“強基計劃”下生物學(xué)科在地方高校農(nóng)科生培養(yǎng)中的思考

李力

摘 要：當(dāng)前的農(nóng)業(yè)科學(xué)已經(jīng)不僅僅是種植、養(yǎng)殖業(yè)的農(nóng)業(yè)科學(xué)，以生物高新科技為主導(dǎo)的多學(xué)科綜合的新型農(nóng)業(yè)科學(xué)時代已經(jīng)來臨。但是由于農(nóng)業(yè)科學(xué)的獨特性及受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)觀念的影響，許多地方高校的農(nóng)科類本科生的科研應(yīng)用和創(chuàng)新能力普遍較低。在教育部提出的“強基計劃”要求下，文章強調(diào)農(nóng)科類本科教育中生物學(xué)科的重要性并對存在的主要問題進行了探討，旨在為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高科技人才培養(yǎng)提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)科學(xué);本科教育;生物學(xué)科;人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 收稿日期：2020-06-23 文章編號：1674-120X（2020）32-0055-02

隨著時代的發(fā)展，農(nóng)業(yè)應(yīng)用在動植物遺傳育種、種質(zhì)資源創(chuàng)新、生態(tài)環(huán)境、病蟲害防治等方面越來越離不開與生物高新科技的結(jié)合。以生物信息學(xué)、生物技術(shù)為代表的生物學(xué)已成為一門交叉性學(xué)科，綜合生命科學(xué)、計算機科學(xué)和信息處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的實踐作用，具有廣泛且不可忽視的應(yīng)用價值。2020年1月13日，教育部開展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點，簡稱“強基計劃”，印發(fā)了《教育部關(guān)于在部分高校開展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點工作的意見》，提出為了突出基礎(chǔ)學(xué)科的支撐引領(lǐng)作用，有關(guān)高校應(yīng)結(jié)合自身辦學(xué)特色，建立學(xué)科專業(yè)的動態(tài)調(diào)整機制。生物基礎(chǔ)學(xué)科作為“強基計劃”中的重要學(xué)科之一，在地方普通高校的教學(xué)改革方面刻不容緩。

一、農(nóng)科類本科教育中加強生物基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)的必要性

生物技術(shù)是當(dāng)今生命科學(xué)和自然科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一，生物技術(shù)水平的競爭將成為未來生命科學(xué)競爭的焦點之一。在中央教育部提出的“強基計劃”要求下，生物學(xué)在農(nóng)科類中的“強基”顯得分外重要。當(dāng)前的科研技術(shù)發(fā)展可謂突飛猛進，傳統(tǒng)的農(nóng)學(xué)早已從外在表征轉(zhuǎn)為內(nèi)在的分子機制，在高通量基因測序技術(shù)帶動下，大量的基因數(shù)據(jù)被獲取以解析生命的本質(zhì)與規(guī)律。而在這個過程中，生物科技扮演著不可或缺的角色。例如，在農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)方面，大量農(nóng)作物的基因組、遺傳圖譜、基因序列、基因組注釋存在于美國國立生物技術(shù)信息中心（ NCBI） 的生物信息數(shù)據(jù)庫中。掌握生物信息學(xué)的相關(guān)方法與分析技術(shù)，就可從海量的信息中獲取數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，從而指導(dǎo)后續(xù)的農(nóng)學(xué)研究與生產(chǎn)應(yīng)用。生物信息學(xué)在作物物種鑒定、親緣關(guān)系分析、種群遺傳分析以及作物特性相關(guān)性分析中已得到廣泛的應(yīng)用。大數(shù)據(jù)時代下的農(nóng)學(xué)類研究具有數(shù)據(jù)龐大且種類多的特點，由于高通量技術(shù)的發(fā)展，基因測序的成本大幅下降，全球幾乎每周都有新的作物信息不斷地積累，除了基因信息外，還有源源不斷的轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組、表型組、相互作用組等大量數(shù)據(jù)信息。在這些信息中存在大量高價值的數(shù)據(jù)，若能夠利用生物技術(shù)挖掘出這些不菲的價值，必將走在領(lǐng)域的前端。不了解生物信息，不懂使用生物軟件，終歸會面臨信息落后、科研手段陳舊的尷尬局面。尤其是應(yīng)用型本科院校，若生物基礎(chǔ)教學(xué)不完善，會使畢業(yè)生在未來的學(xué)習(xí)工作中處于被動狀態(tài)。

“強基計劃”的目的就是培養(yǎng)具備豐富專業(yè)知識和原始創(chuàng)新能力的綜合型、復(fù)合型、通用型人才。在新時期，要想解決當(dāng)今農(nóng)業(yè)面臨的一切問題和困難，就需要對傳統(tǒng)教育進行有益的補充。農(nóng)科類應(yīng)用人才的培養(yǎng)更要適應(yīng)當(dāng)今潮流的新型教育教學(xué)模式，更好地適應(yīng)新時代國內(nèi)外農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，把農(nóng)科教學(xué)進一步推向素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育，為培養(yǎng)新型農(nóng)科創(chuàng)新人才打下堅實的基礎(chǔ)，因此生物技術(shù)等方面的基礎(chǔ)教育的鞏固與加強必不可少。

