大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練自主學(xué)習(xí)范文

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［摘要］我們以“新型高效的除氟技術(shù)和超濾系統(tǒng)在飲用水處理中的綜合應(yīng)用”為題，申報(bào)了“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目。在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，學(xué)生通過個(gè)人參與、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式，不斷深入研究，逐步提高自己的理論知識(shí)水平、實(shí)踐能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和溝通表達(dá)能力，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了大膽創(chuàng)新、小心求證的科研精神。

［關(guān)鍵詞］大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃；學(xué)習(xí)過程；心得體會(huì)

“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱“大創(chuàng)計(jì)劃”）項(xiàng)目是指本科生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)、研究條件準(zhǔn)備和項(xiàng)目實(shí)施、研究報(bào)告撰寫、成果（學(xué)術(shù)）交流等工作［1］。通過實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，對(duì)于高等教育改革與發(fā)展、創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)和我國(guó)綜合國(guó)力的提升，都具有十分重要的戰(zhàn)略意義［2］。“大創(chuàng)計(jì)劃”以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育為著力點(diǎn)，受到了國(guó)家和相關(guān)教育部門的重點(diǎn)關(guān)注。本科生以“大創(chuàng)計(jì)劃”為平臺(tái)，在具備一定理論知識(shí)和科研能力后，通過個(gè)人參與、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式，對(duì)項(xiàng)目開展深入研究，逐漸提高自身的理論知識(shí)水平、實(shí)踐能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和溝通表達(dá)能力，不斷塑造科學(xué)探索精神。

一、“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目簡(jiǎn)介

“飲用水除氟”項(xiàng)目組共5名學(xué)生和1名指導(dǎo)教師，以2015年江蘇省重點(diǎn)研究計(jì)劃“基于飲水安全保障的共性及高氟問題的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究及推廣”（BE2015628）的子課題為研究?jī)?nèi)容。我們針對(duì)飲用水中氟含量超標(biāo)的問題，創(chuàng)新性地使用了原位除氟法，先將鈣鹽、磷鹽和飲用水中的氟離子反應(yīng)生成新的化合物，再利用超濾膜優(yōu)良的過濾性能除去生成物沉淀及其他大顆粒物質(zhì)。根據(jù)分析原位的表征結(jié)果，我們進(jìn)一步調(diào)整了除氟系統(tǒng)中影響除氟效率的因素（溫度、流速、pH等），最終得到了符合國(guó)家質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。本項(xiàng)目屬于水處理領(lǐng)域。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WTO）的建議，氟離子濃度超過1．5mg／L的水不適合作為人類飲用水飲用，此類水被稱為高氟水［3－5］。而我國(guó)規(guī)定的飲用水中氟離子濃度必須小于1．0mg／L，低于WTO建議的人體可接受的最高氟離子濃度。我國(guó)屬于世界上飲用水型氟中毒最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，除上海市以外，高氟水區(qū)域遍布我國(guó)其他各省、直轄市和自治區(qū)，受危害人口近1．3億，每年約有2　000多萬人因飲用高氟水而患病。因此，我國(guó)的飲用水氟含量超標(biāo)已成為社會(huì)上一個(gè)極具挑戰(zhàn)且亟待解決的問題。對(duì)人體而言，適量攝入氟離子可以有效防止齲齒，是一種非常有益的行為，但長(zhǎng)期飲用氟含量超標(biāo)的飲用水則會(huì)引起軟骨細(xì)胞壞死、氟斑牙，甚至導(dǎo)致氟骨癥［6－7］。不論是對(duì)人體健康安全還是對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展來說，這都將產(chǎn)生一定程度的負(fù)面影響。現(xiàn)階段，對(duì)于飲用水除氟，國(guó)內(nèi)外常用的方法大致分為化學(xué)除氟與物理除氟兩種類型，主要包括吸附法、離子交換法、混凝沉淀法、電化學(xué)吸附法、膜分離法等［8］。我們通過查閱相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)，對(duì)以上幾種主流方法的除氟效果、運(yùn)行成本、再生過程的難易程度等方面進(jìn)行了對(duì)比分析，歸納出了每種方法的優(yōu)勢(shì)及局限性。如吸附法除氟以其所需設(shè)備使用簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)，在飲用水除氟領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景；但設(shè)備投資高、吸附材料研發(fā)成本高、周期長(zhǎng)、吸附材料難再生或再生效果不佳等因素又限制了此法的推廣和發(fā)展。因此，開發(fā)一種既能克服傳統(tǒng)除氟方法的缺點(diǎn)、又能全面改善飲用水質(zhì)的新型除氟技術(shù)成為一個(gè)亟待解決的問題。

