基于創(chuàng)新與科研能力培養(yǎng)的《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

申麗，吳學(xué)玲，曾偉民，趙紅波

（中南大學(xué)，湖南長沙 410083）

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》[1]指出，“科技進(jìn)步日新月異，人才競爭日趨激烈”，凸顯了提高國民素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的緊迫性。另外，綜合近幾年生物工程專業(yè)研究生就業(yè)情況，大部分研究生畢業(yè)后都進(jìn)入科研院，從事相關(guān)領(lǐng)域的科研或教學(xué)工作，在工作中需要根據(jù)特定的科學(xué)問題展開研究，獲得先進(jìn)的方法。因此，培養(yǎng)一批相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新型科研人才已成為國家發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，創(chuàng)新能力也已成為研究生發(fā)展的必備能力，培養(yǎng)研究生的創(chuàng)造性思維和科研素養(yǎng)需要在教學(xué)上尋求改變，去激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，從而增強(qiáng)其解決科研問題的能力。

以生物工程專業(yè)研究生《蛋白質(zhì)工程》課程為切入點(diǎn)，以培養(yǎng)生物工程領(lǐng)域急需的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，以研究生創(chuàng)新意識(shí)和科研能力的培養(yǎng)為中心，探索符合學(xué)科發(fā)展規(guī)律和教育教學(xué)規(guī)律的課程教學(xué)體系，遵循理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究路徑，創(chuàng)新課程教育模式，為生物工程專業(yè)培養(yǎng)一批具有批判性思維、能推動(dòng)交叉學(xué)科發(fā)展的復(fù)合型人才。

1 《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)的背景

《蛋白質(zhì)工程》是對(duì)蛋白質(zhì)化學(xué)、晶體學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究[2]。該學(xué)科利用基因修飾和基因合成的一些手段，對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行定向改造或全新設(shè)計(jì)，從而獲得比自然界中的天然蛋白質(zhì)更加優(yōu)質(zhì)且符合生活需要的新型蛋白質(zhì)。另外，該課程研究建立在基因工程、生物信息學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等多種學(xué)科交叉融合的基礎(chǔ)上，在獲取新知識(shí)的同時(shí)可以回顧已學(xué)知識(shí)，并且有效運(yùn)用和實(shí)踐，多學(xué)科融合的特色決定其發(fā)展更需要?jiǎng)?chuàng)新，培養(yǎng)一批創(chuàng)新型科研人才是這一學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在需求。

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代下，我國若想在技術(shù)科技競爭中進(jìn)一步嶄露頭角，高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)尤為重要。研究生教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才極為重要的教育階段，許多高等院校對(duì)研究生教育都十分重視重視并采取措施。對(duì)于生物工程專業(yè)的學(xué)生，《蛋白質(zhì)工程》課程具有廣闊的應(yīng)用范疇和就業(yè)前景，因此該課程備受矚目[3]。隨著時(shí)代的發(fā)展，生物工程應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)以及工程應(yīng)用的內(nèi)容也不斷更新和充實(shí)，因此我們需要不斷進(jìn)行探索和實(shí)踐，靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段，不斷完善教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生形成科學(xué)研究意識(shí)，讓研究生在教學(xué)過程中積累知識(shí)同時(shí)也適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求[4]。

2 《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)存在的問題

近年來，生物工程產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，蛋白質(zhì)工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)、病毒疫苗、分子生物等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。經(jīng)過多年的發(fā)展，加上政府大力扶持，許多發(fā)達(dá)國家在技術(shù)、人才、資金密集的區(qū)域，形成了比較完善的生物工程產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群。目前我國生物工程特別是蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的發(fā)展仍處于初級(jí)階段，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，如：教學(xué)模式、授課形式與教學(xué)方式等方面。具體表現(xiàn)如下：

2.1 教學(xué)模式單一

發(fā)達(dá)國家很多高校都十分注重多元化的教學(xué)模式，并且教師和學(xué)生之間的互動(dòng)和溝通不斷，教師潛移默化地影響學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和獨(dú)立思考能力，促使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)提高實(shí)踐動(dòng)手能力。然而，目前國內(nèi)部分高校的研究生教學(xué)模式還比較單一，教師傳授知識(shí)的教學(xué)環(huán)節(jié)中仍然存在“滿堂灌”的現(xiàn)象，難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂活動(dòng)、主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，導(dǎo)致課堂存在適切性不強(qiáng)、啟發(fā)性不夠、研究生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神培養(yǎng)被忽視等現(xiàn)象，造成教學(xué)和科研不能有機(jī)結(jié)合，不利于學(xué)生創(chuàng)新發(fā)散思維的培養(yǎng)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需求脫節(jié)

