综合性研究型实验设计论文

摘要：针对传统实验课程在环境类创新人才培养中存在的问题，阐述了研究型实验课程的特色与优势，提出了研究型实验课程应该达到激发学生热情和创新思维以及与科研和实际应用紧密结合的两个目标。下面是小编为大家整理的《综合性研究型实验设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

综合性研究型实验设计论文 篇1：

化学专业研究型本科生成长历程和特征研究

[摘 要] 通过访谈化学专业的两位研究型本科生个案，梳理出他们开展学习和创新研究的成长历程，并归纳出这类大学生的特征。

[关键词] 研究型本科生；创新；成长历程；特征分析

在国家、省市和学校不同级别的“大学生创新创业训练计划”支持下，我国高校的一大批优秀大学生从本科阶段就开始融入本专业领域的学术研究、技术开发和社会实践等创新活动中。这为发掘大学生的创新研究潜力、培养大学生的创新精神，提高大学生的实践能力提供了较好的平台，成为高校补充常规教学不足的重要途径。已有的实证研究，比较了参与科研和未参与科研的大学生在创新素质得分上的差异，初步发现参与科研的大学生在创新知识、创新能力和创造性思维上的得分显著高于未参与科研的学生。此外，“大创”项目作为本科生参与科研和创新活动的重要形式和途径，是一种具有充分专业价值的学习经历，它对于大学生的专业知识和技能的习得、专业性价值观的获得、专业发展道路和职业的选择都有促进作用。华中科技大学学者，构建了创新支持、创新自我效能感和大学生创造行为的关系模型，研究发现工具性支持对个体创新行为的影响不显著；精神支持和人际支持对个体创新行为方面具有显著的影响；创新自我效能感在其中发挥了明显的中介作用。

不过已有的实证研究大多基于研究型大学的发展特色；普通高校的大学生创新能力发展研究也只局限于教学经验总结层面，缺少从学的角度了解大学生参与科研活动收获的实证研究。

南京晓庄学院作为地方性本科院校，虽然受限于高考生源情况，但是多年来学校一直以教师教育为特色，以应用型品牌大学为建设目标，不断推进教育教学改革和人才培养模式创新，培养和造就了一批又一批“知行合一”的应用型人才。相关的成果曾经以《在传承与创新中实践“行知思想”——南京晓庄学院创新人才培养机制再谱新篇章》为题在《中国教育报》上报道。本文试图通过两位毕业的研究型本科生成长的个案研究，揭示创新人才的成长历程和特征表现。

一 研究对象选取

本科生不同于研究生，主要任务仍然停留在专业知识的学习和基本方法的训练。但是一大批优秀大学生从本科阶段，依托导师制和“大创”项目，较早融入科学研究、技术开发和社会实践等创新活动中，其中一些同学创新态度积极，创新研究潜力超群，研究成果丰富，我们把这类学生称为“研究型本科生”。

本文选取的两位研究对象堪称研究型本科生中的优秀代表，来自化学专业不同方向，他们都具备很强的研究能力，都是首批江苏省大学生实践训练创新项目的主持人，本科期间成果丰硕。

研究对象C，化学师范生，本科阶段专业成绩优异，善于在学习中应用思维导图将知识系统化，并在此基础上开展信息技术与化学课程整合研究、微型化学实验研究。本科期间曾以第一作者身份在省级以上期刊发表论文多篇，并参与中国化学会学术年会发表会议论文；大学毕业后被推荐至澳门大学攻读研究生，专攻科学教育，获得博士学位。

研究对象Z，化学专业非师范生，本科阶段对很多问题都表达自己独到的理解，对电分析技术兴趣尤为浓厚，沉浸于实验室中仪器和药品的进行钻研。本科阶段Z以第一作者身份发表论文多篇，并在全国电化学学术会议上表现活跃。

二 研究方法和数据采集

两位受访者欣然接受我们的邀请，整个访谈过程在他们熟悉的办公室和實验室中分别进行。我们对访谈全过程进行了全程录音，并采用纸笔记录访谈过程中的重要信息和即时体会。访谈者和受访者非常熟悉，营造出的轻松气氛利于深入交流。访谈结束后，研究者整理出文字稿。访谈问题主要围绕两位对象的兴趣爱好、学习方法、科研历程等方面。

此外，研究对象在本科期间发表的论文，也被我们用来作为研究参考。C以第一作者身份以及与他人合作发表论文13篇，包括CSSCI期刊、CSSCI拓展版期刊、北大图书馆版核心期刊等，还有部分普通省级期刊，论文主题涵盖化学科普推广、微型化学实验、信息技术与化学课程整合三个方向；Z发表论文12篇，包括化学类核心期刊，也有教育类核心期刊，以及普通省级期刊多篇——Z作为一个分析技术方向的同学，注重基本专业技能的熟练和提高，专注于电分析、色谱分析的技术应用，由于思维的活跃和开放性，他也能在中学化学教学实验方面提出新颖、实用的改进方法。

三 数据分析

对于以上数据，研究者首先对访谈资料进行反复阅读然后分级登录，分级主要根据关键词、文本主题和文本片段。主要针对文本中出现的如“帮助”、“影响”、“印象深刻”、“难忘”、“指导”、“感谢”、“最早”等体现成长历程中印象深刻、影响深远的人或者事的关键词进行编码，也有“压力”、“动力”、“习惯”、“兴趣”、“成就感”、“成果”等凸显个人投入研究创新的情感关键词，分类编码录入表格。然后，不断更新对文本的理解，寻找关键事件和重要他人，提炼出研究型本科生成长的“本土概念”。

