本科階段生物類(lèi)精英研究型人才培養(yǎng)模式探討

周爽　侯典云　馬超　龐玉輝　賈琦石　史國(guó)安

摘要：為滿足生物產(chǎn)業(yè)對(duì)精英化、高學(xué)歷、高素質(zhì)人才的需求，在本科階段對(duì)有興趣，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的培養(yǎng)，使他們真正了解生物行業(yè)并產(chǎn)生濃厚的興趣，為學(xué)生將來(lái)的深造及科研生涯奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：本科階段；生物類(lèi)；精英研究型人才

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）29-0092-02

生物產(chǎn)業(yè)被譽(yù)為“21世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”、“全球技術(shù)革命的下一個(gè)突破點(diǎn)”、“全球經(jīng)濟(jì)的下一個(gè)引擎”，受到世界各國(guó)的重視。21世紀(jì)以來(lái)生物領(lǐng)域取得了一系列重大的理論及技術(shù)突破，轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因沉默技術(shù)、蛋白質(zhì)工程、干細(xì)胞研究、基因治療等技術(shù)手段的應(yīng)用，推動(dòng)了生物領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化。目前，美國(guó)在生物科技領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，其生物產(chǎn)業(yè)公司占全世界總數(shù)的1/3，銷(xiāo)售額則占全世界的3/4以上，遙遙領(lǐng)先其他國(guó)家。生物產(chǎn)業(yè)也是我國(guó)“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。中國(guó)將其視為發(fā)展重點(diǎn)及戰(zhàn)略要地，在政策、人力、物力、財(cái)力等各方面進(jìn)行大力支持，希望到2020年，生物產(chǎn)業(yè)能夠成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱之一。在這一過(guò)程中，對(duì)高素質(zhì)生物類(lèi)人才的需求非常迫切。生物產(chǎn)業(yè)由于其專(zhuān)業(yè)本身的特點(diǎn)及特殊性，對(duì)人才的要求是：精英化、高學(xué)歷、高素質(zhì)。但目前由于條件的限制，各大高校生物學(xué)科的培養(yǎng)重點(diǎn)都放在碩士生和博士生上，對(duì)本科生的培養(yǎng)相對(duì)忽視。本科階段是學(xué)生最初接觸生物學(xué)科，激發(fā)科研興趣，培養(yǎng)良好科研習(xí)慣的關(guān)鍵時(shí)期，將為學(xué)生未來(lái)的科研生涯打下最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前生物類(lèi)學(xué)科的本科生培養(yǎng)主要是“大眾化”教學(xué)，給學(xué)生傳授一些基本的理論，以講解教科書(shū)的理論知識(shí)為主，實(shí)驗(yàn)操作和科研訓(xùn)練相對(duì)匱乏，既無(wú)法激發(fā)學(xué)生科研探索的興趣，也不能滿足一些學(xué)有余力，希望能進(jìn)一步深造的學(xué)生的需求。河南科技大學(xué)是以教學(xué)為主的本科院校，因此，結(jié)合目前本校的教學(xué)條件及實(shí)際情況，探索生物類(lèi)學(xué)科本科階段的人才培養(yǎng)新模式，十分的必要。

一、培養(yǎng)目標(biāo)

針對(duì)一些有濃厚興趣，希望進(jìn)一步深造并學(xué)有余力的學(xué)生，為他們量身打造新的培養(yǎng)模式，使他們真正了解生物行業(yè)并產(chǎn)生濃厚的興趣。通過(guò)本科階段的科研訓(xùn)練，使學(xué)生能夠熟練運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)上資源查找文獻(xiàn)及資料，掌握基本的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，能自己設(shè)計(jì)并完成基礎(chǔ)的科研研究，為學(xué)生將來(lái)的深造及科研生涯奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、與學(xué)生雙向選擇

在2014年3月面向河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院生物技術(shù)系2012級(jí)所有學(xué)生發(fā)出通知，請(qǐng)有濃厚科研興趣，希望繼續(xù)深造并學(xué)有余力的學(xué)生與我聯(lián)系，分別單獨(dú)面談，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣方向、對(duì)科研的想法等，并向?qū)W生介紹本人實(shí)驗(yàn)室及課題組情況。經(jīng)過(guò)與學(xué)生的雙向選擇，最后確定生技系2012級(jí)6名同學(xué)進(jìn)入本科階段生物類(lèi)精英研究型人才培養(yǎng)。

