李秋榮+肖海燕+謝丹陽+王麗秋

[摘要]針對大學(xué)生在創(chuàng)新計劃項目過程中出現(xiàn)的問題，提出了“3WERPS”指導(dǎo)模式，即3W（what、why、where）文獻(xiàn)檢索和分析，ER（experimental research）試驗研究和PS（presentation skills）口語交流和書面寫作。多年實踐表明，加強(qiáng)指導(dǎo)教師的導(dǎo)讀、導(dǎo)研與導(dǎo)寫訓(xùn)練，營造良好的科學(xué)研究氛圍，是提高大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。

[關(guān)鍵詞]指導(dǎo)模式；科研創(chuàng)新能力；提高；探索

[中圖分類號]G642.4[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]10054634（2017）050106040引言

目前，理工科院校的本科畢業(yè)生，普遍動手能力差、專業(yè)面窄，解決工程實際問題的經(jīng)驗不足，很難滿足用人單位的實際要求，尤其是繼續(xù)攻讀碩士學(xué)位以后，科研創(chuàng)新能力的不足非常明顯。理工科大學(xué)生要在未來的科研工作中做出突出貢獻(xiàn)，大學(xué)期間的科研實踐能力提高尤為重要。大學(xué)生科研創(chuàng)新能力是學(xué)生在開展科學(xué)研究活動時，運用科學(xué)方法探求事物的本質(zhì)和規(guī)律的過程中所表現(xiàn)出的本領(lǐng)。大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和科研創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題，提高實踐能力的重要手段[1，2]。

1本科生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目實施過程中的問題大部分燕山大學(xué)化工系教師每年會指導(dǎo)本科生的創(chuàng)新計劃項目，而事實上本科生在實驗室做的實驗并不多，即使項目最終取得校級獎勵，這些實驗數(shù)據(jù)大部分是由研究生完成的。這樣的創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目對本科生意義何在？本科生為了“創(chuàng)新與特長教育”課程的加分才積極參加活動，有一部分學(xué)生做的非常好，但目前看不占多數(shù)。許多大學(xué)生不僅缺乏科研好奇心和勇于探索的意識，而且缺乏吃苦耐勞精神，降低了專業(yè)指導(dǎo)教師的積極性。學(xué)生創(chuàng)新計劃項目從立項到結(jié)題約1年，學(xué)生對課題還懵懵懂懂的時候，就要交結(jié)題報告了，只能找研究生要數(shù)據(jù)，不但沒有提高其科研能力，反而助長其不良的科研風(fēng)氣[3]。

燕山大學(xué)化工專業(yè)的多數(shù)學(xué)生考取了研究生，成績優(yōu)秀的學(xué)生報考國內(nèi)知名高校的化工及其他相關(guān)專業(yè)。本校碩士生源主要來自燕山大學(xué)里仁學(xué)院和其他二本院校。針對優(yōu)秀學(xué)生流向外校問題，以及為了使科研能力強(qiáng)的學(xué)生在本科期間為學(xué)?；瘜W(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展貢獻(xiàn)自己的聰明才智，化工專業(yè)鼓勵學(xué)生在一年級下學(xué)期進(jìn)入實驗室，參與指導(dǎo)教師課題組的科研項目，而且第三學(xué)期開始提前籌劃撰寫《大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目申報書》，這樣不僅可避免項目研究周期短的問題，而且能從現(xiàn)實上使優(yōu)秀的科研人才脫穎而出。雷云逸等[4]建議本科生盡早進(jìn)入實驗室，以引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的興趣，提高學(xué)生從事科研試驗的主動性，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，張菡等[5]提出科研導(dǎo)師制有助于培養(yǎng)本科生科研創(chuàng)新能力。

筆者從2000年開始一直指導(dǎo)大學(xué)生的課外科研項目，當(dāng)時化工專業(yè)還沒有碩士點，在這種情況下，希望本專業(yè)有科研實驗興趣學(xué)生提前進(jìn)入實驗室從事科研活動。研究課題是根據(jù)專業(yè)實驗或化工領(lǐng)域的熱點問題衍生出來的，為了保證所研發(fā)的項目順利開展，在實踐過程中摸索出一套指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研訓(xùn)練的“3WERPS”模式（如圖1所示），ABC三階段分別為A3W（what、why、where）導(dǎo)讀分析，BER（experimental research）導(dǎo)研試驗和CPS（presentation skills）導(dǎo)寫交流。

