肖桂元 雷云 陳學(xué)軍

摘要：作者在調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)：科研實(shí)踐訓(xùn)練的缺失在當(dāng)代中國(guó)大學(xué)本科教育中非常普遍，是我國(guó)大學(xué)本科生教育培養(yǎng)過程中一項(xiàng)長(zhǎng)期忽視的內(nèi)容。近年來，科研創(chuàng)新訓(xùn)練作為實(shí)踐教學(xué)的一種培養(yǎng)手段，越來越受到我國(guó)高校的重視，科研訓(xùn)練既可以加強(qiáng)工程實(shí)踐動(dòng)手能力，又可以提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力，還可以促進(jìn)科研創(chuàng)新能力的直接提升，反過來還可以促進(jìn)理論知識(shí)的加強(qiáng)。作者認(rèn)為加強(qiáng)本科生的科研思維養(yǎng)成應(yīng)該從課程設(shè)置的改進(jìn)、培養(yǎng)學(xué)生默會(huì)知識(shí)的強(qiáng)化、培養(yǎng)學(xué)生找出有價(jià)值的問題和解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生利用文獻(xiàn)的能力及利用圖書館網(wǎng)絡(luò)資源的能力幾個(gè)方面著手，關(guān)鍵是在培養(yǎng)過程中注重學(xué)生的科研能力的提升，從而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，作者認(rèn)為科研思維訓(xùn)練應(yīng)該作為卓越工程師培養(yǎng)體系的一個(gè)重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；科研思維；工科學(xué)校；本科生培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）11-0181-03

科研思維，就是培養(yǎng)學(xué)生在科研中樹立科學(xué)的思維方式。能夠從普遍性的現(xiàn)象中找出問題，結(jié)合科學(xué)理論，形成具體的科學(xué)的思維方法及邏輯推理能力；能夠從間斷性的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)其現(xiàn)象之間存在的關(guān)聯(lián)性、同一性、普遍性；能夠通過一個(gè)現(xiàn)象，逐層地推理，形成一個(gè)完整的科研實(shí)踐體系[1]。當(dāng)代大學(xué)生要適應(yīng)社會(huì)及崗位的要求，就必須提高個(gè)體的創(chuàng)新素質(zhì)和實(shí)踐能力，而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在大學(xué)本科生培養(yǎng)體系中一個(gè)主要方面就是科研思維的養(yǎng)成。立足事實(shí)，觀察分析事實(shí)，依據(jù)事實(shí)進(jìn)行科學(xué)縝密的邏輯推理分析，進(jìn)一步構(gòu)建完整的科研思維框架及思維體系[2]?？蒲兴季S的載體是科學(xué)研究實(shí)踐活動(dòng)。因此，訓(xùn)練學(xué)生的科研思維就要在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中引入科學(xué)研究。當(dāng)今社會(huì)，為數(shù)眾多的大學(xué)本科生不同程度地存在知識(shí)結(jié)構(gòu)體系不完整、知識(shí)面狹窄、實(shí)踐技能差、科研思維缺乏、科研能力弱等問題。

筆者曾經(jīng)在任教的142名土木工程專業(yè)本科三年級(jí)的學(xué)生中發(fā)放了調(diào)查問卷，研究顯示：73.9%的同學(xué)認(rèn)為自己跟“科學(xué)研究”或許毫無關(guān)系；92.3%的學(xué)生認(rèn)為“科學(xué)研究”高不可攀，無法企及；94.4%學(xué)生不明白“科學(xué)研究”的具體含義；95.1%學(xué)生不知道如何開展科學(xué)研究；96.5%的學(xué)生從未設(shè)計(jì)過研究性實(shí)驗(yàn)方案；此外高達(dá)97.9%的學(xué)生表示從未曾參與過老師或同學(xué)主持的各種形式的科學(xué)研究項(xiàng)目或課題。

