“本科生科技领域前沿探索”实践策略探究
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摘 要：在“双一流”与“工程教育专业认证”背景下，利用课外大作业“本科生科技领域前沿探索”，引导低年级本科生主动探索本专业领域的科技前沿知识与动态，有助于拓展学生的学术视野，陶冶学生的专业素养，促进创新人才成长。实践表明，“本科生科技领域前沿探索”培养了学生的文献检索与阅读能力，提高了学生的学术表达能力与沟通能力，拓宽了学生的知识面，激发了学生的创新意识，开启了本科生科研训练的第一步，为创新人才成长打下良好的基础。
关键词：科技领域前沿探索;课外大作业;策略
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2020）03-0067-03
2017年，教育部、财政部、国家发展改革委关于印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）》，中国工程教育专业认证协会修订的《工程教育认证标准》，都明确指出人才培养工作是重中之重，尤其是创新人才的培养，是“双一流”建设成功的关键，也是我们面临的最大难点和挑战[1]。创新人才的培养，大学教育必然是主战场，应该义不容辞地承担起历史重任[2]。
在“双一流”建设和“工程教育专业认证”背景下，高校教师应该从低年级本科生开始，关注本科生科研训练[3]，关注创新人才的培养，拓展学生的学术视野，培养学生的沟通能力、自主学习能力和适应发展的能力，提升学生的科研能力，促进创新人才的成长。
一、“本科生科技领域前沿探索”开展的意义
大学生具有强烈的好奇心和参与欲望，思路敏捷，精力充沛[4]。为此，将教学从课内向课外延伸，布置课外大作业“本科生科技领域前沿探索”，引导低年级本科生主动探索自己专业领域的前沿知识和动态信息，了解专业领域中亟待解决的问题;引导学生查阅相关文献，帮助刚刚接触专业知识的学生了解本专业领域的研究热点，增强学生的专业兴趣，提高学生的专业素养，拓展学生的学术视野。从专业领域背景认知的角度出发，加强对本专业领域知识的了解，不仅能够促进学生知识学习与科学研究训练、能力培养有机结合，还能促使学生获得较全面的知识，这对培养学生的探索精神和创新思维是十分有利的[5]。
（一）拓展学生的学术视野
“本科生科技领域前沿探索”营造学术氛围、启发学术思维、拓宽学生眼界。
1.自主探索了解最新研究成果。引入课外大作业
“本科生科技领域前沿探索”，调动学生自主探索的积极性，通过查阅相关文献，学生获得大量信息和新知识，了解本专业领域前沿发展中的新技术、新器件、新产品等最新研究成果，了解本专业领域国际国内学术发展动态与前瞻性前沿问题，拓展学生的知识面，开阔学术视野。
2.助力理解科技前沿讲座。为启迪智慧，激发大学生对科学积极探索的精神和学习兴趣，学院经常邀请国内外著名学者来校讲座，把国内外最新的科研成果及时介绍给师生，让师生对当今世界科技发展的动态有所了解[6]，拓展眼界。“本科生科技領域前沿探索”可以帮助低年级学生更好地理解专业领域的科技论坛、前沿讲座内容，激发学生参与讲座的兴趣。
（二）提升学生的科研能力
科研能力是创新人才的核心竞争力，包括：思维能力、观察能力、文献检索与阅读能力、自学能力、综合运用能力、实际操作能力、外语能力、沟通表达能力和创新能力等[7]。“本科生科技领域前沿探索”培养低年级学生查找文献以及撰写科技型报告，帮助低年级本科生开启科研训练大门。
1.培养学生的文献检索与阅读能力。检索及阅读科研文献是科研工作的前提和重要基础，掌握最新科技文献的检索与追踪，以及熟练阅读中英文文献是从事科研、培养创新型人才的前提和关键[8]。“本科生科技领域前沿探索”帮助学生学会利用网络资源、图书馆电子资源，学会查阅文献，对文献梳理，有效提高文献检索能力。
文献梳理能力非常重要，需要在实践中不断学习总结，才能提高。“本科生科技领域前沿探索”创造机会，帮助学生逐步学会如何消化吸收和拿来借鉴，学会发现问题、提出问题，锻炼学生收集、整理文献以及快速获取特定知识的能力[9]。
2.提高学生的外语能力。“本科生科技领域前沿探索”促使学生检索和阅读专业领域外文资料，拓宽学生学习和接触外语的渠道，不仅可以帮助学生了解本专业国际先进的学科前沿知识，获得广泛的专业知识及信息，还可以扩大专业外语词汇，提高学生的外语素养，培养学生的跨文化沟通能力，形成国际化视野，有助于培养与国际接轨的高水平创新人才。
