材料化学课程知识在本科毕业论文实践中的应用与创新能力的培养

材料化学课程知识在本科毕业论文实践中的应用与创新能力的培养

龙小艺

材料、信息与能源是21世纪现代文明的三大支柱，材料品种、质量及产量是衡量一个国家现代化程度的重要标志。材料化学是从化学角度研究合成材料设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门学科，材料化学学科日渐发展为传统的化学学科与新兴的材料学科相互交叉渗透的新兴热门学科，材料化学课程基础理论与方法原理对新材料的合成、开发与应用具有深远意义。

我国已将提高自主创新能力、建设创新型国家作为国家发展战略的核心。根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》，到2020年，中国自主创新能力显著增强，将进入创新型国家行列。

毕业论文实践是本科毕业生完成理论教学课程学习后的综合运用化学专业知识以培养其科研思维及掌握科研方法的重要实践活动。通过毕业论文实践活动，可以使本科毕业生得到材料化学学科应用能力方面的基本科研训练，掌握从事科学研究的基本方法，培养和提高其适应时代发展所需的创新能力。同时，毕业论文实践既是实现本科学习阶段培养目标并进一步深化升华所学基本理论知识的重要环节，也是本科毕业生的创新思维、创新精神和创新能力培养的全面奠基阶段。创新是一个民族的灵魂，当今的本科毕业生将是未来国家的主人，其创新能力欠缺将会成为国家持续发展的“瓶颈”，因此创新能力培养问题尤为重要。

一、化学毕业论文实践活动阶段及存在的问题

毕业论文实践活动一般包括以下几个阶段：选题；查阅文献、收集资料；拟定撰写提纲；进行科学实验；撰写论文初稿；修改定稿。指导老师在初步确定本学年所带的毕业论文课题研究的大致范围和基本目标后，应将相关信息公示后，再进行师生双向选择；选好论文题目后，指导教师应要求所指导的学生查询相关国内外化学研究文献，了解所选论文课题的当前科研前沿背景及主要研究方法，找到该项科学研究的切入点，再开展下一步实验研究工作，并将实验结果以毕业论文形式进行总结，最终参与毕业论文答辩。

目前，在化学类专业毕业论文实践方面存在的主要问题有：缺少师生信息公示程序；公示信息量不足；毕业论文课题研究范围狭窄；所查阅的文献大多限于国内资料；收集资料的途径与方式不够规范；撰写论文提纲流于形式；毕业论文实践价值与社会需求脱节；相关实验仪器与材料结构表征手段落后；实验基本操作流程不够具体；实验设计方案不够完整全面；实验内容论述肤浅，缺乏理论深度支持；对各种实验现象不能给予正确的专业解释；实践创新意识薄弱；用于创新激励的资金不够，难以激发学生探索新问题的兴趣和能力，创新能力难以提高；另外存在部分指导老师缺乏逐步启发和引导学生开展实验的能力，甚至出现由指导老师代笔撰写论文等问题。

二、培养本科生创新能力的有效途径

作为论文指导老师，在论文实践过程每一个环节上都要做到有所突破，力求创新。在毕业论文实践中，如缺少师生信息公示程序，毕业生无法充分了解本学校本专业领域的教师个人情况、教研情况以及近年来的科研动态，这对于本来就对所遴选的课题并不熟悉的毕业生来说，盲目选择将无助于他们积极参与到一些适合自己特长和兴趣爱好的课题研究。因此，毕业论文实践首先在课题选择能做到细化、权衡、选择、分组，其次要配有遴选课题的必要文字介绍和简要说明，毕业生仅从课题名称来判断乃至确定其毕业论文所选课题，其公示的信息量明显不足。同样，对于主持遴选课题的教师，由于毕业生信息量极端不足，甚至没有任何一个学生的学习、爱好、兴趣方面的信息，教师有针对性挑选学生做课题更是无从谈起。因此，很多高校忽略这一公示程序或仅仅在形式上“走过场”，就没有实现真正意义上的师生互选，而是单向主控性选择或随机性选择，这样做毕业论文课题其效果无疑大打折扣。

