楊勇，袁彩雷，梁艷，俞挺

（1.江西師范大學(xué) 物理與通信電子學(xué)院，江西 南昌；2.江西科技學(xué)院，江西 南昌）

在高等教育改革的推進(jìn)過程中，創(chuàng)新型本科教育教學(xué)體系的構(gòu)建逐漸成為教育工作者關(guān)注的焦點。作為人才培養(yǎng)的主要力量，高等院校必須著力提升本科生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)力度。然而，僅僅依靠以課堂講授的教學(xué)模式，對本科生創(chuàng)新實踐能力的發(fā)展很不利。在此基礎(chǔ)上，本科生導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式逐漸被開發(fā)。本科生導(dǎo)師制顧名思義是指本科生在校學(xué)習(xí)期間，導(dǎo)師從學(xué)業(yè)、生活、思想等多方面、多角度地對其進(jìn)行幫助與引導(dǎo)，其最終目的是全面提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力及綜合素質(zhì)。其實，早在14世紀(jì)的英國牛津大學(xué)，就已經(jīng)出現(xiàn)了本科生導(dǎo)師制。這種模式的核心和關(guān)鍵在于其更加關(guān)注學(xué)生個體的發(fā)展、依賴師生雙方合作以及對待知識的獨特態(tài)度[1]。經(jīng)過多年的摸索和實踐，近年來不少國內(nèi)外頂尖高校開始轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)觀念，逐漸意識到本科生導(dǎo)師制結(jié)合科研實驗室的模式對本科生創(chuàng)新實踐能力，尤其是科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常有效。因而，不少頂尖高校都使用該模式發(fā)展了適用于自身學(xué)校情況的本科生科研創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)計劃。比如加州理工學(xué)院“SURF計劃”、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的“大學(xué)生研究計劃”、清華大學(xué)的“SRT計劃”等等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過這些計劃的實施，不僅有利于學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)，增加師生之間的交流，而且可以極大地提升學(xué)生的科研創(chuàng)新實踐能力[2]。

然而，相對于國內(nèi)外頂尖高校，地方普通本科院校受經(jīng)費、生源素質(zhì)等諸多因素的限制，在科研平臺建設(shè)、教師科研能力、科研活動管理、本科生科研定位等方面都存在明顯差距。加上由于缺乏相關(guān)的運行和管理機(jī)制，地方普通本科院校在基于科研實驗室的本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面還比較少見。即使有的學(xué)校已經(jīng)建立了本科生導(dǎo)師制，但很多實際工作并未開展起來。而學(xué)生對于本科生導(dǎo)師的概念也很模糊，無法真正地參與到導(dǎo)師的科研活動中，很多導(dǎo)師對于本科生進(jìn)入實驗室的積極性也不高，因此。將該模式應(yīng)用到地方普通院校，以培養(yǎng)本科生的科研創(chuàng)新精神和實踐能力還需要進(jìn)一步探索。

本文以江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院兩個典型理工類專業(yè)（物理學(xué)和光電信息科學(xué)與工程）的本科生為例，以江西省微納材料與傳感器件重點實驗室為依托，近年來對本科生導(dǎo)師制下基于科研實驗室項目驅(qū)動的本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)進(jìn)行了一些實踐探索。

一 地方普通本科院校物理類和光電類本科生培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，物理類和光電類專業(yè)本科生的課堂一般以具體班級為單位，統(tǒng)一安排必修課程。按照培養(yǎng)方案的要求，學(xué)生在大學(xué)期間課程很多，而且大多數(shù)課程偏重理論知識。幾乎所有的原理、過程、結(jié)論全靠老師課堂講授出來，學(xué)生自行想象，缺乏讓學(xué)生動手的機(jī)會。這些理論的學(xué)習(xí)讓學(xué)生感覺比較枯燥，很容易被學(xué)生遺忘，導(dǎo)致學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率普遍不高，也容易使學(xué)生滋生懶惰心理，會出現(xiàn)很多臨到考場時才開始靠“背”知識點來應(yīng)付考試的現(xiàn)象[3]。