教師要與時(shí)俱進(jìn)，在備課和教學(xué)過程中要緊密聯(lián)系時(shí)政、前沿動(dòng)態(tài)和社會(huì)生活。發(fā)達(dá)國家的研究生培養(yǎng)機(jī)制總體上比較靈活多變，如美國將研究生教育分為不同的類型（附屬型、職業(yè)發(fā)展型、社區(qū)中心型和學(xué)徒型等），會(huì)根據(jù)不同類型的人才去設(shè)置不同的側(cè)重點(diǎn)，貼合就業(yè)領(lǐng)域，讓學(xué)生學(xué)到的知識(shí)可以有效與社會(huì)需求融合。而國內(nèi)部分高校的教學(xué)內(nèi)容缺乏新理論、新工藝、新技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容陳舊，脫離了學(xué)科前沿，也導(dǎo)致授課內(nèi)容與工程實(shí)踐的實(shí)際需求脫節(jié)。另外，生物工程領(lǐng)域的研究生學(xué)習(xí)需著重于科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，擺脫重理論、輕實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在就業(yè)前打好專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，在進(jìn)行科研的過程中可以將不同領(lǐng)域的知識(shí)有效融合和學(xué)以致用。

2.3 課程考核方式片面化

課堂考核方式是對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)和總結(jié)。發(fā)達(dá)國家研究生專業(yè)課的考核方式靈活多樣，類型也多種多樣，如：通過課上內(nèi)容閉卷考試、課下上交讀書報(bào)告及課上研討等方式去進(jìn)行綜合考查。通過研討-報(bào)告-考試三個(gè)環(huán)節(jié)讓學(xué)生真正學(xué)懂并有效運(yùn)用，反映學(xué)生對(duì)課程專業(yè)知識(shí)的掌握程度, 進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的能力。我國部分高校研究生專業(yè)課程考核較為單一，主要有考查和考試兩種模式，難以達(dá)到對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)與科研能力提升的目標(biāo)。

因此，面對(duì)新形勢(shì)的發(fā)展，現(xiàn)有的教學(xué)模式難以滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)的要求，亟須進(jìn)行相應(yīng)課程體系的研究和改革，探索構(gòu)建符合學(xué)科發(fā)展規(guī)律和教育教學(xué)規(guī)律的課程教學(xué)新模式，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)與實(shí)踐操作能力[5]。

3 《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)模式的構(gòu)建

教服從于學(xué)，學(xué)服從于需，是現(xiàn)代教育過程中一個(gè)十分重要的原則。教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，通過“五位一體”的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的精準(zhǔn)定位，注重學(xué)習(xí)過程中學(xué)生創(chuàng)新能力的多維度表現(xiàn)，并構(gòu)建更加科學(xué)合理的評(píng)價(jià)機(jī)制?！拔逦灰惑w”教學(xué)模式具體如下：

3.1 明確培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)是指依據(jù)教育目的和學(xué)校的性質(zhì)、任務(wù)提出的具體培養(yǎng)要求。研究生課程的教學(xué)要以培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)位要求為依據(jù)，設(shè)計(jì)課題體系并進(jìn)行整體優(yōu)化，明確人才培養(yǎng)目標(biāo)，在課堂中以問題為導(dǎo)向，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，合理精心地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，加強(qiáng)不同培養(yǎng)階段課程體系的整合、銜接，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的精準(zhǔn)定位，更加符合當(dāng)前實(shí)際情況和國家創(chuàng)新發(fā)展需要。《蛋白質(zhì)工程》課程包含了多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，在制定培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)需要讓學(xué)生在學(xué)會(huì)分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)后，能夠?qū)⑵浜同F(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)的問題相聯(lián)系，運(yùn)用創(chuàng)新思維去解決和分析問題。