四 研究结果分析

（一）研究型化学专业本科生个案的成长历程叙事

1 个案C的成长故事

高考未能如愿考上心仪的南京师范大学，C进入南京晓庄学院化学（师范）班，同样追寻内心深处的师范之路。同其他大学生一样，刚进校时对未来对专业都是一片迷茫，跟大部分同学相比，大学一年级他也只是付出更多课程内的努力，那时整个学校无论是老师还是学生，研究气氛很是淡漠。C坦言当初投入研究纯属是一个偶然机会让他产生了对科研的兴趣，开启了他后面三年投入化学教育科研的大门。C说到：“当时学校举办‘三求杯’大学生论文大赛，那个时候正好是大学一年级的暑假，觉得自己可以去尝试一下，所以就找CK老师进行指导。他给了我很多资料，我开始接触思维导图。其实当时我的出发点是想结合自己大学一年级一年学习的无机化学知识，用思维导图来对这些知识进行整合，这样对我自己的课程学习可能有帮助。于是我就根据自己的这个想法做了下去，发现这些学科知识在思维导图的整合下愈加形成体系，于是产生了很多灵感，可以说那次尝试打开了我整个科研活动的大门，研究化学学习、化学教育很有意思。”

初试身手就获得“三求杯”一等奖的C并未满足于所获得的成果，他深知这篇处女作还停留在浅层次的教育技术应用于学科学习经验的初步探索，还需要将这种经验加以深入验证以获得实证结果。大学二年级，C在修习有机化学课程中展开行动研究，将思维导图设计、心理学理论融入有机化学学科知识，持之以恒一个学年，边学习边反思边研究，终于成文《思维导图应用于有机化学学习》，发表在北京大学主办的《大学化学》期刊上，成为国内第一篇关注思维导图与大学化学学习整合的研究论文；对于一位地方性普通高校的大学二年级学生来说难能可贵，但是C对于这篇成果却只是一笑置之，在他看来发表论文并非是一件功利性的事，不是为了最终论文发表的篇数，当提及他是如何看待科研动机问题的时候，他是这样说的：“当你开始从事科研活动的时候，或多或少地会存在一定的功利心，但到后期你渐渐地就会发现，在你科研的整个过程中你自己付出了，你想得到的回报应该是有价值的东西，你会觉得你科研价值的体现才是你最想得到的东西。当你对于自己科研的意义有了正确的定位之后，你的功利心也就随之淡去，你更重视的会是你科研成果的价值。在整个科研过程中，我们应该尽量把它当成是丰富自己学习生活的一种方式，而不是获取功利的途径，放平心态，我认为这样的科研活动才是充实而有意义的。”在C看来，从事科研一定要从内心发出对科研由衷地热爱，对一件事物有了兴趣以后才能谈更深远的发展——正是这样一份由衷的热爱让他在本科生科研创新道路上收获了累累硕果，更加获得了快乐和幸福感。

C的努力与一般本科生不同的是：不止关注课程内学科知识的掌握，不停留在应试的需要，而更加关注职业或专业研究需要的核心素养发展。现在很多大学生阅读面狭窄、阅读量寥寥，造就了他们在课堂上听取了网络工具的技巧也不一定能找到合适的资源，更不用说认真阅读和思考、进行深入学习；主动性、针对性的缺失使得大学生信息素养偏低。每天利用多种搜索工具搜集学科、教育资源并进行分类整理，久而久之，这种自发的习惯强化了他的检索能力，也融入他的生活，成为一种“深入骨髓”的素养。发展信息素养、拓展学科视野的另一种途径是阅读学术期刊，从大学一年级开始进图书馆茫无目的地阅读期刊，到大学二年级时基于研究的需要针对性挑选学术期刊，从大学三年级时针对江苏省大学生创新实践训练项目的科研需要到大学四年级时的完成毕业论文，即使有网络数据库的电子期刊资源，C也习惯于在图书馆、阅览室中阅读学术著作、做笔记和思考。“阅读的学术期刊多了，科研意识自然就会增强，有時候科研灵感就是在阅读别人的学术文章时迸发的。”在日常生活中，哲学、社会学著作也是C的兴趣：“虽然这些书与我目前的研究没有紧密联系，但它能使我在科研的过程中始终保持一种平静的心态和正确的价值观去思考研究”。

在C看来，科研的规划并不是一项必须完成的硬性任务，只是达到研究目的的最初预期：“关于我的科研规划，其实也没有一个具体的定论，当时参与科研时就将自己的方向定位于信息技术与化学教育整合，不过我觉得大学生毕竟不是研究生，没必要拘泥于一个方向，从我的论文中也能看出有涉及化学实验和化学教材分析等方面的研究。具体来说的规划就是，当我拿到一个主题之后，会给自己提出一个预期，预期自己在多长时间内会做出什么样的成果，但在真正操作的过程中，预期会随着科研的开展而改变。而且从我个人来说，我比较反对限定自己一定要在某一个阶段完成某项研究，研究是具有延续性的，在短时间内不可能把某个主题研究成熟，特别是作为大学生来说，缺乏理论知识，所以只能是研究到某种程度后暂告一个段落，在接下来不断学习的过程中逐渐对这个主题产生新的理解和认识，然后继续这个主题的研究就会更深入。”C认为每个本科研究者主要将课题研究看作是自我充实、自我学习的机会，规划中严格的时间节点不是最重要的，关键是如何在研究的每个细节处投入行动和思考，习得新的知识并且不断提高自己分析问题和解决问题的能力比获得成果更重要。科研是一个循序渐进的过程，而在这个过程中，大学生未必有能力在短期内就把一个课题研究透彻，而此时规划更大的意义就在于研究者能够进行阶段性总结和分析，并综合自己在研究中逐渐积累的知识，对研究内容产生新的认识和更深刻的想法。