多年來我國(guó)的教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐存在一定程度的脫節(jié)或者說聯(lián)系不夠緊密。目前我國(guó)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力主要通過用人單位的工作實(shí)習(xí)和教學(xué)單位的實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)兩種方式。這種方式培養(yǎng)的缺點(diǎn)和局限性，筆者認(rèn)為主要是沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)中扮演的角色有很大一部分是旁觀者。通過科學(xué)研究培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生在解決問題的過程發(fā)揮主觀能動(dòng)性，首先可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能使其得到全面提升，在檢驗(yàn)和鞏固課堂所學(xué)的基本知識(shí)和理論的同時(shí)還可以促進(jìn)學(xué)生反過來對(duì)書本知識(shí)進(jìn)行更深一步的探索；科研實(shí)踐的訓(xùn)練既可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、勤于思考的能力、善于發(fā)現(xiàn)問題的能力，還可以培養(yǎng)在找出問題后想方設(shè)法去解決問題的能力；既可以培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象，總結(jié)現(xiàn)象并進(jìn)行合理的推理，解決問題，反過來還可以培養(yǎng)學(xué)生更深入地尋找問題。因此，一方面培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升本科學(xué)生科研實(shí)踐技能，另一方面培養(yǎng)學(xué)生提升科研思維能力從而更好地解決問題[3，4]?？傊?，科學(xué)研究實(shí)踐的培養(yǎng)，不但可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的強(qiáng)化，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的科研思維素質(zhì)?？蒲杏?xùn)練是培養(yǎng)創(chuàng)新人才，強(qiáng)化素質(zhì)教育，促進(jìn)知識(shí)掌握向個(gè)體能力轉(zhuǎn)化的捷徑[5]。

一、課程設(shè)置的改進(jìn)

課程是我國(guó)大學(xué)教育最基本的方法，也是本科生最主要的接受知識(shí)的途徑，所以為了培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，課程設(shè)置的改進(jìn)必不可少，要盡力擺脫故有的“填鴨式”教育，尋找一種可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和興趣的課程設(shè)置。由此，可從以下三方面進(jìn)行課程的改進(jìn)，使得學(xué)生更容易對(duì)科研活動(dòng)產(chǎn)生興趣，即教材改革、教學(xué)方法改革，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。

在教材改革方面，應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)的階段性、方法性，即引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中應(yīng)具有的一種學(xué)習(xí)能力和習(xí)慣，這樣才能培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力，為科研思維打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首先，每門學(xué)科，先要構(gòu)建好知識(shí)的框架及結(jié)構(gòu)，避免先將雜碎的細(xì)枝末節(jié)一股腦灌輸給學(xué)生，使學(xué)生容易喪失學(xué)習(xí)的興趣，本末倒置。其次，內(nèi)容的人性化，本科生知識(shí)儲(chǔ)備量有限，教材的內(nèi)容必須滿足學(xué)生現(xiàn)階段的理解能力并且使其有一定的提高，這樣才能讓學(xué)生在可以較好掌握所學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高自身的理解能力；教學(xué)方法改革是圍繞培養(yǎng)科研思維教學(xué)改革的核心，涉及教師和學(xué)生兩個(gè)方面，將過去的教師按部就班的講解轉(zhuǎn)變?yōu)橐越處焽@教學(xué)目的提出思考問題，學(xué)生參與討論，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，擺脫老式的“有距離”的教學(xué)，讓學(xué)生成為教學(xué)環(huán)節(jié)的一部分，并且可以很好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和善于思考的重要的學(xué)習(xí)習(xí)慣。為給學(xué)生提供創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，首先課程設(shè)置內(nèi)必須包括一定量的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)是提起學(xué)生興趣的一個(gè)很好的途徑，并且可以讓學(xué)生積極地把課堂學(xué)習(xí)到的知識(shí)納入實(shí)踐過程中來思考和消化，圍繞設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開展實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，建設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)為主題的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

二、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用默會(huì)知識(shí)

