學科競賽驅動下生物科學專業人才培養的探索

熊光華　廖信軍　曹子崗　陸輝強

[摘 要] 生物科學是一門實驗性和實踐性很強的科學，培養大學生的創新實踐能力顯得尤其重要。學科競賽可以有效擴展學生的知識面，激發學生對專業相關問題的發現與探索，同時還能提高學生的科技創新能力。井岡山大學發育生物學研究中心以學科競賽為契機，通過指導生物科學專業學生結合課堂理論知識開展一系列豐富多樣的生物科學實驗，激發學生們在實踐中發現、分析和解決問題的能力。實踐表明，通過以賽促教、以賽促學，可以有效提升大學生的科研能力和團隊協作能力，同時還能推動教師進行實踐教學改革，達到高校高層次創新型人才培養的最終目標。

[關鍵詞] 學科競賽;生物科學;創新實踐;人才培養模式

[作者簡介] 熊光華（1986—），男，江西九江人，博士，井岡山大學生命科學學院副教授（通信作者），主要從事分子生物學研究;廖信軍（1978—），男，江西吉安人，博士，井岡山大學生命科學學院副教授，主要從事遺傳學研究;陸輝強（1983—），男，江西撫州人，博士，井岡山大學生命科學學院教授，主要從事發育生物學研究。

[中圖分類號] G420? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）12-0113-04? ? [收稿日期] 2020-06-12

隨著現代生物科學的飛速發展，如何提高生物科學專業人才的創新能力是生物學教育工作者目前遇到的主要難題[1]。學科競賽是指在緊密結合課堂教學知識的基礎上，通過完成參賽項目來發現問題和解決問題，同時培養大學生的創新意識、實踐能力和團隊協作精神[2]。近年來，教育部、省教育廳和各高校都非常重視大學生參與學科競賽活動，筆者2019年指導我院學生組成的4支隊伍分別參加了“第四屆全國大學生生命科學創新創業大賽”“第三屆全國大學生生命科學競賽”和“第十六屆全國大學生課外學術科技競賽”（挑戰杯），總共獲得了3項一等獎、1項二等獎和4項三等獎的好成績。實踐證明，學科競賽為提高學生的科技創新能力提供了有效的方法和手段，同時青年教師在系統指導學生參賽的過程中不斷發現自身在教學中存在的問題，改進教學方法和教學手段[3]。本文將以學科競賽為切入點，系統總結了學科競賽在培養具有創新精神和實踐能力大學生過程中發揮的作用，同時對存在的問題進行了梳理分析和探討。

一、生物科學專業實踐教學中存在的問題

生物科學專業主要培養學生學習生物科學方面的基本理論、基本知識、科學思維和科研訓練，進而具有較好的科學素養和初步的教學研究能力[4]。實踐教學在生物科學專業人才培養中起著舉足輕重的作用，然而在眾多地方高校中普遍存在著重視理論教學輕視實踐教學的現狀[5]。例如很多院校在課程設置方面不夠合理，對理論知識過分重視，而實踐訓練卻遭到忽視;許多實驗課教學內容陳舊且以驗證性實驗為主，而學科交叉方面的綜合性、設計性實驗安排較少，對學生動手能力和創新能力的培養起到了阻礙作用[6]。因此，加大實踐教學的力度是當前生物科學專業教育改革發展的重點與難點。

針對實踐教學中存在的問題，需要結合學科競賽來實現以賽促教的目的。學科競賽是培養大學生創新思維和創新實踐能力的有效途徑之一[7]。通過學科競賽可以顯著提升實踐教學質量，同時也可以將學生們的學習興趣充分激發出來，促使其實踐動手能力得到明顯改善，進而在學科競賽中取得優異成績，達到學科競賽與專業實踐教學同步協調發展的目的[8]。

二、學科競賽促進大學生科研實踐能力的探索

近年來，學校領導逐漸意識到學科競賽在培養和提高學生實踐能力和創新能力中所起到的重要作用，通過廣泛動員全校師生積極參加比賽，學科競賽已經在我校蔚然成風[9]。同時，學校教務處也發布了《井岡山大學學生學科競賽管理辦法》，指出學科競賽經費由學校承擔。同時對獲獎的參賽學生，根據競賽類別、獲獎等級的不同，給予相應的第二課堂學分獎勵。該辦法有效保障了指導教師和參賽學生的多項權益。

（一）宣傳動員，營造競賽氛圍

為了將濃厚的學科競賽氛圍營造出來，校團委和學生會通過學院公眾號和科技活動節等多種形式，大力宣傳生命科學相關的競賽活動，促使學生對各項賽事深入了解，將學生參與實踐鍛煉和學科競賽的興趣充分調動起來。另外，由發育研究中心組織的內部學科競賽活動由于舉辦相對容易、覆蓋面廣等眾多優點而倍受大家青睞。我中心的競賽體系主要包括三個層次：其一是為掌握生物科學綜合知識為目的開展的“生命科學知識競賽”，參賽對象主要為在校的大一和大二年級學生;其二是以培養學生實踐動手能力為目的開展的“實驗技能競賽”，參賽對象主要為學院的所有學生;其三是以培養學生綜合能力和創新能力為目的“探索和設計性實驗競賽”，參賽對象為大三以上高年級學生。通過以上三個層次的競賽由淺入深，從基礎到綜合再上升到創新能力培養，顯著提高了我院生物科學專業學生的科研實踐能力。