本科生从事科研的意义是什么？C给出了自己的想法：除了学术训练的过程意义以及创新成果的学术价值，从另外一个角度来看，也应该体现着研究思路和研究方法的传承价值。一个成功的研究者更应该是一个优秀的“科研老师”，这一点在C身上得到了很好的验证。对于那些“初入师门”的化学师范生，他总是将自己的经验倾囊相授，在学弟学妹们的心目中，C不仅是他们的学长，更是他们的“小先生”。C认为科研不是个人的名利追求，他不仅注重自我修炼，还十分关心其他化学师范生的科研情况——直至毕业以后仍然为他们提供资源、思路和经验，发挥了正面和积极的引导作用。

除了自我意识和个人信念，一位大学生的卓越成长也离不开强有力的外在支持——尤其是“重要他人”。“重要他人”指在个体社会化以及心理人格形成的过程中具有重要影响的具体人物。C被访谈过程中，提及最多的是他的科研导师CK老师——一位刚毕业的青年教师，作为他们的班主任，为了这个班的学生成长付出了大量精力；CK老师在大学教学中有着独到见解，教学热情高涨，极具感染力；横跨物理化学和化学教学论两个研究方向，对中学化学教育研究领域造诣颇深。C对于这位老师的教学奉献极为感慨：“学校还没有实施导师制，省里也没有大学生科研创新训练项目时，他召集了一些愿意投入和付出的同学，成天在他办公室讨论，贡献出点子让我们实施，发表论文署名的机会也给我们，要知道当时教师整体科研气氛也不够浓厚，我们作为本科生居然能在核心期刊上以第一作者身份发表论文，这是多难得的机会啊”师生热情相互感染、惺惺相惜，C把CK老师奉为良师益友，经常一起讨论教育问题和学术想法，不但开拓眼界、掌握了基本研究方法，更加领悟到了一些做人和做学问的道理。由于CK老师率先开创导师制的氛围，C得以利用工作室的平台与不同年级的优秀大学生成为好友，合作完成任务，也获得了学习共同体中智慧和资源的共享。不得不承认，C的学习不止发生在课堂，也不只是在应试，在学习共同体中表现出学生的探究主动权、建构知识的合作特征和挑战性的学习情境，这也是创新型本科生成长的重要环境。

2 个案Z的科研之路

由于语文、英语功底薄弱，已经复读一年、二次参加高考的Z，其实从中学开始就表现出了对化学的热爱，刚进入大学便申请了无机化学实验室勤工助学岗位，为实验课准备药品、负责实验室的卫生，但正是这份看似简单的工作使他结识了很多“贵人”——当时在实验室进行实验室开放项目的几位学长学姐就是Z的小老师，Z经常观察他们的实验操作，还不时地请教实验背后的研究背景，学长学姐的热情解答让Z获益匪浅。“当时看着他们从事科研忙碌的身影，我从心底涌起了一股参与研究的强烈愿望，我也十分清楚想要踏上研究的道路，以我的基础还需要付出更多，于是我需要抓紧一切时机不断学习、不断进取，为的就是有朝一日自己能具备开展研究工作的条件。”

经过一年的实验室工作和自我充电，Z在大学二年级终于选定导师，如愿以偿地拥有了获得发挥空间的实验室，从此实验室就成了他的另一个“家”。他将大部分的课余时间都付出在课题研究上，别人休闲娱乐的暑假他也在实验室挥汗如雨，纵然是寒假他也只在家停留一周，更多时间回学校从摆弄瓶瓶罐罐和高新仪器中找寻科研乐趣。许多认识Z的老师、同学都赞叹他是天生从事科研的材料，对于这个说法，Z并不赞同，他说“世上没有绝对的天才，任何成功都是自己努力付出的结果，自己应该去主动思考、主动行动，态度决定一切”。

对于科研态度Z表达了自己的看法：“在科研中主动性是一个关键因素，你要保持十分的热情和努力去对待科研活动中的每一个细节。就科研态度而言，从事科研的动机一定要纯，现在很多大学生仅仅是为了发表论文而参加科研，我觉得这种现象非常不好。结果其实并不重要，如果你真心想要进行科研，你更应该注重的是事实性，就算你的科研结果并不是很理想，但是你也一定要呈现出结果的真实性，并且从这个过程中积累经验、收获快乐，使自己逐步成长，这才是科研的本质。”

踏上科研这条道路后，Z一直在不懈努力，在他眼里没有最好、只有更好。Z清楚地意识到，扎实的专业知识是每一个科研者所不能或缺的基本素养。没有扎实的专业知识做基础，这样的科研往往是不会成功的。一些大学生想参加科研时往往摩拳擦掌，但是真正能投入其中的却很少，有时不是这些同学没有用心，而确实是“心有余而力不足”，他们在本科期间从事科研的道路非常艰难，究其根源还是在于学科基础知识不牢，导致他们所做的研究工作还只是局限于技术操作层面。

对于化学专业知识的学习，Z有着自己的见解和方法。他强调专業知识的学习一定要有一种“超前意识”，重视课程预习，自学能力非常重要——和之前提到的“主动性”遥相呼应。他针对身边部分参与科研的大学生不够主动的事实批判说：“他们通常表现出过分的依赖性。在科研的过程中，部分学生遇到一些小小的问题并不是主动进行思考找出解决问题的方法，而是一味依赖自己的指导老师，缺乏自我探索的主动性，并且对老师传授的知识不加以反思，盲目、被动地接受。甚至有的同学在课题选取、资料收集、课题实施过程以及后期的写作成文，每个步骤都没有自己主动的思考和分析，经常是跟着指导老师的节奏前进，整个过程往往都在等指导老师吩咐而按部就班，完全没有自己的想法，试问这样的科研谈何主动性。”

科研主动性的缺乏的确是我国高校大学生普遍存在的问题，在地方性本科院校尤其突出。一方面这些同学在中小学时接受应试教育，习惯于被动地接受而不是主动地学习，另一方面科研态度的不端正，功利地追逐发表论文、比赛获奖带来的荣誉和成就感。在参与导师的科研项目时往往没有清楚学术研究的要求就盲目接任务，却没有付诸于匹配的投入。