二、收獲與提高

自2018年成功申報(bào)“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目以來，我們開始了為期一年的科研工作。在此期間，我們獲得了各方面能力的提升。

（一）理論知識(shí)與實(shí)踐能力“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目的實(shí)施要求項(xiàng)目成員有一定的理論知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐能力，以保證項(xiàng)目正常推進(jìn)。但作為項(xiàng)目成員的學(xué)生在項(xiàng)目開展之前只學(xué)習(xí)過部分理論知識(shí)，并且知識(shí)相對(duì)離散、不系統(tǒng)，項(xiàng)目實(shí)施過程中不能與工程實(shí)踐、實(shí)際需求相結(jié)合［9］。由于沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)結(jié)晶化學(xué)、儀器分析、化工原理等與項(xiàng)目?jī)?nèi)容相關(guān)的課程，我們從基礎(chǔ)知識(shí)著手，通過查閱相關(guān)書籍、檢索相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)所需知識(shí)，并進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。在幾個(gè)月的不懈努力下，我們克服了理論知識(shí)不足導(dǎo)致項(xiàng)目難以高效、快速開展的困難，掌握了幾種水處理（除氟）的常用方法，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)和當(dāng)前國(guó)內(nèi)飲用水除氟現(xiàn)狀有了新的認(rèn)識(shí)和理解。我們還通過了解和使用實(shí)驗(yàn)室中先進(jìn)的分析設(shè)備，將理論知識(shí)和實(shí)踐技能有機(jī)結(jié)合起來。在項(xiàng)目開展過程中，我們首先使用氟度儀（與pH儀測(cè)溶液pH的原理相似）測(cè)定溶液體系中的氟離子濃度，根據(jù)氟離子濃度的變化判斷溶液體系中氟離子含量的變化。氟度儀以電化學(xué)理論知識(shí)為基礎(chǔ)制備，當(dāng)溶液體系中氟離子濃度不同時(shí)，處于閉合回路的特定電極電位將產(chǎn)生不同的值，從而引起電路中電流的變化。因此檢測(cè)電路中的電流，借助儀器內(nèi)部的電流－信息轉(zhuǎn)換，就能得到氟離子濃度值。氟度儀由氟離子選擇性電極、甘汞參比電極和氟度計(jì)組成，氟離子選擇電極是一種均相晶體膜電極，當(dāng)它與甘汞參比電極組成閉合回路時(shí)，電池的電動(dòng)勢(shì)（E）隨著溶液中氟離子濃度（CF－）變化而變化（遵守Nernst方程）。當(dāng)溶液中總離子強(qiáng)度為定值且足夠大時(shí)，服從關(guān)系式［10］：其中K為參比電極電位，R為理想氣體常數(shù)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，T為絕對(duì)溫度。對(duì)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，顯示器上便可直接顯示氟離子濃度。為了準(zhǔn)確測(cè)定氟離子濃度，檢測(cè)過程中常需要在待測(cè)溶液中加入等量的緩沖溶液，使其總離子強(qiáng)度相同。基于氟度儀的工作原理，我們可以選擇用外標(biāo)法或標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)氟離子濃度進(jìn)行測(cè)定。在實(shí)施“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目過程中，無論是前期的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、中期的實(shí)驗(yàn)操作過程，還是后期的數(shù)據(jù)處理和總結(jié)報(bào)告工作，都極大地鍛煉了我們的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了我們的科研思維。以理論分析為基礎(chǔ)、實(shí)踐操作為驗(yàn)證手段完成“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目的過程，既豐富了我們的理論知識(shí)，也增強(qiáng)了我們的實(shí)踐能力。