物理學(xué)和光電信息科學(xué)與工程作為實踐性的理工類學(xué)科，實驗教學(xué)實際上是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要方式。對于這兩個專業(yè)的本科生來說，除了課堂上專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)之外，大多數(shù)高校也會安排對應(yīng)課時的實驗方面的課程作為他們的必修課。這些實驗項目是根據(jù)專業(yè)課的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇出來的。然而，這些實驗大都是驗證性實驗，主要是以驗證相關(guān)的專業(yè)理論為目的。上課時一般也是以小組為單位，老師講述實驗?zāi)康?、原理和方法，學(xué)生根據(jù)老師的講解一步一步進(jìn)行操作，得到結(jié)論就算完成實驗，幾乎沒有學(xué)生自己思考的機(jī)會，因此很難使學(xué)生有發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的機(jī)會，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和精神。

另一方面，從地方普通本科院校物理類和光電類專業(yè)本科生的就業(yè)方向來看，考取研究生繼續(xù)深造目前是大多數(shù)同學(xué)的選擇。實際上，我校近年來物理學(xué)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)本科生中有考研意向的比例都在70%以上，實際報考比例也在60%以上。由于研究生教育的主要目的在于學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因而，上述傳統(tǒng)的講授型本科人才培養(yǎng)模式非常不適合于塑造當(dāng)今社會所急需的創(chuàng)新型研究人才。而且，站在學(xué)生的角度來看，本科階段科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的缺乏也導(dǎo)致地方普通本科院校本科生在研究生復(fù)試時和正式攻讀研究生時與“985”和“211”高校的學(xué)生相比競爭力不足。

本科生導(dǎo)師制與科研實驗室制度相結(jié)合的模式作為當(dāng)今國內(nèi)外頂尖高校越來越推崇的一種人才培養(yǎng)模式，未來可能成為培養(yǎng)本科生科研創(chuàng)新能力的重要方式。然而，由于受經(jīng)費、生源素質(zhì)等諸多因素的限制，加上相關(guān)的運行和管理機(jī)制的缺乏，該模式在地方普通本科院校中的實踐還比較少見。特別是，如何充分調(diào)動本科生和導(dǎo)師在培養(yǎng)過程中的主觀能動性、學(xué)生如何有效管理方面還有待探究。

二 導(dǎo)師制下基于科研實驗室的本科生培養(yǎng)策略

自2014年起，江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院建立了本科生導(dǎo)師制，每名本科生在入學(xué)時都會安排一名專業(yè)導(dǎo)師，每名導(dǎo)師一般每屆指導(dǎo)3-4名本科生，這為該模式的實施提供了制度基礎(chǔ)。另一方面，近年來隨著政府和學(xué)校投入的增加，物理與通信電子學(xué)院的科研條件大大提升，已經(jīng)建成了省2011協(xié)同創(chuàng)新中心1個、省重點實驗室2個、省工程實驗室1個、院士工作站1個、省重點學(xué)科1個、省優(yōu)勢科技創(chuàng)新團(tuán)隊1個。近五年承擔(dān)國家級科研項目40多項，各類科研經(jīng)費總額達(dá)到5000余萬元。其中，筆者所在的江西省微納材料與傳感器件重點實驗室配有濕化學(xué)合成設(shè)備、PLD脈沖沉積系統(tǒng)、磁控濺射系統(tǒng)、電子束沉積系統(tǒng)、CVD系統(tǒng)、蔡司光學(xué)顯微鏡、光譜儀、原子力顯微鏡、微區(qū)Raman光譜儀等一系列微/納結(jié)構(gòu)材料合成和表征的先進(jìn)大型儀器設(shè)備。這些豐富的科研平臺是基于實驗室的本科生培養(yǎng)的條件保障。此外，實驗室的老師都是專業(yè)老師，絕大多數(shù)都在國內(nèi)外頂尖高校獲得博士學(xué)位，并且都有國家級或省級科研項目經(jīng)費支持。總之，在我院開展本科生導(dǎo)師制下基于科研實驗室的本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的條件非常成熟。作為物理學(xué)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的本科生導(dǎo)師，筆者近幾年依托所在的江西省微納材料與傳感器件重點實驗室，開展了本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索，在項目驅(qū)動機(jī)制、實驗室本科生管理模式、培養(yǎng)方式、學(xué)生和導(dǎo)師激勵機(jī)制等方面積累了一些有益的經(jīng)驗[4]。