2“3WERPS”指導(dǎo)模式

2.13W階段——通過導(dǎo)讀，培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索分析能力隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科技文獻(xiàn)數(shù)量呈幾何級數(shù)快速增長，比如在Elsevier數(shù)據(jù)庫中輸入關(guān)鍵詞“TiO2 photocatalysis”，則會出現(xiàn)兩萬多篇英文文獻(xiàn)，本科生根本不可能泛讀上萬篇外文文獻(xiàn)，學(xué)生則根據(jù)自己的需要，從大量的科技文獻(xiàn)中迅速查找到與自己研究相關(guān)文獻(xiàn)資料。

學(xué)生進(jìn)行科研實驗之前，必須重視對科研文獻(xiàn)的閱讀和理解。在大量的信息中，化學(xué)化工及其相關(guān)信息資源就猶如汪洋大海中的小魚蝦，分布雜亂、極具動態(tài)性、難以捕捉，在捕獲這些資源之前，必須先清楚以下3個問題。

1） “what”找什么？什么是你感興趣的內(nèi)容？

2） “why”為什么找？明確查詢內(nèi)容的研究目的和意義？

3） “where”從哪里找？為你提供信息資源檢索服務(wù)的工具在哪里？

學(xué)生閱讀了大量的科技文獻(xiàn)，特別是部分英文文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)，極大開拓了視野與知識面。整個科學(xué)技術(shù)發(fā)展史表明，積累、繼承和借鑒前人的研究成果，是科技發(fā)展的重要前提。學(xué)生在著手研究課題前，必須利用科學(xué)的文獻(xiàn)檢索方法來了解這個課題是如何提出來的，其他研究者在這方面做過什么樣的工作，實驗方法和表征手段如何，有什么成果和經(jīng)驗，還存在哪些問題。只有這樣，才能正確制定科學(xué)合理的研究方案，避免重復(fù)別人的研究。

大學(xué)生要提高科研能力，對所需文獻(xiàn)的查找及分析是前提，否則只是被動完成教師布置試驗任務(wù)的實驗員，而且也會進(jìn)行重復(fù)研究。20世紀(jì)80年代初期，上海市的一家保溫瓶廠，投入上百萬元經(jīng)費，組織科技人員進(jìn)行攻關(guān)，解決了以鎂取代銀鍍膜工藝，正準(zhǔn)備申請國家發(fā)明獎。上海市科技情報所的檢索查新發(fā)現(xiàn)，在1929年，英國的一家公司就為以鎂代銀鍍膜工藝申請了專利。該專利已過法定保護(hù)期，早已成為公知公用技術(shù)，不需要支付任何費用就可以使用了。所以，文獻(xiàn)檢索分析階段是非常重要的，要求學(xué)生學(xué)會使用EndNote參考文獻(xiàn)管理軟件，能夠?qū)Υ罅课墨I(xiàn)進(jìn)行篩選和分析，經(jīng)過認(rèn)真思考，進(jìn)行實驗方案的設(shè)計和規(guī)劃，指導(dǎo)的本科生基本都是在實驗室經(jīng)過半年多訓(xùn)練以后，才申報學(xué)校的科研立項，這樣研究的目的明確，能提出科學(xué)合理的可行性方案。

2.2ER（experimental research）階段——通過導(dǎo)研，提高學(xué)生試驗研究創(chuàng)新能力1） 學(xué)生要有鍥而不舍的科學(xué)精神。做科研試驗非常枯燥，要讓學(xué)生們看到實驗室的指導(dǎo)教師和師兄師姐們認(rèn)真鉆研和反復(fù)試驗，增強(qiáng)其吃苦耐勞的意識。學(xué)生只有經(jīng)歷了挫折和失敗，才會變得更加頑強(qiáng)與堅韌。一位本科生在實驗室做了兩個月實驗。筆者審閱他的文章時，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果（X射線衍射）與所描述樣品應(yīng)具有的特征不符合，要求其重復(fù)進(jìn)行試驗來驗證。如果文章發(fā)表出來，不一定有人會通過實驗來驗證其結(jié)果，但是研究者要對自己的文字負(fù)責(zé)。筆者時刻告誡學(xué)生寫的東西要經(jīng)得起檢驗。后來，學(xué)生又重復(fù)了一個月的實驗，最終得到理想的結(jié)果。endprint

