生命科學(xué)領(lǐng)域本科生科研能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

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

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

中圖分類號 S-01 文獻(xiàn)標(biāo)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(jìn)化分析及其致病機(jī)制的研究。

收稿日期 2014-10-14

科學(xué)研究能力是人們運用已有知識和科學(xué)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(zhì)和能力，是科學(xué)素質(zhì)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(xué)，生命科學(xué)的本質(zhì)是研究生命現(xiàn)象，探索生命活動的本質(zhì)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(guān)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(xué)與人類生存、人民健康、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展有著密切關(guān)系，是當(dāng)今最受關(guān)注的基礎(chǔ)性自然學(xué)科之一。因此生命科學(xué)領(lǐng)域本科生科研能力的培養(yǎng)顯得非常重要。以細(xì)胞生物學(xué)實驗課程為例，筆者從以下幾個方面分析影響生命科學(xué)本科生科研能力和創(chuàng)新意識的關(guān)鍵因素。

1 科學(xué)合理的教學(xué)計劃與目標(biāo)

教學(xué)計劃制定的合理與否直接影響著教學(xué)質(zhì)量的高低，因此整體教學(xué)計劃的制定應(yīng)遵循“目標(biāo)驅(qū)動式”[1]，即教學(xué)環(huán)節(jié)均以培養(yǎng)科研能力和創(chuàng)新意識為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計。以細(xì)胞生物學(xué)實驗課為例，憑借細(xì)胞生物學(xué)理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以學(xué)生現(xiàn)有生物學(xué)相關(guān)實驗技能為前題，設(shè)計細(xì)胞生物學(xué)實驗課的教學(xué)總體目標(biāo)：以能力培養(yǎng)為核心，通過不同的實驗課程既可使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識與技能，又能啟發(fā)學(xué)生的科研思維，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識。因此，課程設(shè)計應(yīng)緊密圍繞理論教學(xué)，同時避免低層次知識的重復(fù)，忌嚴(yán)重超出理論教學(xué)范圍。該課程在教學(xué)過程中依據(jù)安利國等出版的《細(xì)胞生物學(xué)實驗教程》[2]，結(jié)合教學(xué)總課時，按基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和研究性實驗3個階段設(shè)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(biāo)以及具體的、切實可行的實驗?zāi)繕?biāo)，從而具有針對性和靶向性。

2 開放的教學(xué)模式

本科生剛剛從高中步入大學(xué)，對于專業(yè)知識掌握甚少。

表1 細(xì)胞生物學(xué)實驗課程內(nèi)容

尤其是生命科學(xué)類的自然學(xué)科更需要直觀性接觸和了解實驗場地、儀器設(shè)備，并親自動手參與實驗準(zhǔn)備、操作以此來提高實驗效率。開放的教學(xué)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(biāo)體系中的重要子指標(biāo)[3]。結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)實驗課主要包括以下幾個方面：

2.1 教學(xué)方式的開放

針對某個實驗，由學(xué)生自主選擇實驗方法、實驗所需的儀器設(shè)備及試劑。例如，在死活細(xì)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(xì)胞。在實際教學(xué)中由學(xué)生自主選擇其中一種方法，并依據(jù)實驗方法進(jìn)行儀器設(shè)備及試劑的選擇。這種邊實驗邊探討，實驗與思索、探討相結(jié)合的實驗教學(xué)方式摒棄了為實驗而實驗的思想，在突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位的同時，還可發(fā)揮學(xué)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(xué)相關(guān)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(xué)科研等實驗平臺的開放對本科生認(rèn)識本專業(yè)領(lǐng)域知識起著至關(guān)重要的作用。如細(xì)胞只能通過顯微鏡進(jìn)行觀察，其生命活動僅可依靠實驗技術(shù)加以展示。因此，為了避免對細(xì)胞的了解過于抽象，借助實驗儀器設(shè)備、試劑耗材對其進(jìn)行研究學(xué)習(xí)是學(xué)好細(xì)胞生物學(xué)課程的必備手段之一。在實驗教學(xué)過程中，允許學(xué)生在實驗教師的指導(dǎo)下，參與課程的前期準(zhǔn)備工作;同時，重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的重慶市生命科學(xué)實驗教學(xué)中心、重慶市高校生物活性物質(zhì)工程研究中心、重慶高校動物生物學(xué)重點實驗室等教學(xué)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(shè)備對本科生實行相對開放（即在專門負(fù)責(zé)教師的監(jiān)管下使用）。