二、現(xiàn)階段農(nóng)科類生物基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題與思考

盡管生物學(xué)相關(guān)課程在許多本科院校中已被列入教學(xué)計劃，但是由于種種原因，一些普通地方高校的教學(xué)中仍存在問題。許多高校仍局限于傳統(tǒng)的教學(xué)，這顯然跟不上時代的發(fā)展步伐?，F(xiàn)階段生物基礎(chǔ)教學(xué)表現(xiàn)出的問題主要有：

（一）對現(xiàn)階段背景下的生物科技創(chuàng)新應(yīng)用認(rèn)識不足

許多地方應(yīng)用型普通高校的任課教師擁有豐富的農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)知識，田間試驗教學(xué)等方面經(jīng)驗豐富，但對科技時代下的生物分子機制認(rèn)識不足，對生物科技發(fā)展趨勢也了解不多，因此對應(yīng)用型農(nóng)科類人才局限于傳統(tǒng)的理論知識與實踐方法的傳授，缺乏科技創(chuàng)新。新時代的農(nóng)業(yè)生物應(yīng)用不僅要求教師具有較強的農(nóng)業(yè)知識，而且要求教師具備生物學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機的知識。在這種情況下，為了完成生物學(xué)課程教學(xué)任務(wù)，教師僅僅在教學(xué)中進行介紹性講解，課程考試采用綜述和田間試驗等方式完成，會影響學(xué)生對生物高科技的理解以及生物分子機制等基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。

新時期生物學(xué)科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求對“應(yīng)用”的理解提升層次。高校的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)是培養(yǎng)具備生物知識體系的人才，向社會輸送的應(yīng)該更多的是科技型應(yīng)用人才，而不是簡單的應(yīng)用操作者。一流的高校培養(yǎng)的人才應(yīng)具備科技創(chuàng)新的能力。不懂得使用高新生物科技，在未來終會被淘汰。

“強基計劃”給教師帶來了壓力，也帶來了機會。高校在引進人才的同時，應(yīng)注重教師能力與意識的提高。傳統(tǒng)的教學(xué)方式和方法遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段生物學(xué)教學(xué)的需要。教師只有關(guān)注生物學(xué)發(fā)展的趨勢，平時多看相關(guān)領(lǐng)域的成果展示，及時提升自身水平，才能跟上時代的腳步。教師教學(xué)水平的高低直接影響著教學(xué)效果，高校在這方面應(yīng)進行全方位、多層次的研究，讓教師多走出去了解前沿領(lǐng)域的發(fā)展，給教師提供更多學(xué)習(xí)和進修的機會，幫助其提高理論水平與業(yè)務(wù)能力，同時經(jīng)常邀請相關(guān)專業(yè)的專家來校座談，對教師進行“再培養(yǎng)”。通過“送出去請進來”的方式增強師資力量。同時，地方高校應(yīng)加強與外部的協(xié)作，在科研方面關(guān)注最新研究進展，開拓創(chuàng)新，從而進一步提高教師的意識與科研水平。

（二）沒有合適的生物學(xué)教材

目前生物學(xué)涉及的范圍十分廣泛，在不同研究領(lǐng)域、研究方向、研究內(nèi)容中的應(yīng)用范圍與程度各不相同。生物學(xué)的教材五花八門，涉及的內(nèi)容與重點也是各有千秋，但是大部分的教材都側(cè)重于醫(yī)學(xué)等生命科學(xué)，針對農(nóng)學(xué)類的比較少。因此，高校尤其是應(yīng)用型高校的農(nóng)學(xué)類教材更應(yīng)該結(jié)合自身的特點，加強特色專業(yè)的建設(shè)。

同時，當(dāng)前生物學(xué)教材中有的專業(yè)性太強，不適合一般農(nóng)科類專業(yè)的本科生學(xué)習(xí)，有的過于陳舊，無法滿足新時代的教學(xué)需要。因此，根據(jù)各院校專業(yè)建設(shè)需要及學(xué)生水平來編寫合適的教材顯得尤為重要。例如，筆者通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，組織學(xué)生收集時下最為實用的生物信息軟件，參與簡明軟件使用手冊匯編。從學(xué)生參與的整個過程中可以直接觀察出哪些生物信息軟件是他們難以消化的，哪些是通過自學(xué)即可掌握的。由此，通過教材的分級分類，難易結(jié)合，并附上學(xué)生參編過程中的具體學(xué)習(xí)方法實例，最終形成從易到難的章節(jié)梯度，編成可因材施教的教材。