3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是保證教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量的基礎(chǔ)，根據(jù)《蛋白質(zhì)工程》課程的特點(diǎn)與當(dāng)前生物工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)。另外，需針對(duì)生物工程專業(yè)需要和學(xué)生的基礎(chǔ)去制定切實(shí)可行、符合實(shí)際情況的教學(xué)大綱，教學(xué)過程中注重重要原理發(fā)現(xiàn)的具體過程以及思維方法，重視課程中研究技術(shù)的方法與用途，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并應(yīng)用新的技術(shù)方法，增加相關(guān)領(lǐng)域的最新理論成果、技術(shù)方法及應(yīng)用思路，將這些新技術(shù)、新工藝引入到課堂教學(xué)中。不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，不僅有利于研究生把握行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，也符合對(duì)其工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的要求，最終順利達(dá)到培養(yǎng)研究生科學(xué)研究思維能力和分析解決問題的能力、激發(fā)研究生科研熱情的目的。

3.3 強(qiáng)化師資力量

“百年大計(jì)，教育為本；教育大計(jì)，教師為本”。教師隊(duì)伍建設(shè)對(duì)高校教學(xué)管理有著重要作用，要想達(dá)到一流的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理，就要有一流的師資隊(duì)伍[6]。不斷加強(qiáng)課程教學(xué)師資力量的研究，建設(shè)一支由專家教授組成的課程教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)教師教育能力、學(xué)術(shù)交流能力和科學(xué)研究水平，邀請(qǐng)國內(nèi)外知名教授、企業(yè)專家介紹領(lǐng)域研究現(xiàn)狀與前沿?zé)狳c(diǎn)問題，將最新發(fā)展和需求以高水平學(xué)術(shù)報(bào)告的形式引入研究生課堂，使學(xué)生不僅掌握理論基礎(chǔ)知識(shí)，而且能把握本領(lǐng)域最新技術(shù)動(dòng)態(tài)和未來趨勢(shì)。

3.4 創(chuàng)新教學(xué)方式

在教學(xué)過程中，以“開發(fā)潛能、內(nèi)化知識(shí)、促進(jìn)創(chuàng)新”為教學(xué)理念，著重開展研討型和問題導(dǎo)向型教學(xué)，借鑒發(fā)達(dá)國家研究生課程教學(xué)的優(yōu)秀方法，鼓勵(lì)學(xué)生大膽討論和質(zhì)疑，使思維得到鍛煉的同時(shí)并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。另外，綜合運(yùn)用綜述式、實(shí)踐式以及Seminar 教學(xué)法等方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新意識(shí)和能力，拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。同時(shí)，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)[7]，教師不僅要會(huì)教學(xué)，還要掌握一些基本的信息技術(shù)應(yīng)用能力，與時(shí)俱進(jìn)，才符合新時(shí)代教育變革的需要[8]，利用先進(jìn)的手段讓學(xué)生在積累知識(shí)的同時(shí)可以感受到科技日新月異的變化，以更加飽滿的精神狀態(tài)去學(xué)習(xí)與探索。

3.5 完善評(píng)價(jià)機(jī)制

教學(xué)效果的提升，需要考核方式的革新[3]，課程的考核方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)具有導(dǎo)向性作用。目前，部分高校的研究生課堂教育大多采用單一考核的評(píng)價(jià)方式，難以達(dá)到對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)與科研能力提升的目標(biāo)，通過改革能將傳統(tǒng)的以結(jié)果評(píng)價(jià)為主的評(píng)價(jià)方式改為以過程評(píng)價(jià)為主，細(xì)化對(duì)課前、課中、課后不同教學(xué)環(huán)節(jié)的考核要求，采用“創(chuàng)新基于任務(wù)引領(lǐng)”的人才培養(yǎng)模式[9]，注重學(xué)習(xí)過程中學(xué)生創(chuàng)新能力的多維度表現(xiàn)，構(gòu)建更加科學(xué)合理的評(píng)價(jià)機(jī)制。

4 《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)方法的優(yōu)化整合

世界上沒有兩片相同的樹葉，學(xué)生也是一樣，具有差異性[8]。在《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)過程中，要做到經(jīng)典理論知識(shí)和當(dāng)代生物學(xué)研究熱點(diǎn)的結(jié)合，開闊本學(xué)科的學(xué)習(xí)視野[10]，使學(xué)生通過理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和科研摸索，形成良好的思維習(xí)慣和創(chuàng)新創(chuàng)造精神，為步入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[11]。

