科研興趣小組在本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)中的應(yīng)用

繆國鵬 韓娟 劉海濤 劉玲 王鵬

摘 要：目前，應(yīng)用型生物制藥本科人才培養(yǎng)過程中，需要學(xué)生具備一定的科研創(chuàng)新能力。然而，現(xiàn)有教學(xué)模式普遍存在一些不足，如難以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)呆板、缺乏創(chuàng)造力等。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出一種基于項(xiàng)目的科研興趣小組培養(yǎng)模式，在該模式下，學(xué)生可以以興趣和項(xiàng)目任務(wù)為推動，主動學(xué)習(xí)、積極合作，在理論知識和實(shí)踐能力上均有大幅提升。本研究提出的教學(xué)模式可以為生物以及其他理工科專業(yè)的課程教學(xué)改革提供有益參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：科研創(chuàng)新小組;本科生;生物制藥;創(chuàng)新實(shí)踐能力

中圖分類號：G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-2596（2019）02-0150-03

醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，與人民群眾的生命健康和生活質(zhì)量等切身利益密切相關(guān)。生物技術(shù)成果與微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、藥學(xué)等相關(guān)科學(xué)的原理和方法結(jié)合形成了生物制藥這一醫(yī)藥行業(yè)的重要子行業(yè)[1]。近年來，全球生物制藥產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)規(guī)模發(fā)展快速化，技術(shù)精準(zhǔn)化，分布集群化，政策布局密集化的特點(diǎn)，我國的生物制藥產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了新一輪快速發(fā)展期。

隨著經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步以及生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要，國內(nèi)較多普通高等本科院校都逐漸調(diào)整了生物制藥專業(yè)布局，擴(kuò)大了招生規(guī)模，加大專業(yè)發(fā)展的投入，為社會培養(yǎng)出一大批生物制藥專業(yè)人才。但是，不可否認(rèn)的是，由于辦學(xué)時間短、人才培養(yǎng)定位模糊、培養(yǎng)方式雷同等原因，導(dǎo)致培養(yǎng)出的人才大多集中剛在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，而從事應(yīng)用型研究，尤其是復(fù)合型創(chuàng)新性人才相對缺乏。面對這種形勢，高等學(xué)校尤其是綜合型大學(xué)需要不斷轉(zhuǎn)變教育思想，改革人才培養(yǎng)模式，促進(jìn)高等教育適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，以滿足對高層次、創(chuàng)新型生物制藥人才的需求[2-3]。

1998年，美國卡內(nèi)基教學(xué)促進(jìn)基金會發(fā)表了《重建本科教育，美國研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖》的博耶報告，報告指出：研究型大學(xué)需要改變傳統(tǒng)的知識傳遞教學(xué)方式，提倡以探究為基礎(chǔ)的研究性學(xué)習(xí)，特別對本科生要進(jìn)行科研訓(xùn)練，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才[4-5]。而基于項(xiàng)目的教學(xué)是一種以實(shí)踐為導(dǎo)向、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)方法，是教學(xué)模式的一個大膽嘗試與創(chuàng)新。它從課程發(fā)展變化的實(shí)際需要出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，選擇典型的科研實(shí)踐項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容，通過師生共同實(shí)施項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)活動。這種教學(xué)方法在項(xiàng)目任務(wù)完成過程中，能使學(xué)生積極地通過持續(xù)探究、團(tuán)隊(duì)協(xié)作參與學(xué)習(xí)，自覺地進(jìn)行知識建構(gòu)，是一種具有全新教學(xué)理念的教學(xué)模式[6]。

淮南師范學(xué)院生物制藥專業(yè)2015年獲準(zhǔn)招生，至今已招收四屆學(xué)生，尚無畢業(yè)生。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在學(xué)習(xí)積極性不高，創(chuàng)新能力不足等問題。基于這一現(xiàn)狀，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)擬通過實(shí)施基于項(xiàng)目的新型教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計一系列具體的研究項(xiàng)目，制定出詳細(xì)的、可行的實(shí)驗(yàn)方案，并加以實(shí)施驗(yàn)證。本教學(xué)模式可以為探索生物制藥專業(yè)創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供新方法，為生物制藥專業(yè)課程的教學(xué)改革提供參考和借鑒。

