晏　銘, 曾光明, 黃丹蓮, 劉云國, 范長征, 張　薇

(湖南大學 環(huán)境科學與工程國家級實驗教學示范中心, 湖南 長沙　410082)

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設立本科生開放基金實驗項目的探索

晏銘, 曾光明, 黃丹蓮, 劉云國, 范長征, 張薇

(湖南大學 環(huán)境科學與工程國家級實驗教學示范中心, 湖南 長沙410082)

本科生開放基金實驗項目吸取了科研開放基金項目的管理經驗,是以本科生為項目負責人并在教師指導下,以完成大學生創(chuàng)新研究項目、畢業(yè)設計等工作而申請的大型精密儀器設備開放基金項目。項目以設備培訓及設備使用申請為主要模式,不僅支持了原有項目的高水平、高質量完成,也為本科生提供了參加設備培訓、融入先進的科研實驗室工作的機會,實施以來收到了良好的實驗教學效果。

開放基金項目； 本科生教育； 實驗教學體系； 實驗教學管理

開放基金在促進大型儀器設備開放共享、提高資源利用率、加強學科交流方面起到了積極的作用。目前高校中開放基金項目的受益者通常為高校的科研團隊,主要受益對象為團隊中的青年教師和研究生,而針對本科生的開放基金項目則并不多見。為了配合教學改革與教學質量工程建設,湖南大學自2012年起以專項資金支持面向本科生的開放基金項目。該項基金用于支持有興趣的本科生實施創(chuàng)新性實驗項目和畢業(yè)設計等常規(guī)本科實驗項目,項目主要包括大型精密設備使用培訓以及大型精密儀器上機操作測試等。本文就本科生開放基金項目的管理作出總結。

1　面向本科生開放基金實驗項目背景

我校環(huán)境科學與工程國家級實驗教學示范中心(以下簡稱“中心”)依托環(huán)境生物與控制教育部重點實驗室、環(huán)境工程國家重點學科、“863”計劃、“211工程”、“985工程”等大型國家級項目平臺而建。中心自20世紀90年代起,在學校的統一安排下進入湖南大學大型科學儀器共享平臺,其中17臺大型精密儀器作為國家重點學科和省部級重點實驗室進入湖南高校大型儀器設備共用網。

在多年的科研平臺開放基金的運作過程中,中心實驗室積累了大量的寶貴經驗。為了將這些寶貴經驗以及優(yōu)質實驗資源應用到本科教學中,實現中心培養(yǎng)學生實踐能力與創(chuàng)新能力的目標,中心從2009年獲準建設國家級實驗教學示范中心開始,積極探索行之有效的面向本科生開放的新途徑和新辦法。

早在2004年,學校啟動了大學生創(chuàng)新訓練(students innovation training,SIT)計劃,這是學生在導師指導下進行的初步創(chuàng)新研究工作,是在原有的開放實驗基礎上發(fā)展而來的。該計劃是我校推進“教育教學創(chuàng)新工程”,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力的重要舉措。根據項目的優(yōu)秀程度不同,SIT項目的資助金額為每個項目1 000～20 000元不等。除了經費支持外,學校還制定了獎勵制度,以鼓勵更多的優(yōu)秀學生參與此項活動。例如學生參加SIT計劃,結題驗收后可獲得創(chuàng)新與課外實踐訓練1～4學分,并記入檔案。學生參加SIT項目的研究內容還可作為相關課程設計或畢業(yè)設計(論文)的創(chuàng)作素材。

為保證指導教師能投入時間、精力對學生進行實質性的指導,學校還針對指導教師制定了相關規(guī)定和激勵政策,包括對指導教師的工作量給出明確計算方法、指導成果可申報優(yōu)秀教學成果獎；對在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面成效突出的項目,學校還將給予參加者和指導教師特別獎勵。這些措施極大地激發(fā)了教師和學生對創(chuàng)新探索和參與SIT項目的熱情。

但是在SIT項目實施過程中也存在一些問題。首先,SIT項目主要面向課外選題,由學生自主把握,但是由于申請該項目的學生大多為低年級本科生,他們的知識面有限、科研能力不強,對開展SIT項目所依托的平臺不熟悉；其次,學生申請SIT項目的動力來源于獲得學分、保研和取得就業(yè)的優(yōu)勢,因此在項目申請階段積極性較高,而在項目實施階段則動力不足,造成了很多SIT項目無法結題或者草草結題；再次,SIT項目時間跨度較長,通常為一年半左右,因此指導教師難以有效地管理SIT項目的進度,容易出現虎頭蛇尾的現象。