（二）學生選拔與競賽團隊形成

為了更好地培養學院生物科學專業學生的綜合實踐能力，我校生命科學學院大力推行大學生科研導師制。學生通過參與導師課題的研究工作，既拓展了專業視野，又提高了動手能力和科研素質。每年大一新生入學一個月左右，生物科學專業負責人就會邀請各主要任課老師對大一學生進行專業教育。同學們可以根據自己的興趣與相關實驗室負責人溝通后，申請加入相應的實驗室開展科學研究。筆者所在科研平臺是發育生物學研究中心，也是同學們較為感興趣的實驗室之一，每年都有超過10名同學申請加入。實驗室負責人根據同學們的申請情況，逐一安排面試，通過人員則進入實驗室輔助高年級同學開展基礎實驗準備工作。通過近兩個月的適應性訓練，逐步淘汰不合格人員后，選擇優秀人員擔任組長，同時配備3～4名組員組成團隊，其中至少有一個成員是低年級同學，這樣可以組成有效梯隊。經過一年左右時間的培養，最終組成2～3個團隊，每團隊4～5人的實驗訓練隊伍。通過這種選拔方式可以有效選拔出對發育生物學和分子生物學有強烈好奇心和進取心的同學，這對團隊的組建至關重要，為后續學科競賽的開展提供了重要的人員保證。另外，發育生物學研究中心擁有良好的教學實驗條件，同時江西省器官發育生物學重點實驗室、江西省斑馬魚模型與藥物篩選工程實驗室等實驗場所，均可為競賽的實施提供良好的實驗條件。此外研究中心的儀器設備和場所在保證正常教學的前提下，最大限度地向學生開放，鼓勵教師和學生一起參與科研和參加學科競賽。

（三）開展學科競賽指導，提升學科競賽水平

針對不同學科競賽的特點，組建相對穩定的具有較高專業水平及豐富實踐經驗的競賽團隊是在競賽中取得好成績的關鍵，同時也是將競賽與創新型人才培養有效結合的重要保障。指導老師不僅需要較強的科研水平，同時需要熟悉各類學科競賽的規則，而且熱心于學生競賽的指導，特別注重對學生科研素養、實踐能力和創新精神的培養。指導教師根據選定人員的特長，提供2～3個選題和研究方向供每個競賽團隊選擇。對思維縝密、邏輯性強的同學，我們提供有一定深度的科研訓練主題;對動手能力強但邏輯思維稍弱的同學，我們提供新型實用的改造項目供其選擇。根據選定的主題，團隊負責人安排團隊成員分工查閱相關資料，撰寫主題相關綜述。通過申請書和綜述的撰寫，使團隊成員對整個項目的研究進展有了系統的把握，為實驗開展奠定了基礎。每個團隊由團隊負責人牽頭制定切實可行的實驗計劃，經指導教師修改完善后開始實施，同時每天將實驗記錄和實驗結果交指導教師審查后修改完善。全部實驗室成員針對某一團隊的進展和問題進行詳細的討論，解決遇到的疑難問題。同時，研究中心組織相關教師組建決賽預評審小組，利用課余時間模擬決賽現場，入圍決賽的參賽選手進行PPT展示和項目匯報，評審教師對參賽作品進行評價、提問和總結。指導教師與答辯選手之間對匯報內容可以展開充分討論與研究分析，多位教師對參賽團隊進行專業的集中性指導，一方面使參賽選手系統掌握和熟練運用專業知識，另一方面讓參賽選手更加熟練地掌握答辯技巧，提高參賽作品的質量。

（四）學科競賽成果取得顯著成效

2019年，我中心組織學生分別參加了“第四屆全國大學生生命科學創新創業大賽”“第三屆全國大學生生命科學競賽”和“第十六屆全國大學生課外學術科技競賽”（挑戰杯）等3項國家級學科競賽活動，參賽總人數達50余人次，共獲得國家級一等獎3項、二等獎1項，獲得省級三等獎3項和優勝獎1項，競賽成績在省內地方高校中名列前茅。學院無論是參與學科競賽的項目數和學生人數，還是獲獎的等級與數量，較往年都有了大幅度提高。另外，在第二屆全國大學生生命科學競賽中，筆者指導的參賽隊伍經江西省賽區初賽和決賽后也獲得了優勝獎，基本達到了預期的目標。實踐證明，雖然不是所有的競賽參與者都能獲獎，但每一位參賽選手通過學科競賽都有不同的心得體會和收獲。這種基于鼓勵和支持學生參與學科競賽的教學輔助模式，對培養學生的創新思維和動手能力、科技論文寫作、現場答辯能力以及團隊協作精神等綜合素質方面都有很大的促進作用。另外，通過學科競賽培養的多名學生利用競賽項目的實驗數據形成了一系列的科研成果，其中有數位同學以共同第一作者或主要參與作者身份在SCI源刊如Fish and shellfish immunology、Chemosphere、Environmental pollution，Aquatic Toxicology等雜志上發表了10余篇高水平的學術論文。此外，近年來參與學科競賽的學生中有數名同學已經進入各大科研院校中攻讀碩士研究生學位，并受到了接收院校的一致好評。