一、教學(xué)改革內(nèi)容

（一）構(gòu)建新型課程體系

本著增強(qiáng)創(chuàng)新能力、提高綜合素質(zhì)的基本原則，本次教學(xué)改革將開設(shè)一門理論與實(shí)踐結(jié)合、學(xué)科交叉融合的新型課程，其課程內(nèi)容應(yīng)符合專業(yè)發(fā)展趨勢以及社會需求。

（二）基于生物制藥項(xiàng)目的科研興趣小組建立

以重組蛋白質(zhì)藥物、微生物活性物質(zhì)、新型生物反應(yīng)器等為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生建立科研興趣小組，在教師的指導(dǎo)下，完成相關(guān)生物藥物的生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量保證等方面的研究、設(shè)計和開發(fā)。

二、教學(xué)設(shè)計

（一）基于項(xiàng)目的選修課程

本教研項(xiàng)目以一門選修課程的形式加以實(shí)施，課程分為18個理論學(xué)時和18個實(shí)驗(yàn)學(xué)時。課程學(xué)習(xí)采取“翻轉(zhuǎn)課堂”的方式，即課下自學(xué)+課堂探究+課堂訓(xùn)練[7]。每周由一名教師授課2學(xué)時，一學(xué)期（共18周）完成授課。授課內(nèi)容涉及生物技術(shù)制藥、微生物學(xué)、細(xì)胞工程、機(jī)械設(shè)計和藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理等內(nèi)容，具體課程內(nèi)容與安排見表1。

（二）項(xiàng)目實(shí)施

基于項(xiàng)目的選修課程操作程序，主要由四個步驟組成：項(xiàng)目選定、方案制定、項(xiàng)目實(shí)施、成果評價，具體流程見圖1。

為完成課程教學(xué)及對學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價，特制定以下具體實(shí)施方案：

（1）課前與課后學(xué)生自學(xué)要求：學(xué)生方面：要求預(yù)習(xí)、自學(xué)完成教師布置的課前學(xué)習(xí)任務(wù)。做自學(xué)知識筆記，同時留下側(cè)邊欄空白，以作為課上問題討論的結(jié)果記錄。整本課程筆記的記錄情況將作為課程考核的重點(diǎn)之一。教師方面：課前給科研小組制定自身授課層面的學(xué)習(xí)任務(wù)，即針對本課程本次課的知識點(diǎn)，提出自學(xué)任務(wù)和所要求達(dá)到的自學(xué)效果。

（2）課堂要求：根據(jù)課前布置任務(wù)和學(xué)生自學(xué)情況，首先采取提問、交流、討論等形式檢測學(xué)生理論學(xué)習(xí)效果。然后，教師根據(jù)討論情況，再全面系統(tǒng)的與學(xué)生交流討論本知識點(diǎn)，在講解過程中結(jié)合安排的科研項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐動手，帶領(lǐng)學(xué)生邊講邊做，學(xué)中做，做中學(xué)，其中重要知識采用視頻記錄，留給學(xué)生課后復(fù)習(xí)。最后，進(jìn)行本階段知識點(diǎn)實(shí)踐考核，并記錄登記在冊作為過程考核之一。

在理論課程學(xué)習(xí)階段，由于課程內(nèi)容與項(xiàng)目有關(guān)聯(lián)，因而教學(xué)目標(biāo)又細(xì)分在每位指導(dǎo)教師的授課內(nèi)容中。學(xué)生每學(xué)習(xí)一個項(xiàng)目，便需要達(dá)到這部分理論知識的目標(biāo)，即生物技術(shù)制藥、微生物學(xué)、細(xì)胞工程、機(jī)械設(shè)計和藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理的知識目標(biāo)。