為解決大學生創(chuàng)新訓練項目的一些弊端,同時增加本科生參與科研實驗室工作，尤其是使用高精尖現代化設備進行實驗的機會,學校推出了一種新的大型精密儀器開放基金項目。該項目面向SIT項目、本科畢業(yè)設計以及提交實驗項目申報書的本科學生,由學生作為負責人,指導教師輔以指導,自主填報開放基金項目申請書,項目時間跨度為一個學期。

2　面向本科生開放基金實驗項目的管理模式

2.1大型精密貴重儀器的應用知識培訓

環(huán)境學科作為一種應用型的交叉學科,與化學、生物、材料、土木等學科有著密切的聯系,其核心課程大氣污染控制工程、水污染控制工程、固體廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測和生態(tài)學的實驗項目都需要用到生物、化學、材料等學科的大型精密貴重儀器。因此,中心每年以聯合培養(yǎng)的模式鼓勵本科學生前往上述幾個學院的實驗室進行交流合作,并接受相關學科的學生進入中心進行實驗合作交流。項目采用學生選教師、教師選學生的雙向選擇方式,讓學生以參與教師課題研究的方式進入科研實驗室參與科學研究。中心根據學校安排,選擇部分通用性強的大型精密儀器,對本科生進行通識教育與應用操作培訓。由學院提出大型精密儀器操作培訓內容、培訓對象、時間安排及所需資助經費等。

2.2資助利用大型精密儀器開展實驗研究的項目

項目既可以由指導教師和學生聯合申報,也可由學生自主申報、自主選擇指導教師。學院也會指定教師指導學生進行項目申報。在教師的指導下,本科生按照每小組3人左右,根據學校列出的大型精密儀器開放目錄,選擇實驗研究所需的大型精密儀器并填寫項目申請表。項目經指導教師簽署意見后，學院審核篩選，然后報實驗室設備與管理處審批，最后學校專家評議組評議。

根據項目申報書的內容、創(chuàng)新性和復雜程度,專家評議組將申請項目分為A、B、C類,資助金額分別為1 000元、2 000元和4 000元。經費主要用于實驗耗材的購置和校內開放大型精密儀器的機時費,資助周期為一個學期。

項目負責人要根據資助類別進行詳細的機時使用與材料購置預算；實驗室設備與管理處審核預算后發(fā)放項目資助(經費)卡；項目負責人預約使用開放設備后,憑資助卡結算費用。學校為支持面向本科生的開放基金項目工作,從已有的大型精密儀器開放平臺中篩選出部分設備,按最低成本制定收費標準。

按照開放方式的不同,本科生開放基金項目分為4類:A類——學生經培訓后可上機操作； B類——學生可部分參與設備操作；C類——學生不操作、機組提供分析測試或加工結果；D類——其他(須注明)。

為避免大學生創(chuàng)新訓練項目虎頭蛇尾的現象,面向本科生的開放基金項目強化了項目結題管理。項目的日常檢查由項目指導教師負責,中期檢查由項目負責人提交書面報告、學校組織進度檢查。學期結束時,項目負責人要提交結題申請報告、提供支撐材料,由所在學院審核后報實驗室設備與管理處,由實驗室設備與管理處組織結題驗收。A類、B類項目由學校組織項目答辯,C類、D類項目由各學院組織項目答辯。

3　面向本科生開放基金實驗實踐項目的效果

3.1大型精密儀器的應用知識培訓效果

面向本科生的大型精密儀器培訓項目每學期組織10項左右(見表1),每個項目參與人數約20人,通過10個學時的系統學習,要求學生在規(guī)定時間內掌握設備的工作原理、樣品預處理制備、上機操作及在實踐中的應用。相比儀器分析等演示類實驗課程,項目培訓需要學生自行上機操作,并根據實驗結果提交實驗報告。項目自實施以來,中心每年接待外院2批共40名學生參加培訓。

表1　2014年學校下學期面向本科生應用知識培訓項目

3.2面向本科生開放基金實驗的實施狀況

面向本科生開放基金實驗實踐項目實施以來,中心累計申請各類項目16項,項目涵蓋納米材料、生物吸附、功能性催化劑等方面的環(huán)境熱點問題,本科生申請開放基金項目的積極性逐年提高。從項目第一期的13項申請7項獲批(見表2),到第二期的18項申請,9項獲批(見表3)。隨著學校各院系對面向本科生開放的儀器設備增多,從第一期的76臺增加到第二期的118臺,其中不乏價值百萬元以上的儀器設備,其中很多是以前本科生很少能接觸到的高端科研設備。

