【媒体建大】中国科学报:谱好本科生做科研的“三部曲”

时间:2020-09-08作者:宣传部 材化学院浏览:15

编者按:创新型人才如何培养?如何让本科生走近并爱上科研?这是一个很多老师都会认真思考的问题。9月1日,《中国科学报》第七版视点报道了我校材化学院王爱国教授的深度思考与培养心得。

 

谱好本科生做科研的“三部曲”

■王爱国

创新型人才如何培养?如何让本科生走近并爱上科研?这是一个很多老师都会认真思考的问题。在我看来,本科生的知识储备有限,所以首先要培养本科生对科研的兴趣,然后是培养他们发现和解决问题的能力,并让学生在解决问题的过程中对科研产生更大的兴趣,从而喜欢上科研。

现结合本人指导安徽建筑大学无机非金属材料工程专业本科生教学实践,谈一下自己的心得体会。

CDIO工程教育模式,引导学生走近科研

CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式,是以完整的项目研发(构思、设计、实现、运作)为载体,系统培养学生专业技术知识、创新思考能力、团队协作和沟通能力,让学生近距离接触科学研究的一种新型教学模式。

该模式可以分为四个阶段。第一阶段:复杂问题的提出及分析;第二阶段:设计针对复杂工程问题的解决方案;第三阶段:使用现代工具对复杂工程问题进行研究;第四阶段:正确评价复杂工程的问题,解决对社会、环境的影响,理解其责任。

从大二开始,学校每学期都会有一个新的CDIO课程。我主要指导的是大三上学期的CDIO——《水泥基材料综合设计》,以2016级本科生为例,课题是《地质聚合物基珊瑚骨料生态混凝土的设计与制备》。

工作中,我首先让学生发现问题,在和学生确定好课题方向后,指导学生进行文献调研,了解生态混凝土的国内外进展以及目前存在的主要问题。再进行方案设计,让学生亲手利用实验室的原料进行产品制作,养护一定龄期后测试其性能,最后再进行数据分析与总结。学生们利用自己所学的知识制备出性能良好的珊瑚骨料生态混凝土,并且对比了不同胶凝材料、不同骨料颗粒级配、不同外加剂用料对珊瑚生态混凝土性能的影响。

通过一学期的CDIO锻炼,同学们了解了建筑材料方面的相关前沿知识,对专业知识的学习更加全面,制作出了实物,解决了实际问题,对科研的兴趣也得到了极大的提升。

通过创新训练,鼓励学生认识科研

CDIO工程教育模式不同,大学生创新训练的开展更像是一个完整科研项目的训练过程。同样以小组的形式开展,过程中我指导学生进行文献调研工作;提出可行的实验方案;制备样品;表征并分析样品的组成、结构和性能;最后进行分析和总结。

在实验结果和过程顺利的情况下,我会指导学生进行论文的撰写并积极投稿。大学生创新训练的优势在于我们不是为了写论文而去实验,项目的出发点就是“创新训练”。学生可以大胆探索自己的想法,这更有利于学生运用自己所学知识,同时了解专业相关的学科前沿。

我会多与同学们交流,突破一些思想上和技术上的难题。随着问题的不断解决,学生们对科研的理解更加深刻,加上专利或论文等的成果支撑,学生们对科研的认知也大大提升。同时,我会因势利导地建议学生报考硕士研究生,投身科研工作。

通过毕业论文,推动学生爱上科研

本科生毕业论文是学生在大学阶段接触的最完整、最系统的科研。我会综合考虑课题组的条件和资源,尽可能给学生前沿的选题。

通常,毕业论文会在大四下学期进行,这个阶段本科生的基础知识体系基本完成构建,对科研有一定的兴趣和理解。稍加引导,就会对学生从事科研或者进一步深造有积极推进作用。

在论文写作过程中,我会让学生深入课题组参加组会,充分与研究生们交流,学生独立完成实验,按时汇报进度。我在每周都会对学生进行多次线上和线下指导,了解学生想法并安排下一阶段任务,时刻把握学生动态。该阶段对本科生的要求也要相应提高,让他们理解科研,探索解决问题的方法,提高解决问题的能力。

在此过程中,对于本科毕业论文的撰写和修改工作的要求应当更加严格,这对学生将来的发展非常重要。我比较注重提高学生们写作的逻辑能力、对数据的分析能力、总结和归纳实验结论能力,以及通过课题解决实际问题的能力。

在毕业论文初期,学生们通过查阅文献和收集资料可以接触到很多相关的前沿内容,了解科研领域目前存在的一些难题和大家努力的方向。在之后的过程中,学生们通过自己对课题的理解制定实验方案,进行实验。

实验过程中,学生们可以更好地掌握实验方法和利用本科阶段学习的知识,从而体会到利用自己的能力来完成科研工作的成就感。例如,利用现代分析测试仪器探寻材料组成、结构和性能之间的内在关系,学生可以学习运用相关软件来处理和分析数据。

最后,对实验结论进行总结,提升学生逻辑思维能力和写作能力。毕业论文完成后,学生对科研领域会有更深一步的了解,并且产生浓厚的兴趣,有利于进一步的深造和发展。

此外,我常与学生分享专业前沿领域取得的成果,在授课和指导项目的过程中让学生们主动思考,立即行动,动手实验验证自己的想法,提高自主思维的能力。指导学生们把时间花在学业上,多看文献,多听国内外学者们的讲座。

在知识储备和实践能力得到提高的同时,我还会引导学生参加全国混凝土设计大赛、全国高校无机非金属材料基础知识大赛等活动,让他们在竞赛中提高自己的综合能力,在以赛促学中培养钻研精神,增强科学研究的热情与信心。

(作者系安徽建筑大学教授,本报通讯员周晨整理)

《中国科学报》 (2020-09-01 第7版 视点)

链接:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/8/357447.shtm?id=357447


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