（五）以學科競賽促進科研教學，推動教師教研水平進步

學科競賽活動的開展，主要是對學生知識運用能力、問題解決能力、創新實踐能力等進行考核，其可以大力培養學生的信息捕獲能力、團隊合作意識[ 10 ]。同時，通過學科競賽成績，也可以將教學計劃、教學內容的合理性反映出來，及時將教學當中的問題找出來，進而采取更有針對性的改革策略[ 11 ]。教師通過帶領同學們進行競賽和科研訓練，不僅拓寬了教學和科研思路，同時也提高了教學效果和科研水平。生物科學專業有較多枯燥無味的理論知識，看不見，摸不著，理解困難。通過學科競賽的科研訓練，同學們對晦澀難懂的理論知識有了感性認知，理解和記憶更加容易，學習積極性得到提升，教學效率得到增強。經過學科競賽期間的科研訓練，本科生在三年級時就達到準研究生水平，可以協助導師完成部分科研任務，幫助教師提升科研成果，促進了教師的科研進步[ 12 ]。

三、結語

學科競賽是課內外實踐教學的綜合體現，同學們通過參加學科競賽，既開拓了學生的視野，同時也鍛煉了學生的動手實踐能力和科技創新能力，達到了本專業的預期培養目標。社會對生物科學專業人才提出了更高的要求，因此就需要以學科競賽為基礎，找出現階段生物科學專業實踐教學中存在的問題，采取針對性的措施，達到以賽促教、以賽促學的目的，培養出更多優秀的人才。同時，高等學校通過組織學生參加學科競賽，在實踐活動中發現問題和解決問題，不僅增強了學生參與科研工作的自信心，同時還能對學生綜合素質的培養起著積極作用，為高校培養創新型人才提供重要支撐。

參考文獻

[1]唐燕瓊，黃君君，莊南生，等.生物科學類創新人才培養模式的探索與實踐——以海南大學生物科學理科實驗班為例[J].高校生物學教學研究（電子版），2017，7（2）：36-39.

[2]姚利花，郭剛，張占東，等.學科競賽和實踐教學相融合培養新工科人才的研究[J].大學教育，2020（6）：38-40+53.

[3]莫金鋼，李宇宏，張麗輝.學科競賽對生物科學專業大學生綜合能力的培養與實踐[J].長春師范大學學報，2019，38（4）：87-89.

[4]鄧旭，梁芳，辛桂瑜.地方高校生物科學專業創新人才培養實踐[J].文化創新比較研究，2019，3（21）：181-182.

[5]劉雪蓮.淺談學科競賽對生物科學專業實踐性應用型人才培養的作用[J].現代經濟信息，2019（16）：424.

[6]王改芳，李棟，薛瑞婷.應用型本科院校生物科學專業實踐教學探索——以呂梁學院生命科學系生物科學專業為例[J].黑龍江科學，2020，11（7）：30-31.

[7]趙紅燕，陳建民，沈波.強化學科競賽，培養高素質創新生物學專業人才[J].生物技術世界，2014（11）：213-214.

[8]林美愛，潘佩蕾，竇曉兵，等.依托學科競賽的生物科學專業本科生培養模式初探[J].生命的化學，2019，39（1）：203-206.

[9]唐寶定，李蕾娜，張鼎，等.構建生物醫學學科競賽體系，培養大學生創新能力[J].基礎醫學教育，2018，20（12）：1057-1059.

[10]肖云麗，項俊，鐘玉林.地方院校生物科學專業創新人才培養實踐教學模式的探索與實踐[J].教育現代化，2016，3（40）：12-13.

[11]蘇豫梅，倪志勇，劉超，等.基于生物化學學科競賽的農學類專業學生實踐教學改革研究[J].教育教學論壇，2016（11）：105-106.

[11]張德華，江瑜，陳存武，等.應用型本科院校生物工程專業人才培養框架結構與教改探索[J].皖西學院學報，2011，27（5）：53-56.

Abstract： Bioscience is a kind of experimental and practical science， so it is very important to cultivate the innovative and practical ability of the students. Subject competitions can effectively expand students knowledge， stimulate students discovery and exploration of professional related problems， and improve students ability of scientific and technological innovation. The Center of Developmental Biology in Jinggangshan University takes subject competitions as the opportunities to stimulate students ability to discover， analyze and solve problems in practice by guiding students to carry out a series of biological science experiments combined with the theoretical knowledge taught in class. The results show that by means of subject competitions， we can effectively promote the scientific research ability and team cooperation ability of college students. At the same time， we can promote teachers to carry out practical teaching reform and achieve the ultimate goal of training high-level innovative talents in colleges and universities.

Key words： subject competitions; bioscience; innovative practice; talent training model