學(xué)生在科研實驗過程中要付得出辛苦，耐得住寂寞。當(dāng)結(jié)果不理想時，修改實驗數(shù)據(jù)，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神，這種學(xué)生不僅不適合做科學(xué)研究，而且缺乏誠信。作為指導(dǎo)教師必須具備這種精神，在研究思路上不僅給學(xué)生正確的引導(dǎo)，而且身體力行，給學(xué)生以信心和力量。學(xué)生不付出相應(yīng)的時間，不會取得成功。教師絕不能讓學(xué)生有投機(jī)取巧和弄虛作假的想法。

2） 要培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致的觀察能力?；瘜W(xué)是一門實驗性極強(qiáng)的科學(xué)，實驗數(shù)據(jù)的認(rèn)真記錄和積累雖是實驗中的重要環(huán)節(jié)，而實驗中的細(xì)致觀察，尤其是對有些異?，F(xiàn)象的觀察特別重要，有時一個易被忽略的小細(xì)節(jié)往往會導(dǎo)致一個重要的發(fā)現(xiàn)。2012年本科生在實驗中發(fā)現(xiàn)，以廢棄的花生殼、豆桿、松木屑等為植物模板制備的金屬氧化物，其吸附染料和重金屬鉛的性能明顯優(yōu)于沒有模板的金屬氧化物，后來學(xué)生展開了系統(tǒng)研究，這期間發(fā)表6篇相關(guān)的2區(qū)SCI收錄英文文章。

3） 加強(qiáng)學(xué)生對實驗儀器的操作能力。實驗手段的進(jìn)步是化學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵，古人云“工欲善其事，必先利其器”，讓學(xué)生在實驗室中不僅能對儀器中常見的小問題自行解決，如空氣烘干器的電阻絲、離心機(jī)中磁刷和馬弗爐中熱電偶的更換，對工藝條件和反應(yīng)裝置也能進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)研究，以達(dá)到提高反應(yīng)效率和樣品質(zhì)量的目的。

大學(xué)生參與科研實驗有利于培養(yǎng)思考與探索的意識，提高自身發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。學(xué)生在科研試驗探索中磨煉了意志，增強(qiáng)了自信心，為今后走上工作崗位積累了寶貴的經(jīng)驗財富。學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)試驗研究的系統(tǒng)訓(xùn)練，在這個階段要加強(qiáng)師生交流研討，指導(dǎo)教師要經(jīng)常和學(xué)生分析討論實驗結(jié)果，及時修正樣品制備的工藝路線和實驗條件的不合理之處，減少不必要的資源浪費和時間消耗。

2.3PS（Presentation skills）階段——通過導(dǎo)寫，增強(qiáng)學(xué)生口語表達(dá)和書面寫作能力表達(dá)能力（presentation skills）包括口語交流、書面寫作，對大學(xué)生來說至關(guān)重要[6]，斯坦福大學(xué)校長約翰·亨尼斯（John Hennessy）曾說過：“寫作與演講是一切學(xué)科中最有價值的兩項技能?！眲?chuàng)新計劃項目論文的寫作是學(xué)生科研能力和創(chuàng)新思維能力的提升，是對前期工作的整體總結(jié)與升華。指導(dǎo)教師更要注重啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性并給予必要的指導(dǎo)。