三、培養(yǎng)方式

1.帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室，介紹常用的儀器設(shè)備，并介紹課題組成員及正在開(kāi)展的課題。讓學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)及興趣，選擇想要參與的科研課題。

2.指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用河南科技大學(xué)圖書(shū)館的網(wǎng)上數(shù)據(jù)資源來(lái)查找相關(guān)文獻(xiàn)。主要指導(dǎo)學(xué)生使用CNKI查找中文文獻(xiàn)及使用SCI數(shù)據(jù)庫(kù)查找英文文獻(xiàn)。讓學(xué)生通過(guò)閱讀最新最權(quán)威的文獻(xiàn)來(lái)了解課題研究背景并嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)并指導(dǎo)修改。

3.指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用專(zhuān)業(yè)的生物學(xué)網(wǎng)站，如查找序列的NCBI、同源序列比較的Multin、內(nèi)含子分析及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)構(gòu)建相關(guān)網(wǎng)站等。讓學(xué)生以各自的研究基因?yàn)閷?duì)象，在相關(guān)網(wǎng)站上獲得相應(yīng)序列信息并進(jìn)行分析，完善自己的實(shí)驗(yàn)方案。

4.指導(dǎo)學(xué)生使用生物學(xué)專(zhuān)業(yè)軟件Primer Primer 5.0來(lái)設(shè)計(jì)引物并分析cDNA序列中的限制性?xún)?nèi)切酶酶點(diǎn)。

5.指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：PCR、酶切、連接、載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、陽(yáng)性克隆篩選、后續(xù)結(jié)果分析等。

6.當(dāng)理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)都具備后，讓學(xué)生分別根據(jù)自己學(xué)到的知識(shí)和技術(shù)重新完善自己的實(shí)驗(yàn)方案。可行性分析后，正式開(kāi)始各自的課題。

7.要求每名學(xué)生每周參與實(shí)驗(yàn)室操作的時(shí)間不少于3天，每周至少和學(xué)生開(kāi)例會(huì)一次，討論實(shí)驗(yàn)進(jìn)展及難點(diǎn)。隨時(shí)關(guān)心學(xué)生心理變化，做好學(xué)生思想工作，提高學(xué)生對(duì)科研和本學(xué)科的興趣。

8.考研時(shí)期為學(xué)生選擇學(xué)校、專(zhuān)業(yè)及導(dǎo)師等提供咨詢(xún)建議和幫助。

四、培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及經(jīng)驗(yàn)

1.學(xué)生在未接觸真正的科研之前總是有很美好的想象及向往，認(rèn)為科研應(yīng)該是一件很好玩及有趣的事，但真正實(shí)際開(kāi)始實(shí)驗(yàn)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，科研既勞累又枯燥，而且經(jīng)常沒(méi)有任何結(jié)果。因此，相當(dāng)一部分學(xué)生在參加了一段時(shí)間后，對(duì)科研的興趣就會(huì)迅速的褪去，然后開(kāi)始打退堂鼓，不想再參加科研訓(xùn)練了。我認(rèn)為，早點(diǎn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物專(zhuān)業(yè)的實(shí)質(zhì)是一件好事。只有真正了解這一學(xué)科，并度過(guò)了最初的倦態(tài)期，才可以說(shuō)是真正熱愛(ài)這一學(xué)科，并在今后的研究工作中保持濃厚的興趣及較高的熱情。

2.在培養(yǎng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)理論基礎(chǔ)不扎實(shí)，動(dòng)手能力差是個(gè)普遍的問(wèn)題。在以前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生主要注重理論知識(shí)，大多是機(jī)械的背誦，并沒(méi)有深入的思考及理解掌握，導(dǎo)致考試完成后，理論知識(shí)便拋之腦后，真正開(kāi)始實(shí)驗(yàn)便會(huì)暴露理論知識(shí)儲(chǔ)備嚴(yán)重不足，一問(wèn)三不知，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要耐心的講解基本的實(shí)驗(yàn)原理，并與教科書(shū)中的理論知識(shí)進(jìn)行一一的對(duì)應(yīng)。例如，講解PCR技術(shù)時(shí)，先講解分子生物學(xué)教科書(shū)中的DNA復(fù)制過(guò)程，然后回顧PCR技術(shù)的發(fā)明歷史，穿插PCR發(fā)明人穆里斯的生平及研究經(jīng)歷，接下來(lái)講解PCR技術(shù)的原理以及與生物體內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程的異同，最后總結(jié)PCR技術(shù)的特點(diǎn)及在基因工程中的巨大作用。如此一來(lái)，既理論聯(lián)系了實(shí)際，又使學(xué)習(xí)的過(guò)程不枯燥乏味。以科學(xué)家的生平及經(jīng)歷，鼓勵(lì)了學(xué)生在科研道路上不屈不撓，勇于探索。理論學(xué)習(xí)后，再讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這時(shí)學(xué)生充分理解了每個(gè)操作步驟的意義，并加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解。

