生命科學與技術是21世紀自然科學領域的前沿與帶頭學科,也是實驗性極強的學科,培養創新人才必須突出基本實驗技能訓練和創新能力培養。在開設基礎性、綜合性實驗的基礎上,應增設“研究型”的實驗項目,通過強化學生的基本實驗技能和科研能力的綜合訓練,為培養創新人才奠定扎實的技能基礎。浙江中醫藥大學生命科學學院在借鑒哈佛大學等世界頂尖高校的生物科學與技術人才培養的成功經驗基礎上,轉變教育思想和教育觀念,通過中青年教師與學生科研結對,成立學生科研團隊和教師工作坊,與科研單位、企業、醫院等各實驗室的密切合作,以實際科研(擬解決的某一科研問題)為背景,以實驗技術(解決這一問題的可能的方法)為主線,以競賽項目(研究意義及成果總結)為驅動,著力提高學生的科研意識、創新素質和實踐能力,打造“課堂拓展-學生競賽-科技創新-教師科研-人才培養”的品牌互動模式,提高中青年教師的教學水平和科研能力,實現人才培養和師資強化的雙贏。
一實踐依據
2007年1月,教育部、財政部聯合發布了《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高[2007]1號),把學科競賽活動列入高等學校本科教學質量與教學改革工程的支持項目。學科競賽作為創新教育的特殊形式和有效載體已逐漸被社會和高校所認同。學生在教師的指導下,通過自主查新、綜合應用和團隊協作來完成競賽任務,即增強了學生學習及研究的主動性,也檢驗了專業教學或實驗教學的成果,同時幫助完成教師部分科研工作,有助于師生溝通合作,營造一種探索研究、普遍提高、個性發展的培養氛圍,提高人才培養質量和教師教學研究水平。
二實施內容
1以學科競賽為抓手,構建學生科研培訓體系
根據學科發展狀況和校院自身特點,以現有研究所為條件,逐步探索實施了“課堂拓展-學生競賽-科技創新-教師科研-人才培養”的模式,初步達到了分類實施、因材施教、教學科研相輔相成的效果。
從2000年開始,生命科學學院每年舉辦“浙江省大學生科技創新項目”申報預評審和全國挑戰杯大賽選拔,參賽學生覆蓋面達在校生的50%。2007年學校發起并承辦了首屆全省大學生生物技能競賽,并經過兩年的試行,在學校和學院的努力下,2009年,浙江省大學生生命科學競賽正式納入省大學生科技競賽序列,我校作為秘書長單位,成功承辦了第一、二、三屆生命科學競賽,這也為師生廣泛參與競賽奠定了良好的基礎。
學院構建了多層次的課外科研培訓體系,依托教師科研工作坊,通過本科生助學、助研和培訓活動,保證本科四年創新教育不斷線。在一、二年級,經過基本培訓及技能考核,才能進入教學或科研實驗室,實驗室準入率達到80%左右。通過參加實驗技能競賽,參與高年級學生及教師科研項目開展創新教育。在二、三、四年級,學生分組開始以學科競賽為項目進行科研實驗,通過申報并承擔省、校大學生科技創新計劃、孵化項目,參加國家、省、校大學生挑戰杯科技競賽、浙江省大學生學科競賽等活動開展創新教育。日常教學與學科競賽有機結合,把學科競賽融入到日常教學活動中去,教師將專業課程的實踐部分綜合、合并成一門具有連續性、操作性和應用性的實踐課程,如分子生物學大實驗、生化大實驗、普通生物學實踐等課程。
2以教師科研工作坊為依托,促進學研結合
與教師自主科研充分結合,以科研工作坊等形式,為大學生的科研實踐提供多層次的訓練環境的同時,也有助于教師開展科研工作,促進教師和學生之間的溝通交流,是教與學的課外拓展。
學院下設2個研究所,建立了分子、蛋白、細胞三大基礎實驗平臺,并在此基礎上建立了制藥、環境、心血管和腫瘤為主的6個科研工作坊。每個工作坊設負責老師1人(副高及以上職稱),指導老師2~3人(中級及以上職稱),同時還配有1~2個輔助老師(中級及以下職稱),可以接受10~15位本科生,學生覆蓋面達50%。
這種由師生共同組成的工作坊,通過學科競賽這個平臺,圍繞競賽知識領域,師生共同提出研究專題,選擇研究方法,開展專題研究,獲得成果并實踐應用,培養學生發現、提出和解決問題的能力,增強其自主學習、自主研究的能力。
人才培養與教師科研工作相結合,保證了教師的知識更新和科研開展,保證了學生實踐平臺的先進性,確保培養的人才能夠適應生物技術創新和升級的需要。
3以競賽項目為驅動,推動學生對相關課程群的自主學習
每個競賽項目都是一個小課題。要完成這個項目,必須有相關課程群的知識構成,具備基本的實踐技能和運用這些知識的能力。要取得好成績,還要有求知精神和創新能力。例如,浙江省大學生生命科學競賽涉及生物科學和生物技術的各個方面,需要細胞生物學、分子生物學、微生物學、免疫學、普通生物學、生物化學等多課程的學科知識和實驗技能的靈活應用。全國挑戰杯科技計劃大賽更是融入了醫學、生物學、物理學、化學等多學科交叉。
