在《植物細胞工程》課程教學中培養學生科研能力的思考與實踐

[摘要]對生物技術專業本科生“植物細胞工程”專業課程的教學過程中作了一些改革嘗試，通過科研案例教學、課堂討論、文獻綜述等手段除使學生掌握一定的專業知識和最新研究進展外，還可以培養學生的科研思維和創新能力，文獻收集、管理和閱讀能力及文獻綜述寫作能力等科研能力。

[關鍵詞]大學生培養 專業課 教學改革 科研能力

錢偉長曾經提出，中國高等教育界的一個重大問題，就是教學和科研的關系。教學沒有科研作為底蘊， 就是一種沒有關點的教育， 沒有靈魂的教育。

本科教育的重要目標之一是培養大學生從事科學研究的能力。加強學生科研能力的培養工作， 是高等教育的本質需要和內在要求。而從事科學研究需要多方面的能力，如科研思維和創新能力、科研實踐能力、科技文獻查閱能力及綜述和學術論文寫作能力等。課程教學是教師培養大學生科研能力的一個重要環節。通過課程教學尤其是專業課程教學來培養學生的科研能力，對完成本科教育的任務和實現本科教育的目標具有重要意義。專業課學習是大學生從學習知識到開展科學研究轉換的重要階段。如果能夠在專業課教學過程中，將知識傳授和培養大學生的科研能力結合起來，就可以使大學生早日具備良好的科研能力，為他們順利完成學位論文乃至將來工作打下基礎。

近年來，隨著我國本科教育規模的迅速擴大，教學質量問題日益成為本科生教育關注的熱點。本科生教育的質量保證雖然取決于“輸入—培養—輸出”全過程，但關鍵在培養階段。應該說，在本科教育過程中，科研能力的訓練狀況、科研所達到的水平等，是衡量本科教育質量的重要標準之一。高層次優秀人才的培養，不僅需要很好地掌握本學科專業知識，而且需要較強的科研能力。

一、當前本科生課程教學不利于科研能力的培養

當前我國本科生課程教學存在的主要問題是，課程內容陳舊，研究性和前沿性不夠，教師授課的方式仍然以灌輸式為主等。教師大多采用以講授為主的教學方式，而且在講授中又側重于單方面的灌輸；授課往往過分講究完整，重結果輕過程；教師比較習慣于通過灌輸把現成的知識和結論直接塞給學生，以教師對教學內容的理解過程代替學生學的過程，致使學生被動聽講，參與較少。對學生疏于引導、點撥、釋疑。應該說這種教學模式難以保證教學質量，也不利于學生科研能力的培養。專業教師應當將教學的重點由原來傳統的單一知識傳授型轉移到以素質教育為主的教學上來，積極引導學生參加科學研究，提高學生的參與意識，培養學生的創新精神和科研能力。

二、如何在課程教學中培養學生的科研能力

近年來，我們在大三學生“植物細胞工程”課程的教學實踐中，進行了一些改革，試圖通過科研案例教學、課堂討論、文獻綜述等手段，除使學生掌握相關的專業知識和最新研究進展外，同時培養其科研能力，已初見成效。

1.保持課程內容的前沿性

前沿性的課程內容，主要是指專業領域內的熱點、難點、重點以及尚存爭議的問題和研究發展的新動向。前沿具有理論性和導向性，因為它關系到學科發展的重大理論問題，它的發展往往能將學科導入一個新的層面，甚至是新的發展階段。

要保持課程內容的前沿性，最關鍵和重要的是，教師應不斷更新課程知識，教師要善于把當前國內外最新的研究成果融進教學中，通過大量的文獻閱讀和資料收集及整理，介紹國際上最新的研究成果和研究進展以及學術界比較關心的熱點、難點和疑點問題。

2.研究性學習

課程應該是教師、學生和教材三者間的合作與交流的主動建構過程。在這一過程中，教師和學生是課程資源的開發者，學生要扮演主要角色。教師要想方設法使每一個學生都參與到教學的活動中來。只有教師與學生一起對教學內容進行探討時，“教”才能真正起作用，學生才能真正從“教”中有所“學’’。