在具体实施选题的过程中，首先考虑该选题的创新性、科学性、可行性，其次要注意课题的难度、研究进度以及深度分寸的合理把握，应与化学类专业毕业生的知识能力相适应，并能紧密结合材料化学课堂教学内容，充分体现专业特色，全面调动学生的创新动力与主观能动性。

“授人以鱼，不如授人以渔”，有些指导老师将选题范围定得过死，另有部分教师每年的指导课题相近或者雷同，均会造成毕业论文课题研究范围日趋狭窄，科研视野不开阔；作为指导老师，有责任也有义务深入研究当前材料领域科研的最新前沿动态，并发掘适合学生本阶段开展的新课题，从而才能让学生选题时拥有较为宽松的选择空间和科研氛围，这样也有利于学生选择到自己更感兴趣且更适合自己独立或参与完成的研究课题，同时也有利于指导老师挖掘所指导的学生的创新潜力以及有效激发其参与科学研究的活力与热情。

针对于国内各大高校毕业生所查阅的文献大多限于国内资料的现实情况，指导老师首先应充分了解并认识到毕业生论文原创的必要性及重要性；进行原创性实验，无疑将有利于学生独立意识与独立精神的培养，才有可能产出真正的“毕业论文”。即使在科技高度发达的美国，不管公立还是私立大学，均不断进行着教育创新，逐渐形成独具特色的创新人才培养模式^［1］。因此，一所高校要想独具特色并有所作为，有所发展，对毕业生论文的原创性一定要狠抓落实，因为没有创新就没有未来。从某种意义上讲，毕业生缺少原创能力和动力，与未开展原创性实验以及缺少查阅外文化学文献资料等因素密切相关，另外也与毕业生对待毕业论文的心态、要求以及所想达成的学习目标有关。

毕业生在收集资料的途径与方式不够规范，首先表现为一部分学生无法从网络系统获得文献资料，仅从图书馆或资料室查阅纸质原刊，查阅范围过窄；其次另有一部分学生仅懂得从搜索引擎如百度或Google上查询，而不会充分利用各大数据库的庞大信息源；也有一些学生不能有效利用关键词进行搜索。从总体上看，大多数毕业生还是不能很全面地利用各种资源，尤其是国外免费的大型期刊数据库，因此在收集资料的方法与手段方面均有所欠缺。

撰写论文提纲是规范化学类专业论文的实验操作流程与写作具体形式的重要途径，如缺少论文提纲的参考与指导，整个实验过程就会缺乏条理性，实验的预期目标很难达成，易造成实验效率低下。另外由于某些指导教师没有经过深思熟虑，有时匆忙选题，造成课题研究内容过时或简单照搬其他人的研究工作，造成毕业论文实践过程与社会实际需求严重脱节甚至背离的不良后果。如材料绿色合成工艺以及材料绿色应用工艺均比较符合当今世界低碳时代的发展趋势，其选题方向趋于科学化，选题内容符合我国当前实际新型材料合成的需求，因此这种选题既符合社会需求，又能吸引学生满怀热情地开展创新性研究，且能与教师自身的科研课题紧密相连，能确保三方实现真正共赢以及达成教学互长的目标。(www.xing528.com)

因此，其主要对策有：首先选题要符合专业培养目标，具有研究价值和理论支撑；其次选题要新颖，又充分考虑到学生的个人条件及兴趣所在。另外选题要根据学生的知识能力与教师的科研项目进行综合考虑，能针对学生自身特点进行科学选题，确保高质量地完成科研任务，培养其创新意识。再者，在检索查阅文献的基础上，对课题实施方案的可行性及创新性进行科学论证，提出技术路线和研究方法，可迅速提高学生的创新思维能力。因此，从选题到方案设计以及研究内容的选取，从课题分析到解决实验过程中所出现的新问题，应留有较大的选择余地和独立空间，这样有利于培养学生的创新能力，也有利于增强信心和挖掘潜能。

