优质科研平台和成果转化为本科教学资源的探究
孙秀云+王连军+李健生+黄中华+沈锦优+孙晓蕾
[摘 要]科研和教学是研究型大学的两项核心功能，这两者之间的关系研究一直是高等教育理论讨论的热点。可以以化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心的建设为契机，将优质科研平台与本科生的科研训练、毕业设计和实验相结合，并将科研成果转化为本科生的教学资源，这既促进了本科生创新能力的培养，又推动了科研与教学的有机结合和相互促进。
[关键词]优质科研平台；优质科研成果；教学资源
[中图分类号] G644 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）05-0013-02
社会的发展对人才创新能力的要求越来越高。近年来各类科研平台和科研成果的数量和质量都呈大幅上升趋势，利用科研平台和成果进一步培养本科生的创新能力具有重要的实践意义。本研究将优质科研平台和成果向教学转化，促进本科人才培养。
一、优质科研平台和成果转化为本科教学资源的必要性
传统实验教学注重学生实验操作的规范性，对学生提出问题、分析问题、设计实验方案能力的培养较弱。通过科研平台的实验教学，可以培养本科生自己发现问题并设计实验方案解决问题的能力。
本科生对实验仪器，特别是大型实验仪器的认识局限于书本化。科研平台配备了与学科相关的先进仪器设备，本科生通过自己动手操作，可以提高对先进实验仪器的认识，提升对相关课程的兴趣。
本科生教学注重理论知识的学习，对本专业知识的更新具有滞后性。通过参与科研平台的科学研究，能够让本科生了解相关领域的最前沿知识。
20世纪90年代以来就有研究将科研成果应用于理论教学以及实验教学，如1990年上海机械学院的教师将科研成果与本科生的实验教学结合，极大地激发了学生对学习和应用理论知识的兴趣。近年来，各学科领域对科研成果引入理论教学的研究与实践日趋成熟，促进了本科生教学质量的提高，形成“科研水平提高—教学质量提高—学生质量提高”的良性循环。[1]
科研平台是优秀科研人员与优质大型实验仪器的整合，是进行科学研究的重要支撑。截至2011年底，全国高校各类科研平台约有5010个，将科研平台所拥有的丰富资源用于本科生实验教学，能够充分发挥科研平台在相关研究领域的引导作用。[2] [3]
因此，科研反哺教学是社会各界达成的共识，如何实践科研反哺教学是高等学校治学治校的重要课题。
二、优质科研平台转化为本科教学资源
将优质科研平台转化为本科教学资源，其主要目的是充分发挥科研平台在教学中的引领作用，并且通过不同于传统教学实验的研究性实验，提高本科生发现问题、分析问题以及实验动手的能力，使科研与教学有机融合，相得益彰。
（一）科研平台为本科教学提供优质硬件资源与人力资源
江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心等省部级科研平台，配备有多台先进大型仪器，如高效液相色谱、气象色谱-质谱联用仪、电感耦合等离子发射光谱仪、总有机碳分析仪、紫外可见分光光度计、ZetaPALS电位仪、全自动比表面积及微孔物理吸附仪、拉曼光谱仪等，这些仪器在服务于科研平台科研人员的同时，也服务于本科生教学。本科生对大型仪器的直观认识能够促进对相关课程，如分析化学等的兴趣，理论与实践相结合有助于他们对课本理论知识的吸收与运用。
科研平台拥有多名教师，其所研究的方向紧密相关又各有不同。其研究领域主要围绕化工废水处理与资源化理论与技术，面向脱硫脱硝、挥发性有机污染物的工业废气处理技术，面向有毒物质污染控制与资源化的环境功能材料等方向展开基础、应用基础以及应用方面的研究，符合国家战略发展需求，具有明显的学科优势，可以为本科生科研训练和毕业设计提供丰富的选题。科研平台还有多名研究生，本科生在选定课题后可以与研究方向相近的研究生结成一对一指导小组，研究生可以在第一时间准确及时地指导本科生进行实验方案的设计以及具体的实验操作。
（二）结合科研平台开展本科生科研训练和毕业设计