在谈及科研规划问题的时候，Z再次强调“主动性”。他说到：“在我看来，科研规划比科研本身的操作更具价值，具体的操作只是用来验证自己科研想法和实施自己的计划，而定期进行规划是进行科研活动的一种高效手段。”当然规划除了“主动性”还需要“实际性”。Z认为“实际性则需要我们按照自己的能力去做规划，在每个课题的研究过程中我们都会遇到一些问题，这可能会使我们无法按照自己原先的计划进行，这个时候就需要我们从实际情况出发，适时地“知难而退”，分析并制定出一个更适应当下课题进展情况的规划。”

在Z的“主动性”意识中，我们能充分感受到他对研究创新的那份强烈热情，他认为科研的过程就是一个不断充实自我、不断学习的过程，而学习本身就是一件快乐的事。他对科研这份情感也感染了身边很多的人，包括化学师范生；当他大学四年级时已经成为许多学弟学妹的“小老师”，甚至能替代导师对他们提供直接地指导，在他的实验室里经常会围绕很多对创新有着浓厚兴趣但又迷茫无助的低年级大学生跟随学习，接受他耐心地指导。访谈中他认为科研的意义要将科研活动的价值延续下去。

Z的导师是刚获得南大分析化学博士学位的HFY副教授，无论是精神还是物质方面，她都给予了Z在科研道路上的绝对支持。Z正式进入创新研究状态就是从一次和HFY副教授的交流开始，那次的交流让Z明白了科研的本质和价值在于创造、发展。当Z在科研中遇到困难，HFY老师都会对他进行悉心的指导，帮助他保持心态的平和，也给予他正确的思路指点，有时候还会陪同Z在实验室探索实验技术问题直到很晚，她对于科研的执着和热情深深感动着Z。访谈中Z特别强调HFY老师的一句话：“人要保证每天都有习得新的知识，这样你才没有白活。”这句话一直激励着Z在科研道路上努力完善自己，不断进取。

（二）研究型化学专业本科生的特征初探

在对C和Z两位化学专业不同方向的优秀大学生进行比较分析，归纳出研究型化学专业本科生的特征如下：

1 热情

C和Z对研究的热情是他们在大学阶段，多年坚持的内在源动力。C是化学师范生，他对科研的热情也源于他对教育的热爱，对现有化学教育的批判性认识让他具有改变现状的想法和行动力，同样，热爱教育的导师是他学习的榜样和目标。与C不同，对于物质世界的好奇是Z科研热情的驱动力，家庭的环境造就Z喜欢探索，同一个问题他会从不同的角度去分析，试图找到答案。在研究过程中，他敢于质疑、勇于探索、善于发现，满怀热情地对待每一项研究主题。从对话中我们能感受到Z在科研的道路上不安于现状，把开拓创新当作是一种享受。

热情的研究者不仅精力充沛、研究投入多，对待身边的师生也是热情洋溢。在实际的科研学习中，C和Z都是学弟学妹们当之无愧的“小先生”。C帮助导师分忧，为课题组里的其他同学修改论文，指点教育研究方法；Z更侧重于言传身教，经常在实验室向学弟学妹们进行实验的讲解和示范，还带领他们参加一些以环境分析为主题的社会实践活动。研究型本科生正以他们热情贯注的实际行动感染着更多的大学生。

2 具备较高的信息素养

大学生信息素养不仅局限于图书馆资源的应用能力，还包括体现专业领域特色的软件应用能力、学科文献检索和阅读能力，也从信息意识、信息观念、信息道德、信息法规等多方面有相应要求。信息素养的发展不能只依靠课程学习任务的完成来获得相关的技能，而需要大学生在实践中将适应信息社会的知识结构逐步体系化，以达到获取信息能力、可持续学习能力和批判性思维能力的综合化发展。

研究个案C主要研究信息技术与化学课程整合，平时就很关注化学教育软件功能的深度挖掘，利用信息技术支持实验设计和化学网络资源的获取、整合和评价。在一次应用Wikipedia（维基百科）检索化学资源时，他敏锐地注意到英文版的Wikipedia包罗万象、且信息更新快，于是创造性地利用这些信息，融合进新课程教学备课和化学主题科普论文写作。当他和导师合作发表相关论文之后一年，美国Journal of chemical education才有类似的教研文章发表。

Z发表《毛细管气相色谱法测定食品中的防腐剂》一文的科研想法，也是来源于他对生活中信息敏感度。有段时间网络上充斥着防腐剂使用过量会对人体有害信息，Z为了能够高效率地测定出食品中防腐剂的含量，搜集了大量的文献资料，包括已有的分析技术文献和防腐剂添加标准，自主建立一种同时测定食品中防腐剂苯甲酸与山梨酸的毛细管气相色谱方法。

研究型本科生对于信息的敏感度以及具有较高的检索信息能力，他们能够通过自己的辨析对信息作出正确的分析和评价，从而创造性地加以应用。

3 具有知识的兼容和整合能力

C和Z都具有良好的记忆能力——但都不是机械地死记硬背，而应用科学的学习方法使他们善于自学和反思。对于知识的学习，研究型本科生不仅仅局限于知识的课程内获取、片段化学习，还能够跳出教材知识，体现跨学科跨课程的知识整合能力，以兼收并蓄的态度对待各种来源的信息。