（3）以學(xué)生為主體的項(xiàng)目實(shí)施：通過理論學(xué)習(xí)與示范操作，學(xué)生在接下來的一年半的時間內(nèi)完成項(xiàng)目。期間，學(xué)生通過自身學(xué)習(xí)、赴企業(yè)調(diào)研等方式，在授課教師的指導(dǎo)下完成擬定的項(xiàng)目內(nèi)容。每個月，指導(dǎo)教師組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)展討論會（Seminar），針對項(xiàng)目實(shí)施中的問題進(jìn)行指導(dǎo)與解答，對項(xiàng)目進(jìn)展進(jìn)行評價與考核。項(xiàng)目考核由幾位指導(dǎo)教師依據(jù)學(xué)習(xí)效果、產(chǎn)品完成情況、創(chuàng)新點(diǎn)等共同為科研小組打分。最終成績由“課程筆記”記錄情況（20%）、課上知識點(diǎn)實(shí)踐考核（30%）、項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)展（20%）與最終的指導(dǎo)教師評分（30%）組成。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生應(yīng)在所學(xué)理論的基礎(chǔ)上，鍛煉動手實(shí)踐的能力。每一步進(jìn)展背后既需要理論支持，又需要動腦思考、隨時解決新出現(xiàn)的問題。項(xiàng)目下的教學(xué)，鍛煉的是學(xué)生提出問題和解決問題的能力，而不能是簡單的實(shí)驗(yàn)報告式的技能培訓(xùn)。正因如此，這一部分的教學(xué)考核較難清晰地定義，需由指導(dǎo)教師們在具體實(shí)際情況下共同裁定，這也是我們設(shè)置教師評分占比30%，而項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)展占比僅為20%的原因。

三、項(xiàng)目實(shí)施過程與結(jié)果

為初步探索這一教學(xué)改革模式的效果，首次招收學(xué)生20人，分為5組。選修該課程的學(xué)生主要為大學(xué)二年級和三年級的學(xué)生，其中生物制藥專業(yè)學(xué)生14人，生物工程和生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生6人。按照教學(xué)流程，首先進(jìn)行了項(xiàng)目題目的擬定（表2）。項(xiàng)目內(nèi)容涵蓋基因重組蛋白質(zhì)藥物、活性微生物、新型宿主與新型反應(yīng)器。學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目自行查閱相關(guān)資料，并在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計與實(shí)施。授課階段，學(xué)生對理論知識和實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行記錄，形成筆記;每月舉行的Seminar上，小組組員派出代表對該階段項(xiàng)目進(jìn)展進(jìn)行匯報。

經(jīng)過為期一年的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，幾個小組均在自己的項(xiàng)目中有所進(jìn)展。例如，1組成功獲得轉(zhuǎn)基因細(xì)胞、2組將生菜的重組蛋白表達(dá)效率進(jìn)行了提升、3組發(fā)現(xiàn)抗病西紅柿有內(nèi)生微生物“幫手”等等。這種基于項(xiàng)目的教學(xué)模式使學(xué)生盡快擺脫了初、高中的應(yīng)試思維，進(jìn)入一個自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)造的新境界。以項(xiàng)目形式的教學(xué)，使學(xué)生得以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)同時進(jìn)行，實(shí)踐考核結(jié)果顯示，學(xué)習(xí)效果大幅提升。尤為可貴的是，本教學(xué)研究項(xiàng)目的順利實(shí)施產(chǎn)生了具有知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)或產(chǎn)品，使本專業(yè)的建設(shè)成果具有社會和經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了大學(xué)服務(wù)社會、服務(wù)地方的職能。

四、結(jié)語

基于項(xiàng)目的教學(xué)模式以專門領(lǐng)域?qū)I(yè)教師進(jìn)行科研興趣小組的建設(shè)，設(shè)立課程項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計一系列相關(guān)的研究項(xiàng)目，制定出詳細(xì)的、可行的實(shí)驗(yàn)方案，并動手實(shí)施驗(yàn)證。與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，學(xué)生的思考能力、動手能力、實(shí)踐能力有了很大提升，與我?！芭囵B(yǎng)應(yīng)用型人才”的辦學(xué)目標(biāo)相符，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以及解決實(shí)際問題的能力。

然而，由于學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，部分選題是指導(dǎo)老師擬定的。希望后續(xù)在項(xiàng)目實(shí)施前期，可加入一些有趣的生物學(xué)或藥學(xué)相關(guān)的實(shí)地走訪、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研模塊，引發(fā)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題并提出研究方向。

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（責(zé)任編輯 王文江）