在課程教學中，首先，教師要在較短的時間內，按照本門學科的要求，講清學科的基本概念、理論、思路和重點，向學生介紹該學科的歷史發展過程、學科的研究方法、研究現狀及最新發展動態等。然后，向學生發放學習提綱，提綱包括學科的基本框架或教師擬訂的有研究價值的參考性選題，以及本學科非常重要的參考文獻。檢驗學生是否閱讀以及閱讀的理解程度和水平的一個重要方式就是研討。也即是說，在授課的基礎上，學生每人選擇一個專題進行研究，課下查閱資料，撰寫讀書報告，在課堂上作演講陳述，師生共同討論。最后，教師予以評點。這種教學方式和方法具有以下特點：一是以學生自主性、研究性學習為主，具有深刻性、體驗性、研究性和主動性。二是由于要求學生作課堂演講或參與討論問題，學生為作一次認真的發言，必須閱讀大量參考文獻，這也就培養了他們快速查閱和領悟文獻資料的能力。三是它是以學生為主的師生共同討論問題的一種教學方式，是教師有目的地引導學生自主探索知識的過程，是與知識的互動與對話的過程，它不拘泥于一成不變的觀念，鼓勵學生探索、質疑，有利于培養學生獨立思考和解決問題的能力。這種教學方法實質上對教師提出了更高的要求，教師必須要有過硬的學術水平和業務素質，要比學生讀得更多、更廣，鉆研得更深、更透，要在引導學生思考、討論等方面訓練有素，只有這樣才能不斷促進學生科研能力的提高。

3.通過科研案例教學培養學生的科研思維和創新能力

創新能力是對未知世界的探究能力和發明新事物的能力，是科研能力的重要組成部分。科學認識上的新概念、新假設和新理論的形成，都離不開創新能力。事實上，每一項科研成果都是科研人員創新性地設計試驗，做前人沒有做過的試驗而獲得的。教育部有關文件中也明確指出，加強大學生創新能力培養，提高大學生培養質量，是我國本科教育戰線共同的重要任務，要成為各個培養單位和各級大學生教育管理部門的重點工作，要在國家統一規劃下，分別制定適合各自特點的實施方案，形成多層次、多類型、全方位的大學生教育創新體系。因此，培養大學生的創新能力，是大學生教育的核心之一。

在專業課程中，有許多科研案例可以作為科研思維和創新意識培養的教學內容。結合這些科研案例進行教學，不但有利于學生掌握專業知識，而且有利于培養學生的科研思維能力和創新意識。我們在講授細胞培養技術體系時，詳細介紹各種培養技術的發展過程，重點論述了各種技術的發現背景、思維起點、靈感和誘發點等，使學生了解各種細胞培養技術的創新過程，領悟各種技術發現的成功經驗和創新內涵。使學生明白了每種技術的發現就是一個科學創新的過程，并掌握細胞培養發展中所體現的聯想、組合和求異等科研思維及創新意識。在講授組織培養的發展簡史時，介紹了1948年Skoog等人在培養煙草莖段時，發現了40mg／L的腺嘌呤可以使煙草莖段細胞的分裂，并發育成完整植株；然后是Miller于1955年發現激動素(6一呋喃氨基嘌呤)可以誘導煙草的莖段細胞進行分裂，并且芽分化的能力比腺嘌呤強3萬倍，從而使組織培養技術得到了迅猛發展。通過研究簡史的介紹啟發學生進行思考，使學生自己總結出更換培養基中的激素種類，也可以導致重要發現的結論。從而使學生明白求異法和置換思維法在科研中的作用，啟發學生在自己的研究中運用這樣的思維方法。

在專業課程教學中結合科研案例或者發展簡史，著重介紹獲得創新性成果的方法，可以使大學生在獲得知識的同時，學會求異、聯想、組合、置換等科研思維方法，提高創新能力。

4.通過教學培養大學生的文獻收集、管理和閱讀能力

文獻查閱是科學研究工作的第一步，是了解某一專業領域的前沿問題和發現新問題的基礎。有人說查好了國內外文獻資料，試驗就等于做了一半，表明收集和分析資料在整個科研工作中的重要性。因此，通過文獻查閱可以培養大學生的自學習慣，提高他們的基本科研能力。

隨著目前信息情報獲取手段的增多，學生很容易獲得大量豐富的文獻資料。因此，對文獻資料的收集與整理也提出了更高的要求。隨著網絡技術的發展，各學校圖書館均購買有一些數據庫。只需進入某個數據庫，輸入正確的關鍵詞即可查找到大量的電子版文獻。面對找到的大量文獻，如何來下載和管理呢?每一篇都下載，將幾十篇甚至上百篇論文全部下載，所下載文獻不一定是自己所需要的，同時又不好管理。現在有一些十分方便的下載和管理參考文獻的軟件，所以學生就需要學習一些下載和管理參考文獻的軟件的使用方法，加快下載和管理的速度，提高學習的效率。因此，我們在課程的開始，先用0.5-1課時的時間，向學生介紹我校圖書館的資源和使用方法及檢索技巧，示范如何從《中國學術期刊全文數據庫》等數據庫中查找感興趣的論文，并介紹一些本學科相關的重要期刊，建議學生定時瀏覽這些期刊。查找到文獻后，消化吸收文獻的能力或者說閱讀文獻的能力就成為必備能力之一。錢偉長在《和大學生談學習方法》中也提到，大學生找到與自己感興趣的論文后，一定要學會看論文。因此，我們在課程教學過程中介紹了一些文獻閱讀技巧。首先，介紹論文的組成部分。一般情況下，一篇完整的論文，都包括摘要、前言、實驗材料與方法、結果、討論等部分。其次，要先看文摘，后看全文。因為論文的摘要是論文的提要，包括作者主要做了哪些方面的工作，得到了什么成果。看過摘要之后，再決定是否需要閱讀全文。最后，看文獻的順序問題。由于收集到不同時期發表的論文很多，我們建議學生首先看最近發表的論文，然后根據文后的參考文獻查找相關的論文，再進行進一步閱讀。另外，在閱讀文獻的過程中，隨時做筆記，將自己的想法或者論文的主要內容及時寫下來，避免以后重新從大量的文獻中尋找，浪費時間。也可以在課堂上示范翻譯軟件的使用方法，增加學生看英文文獻的速度。

