生命科學領域本科生科研能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

摘要 以細胞生物學實驗課教學為例，從科學合理的教學計劃與目標、開放的教學模式、多樣化教學手段和多元化考核體系相結合幾方面探討了生命科學領域本科生科研及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，旨在加強本科生的科學研究能力，提高其創(chuàng)新意識。

關鍵詞 生命科學;本科生;科研能力;創(chuàng)新意識;培養(yǎng)

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）33-11998-02

The Culture of Research Ability and Innovative Awareness of Undergraduate in Life Science—A Case Study of Cell Biology Experiment Course

ZHANG Jin-ye

（College of Life Science， Chongqing Normal University， Chongqing 401331）

Abstract Taking Cell Biology Experiment course as an example， the culture of research ability and innovative awareness of undergraduate in life science was discussed from aspects of scientific and reasonable teaching plan and objectives， open teaching mind， various teaching methods and multiple evaluation system.

Key words Life science; Undergraduate; Research ability; Innovative awareness; Culture

作者簡介 張金葉（1979- ），女，河北保定人，講師，博士，從事魚類寄生蟲分類、系統(tǒng)進化分析及其致病機制的研究。

收稿日期 2014-10-14

科學研究能力是人們運用已有知識和科學方法，在實踐勞動中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程中所形成的各種心理品質和能力，是科學素質的核心。其核心是創(chuàng)新思想和創(chuàng)造能力。作為一門自然科學，生命科學的本質是研究生命現(xiàn)象，探索生命活動的本質特征，尋找其發(fā)生發(fā)展的規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間的相互關系;從而有效地控制生命活動，能動地改造自然界，造福人類。生命科學與人類生存、人民健康、經(jīng)濟建設和社會發(fā)展有著密切關系，是當今最受關注的基礎性自然學科之一。因此生命科學領域本科生科研能力的培養(yǎng)顯得非常重要。以細胞生物學實驗課程為例，筆者從以下幾個方面分析影響生命科學本科生科研能力和創(chuàng)新意識的關鍵因素。

1 科學合理的教學計劃與目標

教學計劃制定的合理與否直接影響著教學質量的高低，因此整體教學計劃的制定應遵循“目標驅動式”[1]，即教學環(huán)節(jié)均以培養(yǎng)科研能力和創(chuàng)新意識為目標進行設計。以細胞生物學實驗課為例，憑借細胞生物學理論教學為基礎，以學生現(xiàn)有生物學相關實驗技能為前題，設計細胞生物學實驗課的教學總體目標：以能力培養(yǎng)為核心，通過不同的實驗課程既可使學生掌握基礎知識與技能，又能啟發(fā)學生的科研思維，引導學生的創(chuàng)新意識。因此，課程設計應緊密圍繞理論教學，同時避免低層次知識的重復，忌嚴重超出理論教學范圍。該課程在教學過程中依據(jù)安利國等出版的《細胞生物學實驗教程》[2]，結合教學總課時，按基礎性實驗、綜合性實驗和研究性實驗3個階段設計實驗課程內(nèi)容（表1）。此外，還依據(jù)課程的階段性特征制定課程階段目標以及具體的、切實可行的實驗目標，從而具有針對性和靶向性。

2 開放的教學模式

本科生剛剛從高中步入大學，對于專業(yè)知識掌握甚少。

表1 細胞生物學實驗課程內(nèi)容

尤其是生命科學類的自然學科更需要直觀性接觸和了解實驗場地、儀器設備，并親自動手參與實驗準備、操作以此來提高實驗效率。開放的教學方式可以為不同層次的本科生提供不同需求，這一要求也符合教育部實驗室評估指標體系中的重要子指標[3]。結合細胞生物學實驗課主要包括以下幾個方面：

2.1 教學方式的開放

針對某個實驗，由學生自主選擇實驗方法、實驗所需的儀器設備及試劑。例如，在死活細胞鑒別實驗中，染色排除法和熒光排除法均可以區(qū)別死活細胞。在實際教學中由學生自主選擇其中一種方法，并依據(jù)實驗方法進行儀器設備及試劑的選擇。這種邊實驗邊探討，實驗與思索、探討相結合的實驗教學方式摒棄了為實驗而實驗的思想，在突出強調學生主體地位的同時，還可發(fā)揮學生的主觀能動性及創(chuàng)造性。

2.2 實驗平臺的開放

雖然綜合性實驗平臺已在許多高校生命科學相關部門建成，但是能夠真正完全針對本科生開放的卻很少。然而，綜合性實驗平臺乃至教學科研等實驗平臺的開放對本科生認識本專業(yè)領域知識起著至關重要的作用。如細胞只能通過顯微鏡進行觀察，其生命活動僅可依靠實驗技術加以展示。因此，為了避免對細胞的了解過于抽象，借助實驗儀器設備、試劑耗材對其進行研究學習是學好細胞生物學課程的必備手段之一。在實驗教學過程中，允許學生在實驗教師的指導下，參與課程的前期準備工作;同時，重慶師范大學生命科學學院的重慶市生命科學實驗教學中心、重慶市高校生物活性物質工程研究中心、重慶高校動物生物學重點實驗室等教學科研平臺也對本科生開放，其中實驗試劑和貴重高端精密儀器設備對本科生實行相對開放（即在專門負責教師的監(jiān)管下使用）。