本科生科研训练和毕业设计是本科教学中重要的环节，也是提高和检验本科生理论知识、动手能力与创新能力的重要手段。如果能够将本科生科研训练和毕业设计与科研平台相结合，充分利用科研平台的硬件资源与人力资源，必将取得事半功倍的效果。
首先，将科研平台的师资力量、研究方向、硬件资源等向本科生宣传，让本专业的全体本科生对本科研平台有一个初步的认识，组织对科研平台感兴趣的学生参观相关实验室，并向他们进一步介绍研究内容。其次，从科研平台所进行的研究项目中提炼出适合本科生的课题，供其在科研训练和毕业设计时进行选题。选定题目后，学生自行查阅相关文献，撰写研究领域的综述，在教师和高年级研究生的指导下进行方案设计和实验操作，学习Origin、CAD等数据处理和绘图方法，对所得到的结果进行分析和总结。在科研训练和毕业设计过程中定期开展汇报交流，教师及时对实验所得数据进行分析判断，就实验过程中的问题及时提出修改意见，把握实验的整体动态。最后，在教师和高年级研究生的指导下撰写专利或者论文。
通过科研平台开展本科生科研训练和毕业设计，利用科研平台优质的仪器设备和丰富的人力资源，能够使本科生的实验贴近科研前沿，保证实验方案的切实可行与实验数据的准确。另外，本科生刚进入科学研究阶段，提出的一些新颖的想法可以为教师和研究生提供另一种思考问题的角度，二者的结合能够相得益彰。
充分发挥江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心等省部级科研平台对本科人才培养的支撑作用，将学校的学科优势转化为创新人才培养的优势，整合、优化校内外优质教学资源，进一步完善环境科学与工程类“专业实验与专业训练、技能培养、实践体验”相结合的三层次实践教学体系（如图1所示）。
三、优质科研成果转化为本科生的教学资源
本科生教材具有概括性和滞后性，而科研成果代表着本专业方向最前沿的知识，将科研成果转化为本科生的教学资源，有利于更新和充实本科教学的专业知识。
教学素材包括课程学习所需要的课本、教师上课所制作的幻灯片以及课堂印发的学习辅助资料等。教学素材内容的准确与及时更新是本科生获取专业知识的源头。以“固体废物处理工程”为例，任课教师长期从事固体废物的处置及资源化研究工作，编写了“十一五”国家级规划教材《固体废物处置及资源化》以及工业和信息化部“十二五”规划教材《固体废物处理处置》，并结合已经取得的科研成果，及时更新相关理论知识、案例和习题。对于阶段性的科研成果，可以通过课堂讲座的形式向本科生展示，或打印成资料发给本科生，方便其课余时间学习。将科研成果带入本科生教材与课堂时，应准确挑选与所学理论知识密切相关的部分，并且采用本科生能够接受、易懂的方式。[4]
江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心，针对精细化工和特种化工行业废水的特点，开发了高效率的化工废水强化预处理新技术、强针对性的化工废水生物强化处理技术、基于膜材料和膜过程的化工废水多级膜滤耦合回用技术以及工业水质控制技术，并从化工废水深度处理及资源化的需求出发，开发了基于化工废水资源化的新型分离膜可控制备及系统集成技术，开展了高效去除有毒污染物的纳米材料设计和作用机制研究，这些研究成果在学科前沿讲座及专业课的教学中被传授给学生，开阔了学生的视野，激发了其学习的热情。
四、结语
科研平台是科研资源的集中体现，科研成果代表了本学科领域的前沿，这两者是反哺教学的重要阵地。完善相应的反哺机制，健全反哺制度，充分利用科研成果对理论知识的更新以及充分利用科研平台的人力、物力资源，开展多方面、多层次的教学活动，是践行科研反哺教学的有效途径，有利于创新人才的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 阎红灿，张淑芬.大学教育本质的回归——科研转化教学[J].大学教育，2015（9）：16-17.
[2] 周永义，凌辉，张黎伟.劳伦斯伯克利实验室科研平台的启示[J].实验室研究与探索，2013（7）：139-143.
[3] 金立波，黄海，尹海燕，等.高等院校科研平台承载作用的研究[J].科技管理研究，2014（8）：112-116.
