生物專業本科生創新能力培養與科研團隊建設的思考

劉麗輝

［摘 要］本科生創新能力的培養與科學研究團隊的建設，對培養高素質的生物專業人才起著至關重要的作用。文章對生物專業本科生參與科研活動的意義、生物專業本科生在學習中存在的問題和科研現狀、生物專業本科生科研團隊建設和訓練計劃等方面進行探討，從教師層面完善本科生科研團隊建設的方案，旨在助力提高本科生物專業教育質量和推動學科發展。

［關鍵詞］生物專業；本科生；創新能力；科研訓練；團隊建設

［中圖分類號］ G64 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）22-0123-05

生物學是一門實驗性、基礎性極強的學科，生物專業人才是國家高新科技發展的有力支撐，其培養目標是使學生具備專業基礎知識與專業技能，具有創新意識與創業能力，可以在生物技術專業領域以及相關部門從事文化教育、科學研究和技術研發等方面的工作。創新能力是生物專業本科生需要培養的核心能力之一，而科研活動可以激發學生創新思維、培養學生創新能力。近年來，國家十分重視對大學生創新能力的培養，《中華人民共和國高等教育法》明確規定，高等教育的任務是培養具有社會責任感、創新精神和實踐能力的高級專門人才。目前，如何激發大學生創新潛能以及促進大學生積極有效參與科研活動已引起教育者們的普遍關注[1-4]。

本科學習期間，科研啟蒙尤為重要。目前部分高校主要是通過實施第二課堂、引導學生撰寫文獻綜述及參與各類競賽活動等多種方式，促進大學生創新能力的培養[3-4]。但在這些舉措實施的全過程中也存在許多問題，例如學生缺乏自主創新實踐經驗、缺乏科學研究網絡資源、缺乏很明確的學習目標以及學校課程設置不合理等[5]。建設本科生科研團隊能夠組織學生參與課題研究，培養學生的科研興趣和創新意識[6-7]。教師應鼓勵學生參與“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等比賽，注重學生科研實踐，培養學生團隊合作精神。高校青年教師或科研任務較少的教師，有更多的時間和精力來組織本科生參與科研活動，尤其是沒有帶研究生的教師，能夠為學生提供更細致的指導和支持，在解決學生面臨的問題的同時也能夠提高自身教學水平和科研產出。

作為生物專業一線青年教師，筆者多次組織本科生的科研興趣小組活動并取得了一定成效。本文對生物專業本科生參與科研活動的意義、生物專業本科生在學習中存在的問題和科研現狀、生物專業本科生科研團隊建設和訓練計劃等方面進行探討，以期為本科生物專業教育提供一些參考和啟示。

一、生物專業本科生參與科研活動的意義

生物專業本科生參與科研活動不僅有助于拓展專業理論知識、實現教學內容與生物技術實踐的結合、提高自主創新能力和綜合實力，還有助于提高自主學習能力，以及鍛煉發現問題、分析問題、處理問題的能力。這有益于學生學習與職業發展規劃，能夠為升學和就業奠定良好的基礎。

（一）提高自主學習能力

本科教育需要側重培養學生成為符合社會需求的創新型人才。如何培養本科生主動獲取知識、自主學習和持續發展的能力，已成為教育者關注的重點。目前，“以教師為主體”的教學模式已逐漸轉變為“以學生為中心”、促進學生主動學習的教學模式。讓本科生參加科研活動有利于深化“以學生為中心”的教育教學改革，培養學生自主學習能力，提高人才培養質量。本科生科研團隊建設以及系統的科研訓練，將有助于引導學生把時間和精力用于科研自主創新，也有助于提高學生對不良誘惑的辨別力、增強學生的自主學習能力。

學生自主學習能力、創新意識等的培養必須有具體的載體，科研活動就是一個比較合適的載體。比如，科研活動中對生物專業參考文獻的搜索和閱讀不僅有助于學生開闊眼界、鞏固知識，而且有助于推動學生積極主動探索學習相關專業領域最前沿的學術成果，拓寬學生的國際視野，為學生自主創新提供更好的思路和靈感。同時，科研活動還有助于學生提升生物專業技能、掌握科學思維方法、培養自主創新思維，形成主動學習與終身學習習慣 [7]。

（二）鍛煉發現問題、分析問題、解決問題的能力

從掌握知識到運用知識，知識的遷移并非自然而然地發生。發現、判斷問題的能力以及分析問題、解決問題的能力不是通過“傳遞”來獲得的，而是由學習者在實踐中主動培養的。學生在養成自主學習、補充新的相關知識的習慣后，還要經過一定程度的系統訓練，才能更好地運用所學知識解決各種實際性問題。