3 多樣化教學手段

細胞生物學實驗課程是基礎生命科學領域本科生必修的一門基礎課程。在此過程中，既要培養(yǎng)學生快速掌握基本的實驗方法，又要培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題的科學能力。現(xiàn)代信息技術和多媒體技術已廣泛應用于教學的各個領域和環(huán)節(jié)，如何通過在原有傳統(tǒng)教學模式中引入先進的教學設備和技術，以此加快學生對現(xiàn)代科學的認識和理解速度，培養(yǎng)濃厚的科學研究的興趣則顯得尤為重要。

3.1 傳統(tǒng)教學方式特點

傳統(tǒng)教學是以書本為載體，以教師為中心，以教師講解和學生聽講與練習為主要活動方式的一種教學模式[4]。它有著不可或缺的優(yōu)點，如：教學成本較低、操作靈活自如、可以隨機應變、方便臨場發(fā)揮等。同時它也有著講授內(nèi)容受到時空限制，不能展示三維空間圖像，不能模擬實驗操作過程，不能重復、回放教學內(nèi)容，單位時間信息容量偏少等不足。

3.2 現(xiàn)代化教學手段特點

現(xiàn)代化教學手段是利用多媒體、電視、網(wǎng)絡等設備及相關技術向學習者提供知識的教學手段。它具有直觀性、形象性、動態(tài)性、模擬性、重復性等優(yōu)點。也存在弊端，如備課費時費力、教學成本較高、操作比較機械、不能隨機生成、不便教師的臨場發(fā)揮、不利于教師教學基本功的提高和個人特長的展示;某種程度上限制了學生的想像空間，不利于培養(yǎng)學生的形象思維，信息量過大、取舍不當容易形成信息污染，影響教學效果;使用不當會影響對教學內(nèi)容本身的學習和消化。

因此，將傳統(tǒng)教學和現(xiàn)代化教學手段合理有效的結合起來的多樣化教學手段才是教學過程必須具備的。

4 多元化的考核體系

楊海波等[5-7]提出以多元化考核方式對學生進行考核，這樣可以從多方面和多層次了解學生對課程知識的掌握程度，培養(yǎng)學生的實驗興趣、增強學生的實驗意識、提高學生的實驗能力，從而達到最終的實驗目的。筆者的考核方式包括平時成績和期末成績，分別占總成績的40%和60%。其中，平時成績包括實驗課的出勤次數(shù)、學生預習情況、實驗操作規(guī)范程度、實驗報告的書寫及作業(yè)的完成情況、實驗后衛(wèi)生清理情況等;期末成績主要是結合平時實驗給學生提出一個具有一定相關性的綜合性實驗題目，讓其設計并完成;然后通過實驗的實驗設計方案和課堂上實驗技術的熟練、規(guī)范情況判斷學生對相關知識點的理解程度和實驗技術的掌握情況。

5 結語

在創(chuàng)新已成為經(jīng)濟發(fā)展驅動力的當代，大學生科研能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)在各國教育中已顯得尤為突出。生命科學是一門實驗性起源的自然學科，為深入揭示該領域未知事物并使其不斷發(fā)展，必須要培養(yǎng)學生，特別是本科生的科學研究與創(chuàng)新能力。培養(yǎng)加強本科生的科研創(chuàng)新能力，可以增強其自身的競爭能力，同時，亦可不斷挖掘該領域可造福人類的更多事物，做到理論聯(lián)系實際。

參考文獻

[1] 張紅波，吳海，王麗球.目標驅動的體驗式課程教學模式研究與實踐[J].當代教育理論與實踐，2011，3（8）：60-61.

[2] 安利國，邢維賢.細胞生物學實驗教程[M].2版.北京：科學出版社，2010.

[3] 侯鳳才，張國華.高校實驗室開放存在的問題與對策分析[J]. 實驗技術與管理，2011，28（1）：177-179.

[4] 田興貴.談現(xiàn)代教學手段與傳統(tǒng)教學方法的有機結合[J].學術探論，2014（6）：51.

[5] 楊海波，宋巍，陳蘭英.細胞生物學實驗教學的實踐與探索[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2013（28）：59.

[6] 李倩，石慧，趙振軍，等.細胞生物學實驗教學改革與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2014（1）：104-105.

[7] 彭安，桑建利.細胞生物學實驗教學的創(chuàng)新探索[J].實驗室科學，2007（5）：42-44.