[4] 孙秀云，李健生，黄中华，文竣平，严玉波.“固体废物处置及资源化”课程教学改革研究[J].大学教育，2014（5）： 75-77.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]科研和教学是研究型大学的两项核心功能，这两者之间的关系研究一直是高等教育理论讨论的热点。可以以化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心的建设为契机，将优质科研平台与本科生的科研训练、毕业设计和实验相结合，并将科研成果转化为本科生的教学资源，这既促进了本科生创新能力的培养，又推动了科研与教学的有机结合和相互促进。
[关键词]优质科研平台；优质科研成果；教学资源
[中图分类号] G644 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）05-0013-02
社会的发展对人才创新能力的要求越来越高。近年来各类科研平台和科研成果的数量和质量都呈大幅上升趋势，利用科研平台和成果进一步培养本科生的创新能力具有重要的实践意义。本研究将优质科研平台和成果向教学转化，促进本科人才培养。
一、优质科研平台和成果转化为本科教学资源的必要性
传统实验教学注重学生实验操作的规范性，对学生提出问题、分析问题、设计实验方案能力的培养较弱。通过科研平台的实验教学，可以培养本科生自己发现问题并设计实验方案解决问题的能力。
本科生对实验仪器，特别是大型实验仪器的认识局限于书本化。科研平台配备了与学科相关的先进仪器设备，本科生通过自己动手操作，可以提高对先进实验仪器的认识，提升对相关课程的兴趣。
本科生教学注重理论知识的学习，对本专业知识的更新具有滞后性。通过参与科研平台的科学研究，能够让本科生了解相关领域的最前沿知识。
20世纪90年代以来就有研究将科研成果应用于理论教学以及实验教学，如1990年上海机械学院的教师将科研成果与本科生的实验教学结合，极大地激发了学生对学习和应用理论知识的兴趣。近年来，各学科领域对科研成果引入理论教学的研究与实践日趋成熟，促进了本科生教学质量的提高，形成“科研水平提高—教学质量提高—学生质量提高”的良性循环。[1]
科研平台是优秀科研人员与优质大型实验仪器的整合，是进行科学研究的重要支撑。截至2011年底，全国高校各类科研平台约有5010个，将科研平台所拥有的丰富资源用于本科生实验教学，能够充分发挥科研平台在相关研究领域的引导作用。[2] [3]
因此，科研反哺教学是社会各界达成的共识，如何实践科研反哺教学是高等学校治学治校的重要课题。
二、优质科研平台转化为本科教学资源
将优质科研平台转化为本科教学资源，其主要目的是充分发挥科研平台在教学中的引领作用，并且通过不同于传统教学实验的研究性实验，提高本科生发现问题、分析问题以及实验动手的能力，使科研与教学有机融合，相得益彰。
（一）科研平台为本科教学提供优质硬件资源与人力资源
江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心等省部级科研平台，配备有多台先进大型仪器，如高效液相色谱、气象色谱-质谱联用仪、电感耦合等离子发射光谱仪、总有机碳分析仪、紫外可见分光光度计、ZetaPALS电位仪、全自动比表面积及微孔物理吸附仪、拉曼光谱仪等，这些仪器在服务于科研平台科研人员的同时，也服务于本科生教学。本科生对大型仪器的直观认识能够促进对相关课程，如分析化学等的兴趣，理论与实践相结合有助于他们对课本理论知识的吸收与运用。
科研平台拥有多名教师，其所研究的方向紧密相关又各有不同。其研究领域主要围绕化工废水处理与资源化理论与技术，面向脱硫脱硝、挥发性有机污染物的工业废气处理技术，面向有毒物质污染控制与资源化的环境功能材料等方向展开基础、应用基础以及应用方面的研究，符合国家战略发展需求，具有明显的学科优势，可以为本科生科研训练和毕业设计提供丰富的选题。科研平台还有多名研究生，本科生在选定课题后可以与研究方向相近的研究生结成一对一指导小组，研究生可以在第一时间准确及时地指导本科生进行实验方案的设计以及具体的实验操作。
（二）结合科研平台开展本科生科研训练和毕业设计