科研活動可以縮小知識和實踐間的距離，提升學生自主發現、思考、剖析、解決問題的能力。科研的過程就是發現問題、分析問題、解決問題的過程。通過參加科研活動，學生能夠發現相關科學問題、明確提出有關假設，并把難題的價值清楚地總結歸納及表述出來。教師以科學問題為導向，鍛煉學生運用專業知識和方法解決現有難題的能力，培養學生分析、理解、判斷和邏輯推理的能力，這樣既能啟迪學生的科研思維，又能促使學生懂得探究、喜愛探究并熟練掌握探究的方式，使學生不管未來處于哪種崗位，都能夠充分發揮自身價值并且在崗位上開展自主創新。

（三）奠定升學與就業基礎

在當前生物高科技產業飛速發展的時代，人才需求量不斷增加。生物專業畢業生就業通常流向學校、科研院所、企業等平臺。重視本科生科研啟蒙，建設本科生科研團隊，系統地開展科研訓練活動，有助于學生了解自身的學術興趣和科研能力，養成嚴謹的科研態度和塑造堅毅的性格，增強對未來工作的適應性，提高溝通交流、團結協作等能力素質，做好向相關崗位工作人員或相關行業專家轉變的準備，并為以后的職業發展和升學進修奠定堅實的基礎。

二、生物專業本科生在學習中存在的問題和科研現狀

（一）缺乏學習動力

生物專業的學生要學習多門課程，其中部分學生難以改變高中的學習方式以適應大學的學習方式 ，在學習中不夠積極主動，沒有意識到科研能力培養的重要性。高校課程的時間安排相對寬松，與高中時期滿滿當當的課程時間安排產生明顯反差，部分學生習慣了依賴教師，一旦離開教師的催促和引導，容易對困難產生逃避的情緒，將大部分的自主安排時間用于娛樂活動。更有甚者，受到一些不良風氣的刺激和誘導，部分大學生養成了沉迷游戲、“躺平”等不良行為習慣，影響了正常的學習和生活[5]?？偟膩碚f，學生出現這些行為現象的深層次原因是缺乏自主學習的動力。學習是終身的，要引導學生養成自主學習的習慣、激發學生自身內在的探索欲，大學本科階段是至關重要的階段。

培養學生正確的專業學習觀念、激發學生的科研成就感和責任感，有利于提升學生對不良誘惑的辨別力。從大一階段開始，開展合理的課程安排、學習規劃和科研啟蒙活動，將有助于提高學生自主學習的積極性。教師通過啟發式教學，讓學生參加有意義并容易產生獲得感的科研課題研究，將有助于正確引導學生把時間和精力用于主動學習和科研自主創新。

（二）缺乏對科研的認知

當然，也有部分學生具備自主學習的意識，但苦于沒有明確的學習目標和方向，缺乏對科研的認知，科研興趣更是無從談起[7]?？蒲谢顒硬粌H需要學生具備實驗技能，還需要學生學會發現問題和解決問題，若學生自身沒有建立專業相關科研知識架構并持續開展訓練，就容易不明所以、失去學習的方向，堅持下來的學生數量就不盡如人意。盡管本科生參與科研活動的意義與作用是高校管理者普遍認同的，但是“以學生為中心”的學生能力培育推進仍困難重重，目前各高校主要是通過各類活動以及學科競賽等方式提高本科生的科研參與度。在一些科研項目中，本科生只是負責做一些簡單的預先設置的實驗，或給碩士研究生做輔助工作。綜合實踐課程難度較高，一般只作為選修課程，因為學時不足，學生沒法在教學中得到即時足量的訓練，教學效果不夠理想。部分學生認為創新是科研人員的工作，在嘗試科研創新后難以堅持。

如何幫助學生正確認識科研、找到能夠堅持下去的課題項目和研究方向，這是一個亟待解決的問題。青年教師在時間和精力上更具優勢，尤其是沒帶碩士研究生和科研新項目比較少的教師，能夠為本科生帶來更多的實踐機會、進行更細致的指導，將有助于提高本科生的科研興趣和自信心。

（三）缺乏科研創新環境

學生掌握了基礎知識后，還需要經過一定的訓練，才能更好地將知識運用于解決各種實際性問題。一般來說，本科生的科研訓練是隨教師的科研項目進行的，需要良好的學術氛圍、較好的實驗室設備以及與教師溝通的機會等。在高校，并不是每一個教師都承擔科學研究項目，有關的經費預算和平臺支撐也有限，部分承擔項目的教師忙于教學與行政事務，苦于精力有限，指導本科生的積極性不足，能指導的學生數量十分有限[4]。一些學生申請大創項目，只為獲得相應學分，對于具體的科研工作興趣并不濃，創新的動力更是不足。因此，從教師層面完善本科生科研團隊建設方案，注重普適性、高效性，將有利于提升學生整體的創新能力。