導(dǎo)師應(yīng)嚴(yán)格要求學(xué)生科研原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，杜絕弄虛作假的不良風(fēng)氣。學(xué)生若出現(xiàn)篡改實驗結(jié)果的情況，指導(dǎo)教師應(yīng)要求其離開實驗室。同時，鼓勵學(xué)生發(fā)表科研論文，提高科研寫作水平。圓滿完成的創(chuàng)新計劃項目，學(xué)生可以整理成論文。筆者指導(dǎo)的應(yīng)用化學(xué)和化工專業(yè)的5名本科生，從大二進(jìn)入實驗室進(jìn)行科研活動，學(xué)生們在課余時間經(jīng)常來實驗室，不斷地向老師、學(xué)長請教，與同學(xué)、朋友交流，無形中增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和交流能力，并于 2014年開始參與專利的撰寫和科研論文寫作，申請1項發(fā)明專利（改性生物形態(tài)氧化鋁復(fù)合高吸油樹脂的合成方法， 2014.05.12，中國，ZL 201410197235.4），發(fā)表1篇SCI收錄論文（Synthesis and oil absorption of biomorphic MgAl layered double oxide/acrylic ester resin by suspension polymerization.Chemical Engineering Journal，2016， 284：989～994，影響因子：5.321），2篇中文核心期刊（精細(xì)化工和化工新型材料），大學(xué)生科技作品“生物形態(tài)氧化鋁復(fù)合高吸油樹脂的合成及性能研究”獲得河北省特等獎、第14屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎。

弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素，但這并不是他的創(chuàng)新。1897年，法國人迪塞納發(fā)表了博士論文，稱發(fā)現(xiàn)青霉素能有效地消滅細(xì)菌，但他的研究成果并沒有被應(yīng)用。若當(dāng)時迪塞納的研究成果能臨床實際應(yīng)用，在第一次世界大戰(zhàn)中就能拯救許多生命。這位年輕有為的法國細(xì)菌學(xué)家死于肺結(jié)核，其發(fā)現(xiàn)的青霉素本可以治療這種疾病。弗萊明在1928年發(fā)現(xiàn)青霉素后，用了10年時間，尋求幫助和支持。最后，他找到了兩位醫(yī)生——英國牛津大學(xué)的錢恩（Ernst Boris Chain）和弗洛里（Sir Howard Walter Florey），獲得了其物質(zhì)和技術(shù)上的幫助，最終使青霉素得以量產(chǎn)。這兩位醫(yī)生與弗萊明于1945年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。迪塞納雖然早弗萊明31年發(fā)現(xiàn)了青霉素的作用，但卻沒能把這項發(fā)明開發(fā)成產(chǎn)品。這對他個人乃至整個人類來說都是損失。因此，教師要在激勵學(xué)生潛下心來做研究的同時，鼓勵學(xué)生盡快把自己的原創(chuàng)性成果公布出來或開發(fā)成產(chǎn)品。否則，看到別人發(fā)出和自己一樣的成果時會感到遺憾?？茖W(xué)如果沒有發(fā)表或制造，那么這個研究成果只能走進(jìn)墳?zāi)埂?/p>

3結(jié)束語

“3WERPS”指導(dǎo)模式的各個階段相互聯(lián)系，即是遞進(jìn)關(guān)系，互相改進(jìn)、相互制約，以達(dá)到良性循環(huán)。導(dǎo)師的作用是為導(dǎo)讀，導(dǎo)研、導(dǎo)寫；學(xué)生要勤讀、勤研、勤寫。圖2描述了教師與學(xué)生在科研訓(xùn)練中的互動關(guān)系。學(xué)生對文獻(xiàn)進(jìn)行精或略閱讀，分析并發(fā)現(xiàn)問題，定期寫出總結(jié)筆記，多和教師溝通。教師和學(xué)生進(jìn)行良性的討論，這樣才能教學(xué)相長，提高學(xué)生的科研能力。

當(dāng)前，高校畢業(yè)生就業(yè)競爭日趨激烈，企事業(yè)單位更加注重其在校的各種能力訓(xùn)練，尤其是科研創(chuàng)新能力訓(xùn)練。高校畢業(yè)生要想在更多的競爭者中脫穎而出，其在校期間的科研創(chuàng)新能力非常重要。本科生要積極參與創(chuàng)新計劃項目，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下提高科研創(chuàng)新能力，為未來的工作和終身學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

圖2教師和學(xué)生的相互作用關(guān)系

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