（二）科學(xué)探索精神“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目作為一個(gè)創(chuàng)新性科研項(xiàng)目，需要參與人有大膽創(chuàng)新、小心求證的科學(xué)探索精神，并積極投身科研。在課程學(xué)習(xí)中，大學(xué)生接觸到的多是實(shí)際研究中的理論原理，并沒有較多機(jī)會(huì)參與實(shí)踐，因此對(duì)理論原理的理解不足，容易忽略其中的限定條件，不能做到靈活處理、優(yōu)化創(chuàng)新。在遇到實(shí)驗(yàn)設(shè)備不合理的情況時(shí)，大家更多地去考慮如何使其繼續(xù)使用，而較少考慮如何改變這種不合理的設(shè)計(jì)。“大創(chuàng)計(jì)劃”提供了一個(gè)很好的科研機(jī)會(huì)，讓本科低年級(jí)學(xué)生提前接觸學(xué)科前沿領(lǐng)域，從而對(duì)自己所在的專業(yè)有了更加理性的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，克服困難的過程磨礪了我們的意志，培養(yǎng)了我們大膽創(chuàng)新、小心求證的科學(xué)探索精神，提升了我們的科研水平和專業(yè)素質(zhì)。

（三）團(tuán)結(jié)協(xié)作能力“大創(chuàng)計(jì)劃”作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，需要參與成員的相互協(xié)助才能取得成功。在團(tuán)隊(duì)中，每位成員在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域發(fā)揮作用，同時(shí)與他人合作，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目工作的正常推進(jìn)。這就要求參與人有兼顧全局的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，我們會(huì)定期召開組會(huì)，了解他人的工作進(jìn)度及遇到的問題，并通過集體討論或者向?qū)熣?qǐng)教，制定解決方案。

（四）溝通表達(dá)能力“大創(chuàng)計(jì)劃”作為申請(qǐng)性項(xiàng)目，申報(bào)人需具有較好的溝通表達(dá)能力，以便更好地展示自己的項(xiàng)目和科研成果。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們經(jīng)常需要主動(dòng)與他人溝通交流，并通過書寫相關(guān)申報(bào)書和總結(jié)報(bào)告展示自己的成果，這些都需要一定的溝通表達(dá)能力。在經(jīng)歷近一年的多次答辯和項(xiàng)目總結(jié)后，大家的溝通表達(dá)能力都有了較大的提升，在與他人溝通交流和撰寫報(bào)告、論文方面有了較大的進(jìn)步。在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的社會(huì)，具有良好的溝通表達(dá)能力有助于更好地展示自己，讓自己脫穎而出。借助“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目平臺(tái)，大學(xué)生可以在實(shí)踐中鍛煉自己，通過不斷地思考、練習(xí)，逐步提高自己的溝通表達(dá)能力。

三、結(jié)語

創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。大學(xué)生在校期間參加創(chuàng)新型科研項(xiàng)目，無論是對(duì)認(rèn)識(shí)專業(yè)體系還是對(duì)以后選擇畢業(yè)去向都有很大的幫助和益處，不僅有助于鞏固所學(xué)知識(shí)，而且可以了解新的專業(yè)知識(shí)，接觸專業(yè)前沿領(lǐng)域，提高自己的專業(yè)素養(yǎng)、科研能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等。大學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型科研項(xiàng)目是其參與科研的重要途徑，在高水平創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面發(fā)揮著越來越重要的作用，符合建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)高水平創(chuàng)新人才的要求。當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)需要?jiǎng)?chuàng)新性人才的社會(huì)，通過參與“大創(chuàng)項(xiàng)目”，我們鍛煉了能力，提高了專業(yè)素養(yǎng)，積累了經(jīng)驗(yàn)，反思了自己的不足。今后，我們將以更高的標(biāo)準(zhǔn)、全新的面貌迎接挑戰(zhàn)，努力使自己成長(zhǎng)為適應(yīng)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才。最后，特別感謝學(xué)校和指導(dǎo)老師馮莉?yàn)槲覀兲峁┝藢氋F的機(jī)會(huì)。

作者：寇滿昌 馮莉 韓天陽 許寶康 王兆峰 謝亞東 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)