試論理科生物學(xué)基地對(duì)大學(xué)生科研能力的培養(yǎng)：以北京林業(yè)大學(xué)國(guó)家理科生物學(xué)基地為例

任建武 張志翔 鄭彩霞 王曉旭

（北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

一、理科生物學(xué)基地現(xiàn)狀分析

北京林業(yè)大學(xué)理科生物學(xué)基地［1］，作為森林生物學(xué)學(xué)術(shù)后備人才培養(yǎng)的搖籃，面對(duì)林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的艱巨任務(wù)，始終把創(chuàng)新人才培養(yǎng)作為理科基地的建設(shè)目標(biāo)，構(gòu)建了從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)到專題立項(xiàng)的多層次科研能力培養(yǎng)體系。14年來，“基地”共培養(yǎng)了10屆畢業(yè)生369人，其中294名繼續(xù)讀研究生。大部分畢業(yè)生在國(guó)內(nèi)一流大學(xué)和中科院等著名科研機(jī)構(gòu)攻讀研究生，有30多人就讀于國(guó)外知名大學(xué)。部分畢業(yè)生的研究成果已發(fā)表于Nature［2］，Nature：CellBiology［3］等頂級(jí) SCI收錄期刊，顯示出了極強(qiáng)的科技創(chuàng)新實(shí)力。

然而，目前大學(xué)生科研能力培養(yǎng)工作還存在著一些欠缺，具體表現(xiàn)在已取得的寶貴經(jīng)驗(yàn)沒有得到有效推廣，科研訓(xùn)練和能力培養(yǎng)的系統(tǒng)化工程覆蓋面窄；已取得的突破沒有及時(shí)進(jìn)一步深化，客觀上影響了新成果推出的進(jìn)程。為此，理科基地的教師經(jīng)過多年研究和跟蹤調(diào)查，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，期望為大學(xué)生科研和創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作提供參考。

二、創(chuàng)新大學(xué)生科研能力培養(yǎng)工作思路

理科生物學(xué)基地利用北京林業(yè)大學(xué)的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，突出森林生物學(xué)特色，以國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金項(xiàng)目為載體，促進(jìn)科學(xué)研究與教學(xué)的結(jié)合，鞏固基地前期建設(shè)的成果?；剡€充分利用現(xiàn)有國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、部委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以及學(xué)科教師研究室構(gòu)筑的科研訓(xùn)練平臺(tái)，來培養(yǎng)基地學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)意識(shí)、創(chuàng)新及實(shí)踐能力。同時(shí)，結(jié)合國(guó)家級(jí)、北京市級(jí)、校級(jí)和學(xué)院級(jí)的SRT（student research train）支持，在指導(dǎo)教師的幫助下，使學(xué)生直接參與研究課題的全過程，開展探索性的基礎(chǔ)研究并獨(dú)立完成工作，鍛煉實(shí)踐才干。營(yíng)造師生之間教學(xué)相長(zhǎng)的學(xué)術(shù)研究氛圍，加深學(xué)生對(duì)學(xué)科應(yīng)用實(shí)踐的認(rèn)識(shí)，從實(shí)踐中拓展學(xué)術(shù)視野，樹立正確、科學(xué)的理念和求知精神。基于以上思路，理科生物學(xué)基地工作的總體實(shí)施方案是：首先，要廣開渠道，爭(zhēng)取多方面支持，確保大學(xué)生科研訓(xùn)練工作的資金保障。其次，構(gòu)建系統(tǒng)化、綜合性、開放式的本科生物學(xué)科研訓(xùn)練體系。再次，制定有力可行的保障措施。

三、新時(shí)期大學(xué)生科研能力培養(yǎng)工作內(nèi)容

（一）努力促進(jìn)大學(xué)生科研能力培養(yǎng)水平的提升

鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)國(guó)家級(jí)、北京市級(jí)、校級(jí)和學(xué)院級(jí)的SRT項(xiàng)目；遴選優(yōu)秀學(xué)生參加前沿課題研究工作，引導(dǎo)他們積極與導(dǎo)師合作，申報(bào)《北京林業(yè)大學(xué)本科生科技創(chuàng)新專項(xiàng)》；舉全校之力，組織隊(duì)伍，積極爭(zhēng)取《國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金項(xiàng)目》，將大學(xué)生科研能力培養(yǎng)實(shí)踐以國(guó)家立項(xiàng)的形式，納入國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)主渠道，獲得與國(guó)內(nèi)一流大學(xué)同臺(tái)競(jìng)技的機(jī)會(huì)，促進(jìn)大學(xué)生科研能力培養(yǎng)水平的提升。

