學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)下生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的探索

熊光華　廖信軍　曹子崗　陸輝強(qiáng)

[摘 要] 生物科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力顯得尤其重要。學(xué)科競(jìng)賽可以有效擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)相關(guān)問題的發(fā)現(xiàn)與探索，同時(shí)還能提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。井岡山大學(xué)發(fā)育生物學(xué)研究中心以學(xué)科競(jìng)賽為契機(jī)，通過指導(dǎo)生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生結(jié)合課堂理論知識(shí)開展一系列豐富多樣的生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。實(shí)踐表明，通過以賽促教、以賽促學(xué)，可以有效提升大學(xué)生的科研能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時(shí)還能推動(dòng)教師進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，達(dá)到高校高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] 學(xué)科競(jìng)賽;生物科學(xué);創(chuàng)新實(shí)踐;人才培養(yǎng)模式

[作者簡(jiǎn)介] 熊光華（1986—），男，江西九江人，博士，井岡山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授（通信作者），主要從事分子生物學(xué)研究;廖信軍（1978—），男，江西吉安人，博士，井岡山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事遺傳學(xué)研究;陸輝強(qiáng)（1983—），男，江西撫州人，博士，井岡山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，主要從事發(fā)育生物學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G420? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）12-0113-04? ? [收稿日期] 2020-06-12

隨著現(xiàn)代生物科學(xué)的飛速發(fā)展，如何提高生物科學(xué)專業(yè)人才的創(chuàng)新能力是生物學(xué)教育工作者目前遇到的主要難題[1]。學(xué)科競(jìng)賽是指在緊密結(jié)合課堂教學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過完成參賽項(xiàng)目來發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，同時(shí)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[2]。近年來，教育部、省教育廳和各高校都非常重視大學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，筆者2019年指導(dǎo)我院學(xué)生組成的4支隊(duì)伍分別參加了“第四屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“第三屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽”和“第十六屆全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽”（挑戰(zhàn)杯），總共獲得了3項(xiàng)一等獎(jiǎng)、1項(xiàng)二等獎(jiǎng)和4項(xiàng)三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。實(shí)踐證明，學(xué)科競(jìng)賽為提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力提供了有效的方法和手段，同時(shí)青年教師在系統(tǒng)指導(dǎo)學(xué)生參賽的過程中不斷發(fā)現(xiàn)自身在教學(xué)中存在的問題，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段[3]。本文將以學(xué)科競(jìng)賽為切入點(diǎn)，系統(tǒng)總結(jié)了學(xué)科競(jìng)賽在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力大學(xué)生過程中發(fā)揮的作用，同時(shí)對(duì)存在的問題進(jìn)行了梳理分析和探討。

一、生物科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

生物科學(xué)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)方面的基本理論、基本知識(shí)、科學(xué)思維和科研訓(xùn)練，進(jìn)而具有較好的科學(xué)素養(yǎng)和初步的教學(xué)研究能力[4]。實(shí)踐教學(xué)在生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用，然而在眾多地方高校中普遍存在著重視理論教學(xué)輕視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀[5]。例如很多院校在課程設(shè)置方面不夠合理，對(duì)理論知識(shí)過分重視，而實(shí)踐訓(xùn)練卻遭到忽視;許多實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容陳舊且以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，而學(xué)科交叉方面的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)安排較少，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了阻礙作用[6]。因此，加大實(shí)踐教學(xué)的力度是當(dāng)前生物科學(xué)專業(yè)教育改革發(fā)展的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

針對(duì)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，需要結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽來實(shí)現(xiàn)以賽促教的目的。學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力的有效途徑之一[7]。通過學(xué)科競(jìng)賽可以顯著提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也可以將學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣充分激發(fā)出來，促使其實(shí)踐動(dòng)手能力得到明顯改善，進(jìn)而在學(xué)科競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)，達(dá)到學(xué)科競(jìng)賽與專業(yè)實(shí)踐教學(xué)同步協(xié)調(diào)發(fā)展的目的[8]。

