提升高校生物學(xué)類本科生科研能力的探討

位芳+王雪琴+曹剛強(qiáng)+田保明+張慧茹

摘要：在高等教育過程中，培養(yǎng)和提升生物學(xué)類本科生的科研水平，決定生物學(xué)類本科生的教育質(zhì)量好壞。通過總結(jié)多年生物學(xué)教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，優(yōu)化生物學(xué)理論課程體系、統(tǒng)籌設(shè)計(jì)生物學(xué)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、引導(dǎo)學(xué)生適時參與相關(guān)科研工作，并與畢業(yè)論文設(shè)計(jì)課題相結(jié)合，可以有效提升本科生科研能力。

關(guān)鍵詞：本科生；生物學(xué)；科研能力

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）05-0208-02

高校傳統(tǒng)教學(xué)模式注重課本知識教授，在這種教學(xué)模式下，大學(xué)生在課堂上被動接受知識，機(jī)械地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，使教學(xué)與科研相脫節(jié)，不利于學(xué)生科研能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。高校生物學(xué)教學(xué)與科研應(yīng)該是相互促進(jìn)的整體。理論知識是科學(xué)研究的基礎(chǔ)，進(jìn)行科研活動有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和增進(jìn)其對理論知識的理解。沒有科研的支撐，難以實(shí)現(xiàn)旨在培養(yǎng)具有較強(qiáng)科研能力本科生的教學(xué)目的。但由于實(shí)驗(yàn)課時、設(shè)備等條件的限制，本科生實(shí)驗(yàn)課程安排緊促并且很少有機(jī)會參與正規(guī)科研項(xiàng)目，使學(xué)生缺乏提升科研能力的機(jī)會[1]。

生物學(xué)是需要進(jìn)行實(shí)踐和深入研究的專業(yè)，課程內(nèi)容比較抽象，因此需要教師將理論課與實(shí)驗(yàn)課科學(xué)地結(jié)合起來并引導(dǎo)學(xué)生參與科研活動，幫助學(xué)生更好地理解理論知識。針對生物學(xué)傳統(tǒng)教育模式存在的種種問題，理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式改革就顯得勢在必行。

一、改善生物學(xué)理論教學(xué)模式，適度縮減理論教學(xué)課堂學(xué)時

為了適應(yīng)當(dāng)前社會對高層次專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)具有系統(tǒng)理論知識和分析解決問題能力的科研人才，應(yīng)在理論課的教學(xué)模式中注重學(xué)生能力培養(yǎng)，讓學(xué)生成為課堂的中心，在課堂上采用互動式教學(xué)方法，通過分組討論學(xué)習(xí)使學(xué)生更加積極、主動地參與到教學(xué)中。在保證基礎(chǔ)知識教學(xué)的前提下還能將教學(xué)活動與科研、實(shí)踐工作緊密而有機(jī)地結(jié)合，以實(shí)踐、科研促進(jìn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考以及分析問題和解決問題的能力。通過豐富多樣的教學(xué)方式為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐機(jī)會，激發(fā)興趣使學(xué)生不由自主地進(jìn)入研究性學(xué)習(xí)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下成為知識的主動構(gòu)建者。這種以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)形式，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育水平的提高。

在此基礎(chǔ)上對生物類專業(yè)課程教學(xué)大綱進(jìn)行了調(diào)整，增加了實(shí)踐操作類課時，理論課總課時縮減。理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法也應(yīng)同步改進(jìn)，采用優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)手段、考核形式多樣化的方式，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。理論課程總課時縮減后，課程知識點(diǎn)體系沒有變化，要對課時進(jìn)行合理安排才能很好地完成教學(xué)工作量。同時做到精簡知識點(diǎn)，教師講解知識點(diǎn)必須做到重點(diǎn)和一般的取舍，對這門課程的教學(xué)章節(jié)進(jìn)行精細(xì)合理安排，在有限的時間里，主要講解重點(diǎn)內(nèi)容，對學(xué)生只需要熟悉的內(nèi)容選取部分講解。其余內(nèi)容讓學(xué)生在課余時間預(yù)習(xí)并強(qiáng)調(diào)有些重要的自學(xué)內(nèi)容納入期考范圍[2]。

二、統(tǒng)籌設(shè)計(jì)生物學(xué)課程實(shí)驗(yàn)，避免課程間實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重復(fù)性設(shè)置

高校生物學(xué)專業(yè)設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程有遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物組織培養(yǎng)、動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)課程相互之間會存在一些相似或重復(fù)實(shí)驗(yàn)，因此要考慮不同學(xué)科的側(cè)重點(diǎn)做到合理安排課程，盡量避免相同課程內(nèi)容重復(fù)教學(xué)，在保證教學(xué)任務(wù)的前提下提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