（二）建立系統(tǒng)化、綜合性、開放式的科學(xué)訓(xùn)練體系

1.系統(tǒng)化科研訓(xùn)練體系

具體工作要因材施教，分層次施行專項(xiàng)訓(xùn)練。

首先是基本科研素質(zhì)培訓(xùn)，主要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室完成?；究蒲兴刭|(zhì)包括：科研主題的提出、科技前沿動(dòng)態(tài)追蹤、文獻(xiàn)查閱與獲取、科研項(xiàng)目規(guī)劃與申請(qǐng)、研究方案的制定、研究計(jì)劃的執(zhí)行、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取與處理、研究結(jié)果的分析與展示、研究總結(jié)報(bào)告與科技論文的撰寫等。實(shí)行集中培訓(xùn)，分課題管理，個(gè)別指導(dǎo)，尊重個(gè)性，鼓勵(lì)創(chuàng)新。在實(shí)驗(yàn)室良好學(xué)術(shù)氛圍中培訓(xùn)和提高理科基地學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、合作態(tài)度、團(tuán)隊(duì)精神，養(yǎng)成良好科研素質(zhì)。

該層次的科研訓(xùn)練是擴(kuò)大理科基地成功育人工程“廣度”的重點(diǎn)領(lǐng)域，應(yīng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大訓(xùn)練規(guī)模，延展覆蓋面，使更多的學(xué)生受益。

其次是科研技能培訓(xùn)，應(yīng)充分利用現(xiàn)有國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、部委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及學(xué)科教師研究室構(gòu)筑的科研訓(xùn)練平臺(tái)，以培養(yǎng)基地學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)意識(shí)、創(chuàng)新及實(shí)踐能力為目標(biāo)。

針對(duì)理論基礎(chǔ)良好、實(shí)驗(yàn)技能扎實(shí)、發(fā)展?jié)摿Υ蟮膶W(xué)生，進(jìn)行科研技能的定向培訓(xùn)，結(jié)合導(dǎo)師承擔(dān)的研究項(xiàng)目，對(duì)這些學(xué)生涉及國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)研究的高端實(shí)驗(yàn)操作及技能進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，使他們有機(jī)會(huì)了解科學(xué)問題、構(gòu)思研究方案、設(shè)計(jì)研究路線，鍛煉解決科學(xué)問題的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

為了提高學(xué)生科研技能，基地應(yīng)充分利用知名教授領(lǐng)銜的特色實(shí)驗(yàn)室的科研平臺(tái)，學(xué)生們可根據(jù)自己的學(xué)識(shí)、興趣申請(qǐng)進(jìn)入各學(xué)科教師研究室。在這些研究室里，學(xué)生們置身研究氛圍，耳濡目染，可以使學(xué)生的科研創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)迅速提高。

在這一層次，要集中人力、物力、財(cái)力，重點(diǎn)支持表現(xiàn)優(yōu)異、發(fā)展?jié)摿薮蟮膱F(tuán)隊(duì)，使他們?cè)绯龀晒⒊龈咚匠晒?，幫助他們不斷深化科研?xùn)練內(nèi)容，提升科研訓(xùn)練水平，在科研訓(xùn)練“深度”方面有更大進(jìn)展。

2.綜合性科研訓(xùn)練體系

此體系包括2個(gè)方面：第一，各門專業(yè)知識(shí)技能的綜合運(yùn)用；第二，學(xué)生在選擇導(dǎo)師和研究命題方面不受專業(yè)和行政隸屬關(guān)系限制。

各門專業(yè)知識(shí)技能的綜合運(yùn)用，主要以實(shí)踐教學(xué)手段解決問題。實(shí)施過程中，以專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的系統(tǒng)訓(xùn)練為主線，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)理論的理解，加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)基本技能，重點(diǎn)在于合理促進(jìn)相近學(xué)科實(shí)驗(yàn)技能的綜合，建立不同學(xué)科層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容相互銜接的新體系。

為了提高實(shí)踐教學(xué)的有效性，根據(jù)各專業(yè)學(xué)生的知識(shí)構(gòu)成和專業(yè)特色，注意實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容在各專業(yè)和各年級(jí)之間的過渡，建立和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。生命科學(xué)的各學(xué)科本為統(tǒng)一的整體，相互之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上應(yīng)該考慮到學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性，避免實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)，使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系化。將樹木學(xué)、植物生理學(xué)、林木遺傳育種、細(xì)胞生物學(xué)和植物學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，綜合形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理活動(dòng)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能等方面的研究，將不同層次的實(shí)驗(yàn)貫穿起來，體現(xiàn)林業(yè)特色和多學(xué)科交叉，培養(yǎng)學(xué)生全面分析和解決問題的能力。

基地還要注重發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)教師將自己的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的選題。為了開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，除了不斷思考如何進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，提高教學(xué)質(zhì)量，教師還可以將實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題作為畢業(yè)論文的題目，讓學(xué)生進(jìn)行更深入的研究，形成教學(xué)與科研有機(jī)互動(dòng)的良性循環(huán)。以理科基地為平臺(tái)，不但有利于學(xué)生動(dòng)手能力的提高和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，還有利于教師開展教學(xué)研究，加深對(duì)教學(xué)的認(rèn)識(shí)，深化教學(xué)改革。

3.開放式科研訓(xùn)練體系

此體系分為2個(gè)方面：第一，本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室向大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目全面開放；第二，設(shè)立學(xué)生自由申請(qǐng)項(xiàng)目，學(xué)生自主立題。

