基于科研的化學生物類專業創新能力培養模式

曾曉希，黃 釗，李 文，馬 靚

(湖南工業大學 生命科學與化學學院，湖南 株洲 412007)

創新是一個民族進步的靈魂，國家發展的動力。當今國內外各高校都在積極進行創新人才培養模式的探索和實踐[1-3]。創新性人才培養模式是以發展創新能力為核心，以提高綜合素質為目標的高校人才培養方式[4]。我國高校在本科生創新人才培養實踐中仍面臨基礎性較差、思路不夠清晰、實踐性與個性化發展結合不緊密等問題。創新能力培養模式，對探索適合高校特色的創新人才的培養具有重要意義。

1 學院科研現狀

生命科學與化學學院是湖南工業大學的二級學院，其科研實力相對比較強，教師中博士比例達80%，擁有湖南省重點實驗室、湖南省工程中心、湖南省重點學科、湖南省高校創新團隊、院士工作站等多個科研平臺。近年來的科研業績相對突出，連續多年被評為科研優秀單位。近五年來，承擔國家級課題30余項，每年通過的國家自科基金項目數量居全校首位。學院的科研平臺和科研實力為創新人才的培養提供了良好的平臺。學院現有應用化學、化學工程、生物技術三個本科專業。根據創新人才培養需求和新工科要求，將本科生參與科研實踐列入創新人才培養計劃，對本科生創新能力培養模式進行了探討。

2 “四階段”創新能力培養模式

根據學生的認知規律和高校化學生物類本科生培養計劃，以“科研案例、科研問題、科研實踐和科研課題”為驅動，以“創新意識-創新思維-創新技能-創新能力”為分階段培養目標，構建本科生的的"四階段"創新能力培養模式。各階段是根據人的認知規律和本科生培養方案進行設定，由于學生個體差異和課程設置的多樣性，所以各階段沒有絕對界限，其中第一第二階段主要針對低年級學生，第三和第四階段針對高年級學生。

2.1 以科研案例助教學，激發創新意識

課堂是激發創新意識的重要環節，教師要根據課堂教學內容，經常介紹一些著名的科研案例。在化學生物專業的課程中，有著不勝枚舉的科研故事。把學科中的經典的實驗設計、重大的發現、學術爭議、科研趣事等融合在理論教學中，引導學生探尋案例中的創新點。組織學生參加學術講座、報告會以及學科年會等，使學生了解某些領域的的最新發展，讓他們拓展科研視野，加深對專業的認識，從而產生一些創新的想法。學生的創新興趣和科研見識提高了，并及時補充所涉及的專業知識體系，使創新意識有可能轉化為科研開發能力。

2.2 以科研問題為導向，拓展創新思維

以問題為導向引導學生進行差異性探索，是訓練創新思維的有效途徑。科研問題來源分為學生發現的問題和老師設置的問題。鼓勵學生在學習和實踐中主動發現問題，并思考解決問題的方法。教師把理論知識和學科前沿發展以及社會熱點結合，提出現實中亟待解決的問題，組織學生調查討論、設計科研方案、進行論證等。通過設置問題，引導學生思考，學生將創新意識的感性愿望提升到理性的探索上，實現創新活動由感性認識到理性思考的飛躍，開拓創新思維。

對于大一大二的學生，主要是激發他們的創新意識和拓寬他們的創新思維，即是“四階段”模式中的第一和第二階段培養。具體點說大一側重進行創新意識的激發，大二主要進行創新思維的拓展。將經典的實驗設計、重大的發現、學術爭議、科研趣事等融合在理論教學中，引導學生探尋案例中的創新點，激發學生對學科知識和科學研究的興趣。實行“學術小講座”制度，將課程中某些內容布置給學生，要求他們通過課外查找資料和制作PPT來完成小講座。將學校的學術講座信息及時告訴學生，鼓勵他們參加各種學術報告，擴展學生的專業視野。大二開始實行“導師制”，積極聯系導師，參加導師的科研小組。通過各種途徑，對學生進行科研熏陶，增強他們的專業興趣，激發他們的科研創新欲望