二、學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)大學(xué)生科研實(shí)踐能力的探索

近年來，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)逐漸意識(shí)到學(xué)科競(jìng)賽在培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力中所起到的重要作用，通過廣泛動(dòng)員全校師生積極參加比賽，學(xué)科競(jìng)賽已經(jīng)在我校蔚然成風(fēng)[9]。同時(shí)，學(xué)校教務(wù)處也發(fā)布了《井岡山大學(xué)學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理辦法》，指出學(xué)科競(jìng)賽經(jīng)費(fèi)由學(xué)校承擔(dān)。同時(shí)對(duì)獲獎(jiǎng)的參賽學(xué)生，根據(jù)競(jìng)賽類別、獲獎(jiǎng)等級(jí)的不同，給予相應(yīng)的第二課堂學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)。該辦法有效保障了指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生的多項(xiàng)權(quán)益。

（一）宣傳動(dòng)員，營(yíng)造競(jìng)賽氛圍

為了將濃厚的學(xué)科競(jìng)賽氛圍營(yíng)造出來，校團(tuán)委和學(xué)生會(huì)通過學(xué)院公眾號(hào)和科技活動(dòng)節(jié)等多種形式，大力宣傳生命科學(xué)相關(guān)的競(jìng)賽活動(dòng)，促使學(xué)生對(duì)各項(xiàng)賽事深入了解，將學(xué)生參與實(shí)踐鍛煉和學(xué)科競(jìng)賽的興趣充分調(diào)動(dòng)起來。另外，由發(fā)育研究中心組織的內(nèi)部學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)由于舉辦相對(duì)容易、覆蓋面廣等眾多優(yōu)點(diǎn)而倍受大家青睞。我中心的競(jìng)賽體系主要包括三個(gè)層次：其一是為掌握生物科學(xué)綜合知識(shí)為目的開展的“生命科學(xué)知識(shí)競(jìng)賽”，參賽對(duì)象主要為在校的大一和大二年級(jí)學(xué)生;其二是以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力為目的開展的“實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽”，參賽對(duì)象主要為學(xué)院的所有學(xué)生;其三是以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力為目的“探索和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽”，參賽對(duì)象為大三以上高年級(jí)學(xué)生。通過以上三個(gè)層次的競(jìng)賽由淺入深，從基礎(chǔ)到綜合再上升到創(chuàng)新能力培養(yǎng)，顯著提高了我院生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的科研實(shí)踐能力。

（二）學(xué)生選拔與競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)形成

為了更好地培養(yǎng)學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，我校生命科學(xué)學(xué)院大力推行大學(xué)生科研導(dǎo)師制。學(xué)生通過參與導(dǎo)師課題的研究工作，既拓展了專業(yè)視野，又提高了動(dòng)手能力和科研素質(zhì)。每年大一新生入學(xué)一個(gè)月左右，生物科學(xué)專業(yè)負(fù)責(zé)人就會(huì)邀請(qǐng)各主要任課老師對(duì)大一學(xué)生進(jìn)行專業(yè)教育。同學(xué)們可以根據(jù)自己的興趣與相關(guān)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人溝通后，申請(qǐng)加入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室開展科學(xué)研究。筆者所在科研平臺(tái)是發(fā)育生物學(xué)研究中心，也是同學(xué)們較為感興趣的實(shí)驗(yàn)室之一，每年都有超過10名同學(xué)申請(qǐng)加入。實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人根據(jù)同學(xué)們的申請(qǐng)情況，逐一安排面試，通過人員則進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室輔助高年級(jí)同學(xué)開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。通過近兩個(gè)月的適應(yīng)性訓(xùn)練，逐步淘汰不合格人員后，選擇優(yōu)秀人員擔(dān)任組長(zhǎng)，同時(shí)配備3～4名組員組成團(tuán)隊(duì)，其中至少有一個(gè)成員是低年級(jí)同學(xué)，這樣可以組成有效梯隊(duì)。經(jīng)過一年左右時(shí)間的培養(yǎng)，最終組成2～3個(gè)團(tuán)隊(duì)，每團(tuán)隊(duì)4～5人的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練隊(duì)伍。通過這種選拔方式可以有效選拔出對(duì)發(fā)育生物學(xué)和分子生物學(xué)有強(qiáng)烈好奇心和進(jìn)取心的同學(xué)，這對(duì)團(tuán)隊(duì)的組建至關(guān)重要，為后續(xù)學(xué)科競(jìng)賽的開展提供了重要的人員保證。另外，發(fā)育生物學(xué)研究中心擁有良好的教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)江西省器官發(fā)育生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江西省斑馬魚模型與藥物篩選工程實(shí)驗(yàn)室等實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，均可為競(jìng)賽的實(shí)施提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。此外研究中心的儀器設(shè)備和場(chǎng)所在保證正常教學(xué)的前提下，最大限度地向?qū)W生開放，鼓勵(lì)教師和學(xué)生一起參與科研和參加學(xué)科競(jìng)賽。