目前本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室向大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目開放，已經(jīng)不能完全滿足大學(xué)生科研訓(xùn)練需要。應(yīng)該籌措資金、尋找空間，開辟綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，重點(diǎn)指向高年級(jí)學(xué)生，鍛煉其知識(shí)綜合運(yùn)用能力，以便使每個(gè)基地學(xué)生都能掌握發(fā)現(xiàn)與選擇研究課題的方法，學(xué)會(huì)收集和分析相關(guān)文獻(xiàn)資料，能夠提出創(chuàng)新性的研究選題。

設(shè)立自由申請(qǐng)項(xiàng)目，旨在鼓勵(lì)學(xué)生自主立題，激發(fā)其對(duì)科學(xué)研究的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力。例如，理科基地2008級(jí)學(xué)生沈勇同學(xué)的“中國(guó)林蛙蛙油形成中脂肪化轉(zhuǎn)錄機(jī)制的內(nèi)分泌學(xué)研究”項(xiàng)目研究取得優(yōu)異成績(jī)，發(fā)表SCI論文一篇；理科基地2008級(jí)學(xué)生王金子同學(xué)主持的“立體式無土栽培在城市低碳化發(fā)展中的應(yīng)用”科研訓(xùn)練項(xiàng)目，為園藝、綠化部門發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)立體花架裝置，申請(qǐng)技術(shù)發(fā)明專利2項(xiàng)。

四、理科生物學(xué)基地大學(xué)生科研能力培養(yǎng)的保障措施

（一）通過教師科研項(xiàng)目予以支持

學(xué)生科研訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)與教師的科研方向及研究課題相聯(lián)系，發(fā)揮正在研究和已完成科研項(xiàng)目成果的作用。近年來，理科基地教師獲得國(guó)家級(jí)科研課題98項(xiàng)，課題經(jīng)費(fèi)總額達(dá)到5 800萬元，同學(xué)們可以積極參與其中，發(fā)揮聰明才智，鍛煉科研能力。

（二）進(jìn)一步完善“導(dǎo)師制”

理科生物學(xué)基地自2000年起，在本科生中推行導(dǎo)師制，經(jīng)過10年砥礪，日臻成熟。

（三）將科研訓(xùn)練納入教學(xué)計(jì)劃

“3學(xué)分”制激勵(lì)學(xué)生參與科研活動(dòng)。在2007版和2011版修訂版的教學(xué)大綱中規(guī)定：申請(qǐng)立項(xiàng)記1.0學(xué)分，完成科研任務(wù)記1.0學(xué)分，科研結(jié)果發(fā)表論文記1.0學(xué)分?；貙W(xué)生畢業(yè)時(shí)科研訓(xùn)練學(xué)分不得低于2.5學(xué)分。

（四）實(shí)行開放、靈活、高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理機(jī)制

全部教學(xué)實(shí)驗(yàn)室向基地學(xué)生開放，為學(xué)生科研訓(xùn)練服務(wù)，滿足學(xué)生科研訓(xùn)練的需求，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和潛能得到充分發(fā)揮。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)行個(gè)人申請(qǐng)和導(dǎo)師推薦，向具有自選項(xiàng)目的基地學(xué)生開放。

（五）強(qiáng)化監(jiān)督管理

實(shí)行項(xiàng)目主持人負(fù)責(zé)制，理科基地秘書負(fù)責(zé)對(duì)經(jīng)費(fèi)使用進(jìn)行監(jiān)管，對(duì)各個(gè)子項(xiàng)目實(shí)施督察。教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心主任負(fù)責(zé)監(jiān)管和安排實(shí)驗(yàn)室的使用，以確保該項(xiàng)目的順利實(shí)施。

五、理科生物學(xué)基地大學(xué)生科研能力培養(yǎng)的預(yù)期效果

1.提高科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)思維，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。進(jìn)一步完善理科生物學(xué)基地學(xué)生科研能力培養(yǎng)體系，形成以多層次、多渠道、個(gè)性化培養(yǎng)發(fā)展，以提高能力為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)體系。

2.掌握相應(yīng)現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法，提高學(xué)生科技創(chuàng)新能力和學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。引導(dǎo)科研與教學(xué)的良性互動(dòng)，促進(jìn)研究與教學(xué)的融合，將學(xué)生科研能力訓(xùn)練和綜合素質(zhì)提高寓于整個(gè)教學(xué)和科研的系統(tǒng)工程。

3.基地使200多名本科生受益，并得到比較系統(tǒng)的科研訓(xùn)練。

［1］陳曉陽(yáng).厚品德尊個(gè)性強(qiáng)基礎(chǔ)重實(shí)踐［J］.中國(guó)林業(yè)教育，2005，23（6）：3-5.

［2］HELEN N，CHRISTOPHE M，YVES D′A，et al.Widespread bidirectional promoters are the major source of cryptic transcripts in yeast［J］.Nature，457（7232）：1038-1042.

［3］LI Q X，LIN S Y，WANG X，et al.Auxin determines cell fate by controlling the p53activation threshold after DNA damage［J］.Nature Cell Biology，2009，11（9）：1128-1134.