交叉課程復合式教學對大學生科研創新能力的影響

摘 要：目的：探究生物信息學融入“分子生物學”課程的交叉課程教學對大學生科研創新能力的提升效果。方法：通過問卷星和方便抽樣，對我國已學習或正在學習“分子生物學”課程的本科生進行科研創新能力調查。結果：生物信息學的融入顯著提升了學生的知識獲得能力（t=2.643，P=0.009）和科研創新特質（t=2.411，P=0.017），進而增強了科研創新能力（t=2352，P=0.020）；對理學專業學生（t=2.019，P=0.046）和大四學生（t=3.286，P=0.001）效果尤為顯著。結論：生物信息學融入“分子生物學”的交叉課程教學有效提升了大學生的科研創新能力，為多學科知識儲備的創新型人才培養提供了參考。

關鍵詞：分子生物學；生物信息學；教學改革；科研創新能力

1 概述

提升大學生的科研創新能力是高等教育質量的關鍵。“分子生物學”作為生命科學的核心課程，通過實驗教學幫助學生理解知識并培養科研思維和解決問題的能力。然而，傳統實驗過程枯燥、耗時及教學方式單一［1］，常導致學生的自主學習能力和創新能力不足［2］。因此，創新教學方法顯得尤為重要。

生物信息學作為新興交叉學科，已在醫療［3］和教學領域［4］展現出培養科研型人才的潛力。隨著跨學科人才需求增加［5］，本研究針對我國已學習或正在學習“分子生物學”課程的本科生，通過問卷調查探討生物信息學融入“分子生物學”課程的交叉課程復合式教學對科研創新能力的影響，以期為多學科融合的創新型人才培養提供教學參考。

2 對象與方法

2.1 調查對象

納入標準：我國普通高校已學習或正在學習“分子生物學”課程的本科生。

排除標準：未學習或未確定是否開設“分子生物學”課程的學生。

2.2 調查方法

本研究采用方便抽樣方法進行問卷調查，問卷包括兩部分。

（1）科研創新能力評估：引用曾瓊瓊的《90后在校生科研創新能力評價》量表［6］，涵蓋四個一級指標（知識獲得、科研創新成果、科研創新特質和創新實踐）以及17個二級指標（如基礎知識水平、學術成果、創新意識等）。問卷已通過效度和信度檢驗，總量表Cronbach α系數為0.911。

（2）個人信息及課程情況：調查“分子生物學”課程的開設情況、課程學習和實驗操作經歷以及對生物信息學的了解程度。

2.3 統計方法

采用李克特五點計分法計算加權平均分，以四個一級指標的總分代表科研創新能力。數據通過Excel錄入，并在SPSS23.0中進行分析。對符合正態分布的計量資料采用t檢驗，顯著性水平設為Plt;0.05。

3 結果

3.1 樣本基本情況與分布

本研究面向我國已學習或正在學習“分子生物學”課程的本科生進行調查，樣本來自廣東、福建、江西、貴州和新疆5個省（自治區）的12所高校。問卷通過“問卷星”發布，共收回187份，剔除9份無效問卷后，最終有效問卷178份，有效率為95%。被調查對象的基本信息見表1。

3.2 生物信息學融入“分子生物學”課程對大學生創新能力的影響

對178名學生的科研創新能力及其四個維度（知識獲得能力、科研創新成果、科研創新特質和創新實踐能力）進行分析（見表2）。結果顯示，生物信息學融入顯著提升了學生的科研創新能力（t=-2.352，P=0.020），在知識獲得（t=-2.643，P=0.009）和科研創新特質（t=-2.411，P=0017）方面尤為明顯，但對科研創新成果（t=-0.109，P=0.913）和創新實踐能力（t=-1.372，P=0.172）無影響。""對117名理學類學生（專業見表1）進一步分析表明，生物信息學融入顯著提升了學生的知識獲得能力（t=-2.596，P=0.011）和科研創新能力（t=-2.019，P=0.046），但對科研創新成果（t=-0.845，P=0.400）、科研創新特質（t=-1.856，P=0.066）和創新實踐能力（t=-1.376，P=0171）無影響（見表3）。