（一） 項目驅(qū)動機(jī)制

為了調(diào)動本科生在實驗過程中的主觀能動性，我們將項目驅(qū)動的教學(xué)思想貫穿于整個培養(yǎng)過程中。項目驅(qū)動教學(xué)法主要是建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)之上。該教學(xué)法以學(xué)生為中心，有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神，學(xué)生始終在探索知識的情境之中。其基本思想是將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動穿插到具體的項目中，老師和學(xué)生通過共同參與完成具體項目，逐步深入展開教學(xué)活動，通過探究和解決實際問題的過程來提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而樹立信心、培養(yǎng)能力。在本科生進(jìn)入實驗室初期，導(dǎo)師會指導(dǎo)本科生申報“江西師范大學(xué)校級大學(xué)生學(xué)術(shù)課題”。該項目是學(xué)校為了全面提升本科生的科研創(chuàng)新能力而設(shè)置。獲得該項目的支持后，本科生會覺得科研項目是自己的事，這可以極大地調(diào)動其主觀能動性，后續(xù)的實驗主要圍繞該項目的研究內(nèi)容進(jìn)行。在該項目1-2年的研究基礎(chǔ)上，導(dǎo)師會指導(dǎo)本科生申報國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等項目，以進(jìn)一步凝練和完善研究內(nèi)容，激勵本科生的科研熱情。在培養(yǎng)后期，導(dǎo)師會結(jié)合學(xué)生近幾年的研究成果，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計自己的畢業(yè)論文，這也可以有效的解決目前地方普通本科院校普遍面臨的本科畢業(yè)論文選題困難、空洞的問題，從而可以有效提升本科生畢業(yè)論文的質(zhì)量?？偠灾瑢W(xué)生的主觀能動性可以在完成一個個具體的實驗項目中得到充分調(diào)動，他們科研的主人翁意識也因此得到充分激發(fā)。

（二） 實驗室本科生管理模式

長期以來，科研實驗室主要是面向研究生和博士生開放，相關(guān)的管理和培養(yǎng)制度也比較健全。然而，當(dāng)面向本科生開放時，往往會出現(xiàn)其他不一樣的問題，比如，本科生的學(xué)業(yè)課程較多，來實驗室的時間不固定，而且學(xué)生的安全意識和實驗習(xí)慣等也參差不齊等。這些因素都會困擾科研實驗室的管理。考慮上述問題，我們采取本科生實驗室統(tǒng)一管理的模式。

每年春季，首先由實驗室主持開展“大學(xué)生科研創(chuàng)新計劃”，組織實驗室導(dǎo)師名下的本科生統(tǒng)一學(xué)習(xí)進(jìn)入實驗室之前的培訓(xùn)課程（包括實驗室安全培訓(xùn)、實驗操作習(xí)慣培訓(xùn)、公用儀器設(shè)備使用培訓(xùn)）。在培訓(xùn)結(jié)束的時候，我們會采取統(tǒng)一筆試結(jié)合實驗室現(xiàn)場考核的方式對學(xué)生進(jìn)行評估。考核合格的同學(xué)方可獲得實驗室門禁權(quán)限，正式進(jìn)入實驗室開展實驗。而在本科生進(jìn)入實驗室后，導(dǎo)師根據(jù)自己的項目情況統(tǒng)一安排名下的每個本科生進(jìn)行選題。在此過程中，學(xué)生和導(dǎo)師要服從實驗室的統(tǒng)一管理。比如，所有實驗區(qū)域都通過門禁系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，由公共實驗員老師和負(fù)責(zé)導(dǎo)師對名下本科生的實驗操作進(jìn)行有效監(jiān)督。假設(shè)本科生出現(xiàn)錯誤的實驗操作或者安全隱患問題，將會根據(jù)情況給予學(xué)生和指導(dǎo)教師相應(yīng)的懲罰措施。此外，還會根據(jù)情況定期對實驗室安全、實驗習(xí)慣、儀器設(shè)備使用等進(jìn)行培訓(xùn)。另外，我們還建立了相應(yīng)的“實驗室耗材使用和管理制度”“公用儀器設(shè)備使用登記制度”等。一般來說，本科生實驗所需的公用耗材、化學(xué)試劑等由實驗員老師進(jìn)行統(tǒng)一的采購管理，專用試劑和耗材由導(dǎo)師管理。而對于大型公用儀器和平臺，采取專人管理和培訓(xùn)制度，專用儀器設(shè)備由導(dǎo)師負(fù)責(zé)管理培訓(xùn)?？傊侠斫∪墓芾砟Ｊ绞潜究粕M(jìn)入實驗室進(jìn)行科研訓(xùn)練的保證。