（三）開展學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)，提升學(xué)科競(jìng)賽水平

針對(duì)不同學(xué)科競(jìng)賽的特點(diǎn)，組建相對(duì)穩(wěn)定的具有較高專業(yè)水平及豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)是在競(jìng)賽中取得好成績(jī)的關(guān)鍵，同時(shí)也是將競(jìng)賽與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)有效結(jié)合的重要保障。指導(dǎo)老師不僅需要較強(qiáng)的科研水平，同時(shí)需要熟悉各類學(xué)科競(jìng)賽的規(guī)則，而且熱心于學(xué)生競(jìng)賽的指導(dǎo)，特別注重對(duì)學(xué)生科研素養(yǎng)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。指導(dǎo)教師根據(jù)選定人員的特長(zhǎng)，提供2～3個(gè)選題和研究方向供每個(gè)競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)選擇。對(duì)思維縝密、邏輯性強(qiáng)的同學(xué)，我們提供有一定深度的科研訓(xùn)練主題;對(duì)動(dòng)手能力強(qiáng)但邏輯思維稍弱的同學(xué)，我們提供新型實(shí)用的改造項(xiàng)目供其選擇。根據(jù)選定的主題，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人安排團(tuán)隊(duì)成員分工查閱相關(guān)資料，撰寫主題相關(guān)綜述。通過申請(qǐng)書和綜述的撰寫，使團(tuán)隊(duì)成員對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的研究進(jìn)展有了系統(tǒng)的把握，為實(shí)驗(yàn)開展奠定了基礎(chǔ)。每個(gè)團(tuán)隊(duì)由團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人牽頭制定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，經(jīng)指導(dǎo)教師修改完善后開始實(shí)施，同時(shí)每天將實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)結(jié)果交指導(dǎo)教師審查后修改完善。全部實(shí)驗(yàn)室成員針對(duì)某一團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展和問題進(jìn)行詳細(xì)的討論，解決遇到的疑難問題。同時(shí)，研究中心組織相關(guān)教師組建決賽預(yù)評(píng)審小組，利用課余時(shí)間模擬決賽現(xiàn)場(chǎng)，入圍決賽的參賽選手進(jìn)行PPT展示和項(xiàng)目匯報(bào)，評(píng)審教師對(duì)參賽作品進(jìn)行評(píng)價(jià)、提問和總結(jié)。指導(dǎo)教師與答辯選手之間對(duì)匯報(bào)內(nèi)容可以展開充分討論與研究分析，多位教師對(duì)參賽團(tuán)隊(duì)進(jìn)行專業(yè)的集中性指導(dǎo)，一方面使參賽選手系統(tǒng)掌握和熟練運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，另一方面讓參賽選手更加熟練地掌握答辯技巧，提高參賽作品的質(zhì)量。