默會(huì)知識(shí)又叫非顯性知識(shí)，指不能被清晰表達(dá)和闡釋的知識(shí)。匈牙利裔英國(guó)哲學(xué)家波蘭尼通過研究認(rèn)為，我們知道的知識(shí)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于我們能表述的知識(shí)，通過語(yǔ)言和其他表述形式的人類文明，都得益于默會(huì)知識(shí)的積蓄，人類的認(rèn)知過程的本質(zhì)也是“一個(gè)默然的認(rèn)識(shí)過程”。

默會(huì)知識(shí)的存在猶如人類涵養(yǎng)水源的寶庫(kù)，取之不盡，用之不竭。她貫穿科學(xué)問題的提出、分析和科學(xué)問題的解決的每個(gè)環(huán)節(jié)，而且比顯性知識(shí)的作用更加明顯。因此，只有思想的默會(huì)能力可以來表達(dá)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，僅此而已。

所以，在培養(yǎng)學(xué)生的科研思維方面，教師和學(xué)生都要充分重視默會(huì)知識(shí)在學(xué)習(xí)過程中的作用，并將其融入到教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中。筆者的調(diào)查問卷研究顯示：多于65%的學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，只會(huì)注意眼睛所見耳朵所聽的顯性知識(shí)，因此，教師在講解知識(shí)的過程中，應(yīng)該多一些和學(xué)生交流學(xué)習(xí)中思維的方法和習(xí)慣，即“train of thought”，思維的路線，這是培養(yǎng)學(xué)生科研思維方法的一種非常有效的途徑。這樣既可讓學(xué)生養(yǎng)成高效良好的思維習(xí)慣，又可以潛移默化地讓學(xué)生的思維投入到課堂學(xué)習(xí)過程中。

三、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力

科研思維的體現(xiàn)，很大程度上就是能否發(fā)現(xiàn)和提出具有研究?jī)r(jià)值的新穎的科研問題，而科學(xué)問題的提出，需要學(xué)生掌握足夠多的理論知識(shí)及分析問題的能力，科學(xué)問題沒有現(xiàn)成的資料及顯而易見的呈現(xiàn)方式供我們參考，有時(shí)候科研人員在做實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)異?，F(xiàn)象會(huì)觸發(fā)我們的靈感，然后仔細(xì)琢磨，廣泛查閱資料，反復(fù)開展實(shí)驗(yàn)等科研基本方法進(jìn)行驗(yàn)證。所以，默會(huì)知識(shí)在個(gè)人的主觀印象到產(chǎn)生靈感發(fā)現(xiàn)一個(gè)新穎有研究?jī)r(jià)值的科研問題起到關(guān)鍵的作用。所以，這就與上文所述不謀而合，教師在教學(xué)過程中更應(yīng)該注意怎么樣培養(yǎng)學(xué)生在看到一種現(xiàn)象的時(shí)候去進(jìn)一步觀察和思考。

在解決相關(guān)問題方面，提出有價(jià)值的問題后，學(xué)生會(huì)利用已有的知識(shí)和已經(jīng)具備的實(shí)驗(yàn)條件及理論方法來盡可能想辦法解決自己提出的問題或驗(yàn)證自己的猜想及推斷。但由于所提出問題的具有新穎性，過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以前從沒遇到過的新問題和新情況，并且很難通過現(xiàn)有的能力預(yù)測(cè)結(jié)果，所以僅靠前人的現(xiàn)有的信息來解決新出現(xiàn)的問題顯然是不夠的。因此，波蘭尼提出，研究者如果想要做出一定的研究成果，必須形成許多連他自己也不清楚的科學(xué)技巧，或者說，必須將那些一般意義上的科學(xué)技巧如觀察、記錄、描述、資料分析等個(gè)性化、實(shí)踐化，轉(zhuǎn)變?yōu)樗约旱莫?dú)特的知識(shí)，使之成為他自己科學(xué)實(shí)踐結(jié)構(gòu)中不可分割的一部分。這個(gè)過程是一種緘默的過程。即由于科研工作大都是前人沒有做過的，沒有很多經(jīng)驗(yàn)可循，研究者必須運(yùn)用以往科研中形成的直覺、洞察力等無法言傳的默會(huì)知識(shí)找出真正的解決之道。[6]所以在問題的解決過程中，教師的作用更多地體現(xiàn)為一個(gè)旁觀的引導(dǎo)者，應(yīng)該在學(xué)生找尋解決問題的過程中適時(shí)地給予適量的幫助和引導(dǎo)，使學(xué)生個(gè)性地、實(shí)踐地解決所提出的問題。