（三）缺乏有效的科研實踐性操練

當(dāng)前農(nóng)科類本科高校一般要求大學(xué)三年級進入實驗室。由于課程安排及校園活動等因素，學(xué)生進入實驗室的有效時間往往不足，只能配合指導(dǎo)教師做一些簡單的作物內(nèi)含成分提取分析，對高新生物技術(shù)缺乏理解和實踐性的操練。因此，在“強基計劃”背景下，高校應(yīng)合理地調(diào)整相關(guān)教學(xué)安排，筆者建議：大學(xué)一年級讓學(xué)生完成大部分基礎(chǔ)理論知識課程學(xué)習(xí)，大學(xué)二年級讓學(xué)生選擇導(dǎo)師進入實驗室了解基礎(chǔ)操作，大學(xué)三年級讓學(xué)生開始畢業(yè)論文設(shè)計進入實踐操練，大學(xué)四年級讓學(xué)生完成論文，考研或者參加工作。這樣學(xué)生才有可能利用有限的本科四年完成與下一階段的銜接。

在學(xué)生實踐操練的過程中，高校教師應(yīng)以“授之以魚，不如授之以漁”為目標(biāo)，避免“填鴨式”的教學(xué)，不要只教過程、不講關(guān)鍵點。尤其是生物分子機制方面，許多知識比較抽象，植物組織等在顯微鏡下可以觀察，而DNA/RNA卻是看不見摸不著的。例如，在教學(xué)PCR的過程中，并不是簡單地將操作方法教給學(xué)生，讓學(xué)生熟悉各成分按比例添加就可以的。教師應(yīng)采用多種方式，比如通過網(wǎng)絡(luò)動畫等形象化的教學(xué)讓學(xué)生進一步理解和掌握基本概念和基本操作方法。這樣學(xué)生才可以比較具體地理解整個DNA鏈擴增的原理與過程，也才可以注意到實驗操作過程中哪些是可能影響結(jié)果的因素。同時，教師還應(yīng)結(jié)合實踐應(yīng)用拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，強調(diào)所學(xué)的實踐操練目前主要應(yīng)用在哪些方面，哪些方面還需要進一步完善，哪些未解現(xiàn)象需要未來去攻克。

（四）生物類專業(yè)課程內(nèi)容與教學(xué)重復(fù)

有些地方高校的生物學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)置存在內(nèi)容重復(fù)的情況，比如植物生理生化、植物生理、植物化學(xué)等，因此應(yīng)用型高校應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M行課程設(shè)置調(diào)整，有選擇性地進行主次分明的課程設(shè)置，避免課程內(nèi)容重復(fù)。哪些課程可以取消，哪些課程需要增設(shè)，應(yīng)結(jié)合時代與高校自身的專業(yè)特點確定。同時，教師在教學(xué)時也應(yīng)根據(jù)專業(yè)特點與學(xué)生的實際情況有選擇性地進行教學(xué)，明確“教”與“不教”的范疇。如果是學(xué)生自學(xué)便能了解并掌握的知識點，就不必要反復(fù)教學(xué)，可以選擇“不教”;并將那些處于前沿領(lǐng)域，學(xué)生暫時無法接觸或者接觸到但難以學(xué)會的知識點作為重點進行教學(xué)。這要求教師及時了解本專業(yè)的學(xué)科發(fā)展動態(tài)，了解最新研究進展，及時更新教學(xué)內(nèi)容。21世紀(jì)的今天，農(nóng)業(yè)已經(jīng)進入信息化、精準(zhǔn)化、智能化階段，農(nóng)科類的教學(xué)也應(yīng)與時俱進、緊跟前沿，避免因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與教學(xué)不匹配所帶來的詬病。

三、結(jié)語

在經(jīng)濟全球化和知識經(jīng)濟體系下，我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)早已由傳統(tǒng)的數(shù)量型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楦弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)結(jié)余資源與安全為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。高新技術(shù)為主的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正在蓬勃發(fā)展，社會對農(nóng)業(yè)人才的需求也發(fā)生了巨大變化。這就對高等院校提出了新要求，如何建立一套適應(yīng)社會發(fā)展的人才培養(yǎng)體系是高校急需解決的問題，其中生物基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)升級的必要性、緊迫性不容置疑。高校只有與時俱進，積極培養(yǎng)創(chuàng)新性高科技應(yīng)用型人才，才能適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。

參考文獻：

[1]鐘 揚，張 亮，趙 瓊.簡明生物信息學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]蕭良濤.生物信息學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[3]王祿山，高培基.生物信息學(xué)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[4]梁 琛，張建海.農(nóng)科類生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題及對策[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2010，30（5）：136-138.

[5]李長春，戴余軍，李國元，等.地方高校農(nóng)科類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)探析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2019，32（7）：154-157.

[6]呂小艷，張正淳，藍(lán) 陶，等.提升地方高校農(nóng)科專業(yè)協(xié)同育人成效的路徑探索[J].高教學(xué)刊，2018（16）：67-70.