標(biāo)準(zhǔn)完成的，那么數(shù)據(jù)就是可靠的，具有重要的參考價(jià)值?！岸苏龖B(tài)度”是指本科生參與科研創(chuàng)新工作的本質(zhì)是以學(xué)習(xí)本領(lǐng)、提升能力為目的，在這個(gè)過程中會(huì)因?yàn)榕ぷ骱托燎诟冻龆〉靡欢ǖ某晒蜆s譽(yù)，但是我們不能好高騖遠(yuǎn)，為了追求成果而盲目參與科研創(chuàng)新工作。只有“樹立自信、端正態(tài)度”才能走得更遠(yuǎn)，收獲更多。

在科研創(chuàng)新工作中一定要多了解、多思考、多溝通，注重師生密切配合。創(chuàng)新工作是推陳出新，這要求我們對(duì)已有的工作做出總結(jié)和思考，發(fā)現(xiàn)問題然后再提出自己的創(chuàng)新方法。在這個(gè)過程中，通過查閱文獻(xiàn)等方式多了解已有的工作是基礎(chǔ)，要做到全面了解所選課題的研究背景，不去做重復(fù)的工作；遇到問題勤思考培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，提高綜合能力使自己快速成長；整個(gè)項(xiàng)目過程要注重“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”，包括與隊(duì)友的協(xié)作、與導(dǎo)師的有效溝通，我們必須發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，才能做到高效工作、避免失誤，最終解決問題，實(shí)現(xiàn)“1 + 1 ＞ 2”。

4 結(jié)語

本文主要介紹了我參與本科生科研創(chuàng)新工作的經(jīng)歷，從前期基礎(chǔ)課程與科研工作的接軌，到后來實(shí)施的本科生科研創(chuàng)新成長計(jì)劃，并詳細(xì)介紹了該成長計(jì)劃中我們科研工作的開展、創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)和參加創(chuàng)新競賽的經(jīng)歷。在此分享給同樣在科研創(chuàng)新工作中拼搏奮斗的同學(xué)，也為即將參與本科科研創(chuàng)新的同學(xué)提供參考，祝愿大家在科研創(chuàng)新工作中快速成長、收獲滿滿、不負(fù)韶光！