2.3 以科研實踐為中心，訓練創新技能

開設應用性、設計性、研究性和綜合性實驗課程，使學生在前期積累的科研見識和專業理論知識基礎上，自覺、自愿地將自身創新意識在實驗當中轉化為創新活動，并在實驗過程中培養動手能力、積累實驗常識。通過生產實習、畢業實習、社會實踐活動和課外科技創新活動，培養學生科研實踐能力，提高創新技能。建立本科生導師制，鼓勵學生從大二開始參與導師的科研課題，定期進行組內學術研討會，引導學生通過專業文獻檢索和信息收集，尋找解決實驗中困難的途徑，培養學生從事科研活動的動手能力、分析能力和解決問題能力，具備創新的基本技能。

對于大二、大三學生，主要是進行創新技能的培養，對應于“四階段”模式中的第三階段培養。創新技能是把創新意識和創新思維轉為創新能力的重要支柱。這個階段是學生實驗實踐課程最多的階段，我校化學生物類專業的學生有10～12門的課程實驗，5-6門課程設計，2-3周的綜合大實驗，6-8周的專業見習和生產實習。這個階段的學生具備了一定的實驗技能和科研基礎，可以參加老師們的科研課題，申報各種創新實踐項目。從大二開始，鼓勵學生主動找老師參加科研實踐。近三年來，我院的化學工程、應用化學和生物技術專業的大三年級每個班參與老師科研的人數達40%以上，在全院掀起了科研風潮。

2.4 以科研課題為載體，提升創新能力

具備一定科研技能的高年級學生，可以單獨完成科研課題。課題來源主要有產學研項目、大學生創新項目和畢業論文等。鼓勵學生參加產學研課題，增加對科研成果轉化為生產力的認識，以激發學生求知欲、創造欲和成功欲等。組織學生積極申報大學生創新項目，把學生的創新意識、創新思維轉化為創新實踐。畢業論文實行自主選題，解放學生思維，調動學生的主觀能動性，培養學生具有獨立的實驗設計能力、對未知事物的探索能力、對學科熱點和前沿的究能力，提升學生的創新能力。

圖1 “四階段”創新能力培養模式

對于大三、大四的學生，主要是進行創新能力的提升，對應于“四階段”模式中的第四階段培養。大三學生儲備了一定的專業知識，具備了一定的創新技能，可以獨立嘗試一些小的科研課題。在這個時期開始，要通過科研課題來不斷提升他們的創新能力。鼓勵學生申報大學生創新課題和產學研的課題，積極參加導師的課題。大四學生實習自選畢業論文課題，鼓勵他們通過前期調研申報自己感興趣的課題。在畢業論文評分體系中，適當提高創新的權重，設立論文創新獎。讓學生在課題研究中充分發揮創新潛力，不斷提升創新的能力。

3 結束語

經過幾年的實踐，基于科研的創新能力培養模式取得了一些成效。學生的專業興趣明顯加強，轉專業的學生大大減少，由每個班的十多個下降到1-2個。學生學習積極性、動手能力和綜合素質得到提高，參加各類創新大賽和項目申報的人數成倍增加。近三年來，我院在全國及湖南省的創新創業大賽中取得不錯的成績，獲獎16人次，其中全國生物創新大賽中獲二等獎1人次，湖南省化學創新大賽中獲得一等獎5人次。學生學習主動性提高，促使教師在教學方面要不斷更新內容，緊跟時代和實際生產，在科研方面要不斷拓展寬度和深度，提高教師自身的專業素質。但是也存在一些問題，首先實驗場地問題，因為實驗場地有限，隨著參與科研實驗的學生增加，就出現學生扎堆的現象，需要教師科學有序地安排實驗進度。其次，有少量學生并沒有真正沉下心來做實驗，只是隨大流做個樣子而已，需要教師在甄選學生時要細致全面，學生進組后要有一定的淘汰制度。總而言之，該模式激發了學生的科研和創新熱情，促進教學相長，但在具體實施過程中還需要教師因材施教，因地制宜。