（四）學(xué)科競(jìng)賽成果取得顯著成效

2019年，我中心組織學(xué)生分別參加了“第四屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“第三屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽”和“第十六屆全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽”（挑戰(zhàn)杯）等3項(xiàng)國(guó)家級(jí)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，參賽總?cè)藬?shù)達(dá)50余人次，共獲得國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲得省級(jí)三等獎(jiǎng)3項(xiàng)和優(yōu)勝獎(jiǎng)1項(xiàng)，競(jìng)賽成績(jī)?cè)谑?nèi)地方高校中名列前茅。學(xué)院無論是參與學(xué)科競(jìng)賽的項(xiàng)目數(shù)和學(xué)生人數(shù)，還是獲獎(jiǎng)的等級(jí)與數(shù)量，較往年都有了大幅度提高。另外，在第二屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽中，筆者指導(dǎo)的參賽隊(duì)伍經(jīng)江西省賽區(qū)初賽和決賽后也獲得了優(yōu)勝獎(jiǎng)，基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。實(shí)踐證明，雖然不是所有的競(jìng)賽參與者都能獲獎(jiǎng)，但每一位參賽選手通過學(xué)科競(jìng)賽都有不同的心得體會(huì)和收獲。這種基于鼓勵(lì)和支持學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽的教學(xué)輔助模式，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力、科技論文寫作、現(xiàn)場(chǎng)答辯能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等綜合素質(zhì)方面都有很大的促進(jìn)作用。另外，通過學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)的多名學(xué)生利用競(jìng)賽項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)形成了一系列的科研成果，其中有數(shù)位同學(xué)以共同第一作者或主要參與作者身份在SCI源刊如Fish and shellfish immunology、Chemosphere、Environmental pollution，Aquatic Toxicology等雜志上發(fā)表了10余篇高水平的學(xué)術(shù)論文。此外，近年來參與學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生中有數(shù)名同學(xué)已經(jīng)進(jìn)入各大科研院校中攻讀碩士研究生學(xué)位，并受到了接收院校的一致好評(píng)。

（五）以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)科研教學(xué)，推動(dòng)教師教研水平進(jìn)步

學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)的開展，主要是對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力、問題解決能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力等進(jìn)行考核，其可以大力培養(yǎng)學(xué)生的信息捕獲能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)[ 10 ]。同時(shí)，通過學(xué)科競(jìng)賽成績(jī)，也可以將教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容的合理性反映出來，及時(shí)將教學(xué)當(dāng)中的問題找出來，進(jìn)而采取更有針對(duì)性的改革策略[ 11 ]。教師通過帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)行競(jìng)賽和科研訓(xùn)練，不僅拓寬了教學(xué)和科研思路，同時(shí)也提高了教學(xué)效果和科研水平。生物科學(xué)專業(yè)有較多枯燥無味的理論知識(shí)，看不見，摸不著，理解困難。通過學(xué)科競(jìng)賽的科研訓(xùn)練，同學(xué)們對(duì)晦澀難懂的理論知識(shí)有了感性認(rèn)知，理解和記憶更加容易，學(xué)習(xí)積極性得到提升，教學(xué)效率得到增強(qiáng)。經(jīng)過學(xué)科競(jìng)賽期間的科研訓(xùn)練，本科生在三年級(jí)時(shí)就達(dá)到準(zhǔn)研究生水平，可以協(xié)助導(dǎo)師完成部分科研任務(wù)，幫助教師提升科研成果，促進(jìn)了教師的科研進(jìn)步[ 12 ]。

三、結(jié)語

學(xué)科競(jìng)賽是課內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)的綜合體現(xiàn)，同學(xué)們通過參加學(xué)科競(jìng)賽，既開拓了學(xué)生的視野，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力，達(dá)到了本專業(yè)的預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)。社會(huì)對(duì)生物科學(xué)專業(yè)人才提出了更高的要求，因此就需要以學(xué)科競(jìng)賽為基礎(chǔ)，找出現(xiàn)階段生物科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，采取針對(duì)性的措施，達(dá)到以賽促教、以賽促學(xué)的目的，培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。同時(shí)，高等學(xué)校通過組織學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，在實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，不僅增強(qiáng)了學(xué)生參與科研工作的自信心，同時(shí)還能對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起著積極作用，為高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供重要支撐。

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Abstract： Bioscience is a kind of experimental and practical science， so it is very important to cultivate the innovative and practical ability of the students. Subject competitions can effectively expand students knowledge， stimulate students discovery and exploration of professional related problems， and improve students ability of scientific and technological innovation. The Center of Developmental Biology in Jinggangshan University takes subject competitions as the opportunities to stimulate students ability to discover， analyze and solve problems in practice by guiding students to carry out a series of biological science experiments combined with the theoretical knowledge taught in class. The results show that by means of subject competitions， we can effectively promote the scientific research ability and team cooperation ability of college students. At the same time， we can promote teachers to carry out practical teaching reform and achieve the ultimate goal of training high-level innovative talents in colleges and universities.

Key words： subject competitions; bioscience; innovative practice; talent training model