Z的科研方向主要是纳米电分析化学，但是兴趣广泛的他多次参与到化学师范生的教学技能训练活动中，汲取表达能力训练之道；也曾将分析技术移用到中学化学实验改进，例如设计了一个定量测定雪碧中二氧化碳含量的微型实验，对中学开展定量实验教学具有一定的参考价值。C认为“师范生不只需要关注中学层面的化学学科知识”，他注重吸纳化学学科领域前沿成果以及日新月异的信息技术，善于使用思维导图将课程内学习所得更加符合自己个性发展的知识体系。研究型本科生能够从心理上消除对知识功能的固着，在学习的过程中兼容和整合多元化的知识，将多学科多领域知识的学习“广采百家为我所用”，以解决研究中的问题。

4 具备完善的系统思维

“教育无非是将一切已学过的东西都遗忘的时候所剩下来的东西”。劳厄的谈话并非否定知识的重要性，而是更看重将已经掌握的知识转化为发现问题、解决问题的能力，勇于实践正是将知识转化为能力的最佳途径。系统思维要求人们在考察对象时要从它纵横交错的各个方面的关系和联系出发，从整体上综合地把握对象。从研究型本科生的成长历程我们可以看出，真正合格的研究型本科生必然具备了独立的思维，他的思维不是狭隘静止的，而是一个兼具整体性、结构性、立体性、动态性、综合性等特点的完善的系统思维。就如C和Z一样，他们在科研活动中都体现出了思维严密的逻辑性，把要处理的问题当作一个整体的系统去分析，用优化的系统观点看问题，同时注重问题与实际的联系，在动态的思维过程中不断拓展自己的视野和思维的广度以及深度，高瞻远瞩地去把握问题的实质，从而找到解决问题的恰当方法。

5 具有理性的批判性思维

批判性思维强调用探究的方法和态度看待世界，以创造、动态的观点看待事物。具有批判性思维的人在处理问题时，能够客观地考虑多角度的意见，虚心地进行自我检查，坚持正确的观点，摈弃错误的想法。

C和Z在本科阶段就经常参加一些学术活动，包括中国化学会学术年会、专家讲座等，其中体验学术精粹、接触学术“大牛”。在和他们的交流过程中，CB和ZZF不仅是细细聆听，同时他们不迷信权威，敢于主动表达自己对某个学术问题的看法。像CB和ZZF这样，就体现了研究型本科生理性的批判性思维，具体说来，研究型本科生的思维充满着反思和超越，他们用探询的方法和态度看待问题，以创造、动态的观点看待事物，在处理问题时，能够客观地考虑正反两个方面的意见。他们不迷信权威，不囿于以往的结论，敢于提出质疑，在合理怀疑的基础上提出自己独立的见解，除此以外，研究型本科生还能够做到自我质疑，合理地进行自我检查，在自我质疑的过程中，发现问题并及时进行矫正从而寻求自身发展的新高度。C认为“应将学习培养成为一种习惯。只有在不断地学习过程中总结自身的不足，提升自己的能力，才能在不断变化的社会中掌握住精华的知识。”

6 可持续发展潜力

在个体自身的学习和工作中，研究型本科生具备的强烈的进取心和规划意识，促使他们不断地挖掘自身的潜能，并规划和开拓自身的发展空间。他们目光远大、胸襟开阔，能够通过各种途径拓展自己的人脉关系和学习渠道，持续不断地获取、运用和创新知识，并完善其自身的综合素质。

Z毕业后虽未攻读研究生，但以其超群的实力从一群名校的本科生和研究生中脱颖而出，顺利进入一家全球领先的制药公司从事研发工作，后来成为该公司销售部经理。Z在工作岗位上体现出了一股強劲的发展势头，如今与诸多科技精英合作创业，成为公司商务总监，但仍然关注技术的创新，将本科阶段学到的基础研究所得发扬光大。他凭借自己本科阶段参与科研活动积累下来的经验和获得的能力，帮助公司进行了几项技术改进，填补了公司一些重要分析技术的空白。

C希望自己能在学术这条路上走的更远，终究以其本科阶段丰硕的科研成果以及自身综合能力，被学校领导和教授联名推荐进入澳门大学深造并获得全额奖学金。在课程修读中他以对于研究前沿信息的把握、文献检索的能力以及系统化的知识体系，与其他毕业于重点高校的研究生相比丝毫不逊色。攻读博士期间，C发表CSSCI期刊论文8篇、SSCI期刊论文2篇。获得博士后经历后进入南方一所高校执教，继续保持创新研究的势头。

五 研究启示

本研究关注的对象是地方性普通本科院校的两位表现卓越、成果丰硕的研究型本科生，虽然只是个案研究，但是他们的研究事迹在学校和本专业内影响深远，他们的学习成长历程对于高等教育研究具有很高的价值——尤其是高校卓越人才的培养需要重拾精英教育理念。谁在影响着这些研究型本科生？优秀学生如何获取信息、努力学习？如何打破“学校出身”的束缚来获取不一样的成长经历？都是值得大学教学工作者研究和思考的。在他们毕业之后，我们也曾延用类似的培养方法，并推广他们的事迹，在学校化学专业里感染了一届又一届学子，也涌现出二三十位具有创新精神和能力的卓越人才。

参考文献

[1]杨建， 从文奇. 借鉴国际经验培养与提升大学生创新能力——评《大学生创新能力提升研究与实践》[J]. 中国教育学刊， 2015（3）.

[2]郭卉， 刘琳， 彭湃，等. 参与科研对理工科大学生创新素质影响的实证研究[J]. 高等工程教育研究， 2014（2）.