（三） 培養(yǎng)方式

在學(xué)生進(jìn)入實驗室初期，除了統(tǒng)一的實驗培訓(xùn)外，導(dǎo)師會盡快幫助學(xué)生對自己的專業(yè)實驗室進(jìn)行了解，介紹自己實驗室目前正在開展的研究工作，提供相關(guān)的文獻(xiàn)給學(xué)生進(jìn)行閱讀，做好開始實驗前的準(zhǔn)備工作。如果學(xué)生對某一研究方向沒有興趣，那樣將很難調(diào)動其主觀能動性。因此，學(xué)生在實驗初期可以根據(jù)研究興趣及導(dǎo)師學(xué)生雙方意愿在實驗室范圍內(nèi)調(diào)整導(dǎo)師或者退出實驗。

在實驗過程中，導(dǎo)師要指導(dǎo)學(xué)生多查閱文獻(xiàn)、鼓勵學(xué)生多提出實驗想法，結(jié)合自身的研究背景幫助他們設(shè)計研究流程，這樣學(xué)生就會對科研方式有一個系統(tǒng)的認(rèn)知。無論以后會不會從事這方面的研究，這些經(jīng)歷都將會是他們寶貴的經(jīng)驗。針對具體的實驗，導(dǎo)師要讓學(xué)生先了解其研究背景、實驗原理、目的等，讓學(xué)生在頭腦中先對實驗過程進(jìn)行大致的了解，然后再動手實驗，收集實驗數(shù)據(jù)。實際上，科學(xué)實驗很多時候在學(xué)生看來是一個不斷重復(fù)的過程，但每一次的實驗都會改變一些或多或少的參數(shù)，學(xué)生只有在大量實驗后才能知道那些變量會產(chǎn)生怎樣的影響，這樣才有利于優(yōu)化實驗過程，得到可預(yù)計的結(jié)果，在不斷的實驗摸索當(dāng)中積累經(jīng)驗，這方面離不開導(dǎo)師的督促和引導(dǎo)。另外，分析實驗數(shù)據(jù)對于學(xué)生來說也是一項很重要的工作，初次接觸到數(shù)據(jù)的學(xué)生一定是茫然的，導(dǎo)師要做的就是先幫助他們詳細(xì)分析實驗數(shù)據(jù)，講解其原理以及如何得到重要結(jié)論，然后以所講的內(nèi)容為參考，輔助學(xué)生自主分析類似的數(shù)據(jù)[5]。

此外，導(dǎo)師在學(xué)院中大都承擔(dān)著理論課程的教學(xué)工作。在實驗過程中，導(dǎo)師可以有意識地將實驗相關(guān)的理論概念聯(lián)系起來。通過與學(xué)生的交流，鞏固課堂學(xué)習(xí)的理論知識，培養(yǎng)具體技能，從而學(xué)以致用。這樣的教學(xué)過程可以讓學(xué)生覺得知識不再是理論化的和枯燥的，可以有效激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，以實現(xiàn)教學(xué)對科研的促進(jìn)，科研對教學(xué)的反哺。比如，筆者在教授光電信息科學(xué)與工程專業(yè)主干課《光電材料》的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的教學(xué)資源缺乏直觀性，單純依靠課堂講授的方式來授課，學(xué)生理解起來很困難，學(xué)習(xí)興趣普遍不高。而通過設(shè)計一些光電材料相關(guān)的實踐項目微任務(wù)，讓學(xué)生在項目實施的過程中鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識，能夠很好地將枯燥的書本理論知識直觀地向?qū)W生展現(xiàn)，讓他們對理論知識更加深刻理解，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，同時培養(yǎng)他們探索新領(lǐng)域、拓展知識范圍、思維革新創(chuàng)新的意識。

此外，在實驗過程中，我們還會以專家科學(xué)講座、導(dǎo)師論壇、組會研討、學(xué)術(shù)會議等為平臺，建立教師與學(xué)生間的交流機(jī)制，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，引領(lǐng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和意識。