本科毕业生首次参与到科研活动中，指导老师应多加鼓励，以免其产生畏难和抵触情绪，消极对待毕业论文实践活动，甚至因此丧失对本学科的兴趣。材料结构表征已经成为材料化学课程要求学生必须掌握的实验内容与实验技能；相对于发达国家，我国很多高校的材料表征手段比较落后，学生不能掌握大型实验仪器的操作方法，甚至于个别高校由于诸多原因只能让老师演示相关仪器的操作流程，学生围在指导老师身边旁观一番，因此学生对材料表征方面的基本和重要仪器如质谱仪、扫描电镜、透射电镜、热重分析仪、元素分析仪、液相色谱仪、气相色谱仪、色谱—质谱联用仪、核磁共振波谱仪的结构与性能一知半解；如此开展毕业论文实践活动，容易造成学生对实验的基本操作流程不够熟悉，从而导致学生设计的实验方案不够完整全面；理论基础知识储备量不足，让学生对实验现象与结果分析论述肤浅，缺乏材料先进理论的深度支持，甚至对实验现象无法给予正确的专业解释。

其主要对策有：放手让学生使用大型仪器，掌握第一手资料；教师的指导作用要加强，彰显引导效果；在进行材料研究的实验过程中，实验仪器应及时更新，精良的实验设备是硬件，而宽松和谐的科研氛围更为重要；高校用于学生科研创新的奖励资金投入不够，甚至有的高校没有此项经费立项，学校自身缺乏创新意识，就无法激励学生勇于投入到科研第一线。指导教师要尽快提高自身创新能力，增强创新意识，要具有“弟子不必不如师”的育才观念。在毕业论文实践中，让学生掌握科研基本技能、方法，并通过正确的研究方法获得研究结果，有利于提高学生自身的创新能力。

三、加强学生创新意识、创新思维和创新精神培养

创新能力是高素质人才的重要标志之一，创新能力的提高其本质是增强学生创造性地分析解决问题的能力。将理论与实践相结合，分析解决实际问题是初步培养科学研究能力的一个重要途径。所以，在全过程中，指导教师只需进行有目的、有计划的引导，研究的主体仍是学生，绝大部分工作要由学生自己去做。如此，才能真正深入思考问题，充分理解指导老师的引导意图，从而增强学生培养创新意识、创新精神和创新思维的自觉性。

创新意识和创新思维的培养，归根到底要以实验为基础，又依赖于实验来检验。在化学类专业学生的毕业论文实践过程中，要注重培养学生创新能力，注重学生全面发展，帮助学生实现自主学习，树立崇尚真知、追求真理的探索精神和创新精神。将指导教师的科研项目与毕业论文实践相结合，能够有效地培养学生创新意识和创新能力，更新与转变创新理念，鼓励学生积极参与科学研究活动，能够大大增强本科毕业生的创新意识，是其科研能力与创新能力培养的重要途径之一，可以充分达成专业教学与科学研究相互促进的总体目标^［2］。

四、增强学生创新能力，提高毕业论文质量

化学类专业学生的毕业论文实践活动既是对学生完成全部理论教学课程学习后的掌握运用材料化学课程知识的全面检测，也是培养学生创新能力的重要环节。在基本素质全面发展的基础上，通过进一步教育和实践，培养创新精神，进而提高创新动力，实现培养高素质人才的教育目标。

在创新能力培养过程中必须尊重学生的个性发展，因为唯有个性自由才能有所创新；在教育过程中要弘扬学生个性，为学生提供充分的发展空间，最大限度激发学生的积极性、主动性和创造性^［3］。其次，高校要建立健全毕业论文实践工作规范体系与规章制度，确定评价指标，使毕业论文质量真正做到可控量化。

通过对毕业论文实践教学模式的探索实践，将促使毕业生实现由书本理论向行为能力的过渡与转化，全方位拓宽学生的知识面，激发学生学习动机的内驱力，提升毕业生的内蕴品质与综合素质；在毕业论文实践过程中如得到充分锻炼，将会实现提高学生的科研能力、创新能力、独立分析和解决材料化学方面的实际问题的能力以及论文写作表述能力的教学目标，最终达到提高化学类专业学生科学素养的教育目标。

参考文献

［1］张晓鹏．美国大学如何培养创新人才［J］．中国发明与专利2010，8(10)：43-47

［2］和学新．基于创新人才培养的教育理念探讨［J］．中国教育学刊2008，31(8)：7-9

［3］朱志媛．高校培养创新人才的策略—以华北电力大学为例［J］．中国电力教育2009，10(11)：24-26