作者：陈凯 陈昌云

综合性研究型实验设计论文 篇2：

环境类专业研究型实验课程的特征与构建

摘要：针对传统实验课程在环境类创新人才培养中存在的问题，阐述了研究型实验课程的特色与优势，提出了研究型实验课程应该达到激发学生热情和创新思维以及与科研和实际应用紧密结合的两个目标。

关键词：构建；环境科学与工程；实验课程；研究课程

在与环境类专业技术基础课相配套的实验课程中充分利用教师的科研资源，就可望以较少的资金投入，研究构建和实施符合环境类专业大学生基本研究技能训练和创新能力培养的研究型实验教学课程。

一、研究型实验课程的特色与优势

环境类专业的研究型实验课程由一系列开放型、综合型和设计型的实验组成，这类实验均覆盖不同的知识点，是由学生在教师的指导下自主设计实验方案并通过实验实现设计目的。因此，可以强化培养环境类专业的本科生对知识的综合应用能力，促进学生创新能力的提高。

研究型实验课程具有以下特点和优势。

1、充分利用科研资源和骨干教师资源，来设计研究型实验的范围，并在教师指导下，由学生在研究课题范围内自主提出不同的多因素多变量的实验研究方案，将实验课由教师统一安排改变为由学生自主设计。

2、学生的研究型实验与研究生论文研究相结合，与教师课题研究相结合，与环保工程实践相结合，将演示型验证型实验改变为研究型创新型实验。

3、将实验由原来全班统一的1个假想课题改变为每人1个研究课题；将实验时学生被动按照教师的指导做实验改变为学生主动请求教师指导研究和实验；将以往实验内容和报告严重的相互重复现象改变为每人只能独立设计；将理论课和实验课分离现象改变为理论课教师大力参与实验指导。

4、在教师指导下，由学生完成的研究型实验的优秀实验报告，达到公开发表的研究论文的水平。部分优秀实验报告能够公开发表、参加各类课外研究竞赛包括挑战杯竞赛或参加学校其他创新培训计划。

与专业基础课配套的研究型实验教学课程的构建和实施，可望起到三方面的作用。一是使本科生紧密结合理论教学来加强实践和创新能力培养；二是确保本科生广泛参与，并能激发学生的学习热情；三是充分利用科研设备和资源，使教学与科研紧密结合，节约资金投入，提高办学效益。

二、研究型环境工程原理实验课程的构建和探索

1、研究型实验课程的目标

(1)通过研究型实验课程的学习，使教师与学生互动得到进一步加强，激发学生的学习激情，掌握专业领域的前沿与最新进展，使学生经历“三个全面”的创新教学过程：经历全面的分析研究问题的过程，实验技能得到全面的锻炼，综合能力得到全面的提升。

(2)解决目前实验课程内容与污染控制需求脱节的问题，使专业基础课实现理论与实践相结合，使科研与教学融为一体，实现专业基础课与专业课的进一步贯通。

2、研究型实验课程内容的筛选

研究型实验课程内容的确定是实现课程目标的基础。不同专业的课程，实验内容必然不同。下面是环境工程专业的环境工程原理实验课程的内容，供其他专业筛选课程内容时参考。

环境工程原理系列课程包括环境工程原理(上)、环境工程原理(下)、环境工程原理课程设计和环境工程原理实验，该系列课程系统、深入阐述环境净化与污染控制的单元操作的原理、工程设计计算方法以及分析问题和解决问题的方法，是环境工程专业最重要的专业基础课之一，在环境工程专业的教学中占有非常重要的地位，其中的环境工程原理实验课程是培养大学生实践能力和创新能力的重要途径。

二十余年来，环境工程高等教育在我国得到了迅速的发展。环境工程专业内涵也不断扩大，原来的环境监测、环境规划与管理、水文地质与工程地质、和农业环境保护并入了环境工程专业。环境工程专业处理的环境污染具有复杂性和综合性的特点，相应地导致污染控制技术也具有多样性和复杂性的特点。所以要求环境专业人才具有宽厚、系统的专业理论基础，也导致环工原理课程在环境工程专业教学中的地位十分重要。然而，因为美国等发达国家目前环境工程主要设置研究生专业，所以可为环境工程原理实验课程的构建提供具体借鉴的国外经验不多。

环境工程原理实验课程方面，至今国内很多院校仍然是采用化工原理实验教材或类似的讲义。由于涉及的问题与化工专业有一定差距，解决问题的思路、方法与要求也有所不同，与学生在环境保护专业实践中遇到的问题也有较大区别。目前环境工程原理课程的理论教材方面尽管仅有清华大学胡宏营教授等人编著的教材出版，这也为环境工程原理的理论教学提供了新选择。本文在吸收国内环境类专业实验教学成果基础上，提出了构建环境工程原理研究型实验课程的核心内容。

(1)在流体流动实验部分，指导学生自主设计污泥、污水和含尘气体的流动和输送问题，包括不同悬浮物含量的污泥、不同性质的污水和不同固体含量的含尘气体的流动阻力和流体输送机械的性能研究系列实验研究。

(2)在非均物系分离的实验部分，指导学生自主设计不同性质污泥、自来水和含尘废气在不同过滤介质中的过滤实验研究。

(3)在传热实验部分，指导学生自主设计不同性质废气废水与污泥的加热和污泥脱水的实验研究。

(4)在传质实验部分，指导学生自主设计不同性质的废气和污水的吸收与萃取以及污泥干燥等实验研究。

与原有实验内容相比，以上研究型实验课程的内容与环境工程专业问题的关联性很强，课程内容与专业领域需求联系紧密，通过实践环境的教学学生可以了解专业领域的前沿与新进展，也有利于激发学生的学习激情。

3、研究型实验课程的实施方案及需解决的问题

首先，结合本项目本学科教师的科研课题情况，制定详细的研究型实验计划。然后，根据实验计划和学生的自由选择，确定每一位学生的实验研究课题。理论课教师指导学生阅读有关参考文献，与每组学生分别讨论和确定实验方案。其次，制订详细的研究计划。实验教师完成实验设备的准备与调试、实验操作的指导、化学药品的准备等工作。学生在指导教师和实验教师的帮助下，完成实验设计，配制化学药品和试剂，进行实验的操作，完成实验研究报告并最终汇报。

