依托前沿科學研究,培養(yǎng)和提高本科生的創(chuàng)新實踐能力

摘 要: 本文作者結合工作實際，闡述了自己在本科生畢業(yè)論文中，指導學生參加國家自然科學基金等前沿科學研究的方法和體會。以國家自然科學基金項目為背景，指導本科生完成畢業(yè)論文，通過文獻的檢索和查閱、實驗方法的設計、動手能力的培養(yǎng)及科技論文的寫作等幾個方面，引導學生在實踐中去提出和解決科學問題，培養(yǎng)和提高本科生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新實踐能力。

關鍵詞: 前沿科學研究 本科生 創(chuàng)新實踐能力

依托前沿科學研究指導本科生完成畢業(yè)論文，將學生的畢業(yè)論文與教師的科研結合，可以使學生了解當前生命科學的一些前沿課題，對學生拓寬思路、開闊視野大有益處。以科研項目指導本科生畢業(yè)論文，目的是使學生將學過的專業(yè)知識和實驗操作相結合，通過自己的動手實踐，加深對書本知識的理解。下面筆者結合工作實際，闡述在本科生畢業(yè)論文中，指導學生參加國家自然科學基金項目《基于線粒體基因組全序列的唇口目苔蘚動物系統(tǒng)發(fā)育研究》，開展科學研究的方法和感受。

1.文獻的檢索和查閱

何謂文獻?我國1984年公布的《文獻著錄總則》中給文獻下了一個簡明的定義:“文獻是記錄有知識的一切載體。”有的學者進一步描述為:“文獻是人類的知識用文字、符號、聲像等記錄保存下來，并可以交流傳播的一切物質(zhì)形態(tài)的載體。”在我們的實際工作中，文獻較多地指代科研論文。

我們在開始科研工作之前，往往先要了解國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，這就必須借助于文獻的檢索和查閱。就拿《基于線粒體基因組全序列的唇口目苔蘚動物系統(tǒng)發(fā)育研究》來講，這其中蘊含幾個方面的核心內(nèi)容，包括線粒體、線粒體基因組、唇口目苔蘚動物及系統(tǒng)發(fā)育等。我們借助于國內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，比如維普和萬方等，就可以用“線粒體”、“線粒體基因組”、“唇口目苔蘚動物”及“系統(tǒng)發(fā)育”分別作為關鍵詞檢索這些數(shù)據(jù)庫，獲得與本課題相關的中文文獻，而在進行全文或者摘要的下載之后就可以初步掌握國內(nèi)在這一領域的研究現(xiàn)狀。除此之外，我們還可以將其英文的翻譯:mitochondrion，mitochondrial genome，cheilostome bryozoans，phylogeny等作為關鍵詞通過PubMed，Google Scholar，Web of Science等數(shù)據(jù)庫進行搜索，從而了解國際上在這一領域的研究進展。文獻的檢索和查閱雖然看似基礎，沒有太多技術含量，但其實想做好這項工作需要很多技巧和實踐經(jīng)驗，而且這項工作為我們后續(xù)工作的開展，包括“實驗方法的設計”、“動手能力的培養(yǎng)”和“科技論文的寫作”等奠定了基礎。

2.實驗方法的設計

通過文獻檢索和查閱，學生得知，獲得動物線粒體基因組的實驗方法有很多種，而最為常用的有兩種:一是基因組DNA提取和長PCR擴增，二是線粒體基因組DNA的直接分離。通過分析比較，我們認為在DNA提取的兩種方法中，線粒體基因組DNA的直接分離更為重要。以分離的線粒體基因組DNA為PCR的擴增模板，不僅可以提高線粒體DNA的擴增效率，還可以顯著降低線粒體在核上的假基因的擴增概率。不僅如此，由于后生動物線粒體基因組的變異還是非常高的，以已知的序列設計引物來擴增未知的線粒體基因組，這個策略對于有些類群是難以實現(xiàn)的，而直接分離、純化的線粒體基因組DNA就可以直接用于文庫的構建和測序，避免這一問題。當然，提取線粒體基因組DNA所需要的樣品量比直接提取全基因組要高很多倍，在具體物種中需要權衡利弊。

