隋炯明+王晶珊
摘要:教學與科研是高等院校工作中的兩個方面,是衡量學校教育教學質量高低的一個標準。教學與科研既對立又統一,如何平衡二者之間的關系是高校教師和管理者應該思考的問題。筆者結合自己的教學科研的經歷,將科研中遇到的問題以案例的形式展現給學生;把理論知識與實踐相結合,提高學生的創新能力;開放科研資源,激發學生的科研興趣。
關鍵詞:教學;科研;創新;實踐
中圖分類號:G642.0 ? ? 文獻標志碼:A ? ? 文章編號:1674-9324(2015)22-0152-02
引言:
教學與科研是高等院校工作中最主要的兩個方面,也是衡量學校教育教學質量高低的一個標準。有人認為高校教師所擁有的時間和精力有限,科研型教師雖然科研成果較多,但一般教學工作量較少,二者存在對立關系。也有人認為教學與科研之間是相輔相成、相互促進的,教學過程能啟發科研工作者不斷發現問題,而科研能促進教學質量的提升。事實上,教學和科研確實存在很多對立面,比如:很多高校把科研成果作為職稱評定的主要因素,而把教學能力作為次要因素;這就需要學校和教師合理平衡二者之間的關系。
一、教學是科研的前提和基礎
教與學是相輔相成的,在教學過程中,通過與學生的交流,教師可以不斷地發現新問題,交流過程中出現的思想火花、誕生的靈感,往往可以成為教師科研動力的源泉。
以筆者講述的《遺傳學》為例,在“基因突變”一章的學習過程中,給同學講述了化學誘變劑的種類和原理,有同學經常提出與此相關的問題,如“抗生素在動植物中的潛在危害”、“化學誘變劑如何應用到作物遺傳育種中”。針對這些問題,我們查閱了大量相關資料,結合我們的一些研究基礎,成功申報了課題“花生離體誘變及創造抗旱耐鹽種質資源研究”。我們將誘導培養基中添加不同濃度的平陽霉素,進行花生體胚的誘導及誘變處理。結果表明平陽霉素對體胚發生有顯著的抑制作用,隨著平陽霉素濃度的增大,體胚誘導率顯著下降,外植體褐化率急劇上升。為定向篩選耐鹽和抗旱變異體,分別在培養基中添加不同濃度的NaCl和羥脯氨酸。為了解決花生再生苗生根困難的問題,我們將篩選得到的變異體利用《組織培養》課程中介紹的知識進行嫁接、馴化移栽后,然后利用《植物生理》課程中介紹的知識測定了與其耐鹽或抗旱性相關的生理生化指標,這樣把多門課程的知識串聯到一起,并向學生展示了一定濃度平陽霉素就可以誘發植物產生高頻率的突變。另外,通過化學誘變證明誘變育種可以誘導產生自然界不存在的或極為罕見的新性狀、新類型,獲得的很多優良突變體可以直接應用于生產或作為育種的中間材料,向學生展示了誘變育種美好的應用前景。鑒于平陽霉素這類抗生素在植物中的高誘變頻率,我們推測抗生素可能具有一定的潛在危險,建議學生少服用抗生素。
二、科研是提高教學質量的關鍵
科研能促進教師學術和教學水平的提高。一所大學教學質量的高低與教師的學術水平、創新能力、治學態度和師德風范密切相關。師資隊伍是教學質量的關鍵,因為教師需要為學生“傳道、授業、解惑”,教師是學生行為的影響者,只有好的師資隊伍才能不斷提高教學質量。而科研過程就是創新的過程,只有通過科研,教師才能形成新觀點、新知識、新理論,開闊視野,不斷提高自身的業務能力和學術水平;才能及時掌握本學科的發展方向和動態,更加準確地理解和把握本學科的研究重點、研究方法,才能不斷完善知識結構,更新知識體系,使得講課更加靈活主動、得心應手,不斷提高教學質量。
教材上的某些知識點有時過于空洞,例如:在《遺傳學》教材涉及的“基因工程”一章中,給學生介紹了植物遺傳轉化的方法,花粉管通道法就是其中的一種。花粉管通道法在花生中已有人進行嘗試,但利用這種方法導入花生的外源基因能否穩定表達一直沒有得到證實;另外有人提出花生油體蛋白基因啟動子是一種種子特異表達的啟動子,但缺乏蛋白水平的證據。我們就引導學生查閱資料,設計實驗方案,利用實驗教材上介紹的CTAB法提取了花生基因組DNA,利用教材上提到的PCR技術獲得了花生油體蛋白基因啟動子,通過“基因工程”中的TA克隆、酶切、連接等技術替換了植物表達載體中花椰菜花葉病毒的組成型表達的35S啟動子,然后利用注射器將攜帶重組質粒的農桿菌菌液注射花生的花粉管,獲得了轉基因花生種子。之后利用“基因工程”一章中介紹的轉基因植物的分子鑒定方法:PCR和GUS染色,證明花粉管通道法在花生中是一條快速、有效的轉化方法,利過GUS染色從蛋白水平證實油體蛋白基因啟動子驅動的外源基因在花生種子的油體蛋白內特異表達。通過這樣的方式,提高了學生的動手能力和分析解決問題的能力,讓學生充分感受到遺傳學知識的應用價值,同時也增加了課堂教學的趣味性。