在不同學(xué)科之間存在重復(fù)的基礎(chǔ)操作課程，應(yīng)盡量避免占用學(xué)生較多實(shí)驗(yàn)課時。在植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)等課程中均涉及顯微鏡的使用。通過各科老師之間進(jìn)行溝通，每個學(xué)生僅設(shè)置一個課時用來學(xué)習(xí)顯微鏡的基礎(chǔ)操作，再依據(jù)不同學(xué)科實(shí)驗(yàn)材料的不同進(jìn)行針對性訓(xùn)練，如細(xì)胞染色方法、制片方法等，不再占用學(xué)生的總實(shí)驗(yàn)課時。學(xué)科間的其他重復(fù)實(shí)驗(yàn)則根據(jù)不同學(xué)科的側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行選擇性教學(xué)。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)主要從細(xì)胞和分子水平了解動植物的遺傳物質(zhì)及遺傳機(jī)制；植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)以植物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)、植物生長發(fā)育的機(jī)理、植物系統(tǒng)和分類以及植物與環(huán)境為主要研究對象；植物組織培養(yǎng)針對植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物非試管快繁技術(shù)進(jìn)行訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程改革調(diào)整后，教師根據(jù)各學(xué)科的側(cè)重點(diǎn)不同設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案，使學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)課時內(nèi)掌握實(shí)驗(yàn)技能并加深對該學(xué)科重點(diǎn)知識的理解。

三、將學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教授實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對接，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度與系統(tǒng)性

教師根據(jù)所授學(xué)科重點(diǎn)有選擇性地開展教學(xué)，并在此基礎(chǔ)上將實(shí)驗(yàn)課程與教師當(dāng)前研究課題相結(jié)合，在培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和科研能力的同時推進(jìn)了教師的研究進(jìn)程[3]。在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中模擬科研過程，組織學(xué)生成立課題小組，系統(tǒng)地完成文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論、撰寫論文等任務(wù)，幫助學(xué)生熟悉基本的科研規(guī)范，更加專業(yè)化系統(tǒng)性地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

在植物減數(shù)分裂及有絲分裂觀察的實(shí)驗(yàn)中涉及染色體行為相關(guān)的內(nèi)容，讓學(xué)生通過課前查閱文獻(xiàn)的方式了解植物進(jìn)化與染色體行為的關(guān)系。學(xué)生通過閱讀文獻(xiàn)獲取到課本欠缺的研究前沿內(nèi)容，在討論探究過程中激發(fā)了學(xué)生對植物進(jìn)化研究的興趣，渴望對其進(jìn)行更加深入探討。小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對比分析減數(shù)分裂不同時期染色體行為的差異，討論結(jié)束后引導(dǎo)學(xué)生對細(xì)胞分裂機(jī)制進(jìn)一步探究并結(jié)合教師當(dāng)前有關(guān)植物多倍化與染色體行為的課題及成果，激發(fā)學(xué)生的科研熱情。

實(shí)驗(yàn)課授課方式的改變讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)者，為學(xué)生提供了一個主動獲取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與挖掘潛能的良好科研氛圍，使學(xué)生從被動照搬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿鲗?shí)驗(yàn)。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗(yàn)創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的樂趣，有效培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和科研意識。

四、引導(dǎo)學(xué)生將早期科研活動與本科畢業(yè)論文選題相結(jié)合

通過參與導(dǎo)師的科研項(xiàng)目，學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力將得到加強(qiáng)，實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新能力和科研水平明顯提高。根據(jù)我校在本科教育中實(shí)施大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃（簡稱SRTP），利用寒暑假和課余時間，學(xué)生通過了解每位老師的科研方向自愿報名，之后導(dǎo)師選取優(yōu)秀的本科生進(jìn)入指導(dǎo)老師的課題組進(jìn)行科研實(shí)踐并參加生物學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究活動。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行自主選題、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析和撰寫報告等工作，使教學(xué)過程變成學(xué)生在教師指導(dǎo)下知識探索的過程。

在學(xué)生初步建立科研意識并掌握基礎(chǔ)科研能力的前提下，教師可以提前引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)課題進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。在此期間教師指導(dǎo)學(xué)生完成進(jìn)展匯報、畢業(yè)論文開題、中期檢查及畢業(yè)答辯，為學(xué)生創(chuàng)造良好的科研條件。這種教學(xué)過程不僅使學(xué)生掌握快速查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)的方法，還鞏固了實(shí)驗(yàn)課中的制片、染色等實(shí)驗(yàn)基本操作技能，對顯微鏡等常規(guī)儀器也能掌握其操作。

整個過程將學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)、科研訓(xùn)練和教師科研課題相結(jié)合，使畢業(yè)論文設(shè)計(jì)不再是浮于表面的形式。將大學(xué)生科研訓(xùn)練與畢業(yè)實(shí)習(xí)合二為一，可以很大程度節(jié)約實(shí)踐性教學(xué)費(fèi)用并且最大限度地滿足學(xué)生的實(shí)際需要，為學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的理想創(chuàng)造有利條件。在專業(yè)教師的全程指導(dǎo)和監(jiān)督下，保證了本科生科研訓(xùn)練的質(zhì)量。這不僅提高了畢業(yè)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力及科研創(chuàng)新能力，同時提升了畢業(yè)論文水準(zhǔn)。

隨著社會對高素質(zhì)人才要求的多樣化，作為本科生除了掌握基礎(chǔ)理論知識還需要兼?zhèn)淞己玫目茖W(xué)素養(yǎng)和科研能力，這樣才能適應(yīng)將來激烈的就業(yè)競爭形式。在近年來的教學(xué)改革實(shí)踐中，學(xué)校同時開展基礎(chǔ)教育與科研實(shí)踐，以科研促教學(xué)，以教學(xué)帶動科研，讓教師利用自己的科研項(xiàng)目帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科研的基本訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生的基本科研素質(zhì)，為本科生創(chuàng)造科研條件，探索了一條立足課程體系優(yōu)化和完善、科研創(chuàng)新實(shí)踐為目標(biāo)的人才培養(yǎng)模式。

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