四、培養(yǎng)利用文獻(xiàn)的能力及利用圖書館網(wǎng)絡(luò)資源的能力

如前言所述，現(xiàn)有的顯性資料在科研活動(dòng)中起到了舉重若輕的作用，不管是了解所要研究方向的研究現(xiàn)狀還是現(xiàn)有的研究方法，都需要通過大量閱讀相關(guān)文獻(xiàn)來提升自己的學(xué)術(shù)修養(yǎng)。這個(gè)過程是一個(gè)枯燥乏味的過程，如何讓學(xué)生在這一過程中保持興趣和主觀能動(dòng)性是教育工作者需要解決的問題。培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，就是要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)去探索，培養(yǎng)學(xué)生去獲取知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生去學(xué)會(huì)解決問題的能力。科研能力培養(yǎng)的目標(biāo)就是消除“填鴨式”教學(xué)的桎酷，學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)交流、學(xué)會(huì)溝通、自主創(chuàng)新性思維和活動(dòng)是科研創(chuàng)新培養(yǎng)的目標(biāo)[7]。所以，圖書館資源和網(wǎng)絡(luò)資源的利用便是解決此問題極佳的方式。由作者多年的大學(xué)教學(xué)工作經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今信息時(shí)代的大學(xué)本科生對(duì)于文獻(xiàn)的檢索能力依舊很差，平時(shí)我們布置學(xué)生撰寫課程論文的時(shí)候，絕大部分學(xué)生主要使用類似于百度這樣比較低級(jí)的信息檢索方式，很少有本科生會(huì)使用CNKI、維普等檢索工具[3]，要想作好科學(xué)研究，要想了解高手在做什么，要想取得領(lǐng)域里面的最高成就，只有接觸EI、SCI這種國(guó)內(nèi)外權(quán)威的第一手資料才能完成預(yù)定目標(biāo)。因此科研思維的培養(yǎng)第一步就是要學(xué)會(huì)文獻(xiàn)檢索和篩選，就必須使用多種檢索工具來了解我們需要了解的東西。因此，我們的學(xué)生在第一次實(shí)驗(yàn)之前，便可以專門進(jìn)行一次檢索工具的使用培訓(xùn)。然后給學(xué)生定領(lǐng)域、定方向，定學(xué)生要做的內(nèi)容，安排學(xué)生主動(dòng)查閱文獻(xiàn)，在文獻(xiàn)檢索的進(jìn)程中來培養(yǎng)學(xué)生探索和提出問題的能力[7]。把握思考的方向是老師的責(zé)任，本科生往往很盲目，由于專業(yè)知識(shí)缺乏，需要老師來幫助他，無論是實(shí)驗(yàn)過程中的偏差原因分析、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法還是學(xué)生思考的方向和問題，都是我們應(yīng)該把握的問題。參與到教師的科研項(xiàng)目中來[8]有利于培養(yǎng)學(xué)生能力。從老師的課題項(xiàng)目的方案制定開始，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)，獨(dú)立思考，獨(dú)立探索的能力，可以強(qiáng)化學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。