本科生科研训练和毕业设计是本科教学中重要的环节，也是提高和检验本科生理论知识、动手能力与创新能力的重要手段。如果能够将本科生科研训练和毕业设计与科研平台相结合，充分利用科研平台的硬件资源与人力资源，必将取得事半功倍的效果。
首先，将科研平台的师资力量、研究方向、硬件资源等向本科生宣传，让本专业的全体本科生对本科研平台有一个初步的认识，组织对科研平台感兴趣的学生参观相关实验室，并向他们进一步介绍研究内容。其次，从科研平台所进行的研究项目中提炼出适合本科生的课题，供其在科研训练和毕业设计时进行选题。选定题目后，学生自行查阅相关文献，撰写研究领域的综述，在教师和高年级研究生的指导下进行方案设计和实验操作，学习Origin、CAD等数据处理和绘图方法，对所得到的结果进行分析和总结。在科研训练和毕业设计过程中定期开展汇报交流，教师及时对实验所得数据进行分析判断，就实验过程中的问题及时提出修改意见，把握实验的整体动态。最后，在教师和高年级研究生的指导下撰写专利或者论文。
通过科研平台开展本科生科研训练和毕业设计，利用科研平台优质的仪器设备和丰富的人力资源，能够使本科生的实验贴近科研前沿，保证实验方案的切实可行与实验数据的准确。另外，本科生刚进入科学研究阶段，提出的一些新颖的想法可以为教师和研究生提供另一种思考问题的角度，二者的结合能够相得益彰。
充分发挥江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心等省部级科研平台对本科人才培养的支撑作用，将学校的学科优势转化为创新人才培养的优势，整合、优化校内外优质教学资源，进一步完善环境科学与工程类“专业实验与专业训练、技能培养、实践体验”相结合的三层次实践教学体系（如图1所示）。
三、优质科研成果转化为本科生的教学资源
本科生教材具有概括性和滞后性，而科研成果代表着本专业方向最前沿的知识，将科研成果转化为本科生的教学资源，有利于更新和充实本科教学的专业知识。
教学素材包括课程学习所需要的课本、教师上课所制作的幻灯片以及课堂印发的学习辅助资料等。教学素材内容的准确与及时更新是本科生获取专业知识的源头。以“固体废物处理工程”为例，任课教师长期从事固体废物的处置及资源化研究工作，编写了“十一五”国家级规划教材《固体废物处置及资源化》以及工业和信息化部“十二五”规划教材《固体废物处理处置》，并结合已经取得的科研成果，及时更新相关理论知识、案例和习题。对于阶段性的科研成果，可以通过课堂讲座的形式向本科生展示，或打印成资料发给本科生，方便其课余时间学习。将科研成果带入本科生教材与课堂时，应准确挑选与所学理论知识密切相关的部分，并且采用本科生能够接受、易懂的方式。[4]
江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室和化工污染控制教育部工程研究中心，针对精细化工和特种化工行业废水的特点，开发了高效率的化工废水强化预处理新技术、强针对性的化工废水生物强化处理技术、基于膜材料和膜过程的化工废水多级膜滤耦合回用技术以及工业水质控制技术，并从化工废水深度处理及资源化的需求出发，开发了基于化工废水资源化的新型分离膜可控制备及系统集成技术，开展了高效去除有毒污染物的纳米材料设计和作用机制研究，这些研究成果在学科前沿讲座及专业课的教学中被传授给学生，开阔了学生的视野，激发了其学习的热情。
四、结语
科研平台是科研资源的集中体现，科研成果代表了本学科领域的前沿，这两者是反哺教学的重要阵地。完善相应的反哺机制，健全反哺制度，充分利用科研成果对理论知识的更新以及充分利用科研平台的人力、物力资源，开展多方面、多层次的教学活动，是践行科研反哺教学的有效途径，有利于创新人才的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 阎红灿，张淑芬.大学教育本质的回归——科研转化教学[J].大学教育，2015（9）：16-17.
[2] 周永义，凌辉，张黎伟.劳伦斯伯克利实验室科研平台的启示[J].实验室研究与探索，2013（7）：139-143.
[3] 金立波，黄海，尹海燕，等.高等院校科研平台承载作用的研究[J].科技管理研究，2014（8）：112-116.
[4] 孙秀云，李健生，黄中华，文竣平，严玉波.“固体废物处置及资源化”课程教学改革研究[J].大学教育，2014（5）： 75-77.
[责任编辑：陈 明]