3.動手能力的培養(yǎng)

要培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，動手能力的培養(yǎng)是關鍵。就拿我們這個課題來講，實驗中涉及一系列的分子生物學的技術和手段，包括線粒體和基因組DNA的提取、引物設計、常規(guī)PCR和LA PCR擴增、DNA測序、文庫構建和生物信息學分析等。如果沒有過硬的動手能力，就只是紙上談兵，沒有辦法將科研創(chuàng)新工作付諸實踐。所以，我在每個課題組成員正式進入實驗室之前都會安排分子生物學基本技能的培訓。通過兩三個月的時間，學生真正地動手做一做，在實踐中加深了對課堂知識的理解和認識;不僅如此，他們還獲得了基本的分子生物學的實踐操作能力，為他們今后從事生物學相關領域的科研工作奠定了基礎。

4.科技論文的寫作

實驗完成以后就進入科研論文的寫作階段。一項科學實驗無論取得多么重大的研究成果，在未發(fā)表之前都不能說它是完整的。有創(chuàng)造性的研究成果必須發(fā)表，而成果的發(fā)表又是研究過程的精髓。科技論文區(qū)別于其他文體的特點，在于創(chuàng)新性科學技術研究工作成果的科學論述，是某些理論性、實驗性或觀測性新知識的科學記錄，是某些已知原理應用于實際中取得新進展、新成果的科學總結。因此，完備的科技論文應該具有科學性、首創(chuàng)性、邏輯性和有效性，這也就構成了科技論文的基本特征。一篇完整的科技論文包括標題、摘要、關鍵詞、正文、參考文獻和致謝等內(nèi)容。

科技論文的寫作有助于增進交流，提高科研水平，推動科學事業(yè)的發(fā)展及提高邏輯思考和分析問題的能力，除此之外，寫作對于閱讀、聽力和口語等也有促進作用。所以在實際的工作中，我很注重培養(yǎng)學生的科技論文寫作能力，使他們理解科技論文的寫作方法和技巧，為今后的論文寫作和發(fā)表提供保障。

5.結語

大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是當前教學改革的目的。人才培養(yǎng)是高校的根本任務，人才培養(yǎng)的質(zhì)量是衡量高校教育教學水平的一個重要標準，而提高教育教學質(zhì)量則是高校生存和發(fā)展的唯一途徑。當前，知識經(jīng)濟高度發(fā)達，本科層次的人才培養(yǎng)也已經(jīng)從注重傳授知識、單純強調(diào)教學轉向注重培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)、知識應用能力及創(chuàng)新能力，這對高等教育提出了更高的要求。生命科學是一門實踐性很強的學科，實踐動手能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對生物學專業(yè)人才培養(yǎng)來說顯得尤為重要。大力開展本科生科研技能訓練是培養(yǎng)學生積極創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新的一個重要環(huán)節(jié)。本科生畢業(yè)論文是學生專業(yè)技術和實踐能力的全面檢驗，是深化教學改革、提高教學質(zhì)量的重要渠道。因此，依托前沿科學研究培養(yǎng)和提高本科生創(chuàng)新實踐能力是高等學校培養(yǎng)創(chuàng)新性、實踐性人才的重要方面。

參考文獻:

[1]楊冬，劉磊，郭德貴.面向科研實踐的本科畢業(yè)論文改革探索[J].吉林大學學報(信息科學版)，2005，S2:152-154.

[2]童申家.依托科研課題指導本科生畢業(yè)論文的探索[J].西安建筑科技大學學報:社會科學版，2006，3:28-29.

[3]王志盈.用科學研究深化拓寬本科生的專業(yè)知識——指導本科生參加科學研究的幾點認識[J].西安建筑科技大學學報(社會科學版)，2006，25(3):37-39.

[4]周國海，楊美霞，于華忠.大學生畢業(yè)論文與教師科研課題相結合的探索與實踐[J].吉林省教育學院學報，2008，3:5-6.

本研究受2009年淮海工學院教改立項課題資助