三、生物專業本科生科研團隊建設和訓練計劃

本科生創新能力的培養與科研團隊的建設，對培養高素質的生物專業人才起著至關重要的作用。傳統的課堂教學往往注重知識的傳授和記憶，不夠重視學生的創新思維發展。若建設生物專業本科生科研團隊，開展系統訓練，教師指導與支持科研項目實踐活動，營造良好的創新氛圍，將有助于學生的創新思維啟發、實踐能力塑造、團隊協作能力發展和綜合素質提升。教師應引導學生大一開始認識科研，大二進行科研實驗初探，大三開展系統性的科研訓練，大四完成課題與畢業論文。本文提出的高效運行和可持續發展方案，對于提高生物專業本科教育質量和推動學科發展具有重要價值。

（一）合理的時間規劃

本科生科研團隊的建設應從大一階段抓起，實現思想啟蒙與科研啟蒙并進。教師應引導學生形成正確的科學認識，開展自主學習、自我管理和交流與合作，增強自主創新、探求真理的科研精神。青年教師有更多的時間和精力指導本科生，也更了解學生的想法和習慣，更容易重新開始組建科研團隊。每位教師可具體指導9～10名大一學生，鼓勵學生走進實驗室、聆聽學術報告、參加交流活動，讓學生接觸前沿技術，激起學生的好奇心和探索欲。教師應組織科研興趣小組招生和報名工作，并將科研興趣小組作為課外科研項目申報的團隊基礎。

在學生大二階段，根據每位學生的具體情況選拔科研團隊人員，教師和學生雙向選擇，推行導師制，每位教師具體指導3～5名學生，并制定相應的創新能力分階段培養計劃。開展文獻檢索、實驗能力、科研流程及寫作技巧培訓，讓學生參加實驗方案設計、數據統計分析和科技論文寫作等，激勵學生積極參與課題項目、比賽等活動，以積累實踐經驗。在學生大三、大四階段，待學生全面掌握了相關基礎理論知識后，主要培養學生獨立思考、團隊協作、解決問題的能力，提升學生的綜合素質和競爭力。

針對不同年級學生的學習進度，合理安排連貫協調的訓練。通過大一階段的創新思維啟蒙、大二階段的基礎知識和實驗操作奠基，學生到大三、大四階段才能開展集中創新訓練，實現高效科研產出。目前，很多高校畢業論文開題從大三才開始，而學生在大三、大四階段要開展考研復習或崗位實習等，如果沒有從低年級開始接觸課題，往往在高年級難以全身心投入，會被升學和就業分散精力，雖然可以完成畢業論文，但難以達到提高創新能力的目的[5]。因此，只有從低年級開始吸納優秀學生，根據課程進度安排團隊科研訓練，才能保證學生的課后實踐探索時長，而學生經過長時間的連貫練習之后才能高效地創新。

（二）團隊建設和管理

對于本科生科研團隊的建設，教師需要多方面考慮（見表1）。

首先，要鼓勵本科生參與科研，設置團隊目標和任務、選拔團隊成員，通過面向低年級學生開展學術講座和交流、組織實驗室觀摩、提供科研資源等方式，盡早在低年級學生中建設1～2支科研興趣小組，激發學生的實驗興趣，喚起學生的科研創新意識。設立階段性目標，在大一階段選拔團隊成員，人數可以較多，積極的、感興趣的學生可以參與高年級的課題。在大二階段通過雙向選擇選拔科研小組隊員，確定科研選題，讓學生承擔項目和參加比賽。在大三、大四階段，讓學生完成課題實驗。低年級階段是文獻查閱高峰期，可以讓學生發表綜述文章；高年級階段根據實驗進度，可引導學生寫作學術論文、申請專利、參加競賽等。階段性目標的設立，能夠激發學生的創新動力、提高學生的科研實踐能力。

其次，要營造良好的科研氛圍、加強學科交流、提供必要的支持和指導，并定期開展小組匯報工作。指導教師開設一系列培訓課程，如開設選題研究背景介紹、文獻檢索與綜述方法、實驗設計原理、實驗操作技能、數據統計與分析、科技論文撰寫技巧等專題課程，團隊成員制作PPT匯報文獻閱讀和實驗進展，相互學習、共同進步。要注重提升學生的科技文獻查閱能力，鼓勵學生在面對學習和生活難題時，爭取利用文獻信息科學地解決問題，并將學到的生物專業知識技能科普給親朋好友。倡導學生積極參與各類學科競賽，如“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、全國微生物培養皿藝術大賽、全國大學生生命科學競賽等，保證每組科研團隊獨自立項、獨立完成實驗，使隊員提高自主發現問題和解決問題的能力，增強學習的獲得感和成就感，發展解決問題的創新思維，培養科研創新的能力。