三、教學科研結合,提高遺傳學教學效果
遺傳學是生命科學的一門重要基礎理論課,是眾多涉農專業的專業基礎課,是生物類專業的主干課程之一,在整個生命科學的教學中起著舉足輕重的作用。遺傳學作為上一世紀生物科學領域中發展最快的學科之一,遺傳學不僅逐步從個體向細胞水平發展,而且已向生物學各個分支學科滲透,形成了許多分支學科和交叉學科。遺傳學是生命科學的基礎,也是前沿。目前生命科學發展迅猛,隨著新技術、新方法不斷出現,遺傳學的研究范疇更是大幅度拓寬,研究內容不斷地深化。在生物信息學、功能基因組和功能蛋白質組等研究領域競爭越來越激烈,培養具有遺傳學基本知識和創新能力的研究人才迫在眉睫。
因此,在遺傳學教學中培養學生的科學精神和創新能力是適應創新型、高素質人才培養目標的重要環節。教學內容的安排不僅要考慮知識的傳授,還要加強啟發學生的思維,培養學生探究問題的好奇心,追求真理的執著精神。按照這一理念,大學教師必須不斷提升自身的素質,追蹤科研最新進展,完善教學方法,在遺傳學教學中適時地選用科研案例,豐富教學環節,提高教學質量。endprint
1.引入科研案例,豐富教學內容。每個教師都希望自己的課堂上學生能夠聚精會神,求知若渴;然而學生回饋的是耷拉著腦袋,裝進了手機網絡中。究其原因,一方面是學生的自控能力弱,難以抗拒網絡的誘惑;另一方面可能是課堂內容不夠精彩,吸引不了學生的注意力。因此,教師要不斷突破自己,改變上課的方式,傳統的課堂教學扼殺了學生的學習積極性,成為手機控的誘因。通過對傳統的課堂教學進行改革,變“知識課堂”為“研究課堂”,使課堂爆發出求知、探索與創新的生命活力,使學生擺脫了“只聽不想、只學不問、只知不識”的狀況,并將前后知識點、不同課程的知識點聯系在一起。以“基因突變”一章為例,課本中只給學生簡單介紹了誘發突變分為物理誘變和化學誘變,學生學完后沒有深刻的印象,也不知它們如何應用。我們的研究課題“花生突變體庫的建立與基因挖掘及種質創新利用”和“植物空間誘變與細胞工程育種”剛好涉及到利用物理誘變創造突變體,研究結果可以應用到課堂教學。
我們采用不同劑量的鈷60、快中子、高能混合粒子場等射線輻照花生種子,取其胚小葉作為外植體,先后置于體胚誘導培養基、體胚萌發培養基和植株再生培養基上進行培養。結果表明:隨輻照劑量的增大,外植體存活率、體胚誘導率和植株再生率明顯下降,證實了教材中提到的“基因突變率與輻射劑量成正比”。很多再生植株的分離世代在多個農藝性狀上表現明顯出變異,獲得的很多突變體的照片可以形象地展現給學生,圖文并茂吸引了學生的注意力,激發了學生的學習熱情。為確定再生植株的突變性是否在分子水平發生變異,選取了來自于不同再生植株的M3代單株,提取幼葉DNA,進行分子標記檢測,這樣從分子水平上證實了教材中提到的“輻射處理可以造成基因突變”。
2.開放科研資源,激發學生的科研興趣。教育部曾多次發文強調加強實踐教學,切實提高大學生的實踐與創新能力,要求高校積極推動研究性教學,讓大學生通過參與教師科研項目或自主確定選題開展研究。為此學校為學生提供了多種鍛煉的機會,如申請大學生創新基金,學生可以在老師的指導下,結合自己所學的專業知識和學習中發現的問題,自主選題;另外在大學二年級時導師和學生采取雙向選擇,要求學生在了解從事本專業研究的基本理論和基本技能的同時,盡早參與導師的科研項目,并在大三和大四下半年分別完成課程論文和畢業論文。同時要求導師將科研項目和科研資源向大學生開放,讓學生參與其中,親歷科研過程,激發科研興趣,提高創新實踐能力,將學生帶到學術前沿,讓他們感受“無限風光在險峰”的學術意境。
總之,教學與科研從根本上是統一的,教學是果,科研是根。教學過程既是一個師生互動和教學相長的過程,也是一個知識發現過程,二者有機結合,既可提高教學水平和學生的素質,也可不斷提高任課教師自身業務素質。
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