表2　2014年上學期中心獲批開放基金項目

表2(續(xù))

表3　2014年下學期中心獲批開放基金項目

面向本科生的開放基金實驗實踐項目取得了良好的成效。2012屆本科生蔣瀟的論文Experimentalstudyonaroomtemperatureurea-SCRofNOoveractivatedcarbonfibersupportedCeO2-CuO被國際SCI源刊EnvironmentalTechnology(SCI IF 2011=1.406)接受；2011屆本科生曾政的論文ReactionofNOatlowtemperaturebyACFloadingureaandrare-earthelementoxides(La2O3, CeO2)；Selectivecatalyticreduction(SCR)ofNObyurealoadedonactivatedcarbonfibre(ACF)andCeO2/ACFat30℃:TheSCRmechanism、RemovalofNObycarbonaceousmaterialsatroomtemperature:areview分別在國際刊物JournalofCoordinationChemistry(SCI IF 2011=1.547)、EnvironmentalTechnology(SCI IF 2011=1.406)、CatalysisScience&Technology(SCI)發(fā)表。參與項目的部分優(yōu)秀本科生被保送本院、北京大學、清華大學等高校或者中科院繼續(xù)深造。

4　結果與討論

面向本科生的開放基金實驗項目作為大學生創(chuàng)新訓練項目和各種實習的良好補充手段,在演示型實驗為主的本科實驗教學中起到了良好的作用。

首先,應用培訓項目由學生根據自己的專業(yè)知識和實驗需求在網上自主申請,通過培訓能夠獲得基本的上機操作和樣品前處理能力,拓展了學生的眼界和動手能力；其次,大型精密儀器開放基金項目采用教師和學生共同申報,學生作為項目負責人的管理辦法,有效地解決了項目脫離學生實際或由于學生知識面不足致使項目可行性差的問題；再次,項目在較短的時間內規(guī)定了完善的中期檢查和結題要求,通過學生參加答辯的形式,督促學生親身完成項目中的工作,并通過現場提問的方式考查學生的項目完成情況。通過完整的項目周期,學生的各方面能力得到較大的提高。

在項目實施過程中也存在一些尚需改進的地方。首先,通常項目實施時間只有一個學期,而部分實驗周期較長,希望通過項目自身情況靈活調整項目周期；其次,雖然規(guī)定開放設備分為學生可經過培訓上機操作、學生可經過培訓在指導教師的幫助下上機操作和完全上機操作幾種類型,但是實際的情況是,由于本科生的基礎知識較為薄弱,大部分實驗只能在教師的指導下完成,有必要提高學生實際動手操作能力；再次,項目支持面有望進一步擴大,不僅有SIT項目,也有畢業(yè)設計、課程設計等方面的需求項目,因此學校提高支持力度勢在必行。

環(huán)境科學與工程國家級實驗教學示范中心將繼續(xù)完善有利于培養(yǎng)學生實踐能力和科技創(chuàng)新能力的實驗教學體系,以高素質實驗教學隊伍、良好的實驗教學環(huán)境和完備的實驗教學條件為保障,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質人才,建立高效運行的管理機制,全面提高實驗室管理和實驗教學水平。

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Exploration on implementation of open fund experimental project for undergraduates

Yan Ming, Zeng Guangming, Huang Danlian, Liu Yunguo, Fan Changzheng, Zhang Wei

(Environmental Science and Engineering Experimental Teaching Demonstration Center, Hunan University, Changsha 410082, China)

The undergraduate open fund experimental project is base on the of previous opening research projects and sets the undergraduates as the project director with the guidance of teachers, aiming at supporting the application for large-scale precise instruments & equipment during completing the college students’ innovative research project and graduation design of the undergraduates by offering necessary expense. Equipment training and use are the major mode for the project, which can not only ensure a perfect accomplishment of the project, but also provide an opportunity for the undergraduates to integrate themselves into the advanced scientific laboratory. The project has received perfect results and plays a complementary role in improving the undergraduates’ experimental teaching system.

open fund project； undergraduates education; experimental teaching system; experimental teaching management

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.06.043

2015-09-08

國家自然科學基金項目(51521006)資助

晏銘(1981—),男,安徽當涂,碩士,工程師,國家級實驗教學示范中心副主任,主要研究方向為環(huán)境工程.

E-mail：ym8188@hnu.edu.cn

G642.4

A

1002-4956(2016)6-0168-04