（四） 學(xué)生和導(dǎo)師激勵機(jī)制

良好有效的激勵機(jī)制對于導(dǎo)師制下基于科研實驗室的本科生培養(yǎng)過程也是不可或缺的。

在學(xué)生方面，實驗室每年都會拿出固定的經(jīng)費來資助“本科生實驗室開放課題”，這些課題專供實驗室的本科生申報，其覆蓋面較廣，其設(shè)置也體現(xiàn)了項目驅(qū)動的思想，主要也是為了激發(fā)本科生在科研中的主觀能動性。此外，還會設(shè)置“大學(xué)生科研創(chuàng)新獎學(xué)金”，以獎勵表現(xiàn)優(yōu)異的本科生。導(dǎo)師通常也會定期給本科生發(fā)放一定的勞務(wù)費、資助其外出參加學(xué)術(shù)會議和學(xué)生交流。學(xué)校和學(xué)院層面上，對于進(jìn)入實驗室獲得研究成果的同學(xué)也會在第二課堂學(xué)分、各類獎學(xué)金申請、保研等方面加分。實際上，通過四年的培養(yǎng)，絕大多數(shù)同學(xué)會發(fā)現(xiàn)進(jìn)入實驗室不僅會對課堂學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用，而且在學(xué)校學(xué)院各類評獎評優(yōu)、考研復(fù)試時由于經(jīng)過科研訓(xùn)練會極大地增加自己的優(yōu)勢。更重要的是，通過實驗室訓(xùn)練，大大開拓了學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識。總之，目前學(xué)院本科生進(jìn)入實驗室形成了良性循環(huán)，絕大多數(shù)同學(xué)都對進(jìn)入實驗室表現(xiàn)出了很高的熱情。

除了學(xué)生的激勵之外，建立導(dǎo)師激勵機(jī)制也是不可或缺的，導(dǎo)師激勵機(jī)制的缺乏往往是阻礙本科生科研訓(xùn)練實施的一個重要原因。因為導(dǎo)師不僅有學(xué)校規(guī)定的課堂教學(xué)任務(wù)，往往還承擔(dān)著繁重的科研任務(wù)。相應(yīng)的激勵機(jī)如果不到位，很可能會挫傷導(dǎo)師對本科生指導(dǎo)的積極性?；诖耍ㄟ^設(shè)立導(dǎo)師實驗室開放課題等方式可以調(diào)動指導(dǎo)教師的積極性。實際上，鑒于當(dāng)前地方普通本科院校理工科專業(yè)研究生招生越來越困難的情況，對于名下研究生很少甚至是沒有研究生的導(dǎo)師來說，本科生承擔(dān)了很大部分研究生的實驗工作，這樣也有利于導(dǎo)師承擔(dān)的科研項目工作的順利完成，實現(xiàn)雙贏的效果，因此導(dǎo)師對于本科生進(jìn)入實驗室也是非常積極的。此外，目前學(xué)校層面上對于本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的工作也非常重視。當(dāng)學(xué)生獲得相應(yīng)獎項后，不僅會對導(dǎo)師有經(jīng)濟(jì)上的獎勵，而且在職稱和人才項目評審等方面都會對導(dǎo)師有相應(yīng)的鼓勵政策（比如加分），這些都可以有效調(diào)動導(dǎo)師對于本科生指導(dǎo)的積極性[6]。

三 導(dǎo)師制下基于科研實驗室的本科生培養(yǎng)效果

自2014年江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院正式實施本科生導(dǎo)師制，2015年正式基于本科生導(dǎo)師制依托江西省微納材料與傳感器件重點實驗室實施“大學(xué)生科研創(chuàng)新計劃”以來，實驗室已經(jīng)累計指導(dǎo)本科生50余人，累計指導(dǎo)本科生主持獲批“校級大學(xué)生學(xué)術(shù)課題”近20項。其中3名學(xué)生主持獲得江西師范大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽校內(nèi)選拔賽立項，2名學(xué)生主持獲得國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目立項，多名本科生作為參與者發(fā)表了SCI論文，申請了國家發(fā)明專利，學(xué)生的科研創(chuàng)新意識和能力均得到了大幅提升。此外，從實驗室畢業(yè)后，絕大多數(shù)本科生都考取了國內(nèi)名校的研究生（包括復(fù)旦大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、四川大學(xué)等），有效地推動了學(xué)院考研率和本科室培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

四 結(jié)語

我們的探索和實踐表明，以優(yōu)秀的專業(yè)教師資源和先進(jìn)的實驗室平臺為基礎(chǔ)，通過將本科生導(dǎo)師制與重點科研實驗室制度結(jié)合，以具體的科研項目驅(qū)動，可以實現(xiàn)地方普通本科院校物理學(xué)和光電信息科學(xué)與工程本科生的科研創(chuàng)新實踐意識的培養(yǎng)，從而提升其科研能力，使其更適合當(dāng)今社會對人才的要求?？傊瑢?dǎo)師制下基于科研實驗室項目驅(qū)動的本科生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在普通本科院校中也是可行的，相關(guān)的經(jīng)驗也可以在其他類似的普通本科院校理工科類專業(yè)中間推廣實施。