要顺利实施研究型实验课程，需要解决的问题有：

(1)设计和制订大量不同的实验方案，这可以通过结合目前的科研计划研究组织实验方案来解决。

(2)需要满足大量不同的实验所需的财力和人力。这可以通过学科教师的科研课题，以及硕士生和博士生的学位论文研究工作来提供。

(3)提供大量不同的实验所需的仪器设各需求，这可以充分利用学科教师现有的科研设备。

责任编辑：文和平

作者：杨春平　曾光明　刘云国　范长征　陈　宏

综合性研究型实验设计论文 篇3：

研究型教学在昆虫分子生物学实验教学中的应用

摘要研究型大学需要研究型教学，而研究型教学在高等学校的学科教育中具有举足轻重的地位。结合近年来在昆虫分子生物学实验教学实践中的体会，从理论学习与实验技能相结合、扩展学术宽度和发展学科交叉、促进学术创新3个方面介绍了研究型教学在昆虫分子生物学实验教学中的应用。

关键词研究型教学;昆虫分子生物学;实验教学

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.085

高水平研究型大学是一个国家的科技、經济和社会生产力发展到一定程度的必然产物，是高等教育适应社会发展的需要，是推动社会进步的重要力量。高水平研究型大学从“高水平”和“研究型”2个方面对大学提出了要求，高等教育的基础是人才培养，而教学是高水平研究型大学的基本活动和功能。2005年，教育部发布《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》，明确提出了高校要积极推动研究型教学，以提高大学生的科研能力和创新能力，为高校教学改革指明了方向。

随着人类社会的进步，尤其是现代科技的飞速发展，研究型教学的内涵也不断丰富。研究型教学是一种新型的、开放式的教学态度，是在一定的教学思想指导下，教师将理论知识、科学研究与具体实践有机结合，以引导学生高度参与并充分发挥学习的主动性，在实验过程中解决具体科学问题的教学模式[1]。它完整展示了理论到实践的转化过程，是内容与形式的结合，在理论教学与实践教学中起到了媒介的作用。

昆虫分子生物学实验是将分子生物学实验技术应用于昆虫学研究的课程，是诸多农业院校一门专业必修课，课程注重介绍分子生物学的基本操作技术与实验手段，培养学生的实践动手能力和科研素质。如何科学地创建昆虫分子生物学实验教学体系、扩展学术宽度、激发学生的创新能力，这些因素都影响实验课程的教学效果。笔者结合近年来的实验教学经验，从理论学习与实践技能相结合、扩展学术宽度和发展学科交叉、促进学术创新3个方面介绍了研究型教学在昆虫分子生物学实验教学中的应用。

1注重理论学习与实验技能相结合

研究型教学强调研究型思维的培养和研究能力的锻炼，注重学生对基础理论的学习和实验技能的探索，教师在学科教学中通过科研案例引导学生灵活运用知识，在实验中解决实际问题。昆虫分子生物学是一门以核酸和蛋白质等生物大分子的形态、结构及其规律性和相互关系作为研究对象，从分子水平阐明生命本质，将分子生物学技术应用于昆虫学研究的学科，是现代生命科学领域最具活力、发展最快的学科之一[2]。随着现代科学技术的发展，对学科教学的要求也越来越高。昆虫分子生物学实验作为理论课程的延伸，是学生理解和掌握分子生物学原理的重要环节。

昆虫分子生物学实验注重培养学生的创新能力、实践能力和良好的实验习惯，传统的实验课程以每一个实验为单位，实验与实验间互相独立的授课方式[3]，这样的教学方式更注重实验技术本身，但每一个实验单位之间关联性较小。在综合传统教学方式的基础上，通过一套完整的实验方案，优化整体设计，对实验课程进行了改革。将相对独立的每一个实验单位融入到一个大的综合性实验中，使每一个具体实验之间既相互独立又彼此连贯，前一个实验的结果是下一个实验的材料，通过这样的形式引导学生形成一种科学的思维方式。将理论知识与综合的实验技能相结合，使学生在学习实验技术的同时，系统掌握理论知识。

改革后以昆虫的基因克隆为例，具体实验进程如下：提取昆虫总RNA、反转录合成cDNA模板、PCR从cDNA中扩增目的基因、琼脂糖电泳、切胶回收目的基因、目的基因与载体质粒连接、载体质粒转入大肠杆菌培养、重组体的筛选与电泳检测等环节，构成一套完整的基因克隆步骤。这一套完整的实验设计不仅能够锻炼学生的实验动手能力，而且能够确保各个实验之间的连贯性，每一个实验都会影响下一个实验的进行，这种由浅入深、循序渐进的教学方式能够加深学生对理论知识的理解，有利于形成一种科学的思维方式，真正做到学以致用，融会贯通。

2关注热点，扩展学术宽度

随着现代社会的高速发展，新技术和新方法不断涌现，昆虫分子生物学实验技术呈现出越来越强大的生命力，其突破性成就极大地加速了生命科学的研究进展，这就要求昆虫分子生物学实验课程必须保持与时俱进。研究型教学要求教师确保实验课题的多样性和专业性，改变实验课题陈旧、技术方法老套的现状，创造性地开展实验，不断在课堂教学和学习中引入新设备、新技术和新方法[4]。在教学中应注重将课内教学实践和课外学术扩展相结合，跟踪学术热点，根据课时安排和学生实验课进程，组织学习大型高端仪器的使用方法，如激光共聚焦显微镜、电生理仪器以及显微注射仪等。另外，应注意适时、适量地在实验课堂教学中引入最新的实验技术方法，现代综合试验技术包括基因编辑技术、RNA干扰、蛋白质组学等。