3.學(xué)生之前基本沒(méi)有接觸過(guò)實(shí)驗(yàn)室，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)不佳。實(shí)驗(yàn)操作沒(méi)有什么捷徑，唯有多做多想。給每位同學(xué)都安排了獨(dú)立的課題，鼓勵(lì)他們按照自己的思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并提供一切實(shí)驗(yàn)條件。事實(shí)證明，學(xué)生們對(duì)科研有濃厚的興趣，都能積極主動(dòng)的完成實(shí)驗(yàn)，并在動(dòng)手的過(guò)程中充分鍛煉。整個(gè)培養(yǎng)周期結(jié)束后，6名同學(xué)都熟練掌握了基本的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

五、培養(yǎng)結(jié)果

經(jīng)過(guò)近兩年的培養(yǎng)，同學(xué)們都對(duì)生物學(xué)專(zhuān)業(yè)有濃厚興趣，并熟練掌握了基本的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)理論知識(shí)的理解也有了極大的提高。2015年9月，參加培養(yǎng)計(jì)劃的兩名同學(xué)因表現(xiàn)優(yōu)秀，獲得了河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院生物技術(shù)系的保研資格，并分別被985高校中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)及重慶大學(xué)錄取；2015年12月，其余四名同學(xué)參加了研究生入學(xué)考試，并分別被西北農(nóng)林科技大學(xué)、西南大學(xué)、新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院、河南科技大學(xué)錄取。2016年10月，已經(jīng)開(kāi)始在各大高校攻讀研究生學(xué)位的同學(xué)們紛紛回電，感謝老師的培養(yǎng)讓他們的研究生學(xué)習(xí)能夠領(lǐng)先一步。

六、培養(yǎng)意義

本項(xiàng)目從本科階段開(kāi)始，篩選有意愿、有潛力的學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的科研熏陶及訓(xùn)練，為培養(yǎng)精英化、高學(xué)歷、高素質(zhì)的生物類(lèi)人才奠定良好的基礎(chǔ)，切合目前國(guó)家大力發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)，急需大批頂尖人才的需要；此外，河南科技大學(xué)是一所優(yōu)秀的教學(xué)科研型學(xué)校，農(nóng)學(xué)院生物類(lèi)學(xué)生畢業(yè)后也有很大一部分希望能去中科院、農(nóng)科院、985高校繼續(xù)深造。本項(xiàng)目將使這些學(xué)生更早，更好的開(kāi)始科研訓(xùn)練，為他們將來(lái)的深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生們將在實(shí)踐中對(duì)書(shū)本上的知識(shí)有更深層次的理解，融會(huì)貫通，理論結(jié)合實(shí)際。經(jīng)過(guò)本項(xiàng)目培養(yǎng)的學(xué)生，將具備基本的科研素質(zhì)，能夠自己設(shè)計(jì)并完成基礎(chǔ)的科研實(shí)驗(yàn)，在考研面試中將具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)踐證明，本科階段生物類(lèi)精英研究型人才培養(yǎng)模式是切實(shí)可行的，效果明顯，切合學(xué)生需求，深受學(xué)生歡迎。進(jìn)一步的總結(jié)改進(jìn)后，將在河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院全面推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷峻戰(zhàn).國(guó)際生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及扶持政策[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化，2007，12：37-44.

[2]殷實(shí).制約中國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的八大因素[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2010，4（8）：49-50.

Abstract：In order to satisfied the requirement for biological elite which were elitist，highly educated and high-quality，we trained some undergraduate students who were interested in this field and had solid foundation.So that they will really understand the biological industry and has a strong interest，laying a solid foundation for their further study and research careers.

Key words：undergraduate stage；biological；elite of research