此外，我們還通過布置作業和課堂討論等方式來培養大學生文獻查找和管理的實踐能力。在課前就將要討論的內容布置給學生，由學生獨立查閱文獻，在下一堂課上，在發表自己對本問題的看法之前，先讓大學生介紹自己用什么關鍵詞，查閱了哪些數據庫的文獻，共查到了多少篇相關的文獻，自己是如何篩選文獻，自己精讀了哪幾篇文章，然后再談閱讀之后自己對本問題的看法。

5.通過科研案例教學培養大學生的文獻綜述寫作能力

文獻綜述是學生通過查閱大量的文獻資料之后所寫的總結性報告，它是對前人在本研究方向所進行研究的總結。文獻綜述能力其實也可以說是文獻查找、管理、閱讀和寫作能力的綜合，具有很強的實踐性。雖然大三學生已學過文獻檢索和科技論文寫作等課程，但大多數并沒有寫過科技論文。如果能夠在專業課程的教學中注意培養大學生的文獻綜述寫作能力，就可以讓學生早些學會查找和管理文獻、閱讀文獻，掌握寫作的技巧，為以后的畢業論文寫作奠定良好的基礎。因此，在專業課教學過程中，我們嘗試通過科研案例教學來培養大學生的文獻綜述能力。具體的做法如下。

（1）示范文獻綜述寫作的過程。在教學過程中，我們將文獻綜述寫作的實踐與相關的知識點結合起來講授。例如在講授體細胞雜交時，就以我們已發表的論文《植物原生質體融合研究進展》一文為例，將此文的選題、收集資料、管理資料、閱讀文獻、文獻綜述寫作、修改、投稿、再多次修改直到發表的全部過程示范給學生。然后，讓學生看第一稿，提出文章的不足之處；再將專家的審稿意見給學生看，學生就發現他們提出的問題有的和專家提出的相同；最后將發表后的定稿讓學生看。這樣，通過再現文獻綜述寫作的全部過程，使同學們明白了文獻綜述的寫作過程、寫作格式、寫作要領和寫作技巧，以及文章的條理性、語句的準確性和簡潔性及參考文獻的規范性等一系列問題。

（2）讓學生在文獻綜述的寫作實踐中學會文獻的查找、管理、閱讀和綜述。我們在課堂上示范過文獻查找、管理、閱讀和綜述寫作過程后，就布置作業，讓學生自己完成1篇文獻綜述。題目可以自己選擇，也可以由教師指定。學生在課外時間自己進行文獻查找、管理、閱讀和綜述寫作。在查閱文獻時，要求最少應查閱2個數據庫中的文獻，參考文獻要求50篇以上。最后完成一篇綜述，作為考核指標之一，收到了預期效果。

三、結語

近三年的實踐表明，在專業課程教學中培養大學生科研能力的教學改革嘗試，既使學生掌握了一定的專業知識和最新研究進展，又使學生的科研思維、科研創新、文獻查找和管理、文獻閱讀、文獻綜述寫作等能力都得到了較大的提高。不少學生學位論文的選題，就是在本課程學習時所寫綜述的基礎上進一步深入而確定的。通過在教學中著力培養學生的科研能力，提高了學生的實踐能力、創新能力、學習能力和科學研究能力，這對于他們今后的發展是非常有益的。

總之，課程教學是實現本科生教育培養目標的重要手段，是保障和提高本科生科研能力的關鍵環節。沒有科研的課程學習是缺乏活力的學習，最多不過是知識的簡單積累而已。在本科生科研能力培養的過程中，教師本人的科研能力相當重要。如果教師不進行研究或不具備科研能力，就無法掌握本學科的最新動態，缺乏對本學科領域知識的深刻理解，在教學中就談不上用自己的研究經歷教育學生具有嚴謹的科學態度，也難以培養他們提出問題、查閱文獻、收集資料、分析資料、得出結論及撰寫研究報告的能力。而如何保障和促進教師的科研能力，是加強本科生教育不能回避的另外一個嚴峻課題。

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（作者單位：吉林農業大學生命科學學院）