从学生到研究者:学生驱动的CURE如何塑造后续研究取向与身份认同

《Chemistry Education Research and Practice》:From student to researcher: how a student-driven CURE shapes later research orientations and identityOpen Access

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月31日 来源:Chemistry Education Research and Practice 2.6

编辑推荐:

  课程型本科研究体验(CURE)能够即时提升学生的研究技能与科学身份认同,然而这些益处是否能持久延续目前尚不明确。本研究采用回顾性定性设计,考察了一项为期六周、以学生驱动的光催化CURE——在该课程中,本科生合成吖啶盐、优化反应条件,并利用电化学数据解读反应机理

  
课程型本科研究体验(CURE)能够即时提升学生的研究技能与科学身份认同,然而这些益处是否能持久延续目前尚不明确。本研究采用回顾性定性设计,考察了一项为期六周、以学生驱动的光催化CURE——在该课程中,本科生合成吖啶盐、优化反应条件,并利用电化学数据解读反应机理——在课程结束一年后对参与者研究取向与专业身份的影响。十名曾在访谈时从事毕业设计项目、研究生学业或工业研发的前修课学生参与了半结构化访谈。对访谈资料的专题分析揭示了五种持续性变化:(1)学生从等待教师提供问题转变为独立在文献中识别研究问题;(2)他们将CURE中所学策略——迭代优化、利用电化学数据解释机理以及协作式问题解决——迁移至新的研究情境;(3)他们的自我认知从“完成作业的学生”转向“具备独立探究能力的研究者”;(4)他们将失败视为研究的正常组成部分,而非个人缺陷;(5)尽管他们获得了如协作技能等持久益处,但仍面临一定挑战,尤其在高级数据分析与学术写作方面。综合而言,这些发现为学生驱动的CURE在即时技能提升之外所具有的长期价值提供了实证依据,并为设计能促进持久研究取向与身份发展的课程体验提供了启示。
课程型本科研究体验的长期效应:一项回顾性定性研究解读

课程型本科研究体验(Course-based Undergraduate Research Experiences, CUREs)将真实的科学探究融入常规课程体系,让学生参与到发现、迭代、协作以及与科学共同体相关的问题解决之中。与验证式实验课中按照既定方案获取已知结果不同,CURE要求学生在课程框架内自主识别文献空白、提出研究问题、设计实验验证假设、排查意外结果并交流研究发现。既往研究已充分表明CURE在课程结束时能显著提升学生的研究技能、自我效能感和科学身份认同,然而,其长期效应——即这些获益能否延续到学生日后的研究活动中——却鲜有实证探讨。由于CURE的核心目标之一在于为学生未来的研究生涯做准备,理解其是否以及如何影响学生后续的研究取向、策略运用和专业身份发展,对于论证此类教学模式的投入价值以及优化其设计至关重要。为此,本研究以科学身份认同理论(Carlone和Johnson提出)和杜威经验理论(Dewey提出)为主要理论框架,辅以成长型思维理论,采用回顾性定性研究设计,探究一项学生驱动的光催化CURE在课程结束一年后对参与者后续研究取向和专业身份的影响。

研究人员开展了一项以学生驱动的六周光催化CURE,该课程在渭南师范大学实施。十二名高年级本科生分为三组,从自身文献调研出发,识别出一篇已报道的氧化方案存在使用汞灯、纯氧和15小时反应时间的严苛条件,从而自主提出了采用可见光和空气作为氧化剂的更温和、更安全的替代方案。课程核心环节包括:通过Friedel–Crafts酰化、环化和脱水序列合成三种吖啶盐光催化剂(PC1至PC3);在蓝光LED(420–430 nm)照射下,以空气为氧化剂评估其对对甲氧基苄醇的有氧氧化性能,发现反应时间控制选择性(1小时得醛82%,4小时得羧酸78%);自主测定光催化剂的紫外-可见吸收光谱、发射光谱、荧光寿命和氧化还原电位,并将这些数据与反应结果关联,提出单电子转移机理和催化循环。课程结束后12至18个月,研究人员对十名后续参与毕业设计、研究生学习或工业研发的前修课学生进行了半结构化访谈,访谈内容围绕CURE经历回忆、后续研究活动、策略迁移感知以及学生与研究者身份变化展开。数据分析采用Braun和Clarke提出的六阶段主题分析法,初始编码部分依据理论框架演绎生成,部分从数据中归纳生成,并通过同行汇报、负面案例检验、参与者核验和审计轨迹四项措施保障研究可信度。

关于研究问题一:CURE如何影响学生在后续研究情境中识别和提出研究问题的方式。全部十名参与者均报告从被动接受问题转向主动在文献中识别研究空白,其中九人明确将此转变归因于CURE经历。例如,有研究生表示“以前我认为问题是由老师给出的,现在我会自问‘这个反应如何改进?’”;一名毕业设计学生说“开始毕业设计时,我做的第一件事就是读文献,看能解决什么问题”。这一发现直接体现了科学身份认同理论中的能力维度,同时印证了杜威的连续性原则——在CURE中通过真实文献调研和假设提出而养成的问题提出习惯,被延续并应用到新的研究情境中。

关于研究问题二:学生在CURE中获得的哪些研究策略被迁移到新环境。十名参与者中有八人描述了至少一种策略迁移,涵盖三类:(a)实验参数的迭代优化(7/10),(b)利用电化学和光谱数据支持机理性主张(5/10),(c)分工协作的问题解决模式(6/10)。例如,一名工业研发从业者指出“CURE教会我第一次尝试不会得到最佳结果,现在工作中每当反应不理想,我会自动思考该先调整哪个参数”;一名毕业设计学生提到“在毕业设计中,我们就像在CURE中那样分工任务”。然而,八名参与者同时指出CURE的不足,主要集中在学术写作和高级数据分析方面,这为课程后续的延展支持提供了改进方向。

关于研究问题三:CURE如何塑造学生的研究者专业身份。九名参与者明确描述了从“完成作业的学生”到“具备独立探究能力的研究者”的自我认知转变。一人生动叙述:“CURE之前我只是写作业,CURE之后我感觉自己在做研究”;另一人将转变追溯到具体事件——“当我们提出用LED替代汞灯的想法并且确实奏效时,那一刻我想‘也许我能成为一名真正的化学家’”。七名参与者报告CURE重塑了他们对失败的解读,将意外结果视为线索而非个人能力缺陷,这与成长型思维理论一致。这些身份转变贯穿了科学身份认同理论的三个维度:参与者描述独立设计和解读数据的能力感(能力)、主动文献检索和迭代排障的行为(表现)、以及因自主决策成功而被视为“真正化学家”的认可瞬间(认可)。

本研究结论明确指出,学生驱动的CURE能够在即时技能获得之外产生长期价值,涵盖持久的研究取向与身份发展。其独特贡献在于聚焦于问题提出与策略迁移这两个此前CURE研究中被忽视的维度,为课程型研究体验的可扩展性提供了实证依据。对教学实践的启示包括:在课程中融入对问题提出过程的显性反思、建立毕业校友网络或衔接工作坊等持续支持机制、明确教授策略迁移的元认知框架、以及设计低风险机会促成认可体验。尽管研究存在样本量小、单机构取样和回溯性自述等局限,但研究结果强调了以回顾性设计捕捉CURE持久效应的价值,并鼓励化学教育者在设计CURE时不仅着眼于短期技能发展,更应致力于培育能够延伸至学生未来学术与职业生涯的持久研究取向与身份成长。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号