3.提升学生的学术表达能力与沟通能力。“本科生科技领域前沿探索”指导学生文献检索、报告撰写、PPT制作、成果分享，不仅可以帮助学生掌握专业知识技能，还提供给学生学术表达的机会。通过与同学、老师的沟通交流，可以锻炼学生的语言表达及组织能力，帮助学生能够自如、流利地当众阐述探索内容，让学生在实践中赢得自信，提升自己的学术表达能力和沟通能力。
4.加强学生的自主学习能力。课外大作业“本科生科技领域前沿探索”，引导学生进行开放式探究，学生自愿组合，自主安排，自主选题，自行查阅文献，撰写报告，没有明确的结果，更具有探索性，这需要学生有更大的主动性和较强的动手能力来完成。文献检索、撰写报告，可以激发学生潜能，锻炼学生自主学习能力和归纳总结能力。
5.激发学生的创新意识。文献阅读和梳理可以让学生在文献中看到学过的某些知识以及这些知识的应用，帮助学生既巩固书本上所学的理论，又学到课堂以外的知识，拓宽知识面，进而有助于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力，从而培养他们的创新能力[10]。文献阅读可以帮助学生了解学科的前瞻性、创新性、交叉性和前沿性，让学生体会到学科交叉的重要性，可以让学生了解到专业领域中有很多需要解决的前沿性问题，即研究热点。阅读文献可以帮助学生了解到每一个研究热点会有很多需要研究的问题，对于每一个研究的问题会有很多解决方法，对于每一个解决方法会有很多实现方法，这为学生今后解决问题提供了思路，有利于学生学术思维能力的训练和培养，激发他们的创新意识和创新精神。 （三）助力学生的发展
1.在校期间的发展。“本科生科技领域前沿探索”帮助学生对自己专业领域的研究方向有了较为深刻、透彻地了解，知道自己将要学习什么、应该学习什么和掌握什么，找到自己未来发展的方向和目标，为自己制订学习计划和目标，激励自己主动完成学习任务，积极参加各种科技竞赛，为学生的可持续发展奠定基础。
2.毕业后的规划。“本科生科技领域前沿探索”帮助学生了解国际国内学术前沿和国家战略前沿问题，可以为学生参加各类科技竞赛选题拓展思路，帮助学生寻找自己感兴趣的研究方向和志同道合的伙伴，也为学生毕业设计论文的选题提供一定的选题方向，为学生毕业后的工作方向选择以及研究生阶段研究方向和导师选择提供一定的指导。
二、“本科生科技领域前沿探索”的实施策略
（一）布置课外大作业
在上课第一周，布置给学生课外大作业“本科生科技领域前沿探索”，指导学生阅读国家自然基金等各类基金申报指南，鼓励学生借鉴最新发布的各类自然科学基金指南，从中寻找自己感兴趣的研究方向、研究内容，对其做深入的了解，写出包含研究目的意义、国内外研究现状及发展趋势、主要研究方向或者主要研究内容的科技前沿研究报告，并附录主要参考文献及其出处。如果有兴趣，可以写出研究中可能遇到的问题及其对策。
（二）讲解文献检索与梳理
对于刚刚接触专业领域的大二学生，其中很多学生只会使用百度查找资料，因此，在上课第三周时为学生讲解文献检索及文献追踪与梳理的方法。
首先，指导学生学会使用河北工业大学图书馆的电子资源，中文数据库主要有中国知网（CNKI期刊、会议和学位论文）库，英文数据库主要有荷兰 SD 期刊数据库、WOS（Web of Science）和Springer 在线电子图书数据库等。其次，指导他们针对感兴趣的研究方向或问题，利用关键词进行文献检索，快速浏览文献题目和摘要，获取有价值的文献全文[11]。然后，指导学生进行文献阅读、整理和归纳，培养他们对文献进行分析和学术性综述。
（三）讲解报告撰写及修改
目前，大学生广泛存在着文字功底差的问题[12]，培养学生的报告撰写能力非常重要。为此，在第四周上课时讲解报告撰写，帮助学生了解科技报告的基本框架、基本格式，帮助学生了解按照要求撰写报告内容，避免漏掉必要内容。通过对自己获取的文献资料的阅读、分析、整理，按照自己的选题，撰写格式规范的研究报告。
写好研究报告后，和同组人一起修改，消除错别字，然后通过QQ发给教师，教师阅读后指导学生再次进行修改，直到切合主题、思路清晰。如果出现的问题比较突出，或者是大家的共性问题，将统一讲解，帮助其他学生避免出现类似的问题。
（四）分享、提交成果
在修改好研究报告后，指导学生制作PPT，鼓励学生把自己了解的本领域前沿成果内容进行分享，促进学生间的相互学习，取长补短，拓展眼界。在学生和教师的提问和讨论后，再次修改研究报告和PPT，提交给教师，存档备查。
三、“本科生科技领域前沿探索”实施效果分析
从实施效果来看，学生参与课外作业的积极性很高，学生的探索领域广泛，研究报告丰富多彩，大大丰富了学生对本专业领域的认知。