3 多樣化教學(xué)手段

細(xì)胞生物學(xué)實驗課程是基礎(chǔ)生命科學(xué)領(lǐng)域本科生必修的一門基礎(chǔ)課程。在此過程中，既要培養(yǎng)學(xué)生快速掌握基本的實驗方法，又要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題的科學(xué)能力?，F(xiàn)代信息技術(shù)和多媒體技術(shù)已廣泛應(yīng)用于教學(xué)的各個領(lǐng)域和環(huán)節(jié)，如何通過在原有傳統(tǒng)教學(xué)模式中引入先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備和技術(shù)，以此加快學(xué)生對現(xiàn)代科學(xué)的認(rèn)識和理解速度，培養(yǎng)濃厚的科學(xué)研究的興趣則顯得尤為重要。

3.1 傳統(tǒng)教學(xué)方式特點

傳統(tǒng)教學(xué)是以書本為載體，以教師為中心，以教師講解和學(xué)生聽講與練習(xí)為主要活動方式的一種教學(xué)模式[4]。它有著不可或缺的優(yōu)點，如：教學(xué)成本較低、操作靈活自如、可以隨機(jī)應(yīng)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(fù)、回放教學(xué)內(nèi)容，單位時間信息容量偏少等不足。

3.2 現(xiàn)代化教學(xué)手段特點

現(xiàn)代化教學(xué)手段是利用多媒體、電視、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備及相關(guān)技術(shù)向?qū)W習(xí)者提供知識的教學(xué)手段。它具有直觀性、形象性、動態(tài)性、模擬性、重復(fù)性等優(yōu)點。也存在弊端，如備課費時費力、教學(xué)成本較高、操作比較機(jī)械、不能隨機(jī)生成、不便教師的臨場發(fā)揮、不利于教師教學(xué)基本功的提高和個人特長的展示;某種程度上限制了學(xué)生的想像空間，不利于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維，信息量過大、取舍不當(dāng)容易形成信息污染，影響教學(xué)效果;使用不當(dāng)會影響對教學(xué)內(nèi)容本身的學(xué)習(xí)和消化。

因此，將傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代化教學(xué)手段合理有效的結(jié)合起來的多樣化教學(xué)手段才是教學(xué)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(xué)生進(jìn)行考核，這樣可以從多方面和多層次了解學(xué)生對課程知識的掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生的實驗興趣、增強(qiáng)學(xué)生的實驗意識、提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?，從而達(dá)到最終的實驗?zāi)康?。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(xué)生預(yù)習(xí)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(jié)合平時實驗給學(xué)生提出一個具有一定相關(guān)性的綜合性實驗題目，讓其設(shè)計并完成;然后通過實驗的實驗設(shè)計方案和課堂上實驗技術(shù)的熟練、規(guī)范情況判斷學(xué)生對相關(guān)知識點的理解程度和實驗技術(shù)的掌握情況。

5 結(jié)語

在創(chuàng)新已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動力的當(dāng)代，大學(xué)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(xué)是一門實驗性起源的自然學(xué)科，為深入揭示該領(lǐng)域未知事物并使其不斷發(fā)展，必須要培養(yǎng)學(xué)生，特別是本科生的科學(xué)研究與創(chuàng)新能力。培養(yǎng)加強(qiáng)本科生的科研創(chuàng)新能力，可以增強(qiáng)其自身的競爭能力，同時，亦可不斷挖掘該領(lǐng)域可造福人類的更多事物，做到理論聯(lián)系實際。

參考文獻(xiàn)

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