最后，要設立團隊管理制度、實驗規范、評價機制以促進團隊合作，通過連貫的系統訓練加強團隊管理，優化制度，如每名高年級學生至少帶一名低年級學生，并在定期匯報時分享已學會的技能和新獲得的核心技術，通過PPT向低年級學生傳授，促進科研課題的可持續發展，形成良性互動的科學研究鏈。設立必要的管理崗位，負責會議安排與記錄、財務文印資料整理、實驗室衛生安全、儀器日常維護等，團隊成員可采取競聘的方式上崗，以培養學生的責任心和主人翁意識，讓學生敢于擔當。建立階段性能力評價機制，即對每個階段的目標完成情況如技能掌握情況、實驗指標完成度、創新成果、團隊貢獻等方面進行評價，綜合評價學生的能力是否有提高。

（三）連貫系統的訓練

科研練習有別于理論學習，不僅要讓學生掌握基礎理論知識，還要針對科研知識、方式與技能對學生進行培訓，讓學生將學過的專業知識應用到實踐中，去探索和解決各種實際問題，在實踐中獨立思考、溝通交流、不斷創新，這些必須由教師定向跟蹤、循序漸進地指導，不是一門或幾門課程能夠涵蓋的。指導教師需要經驗豐富，有時間、精力、科研資源，并且有連貫的課程培訓計劃。在科研團隊建設環節，指導教師不僅要親自參與、全程關注、系統指導、共同探索，還要善于與學生溝通交流，以學生為中心因材施教，根據每位學生的學習進度和發展規劃適時調整訓練的重點和方向。

指導教師需要制定一整套連貫性的培訓計劃，包含文獻資料檢索、科技論文閱讀、辦公軟件和工具使用、實驗設計方案原理、實驗專業技能、數據分析、論文撰寫標準、溝通表述能力等方面的培訓內容，以達到提升本科生的科學創新能力、團結協作能力、外語水平、語言表達技能等目的。通過系統訓練，培養學生自主學習前沿知識的習慣、嚴謹的學習態度、歸納總結和邏輯判斷的能力、對已有資源與工具的使用技能，以及規范撰寫課題申報書、調查報告、學術論文等能力。制訂階段性目標時應適當增加難度，引導學生進行層層深入的研究，使得學生“跳一跳”就能“夠得到”，同時對學生的科研活動進行多方面考核，包括科研態度、科研規范和科研成果的考核等，最終提升學生的創新意識、激發學生對科研的追求，使學生可以運用自己的生物專業知識對當前熱點進行科學探索，為未來的發展打下堅實的基礎。

四、結語

筆者建設本科生科研團隊以來，共指導畢業論文50余人次，申請大學生創新創業項目10余次，獲批國家級項目1項、省級項目1項、校級項目3項，參加科學競賽7次，獲省級一等獎1次、校級獎2次，指導本科生發表學術論文10余篇、申請專利5項，在提升學生自主創新能力、主動學習能力、溝通交流能力、團結協作能力等方面都有顯著效果。經過鍛煉的大學生能夠掌握辦公軟件使用、科研學習工具使用、實驗操作等技能，對生物專業有較清晰的認知和較高的認同度，可以盡早整體規劃升學和就業發展方向，目標堅定、勤懇拼搏，執行能力較強。部分加入科研團隊的本科生能在班級甚至年級中產生積極影響，促進更多學生參與其他教師的科研興趣小組。當然，本文所闡述的本科生科研團隊建設方案和管理方式雖初見成效，但在指導教師結構、學院實驗教學資源貢獻、學校評價和獎懲制度方面還有很大的改善空間，仍需不斷加以完善改進。本文所述的相關措施旨在有效地提高本科生物專業教育質量、推動學科發展，為培養高素質的生物專業人才做出一定的貢獻。

［ 參 考 文 獻 ］

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[3] 張笑，楊歡，楊建遠，等.基于導師科研課題的本科生創新創業能力培養的探索[J].食品工業，2022，43（12）：203-206.

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[6] 萬芮. 科研參與如何影響理工科拔尖學生的學術志趣：基于7所頂尖大學的調查數據[J]. 湖南師范大學教育科學學報，2023，22（1）： 78-88.

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［責任編輯：周侯辰］