（一）学生沟通与表达能力明显提升
学生的沟通与表达能力有很大提高，能够主动与教师交流探讨，能够配合制作的PPT，流利地阐述研究主题;能够根据科技竞赛要求，填写申请书，撰写研究报告，制作宣传海报，制作答辩PPT，阐述竞赛作品，与专家有效沟通，良好地完成答辩。
（二）学生参加科技活动的热情显著提高
“本科生科技领域前沿探索”帮助学生尽早进入专业科研领域，促进学生参加科技竞赛活动的热情，也为学生参加科技竞赛选题拓展思路，帮助学生找到自己感兴趣的研究方向和志同道合的伙伴。
通过对学院2016级学生比赛情况统计，2017年和2018年获得省部级以上奖项的学生达到109人次。获奖情况：第八届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛获得河北赛区二等奖3项;全国大学生电子设计竞赛天津赛区一等奖1项、二等奖2项，河北赛区三等奖5项;第十二届iCAN国际创新创业大赛中国总决赛一等奖1项、三等奖1项，河北赛区二等奖1项、三等奖1项，天津赛区二等奖3项、三等奖3项;2018年华北五省（市、自治区）及港澳台大学生计算机应用大赛本科组一等奖1项;2018年全国大学生生物医学电子创新设计竞赛一等奖4项、二等奖2项、三等奖5项;2018年“西门子杯”中国智能制造挑战赛二等奖2项、三等奖1项; 2018年河北工业大学大学生创新创业训练计划项目立项国家一般1项、省级重点3项、省级一般4项。
（三）达到预期效果
为了解课外大作业“本科生科技领域前沿探索”的实施效果，我们设计问卷，在学期末进行调研，并进行了结果统计。2018年春季学期对电气17级学生（共139人）进行调研，收回115份问卷。约99%的学生认为有必要对大二学生开展“本科生科技领域前沿探索”，约97%的学生认同帮助本科生开阔了学术视野，约85%的学生认为对本科生学术写作能力、学术表达能力的培养非常有帮助，约80%的学生认为对本科生总结归纳文献能力的培养非常有帮助，约96%的学生认同帮助本科生了解电气科技领域前沿研究。调查结果表明，课外大作业“本科生科技领域前沿探索” 有利于学生了解本学科发展动态，有利于培养学生的学术表达能力与沟通能力，有利于拓展学生的学术视野，达到了预期效果。
课外大作业“本科生科技领域前沿探索”，更好地引导低年级本科生了解专业领域学术发展动态与前瞻性前沿问题，帮助学生尽早进入专业科研领域，拓展学生的学术视野，培养学生的学术表达能力与沟通能力，促进学生的自主学习能力和主动探索的意识，培养学生的创新意识和创新精神，为学生就业和研究生学习阶段科研能力的培养打下坚实的基础，为创新人才的培养打下良好基础。
参考文献：
[1]陈骏.一流课堂加一流科研训练——培养拔尖创新人才的两件“利器”[J].中国大学教学，2017，（7）.
[2]田海，崔桂梅，刘慧博，等.优秀创新人才培养模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2017，（8）.
[3]安宁.本科生科研能力培养及优化路径[J].实验技术与管理，2016，（12）.
[4][10][11]宁曦，刘亚婷，侯冬伟，等.跨校区条件下本科生创新能力培养[J].实验室研究与探索，2016，（10）.
[5][7][8]湯可可，王华宁.以创新能力培养为导向的理论力学教学体系探索[J].力学与实践，2017，（1）.
[6]何文森，杨华军，蔡杨伟男，等.光学设计仿真教学与实践教学互补性研究[J].实验室研究与探索，2017，（7）.
[9][12]郝国成，朱勤文.拔尖大学生深度创新能力的培养模式探索与实践[J].实验室研究与探索，2018，（3）.
收稿日期：2019-04-02
作者简介：孙英（1970—），女，河北唐山人，河北工业大学电气工程学院副教授，主要从事电子技术教学及实践研究。
基金项目：教育部高教司第二批产学合作协同育人项目“河北工业大学——百科荣创数字电子技术教学内容和课程体系改革”（201802022034）;河北省高等教育教学改革研究与实践项目“电子技术系列课程培养学生创新意识探究”（2016GJJG022）;河北工业大学教改项目“着重学生全面素质培养的电子技术基础课程教学方法研究”（201704019）;河北省高等教育教学改革研究与实践项目“‘电气+’背景下注重创新能力培养的电子技术基础系列课程改革”（2018GJJG582）
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