教師要根據(jù)課堂教學(xué)和聽課學(xué)生的實(shí)際情況，綜合運(yùn)用多種研究方法，遵循理論-實(shí)踐-再理論-再實(shí)踐的研究方法開展課程改革研究，并結(jié)合高校思想政治教育促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展[12]。其中，研究方法有文獻(xiàn)研究法、問卷調(diào)查法、系統(tǒng)觀察法、個(gè)案研究法、比較研究法、歸納總結(jié)法等。首先，教師在課程開始之前通過知網(wǎng)等查找相關(guān)教學(xué)改革資料，并進(jìn)行文獻(xiàn)分析，對(duì)當(dāng)前相關(guān)課程改革的研究情況進(jìn)行系統(tǒng)掌握，在講解時(shí)，可發(fā)起學(xué)生的興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)思框架和創(chuàng)新性研究的能力，達(dá)到研究性學(xué)習(xí)的目的。其次，從教師和學(xué)生兩個(gè)層面充分調(diào)研教師對(duì)該課程教學(xué)改革的看法和建議[13]，了解生物工程研究生對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求現(xiàn)狀以及對(duì)擬采取的教學(xué)改革若干舉措的認(rèn)可和接受程度。最終可以根據(jù)實(shí)際情況采取措施，滿足學(xué)生的需求并且符合教學(xué)改革理念。接下來，通過系統(tǒng)跟蹤記錄教學(xué)過程中學(xué)生創(chuàng)新能力的變化情況，對(duì)改革方案和相關(guān)舉措進(jìn)行分析總結(jié)，為下一階段的改革舉措提供依據(jù)。隨后，通過對(duì)具有代表性的不同研究生個(gè)體進(jìn)行建檔跟蹤研究，深入了解單個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和感受，從而對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)。還需將國內(nèi)生物工程課程教學(xué)情況與發(fā)達(dá)國家優(yōu)秀大學(xué)相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)情況進(jìn)行對(duì)比研究，了解教學(xué)模式與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)之間的隱含關(guān)系。最后，通過歸納總結(jié)法將階段性的教學(xué)過程和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)情況進(jìn)行總結(jié)分析，為下一階段提供參考。通過層層推進(jìn)和深化重點(diǎn)改革，促使學(xué)生可以在今后的就業(yè)和深造中贏得先機(jī)，培養(yǎng)時(shí)代需要的創(chuàng)新型人才[14]。

如何通過《蛋白質(zhì)工程》教學(xué)課程更好地培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新思維和科研能力？目前我們針對(duì)這方面采取了許多措施，如：加強(qiáng)教材建設(shè)，設(shè)計(jì)深入淺出的教材，讓學(xué)生更加容易理解；在教學(xué)過程中采取啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)，讓學(xué)生融入課堂；在講授理論知識(shí)的同時(shí)鍛煉學(xué)生實(shí)踐操作的能力，學(xué)生通過創(chuàng)新性思維訓(xùn)練更明確地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；在考核學(xué)生能力時(shí)，需要靈活設(shè)計(jì)具有創(chuàng)造性和實(shí)踐性的題目，促使學(xué)生活學(xué)活用。這一系列措施不僅能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還能顯著提高學(xué)生的科研創(chuàng)新思維能力。

5 結(jié)語

圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，針對(duì)傳統(tǒng)生物工程專業(yè)研究生《蛋白質(zhì)工程》課程教學(xué)方面存在的教學(xué)目標(biāo)不夠精準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容不夠深入、教學(xué)方式不夠靈活、教學(xué)視野不夠開闊、教學(xué)評(píng)價(jià)不夠完善等問題，進(jìn)行以研究生創(chuàng)新意識(shí)與科研能力培養(yǎng)為中心的課程體系建設(shè)，結(jié)合國內(nèi)外教育現(xiàn)狀，探索符合學(xué)科發(fā)展規(guī)律和教育教學(xué)規(guī)律的課程創(chuàng)新教學(xué)方式和研究生創(chuàng)新意識(shí)與科研能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合的模式，最終構(gòu)建具有新時(shí)代特色的高校研究生教育課程體系。