五、加強(qiáng)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置

本科生的科研思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及高?？蒲械耐卣购蛣?chuàng)新，除了要具有多學(xué)科知識(shí)交叉滲透的綜合性專業(yè)化教師隊(duì)伍外，還必須具備綜合性、開放性的實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和信息化的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。專業(yè)而具有豐富經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室老師指導(dǎo)相應(yīng)環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)既可以減少因儀器故障而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)中斷，提高實(shí)驗(yàn)效率，又有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)的學(xué)習(xí)強(qiáng)化。學(xué)生在課堂之余能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與相關(guān)的科研活動(dòng)，才能發(fā)揮課堂教學(xué)的有益而不可替代的補(bǔ)充作用，如果沒有基本的實(shí)驗(yàn)條件的話，要想培養(yǎng)創(chuàng)新性人才那只能是一句空話。良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件不但是培養(yǎng)卓越工程師的必備條件，而且是培養(yǎng)卓越工程師強(qiáng)大實(shí)踐能力的有效而直接的途徑之一。通過實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生不但可以培養(yǎng)動(dòng)手能力，而且可以鍛煉科研思維，科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)往往驅(qū)使學(xué)生去探索、迫使學(xué)生去弄清楚基本原理，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的源動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生更廣泛地掌握理論知識(shí)。激發(fā)學(xué)習(xí)源動(dòng)力，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，促進(jìn)本科生科研思維的培養(yǎng)[9]。

六、教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生的科研思維與能力

科研思維的養(yǎng)成，源于生活的方方面面。討論、實(shí)驗(yàn)、講座、課堂都是科研思維培養(yǎng)的重要陣地。其中最主要的培養(yǎng)科研思維的方式是最終還是要回歸到課堂中，因?yàn)檎n堂是最主要的讓學(xué)生最直接接觸知識(shí)的圣地，課堂上培養(yǎng)本科生基礎(chǔ)理論，傳授基本知識(shí)，培養(yǎng)本科生科研思維及創(chuàng)造性潛質(zhì)，教學(xué)過程中教學(xué)方法得當(dāng)，善于培養(yǎng)、善于引導(dǎo)，只要注意本科生的科研思維的培養(yǎng)，完全可以培養(yǎng)學(xué)生形成敏銳的學(xué)術(shù)嗅覺，強(qiáng)化探索和捕捉科學(xué)問題的能力。此外，實(shí)習(xí)也是教學(xué)工作中一個(gè)重要的培養(yǎng)創(chuàng)新的場(chǎng)所，指導(dǎo)老師既可注重強(qiáng)化基本操作和工作技能訓(xùn)練，還可側(cè)重啟發(fā)科研思維，培養(yǎng)科研能力，在實(shí)習(xí)實(shí)踐中營(yíng)造濃厚而輕松的科研氛圍，結(jié)合實(shí)際啟發(fā)學(xué)生的科研選題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)科研能力。然而扎根實(shí)驗(yàn)室則可培養(yǎng)本科生忠于原始記錄、尊重科學(xué)事實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；也可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行嚴(yán)密論證或分析科學(xué)問題并用論文形式與他人交流的自己看法的能力。這樣，不但可以培養(yǎng)學(xué)生消除浮而不實(shí)的作風(fēng)，而且可以促使其以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度處理科學(xué)問題，從而提升科研思維能力。實(shí)驗(yàn)過程及分析過程也是培養(yǎng)我們科研思維的一個(gè)重要內(nèi)容；學(xué)術(shù)講座也是我們科研思維培養(yǎng)的重要陣地；此外還有文獻(xiàn)閱讀，廣泛的閱讀往往可以學(xué)習(xí)到人家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和科研作風(fēng)。

實(shí)踐告訴我們，努力創(chuàng)造條件，積極引導(dǎo)，培養(yǎng)大學(xué)本科生的科研興趣，讓他們積極參與到科研實(shí)踐活動(dòng)中并加強(qiáng)指導(dǎo)，激發(fā)主動(dòng)探索的科研精神，培養(yǎng)大學(xué)生獲得基本科研思維能力、提升科研創(chuàng)新實(shí)踐能力是一件有意義的偉大事業(yè)。

相信通過廣大教育工作者的努力改革和教學(xué)實(shí)踐，“卓越工程師”計(jì)劃的實(shí)行定會(huì)具有光明的前景。

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