因各校課程開設和學生的專業基礎存在差異，對178位學生按年級分層分析，結果顯示，生物信息學的融入對大四學生的知識獲得能力（t=-3.276，P=0.003）、科研創新特質（t=-3.468，P=0.002）和創新實踐能力（t=-2.305，P=0030）均有顯著提升，整體科研創新能力顯著增強（t=-3.286，P=0.001），但對科研創新成果（t=-0.987，P=0.324）無影響（見表4）。對大一至大三學生未見顯著影響（見表4）。

4 結論與建議

本研究表明，生物信息學融入“分子生物學”課程顯著提升了大學生的科研創新能力（t=2.352，P=0.020），尤其在知識獲得能力（t=2.643，P=0.009）和科研創新特質（t=2.411，P=0.017）方面。該效果在理學專業（t=2.019，P=0.046）和大四學生（t=3.286，P=0.001）中尤為顯著，而對大一至大三學生的影響較小。基于此，提出以下建議。

4.1 交叉課程復合式教學促進科研創新

傳統單學科教學存在局限，而跨學科學習有助于學生獲取新理論與實踐方法，提升科研創新能力［7］。例如，歐美高校結合通識教育與跨學科教育，海南大學林學院采用交叉復合型教學模式，均增強了學生的創新意識與主動性［8］。本研究發現，生物信息學融入“分子生物學”課程顯著提升了學生的知識獲得能力和科研創新特質（見表2）。因此，建議進一步加強跨學科教學整合。

4.2 多元化教學提升自主學習與實踐

傳統的教師中心型教學限制了學生的主動學習和實踐，多元化教學方法更能培養學生的創新思維和實踐能力［910］。本研究表明，生物信息學融入“分子生物學”課程顯著提升了學生的自主學習意識和科研創新能力（見表3）。因此，建議課程設計增加自主學習和實踐環節。

4.3 循序漸進提升科研創新能力

大一學生和大二學生主要學習基礎知識，科研能力相對薄弱［11］，影響科研進展和成果展示（見表4）。建議在大三或更高年級引入生物信息學，以鞏固基礎并增強對“分子生物學”及實驗的理解。同時，為大一學生普及科研政策并提供實踐機會，有助于夯實科研創新基礎。

實現從教育大國到教育強國的躍升，需要依靠改革創新。大學生科研創新能力的培養應通過科研平臺建設、優化人才培養方案、強化基礎教育及交叉學科建設，推動學生的知識積累和創新實踐。

結語

本研究表明，將生物信息學融入“分子生物學”課程可有效提升本科生的知識獲得與科研創新能力，為課程設計提供了參考。然而，因樣本量和覆蓋區域有限，以及不同專業的教材與課程設置差異，研究代表性仍不足。建議基于學生知識背景優化教學方案，以進一步驗證課程改革效果。

參考文獻：

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［4］陳沙，張國民，劉慧萍，等.依托“互聯網+”平臺探索《臨床分子生物學檢驗》實驗課程建設的優化［J］.檢驗醫學與臨床，2019，16（15）：22582260.

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［6］曾瓊瓊.90后在校生科研創新能力評價研究［D］.合肥：安徽大學，2016.

［7］于汝霜，牛夢虎，賈斌，等.研究生跨學科教育現狀調查研究［J］.中國高教研究，2012（04）：6164.

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［9］鄒小琴，宓鄭成，楊玉芳.創新型高素質藥學人才培養模式探索［J］.教育教學論壇，2022（51）：9396.

［10］張靜，姜靜，于鵬飛，等.新工科背景下生物制藥專業工程類課程建設與教學實踐［J］.衛生職業教育，2021，39（17）：3638.

［11］陶金國，張妍，廖莉莉.大學生科研創新能力影響因素的實證研究［J］.高校教育管理，2020，14（03）：104112.

基金項目：廣州新華學院2024年校級高等教育教學改革研究項目（2024J060）；廣州新華學院2021年教學質量與教學改革工程項目（2021J053）

*通信作者：李華琴（1991— ），女，漢族，江西九江人，理學博士，講師，研究方向：中藥抗腫瘤機制研究、基礎醫學課程教學改革。