结合该学科研究热点，在教学过程中介绍了一种最新的基因编辑技术。Clustered regularly interspaced short palindromic repeats（CRISPR）-Cas9人工核酸内切酶系统是一种全新的、基于细菌获得性免疫系统改造而成的第三代基因编辑技术[5]。2007年，Barrangou等[6]首次发现并证实细菌可利用CRSPR系统对抵抗噬菌体入侵;2008年，Marraffini等[7]发现细菌CRISPR系统能阻止外源质粒的转移，首次利用实验验证了CRISPR系统的功能;2013年，Cong等[8]在《科学》杂志发表了基于CRISPR/Cas9技术在人类与小鼠细胞系中进行基因敲除的新方法。正是这些研究将基因定向编辑技术推向高潮，使其成为现代分子生物学的研究热点。CRISPR/Cas9系统的作用机制是细菌和古细菌中的CRISPR系统能够将侵入宿主的噬菌体等外源DNA片段整合到CRISPR位点，通过前体crRNAs（Pre-CRISPR RNAs）引导核酸酶Cas9剪切DNA序列，对基因组DNA进行定点修饰，抵抗病毒或者噬菌体的入侵[5]。目前CRISPR/Cas9系统已经被成功应用于动物[8]、植物[9]和真菌[10]等物种的基因组编辑，且由于其突变效率高、制作简单及成本低[10]等特点，被认为是一种具有广阔应用前景的基因组定点改造工具。通过对新技术、新方法的学习，不仅拓宽了学生的视野，而且为学生将来从事科研工作奠定了基础。

3发展学科交叉，促进学术创新

研究型教学强调学生研究型思维的培养和创新意识的提高。创新思维是以现有的思维模式、新颖独创的方法，提出异于常规或常人思路见解的思维过程，通过这种思维改进创造出新事物或新方法，并获得具有一定社会意义的行为[11]。创新最重要的特征之一就是知识组合与交叉应用，随着新技术的大量涌现，各学科之间的交叉渗透是当代科学发展的趋势之一，学科交叉研究的形成极大地推动了科学技术的进步[12]。多学科之间交叉渗透的加强，以注重能力培养和创新思维提升为主的研究型教学被提上日程。

科学研究中新理论、新发明的产生，通常是在学科交叉点上。重视学科交叉，促进学术创新，将使科学本身向着更深层次和更高水平发展。1953年4月25日，生物学家Watson和物理学家Crick在《自然》杂志发表了题为《Molecular structure of nucleic acids：A structure for deoxyribose nucleic acid》的文章，建立DNA双螺旋结构模型[13]，这是人类解释生命奥秘的划时代事件，是学科交叉的伟大成果。他们具有不同的知识背景，但在同一时间都致力于研究遗传物质的分子结构，在学术合作中发挥各自的专业，为DNA双螺旋结构模型的发现做出了贡献，最终带来了一场生命科学界的巨大革命。

昆虫分子生物学实验课是相关学科理论与实践相结合的桥梁，作为学科交叉的融合点，其在相关研究领域中发挥着举足轻重的作用。在实验课的教学中，教师应该注重引导学生进行多学科知识的学习，通过不同学科之间的相互渗透，获得创新成果的基础。这要求学生在掌握昆虫分子生物学理论知识的基础上，掌握相关学科动态，学习遗传学、植物生产学、生物信息学等相关学科知识。跨学科学习能够让学生将知识和技能相互融合，做到交叉应用，促进学术创新;学生之间可以取长补短、通力合作，营造一个跨学科相互学习和相互支持的学术氛围。

4结语

研究型教学作为当代教学理论研究的新热点，将教学方式从传统的知识传授转变为知识传授与学术研究和探索相结合，对于夯实学生专业技能、激发求知欲以及提升学术创新思维至关重要，在聚焦于专业知识及学术研究探索的高等教育中更凸显其重要性。通过不断的改革与调整，新的“研究型”教学模式将展现良好的前景。

参考文献

[1] 韦宝平.创新教育视角下的研究型教学[J].江苏高教，2003（4）：85-86.

[2] 徐启江，李玉花.分子生物学教学改革与高素质人才培养[J].黑龙江高教研究，2007（6）：159-161.

[3] 楊海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报（教育科学版），2008，22（4）：70-71.

[4] 吴铿，邬晓娟，徐大安，等.研究型教学的实质与探索[J].北京教育，2017（4）：67-69.

[5] 方锐，畅飞，孙照霖，等.CRISPR/Cas9介导的基因组定点编辑技术[J].生物化学与生物物理进展，2013，40（8）：691-702.

[6] BARRANGOU R，FREMAUX C，DEVEAU H，et al.CRISPR provides acquired resistance against viruses in Prokaryotes[J].Science，2007，315（5819）：1709-1712.

[7] MARRAFFINI L A，SONTHEIMER E J.CRISPR interference limits horizontal gene transfer in staphylococci by targeting DNA[J].Science，2008，322（5909）：1843-1845.

[8] CONG L，RAN F A，COX D，et al.Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems[J].Science，2013，339（6121）：819-823.

[9] NEKRASOV V，STASKAWICZ B，WEIGEL D，et al.Targeted mutagenesis in the model plant Nicotiana benthamiana using Cas9 RNAguided endonuclease[J].Nature biotechnology，2013，31（8）：691-693.

[10] MUSSOLINO C，CATHOMEN T.RNA guides genome engineering[J].Nature biotechnology，2013，31（3）：208-209.

[11] 卢琼，陈荟婷，尹立，等.开放式设计性实验教学对医学生创新思维能力的培养[J].当代医学，2010，16（10）：160-162.

[12] 吴宜灿.学科交叉与创新型人才培养的实践与思考[J].中国科学院院刊，2009，24（5）：511-517.

[13] WATSON J D，CRICK F H C.Molecular structure of nucleic acids：A structure for deoxyribose nucleic acid[J].Nature，1953，248（5451）：623-624.

作者：孟祥坤 钱坤 王建军