同時,競賽的指導過程可以是一個教學改革的過程。以課題為項目進行大實驗教學。指導教師以完成一個實驗項目為目標,綜合各課程群知識驅動項目的完成和教學。例如生物化學大實驗,主講老師依托脂代謝科研工作坊,結合2011年國家自然基金項目“丹參酮ⅡA抗動脈粥樣硬化相關蛋白質網絡的建立與分析”,設計大實驗,讓學生從血清中分離提取LDL,并用于科研的降脂中藥的檢測。這一過程涉及細胞、細胞器分離的概念及方法,如密度梯度離心法等,是生物化學和細胞生物學都要掌握的基本實驗方法之一。同時學生還需要掌握LDL的功能,實驗設計原理及檢測方法,這不僅是課堂知識的拓展,也是理論知識轉化成科研實踐的絕佳示范。
除了課堂教學的改革外,針對高年級學生,根據競賽要求開展競賽指導,學生在教師指導下查閱文獻、選題,認真撰寫申報標書和PPT講稿,組織課題評議,擇優立項進行競賽準備。讓學生以主動的、實踐的、課程內容活學活用有機聯系的方式深入科研實際,提高他們知識運用、團隊合作和科研實踐的能力,達到專業能力和素質培養的目的,為學生的就業和升學、深造奠定基礎。
4綜合保障,推動專業教育與學科競賽一體化發展
確立學科競賽為培養目標服務的思想,重視發揮學科競賽為專業服務的導向作用,把學科競賽納入實踐教學重要環節,作為常規性的實踐(實驗)教學活動內容。
學校新修訂培養方案已明確把學生的科技競賽活動納入到專業人才的培養機制中,“學生必須修滿第二課堂學分才能畢業,在《浙江中醫藥大學本科生第二課堂學分實施辦法(試行)》中,設置了科技創新類學分,規定學生通過參加學科競賽取得該類學分。”
引入激勵機制,提高師生參與學科競賽活動的主動性。學院對在各級各類學科競賽中獲獎的學生,及時給予成績、學分和物質的獎勵,并在推薦免試攻讀碩士研究生、評定獎學金等方面予以優先考慮。對指導學生參賽的教師記課時酬金和獎金鼓勵,并在年度考核、職稱晉升、教學成果獎評選、教學優秀教師評選時予以優先考慮。使廣大師生對待學科競賽的態度發生質的轉變,教師由過去的“要我指導學科競賽”的被動狀態轉變為“我要指導學科競賽”的主動狀態;學生由“要我參加學科競賽”的被動狀態轉變為“我要參加學科競賽”的主動狀態。
三取得的成效
1提高了學生的科研創新能力
2005年以來,本科學生先后獲得“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽省級特等獎1項,一等獎2項,二等獎4項,三等獎8項,在大學生生命科學學院競賽中獲省級一等獎4項,二等獎4項,三等獎6項,大學生新苗人才計劃立項41項,校級科研課題立項81項,學生在各級各類期刊上發表學術論文23篇。
2促進了教師教學科研水平的提高
2005年以來,學院共有10個項目獲得廳局級以上科技進步獎,3人次在省高校教學技能比賽中獲獎,2人獲得省校壇新秀獎,2人成為浙江省“新世紀151人才工程”第二層次培養人員,1人獲國務院特殊津貼。獲國家級科研課題6項,省部級14項,廳局級49項。公開發表論文282篇,其中SCI、EI收錄46篇。
3改善了班級學風,提升了學生的就業升學競爭力
從目前學科競賽開展情況來看,學校通過認定創新學分、開展非學業因素評價等措施,極大地調動了學生的參與積極性,吸引了更多的學生。能在競賽中獲獎的學生,大多數是全面發展、綜合素質較高,在學生中較優秀的群體。通過競賽,這些學生凝聚成了一支學習能力強、學習潛力大、學習效果明顯,代表優良學風的學生骨干隊伍。在就業中也顯示出了一定的優勢,近三屆畢業生就業率都達到了90%以上,特別是2011屆畢業生就業率高達96.4%。
4惠及面廣,師生受益多
2009年我校自主設計創立的生命科學競賽被正式列為浙江省大學生學科競賽以來的這三年,每年都有32所本科院校近400名學生,100余名指導老師參加最后的決賽,加上各校的選拔賽,輻射的師生面就更廣。根據研討會反饋,各校統計學生參與面到達生命科學類專業學生數的30~50%。作為競賽的秘書長單位,學院師生參與率很高。競賽培養了師生的團隊進取創新、互相協作的精神。
5產生了一定的社會影響力
以學科競賽為主導的人才培養模式在全省高校和本校中都具有一定的影響力和示范作用。特別是省大學生生命科學競賽,學校作為秘書長單位,已成功承辦了前三屆競賽,參與面廣,學生受益頗多。同時,也促進了校際交流和院際友誼。在每年的浙江省生命科學院(系)協作會議上,學院都要做競賽主題發言,承辦的幾屆競賽以及競賽在人才培養中的作用都得到了國家和省教指委和與會學校的一致認可。學院每年都獲得校級“學科競賽組織工作先進集體”。