史金銘 薛哲勇 徐啟江 隋廣超 滕春波
(東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,哈爾濱 150040)
自德國教育家洪堡提出“教學(xué)與科研相統(tǒng)一”的原則,二百多年來,無論是思辨論證還是實(shí)踐論證都指向二者關(guān)系的多元性[1]。教學(xué)與科研相背離已是全球高校的普遍情勢,如何將兩者有機(jī)融合已成為高等教育面臨的重大問題。目前,我國高校教師的科研已經(jīng)可以通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)支撐本科生的培養(yǎng)。但是,與研究生教育不同,本科生培養(yǎng)的主戰(zhàn)場仍然是基于理論學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)和基于實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)。因此,要全面實(shí)現(xiàn)科研育人,將科研與教學(xué)進(jìn)行深度融合,就必須攻克本科課堂這一陣地。
2012年溫家寶同志在全國教師工作暨“兩基”工作總結(jié)表彰大會上曾指出[2]:“大學(xué)教授特別是名教授,要堅(jiān)持進(jìn)課堂,給本科生上課。”“學(xué)校教師搞科研、發(fā)表論文要更好地為教學(xué)服務(wù)?!?018年教育部提出要堅(jiān)持“以本為本”,推進(jìn)“四個回歸”,明確指出大學(xué)的第一要務(wù)是育人。這實(shí)際上都在不斷明確科研服務(wù)于“課堂教學(xué)”的要求。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展,生命科學(xué)等領(lǐng)域的知識、技術(shù)和研究手段日新月異。高校教師普遍在科研上能夠緊跟前沿,但在本科教學(xué)上往往因循守舊,很多課堂教學(xué)還在單純地重復(fù)10年甚至20年前的內(nèi)容。這就必然導(dǎo)致學(xué)生的課堂所學(xué)與實(shí)際的科研所需之間的差距越來越大。只有科研真正融入本科課堂教學(xué),才能填補(bǔ)這一鴻溝。目前正處于知識大爆炸的時代,選擇什么呈現(xiàn)給學(xué)生才能將其培養(yǎng)成為符合行業(yè)需求的可用之材,如何通過科學(xué)有效的方法將優(yōu)質(zhì)的科研元素引入課堂,如何促使高水平科研在本科課堂上發(fā)揮強(qiáng)有力的推動作用,這些都是教育工作者需要思考的重要問題[3-4]。
首先,科研內(nèi)容融入課堂教學(xué)不是簡單地插入幾個科研事件,而是需要將科研元素有機(jī)地整合到課堂教學(xué)中。這勢必與傳統(tǒng)課堂教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生沖突。而要在不動搖課程原有基礎(chǔ)的同時引入“新鮮血液”,是一個系統(tǒng)的工程。因此,科研融入本科課堂教學(xué)面臨的首要問題是“到底教什么”。
其次,教師是教學(xué)中“教”的主體,雖然站在講臺上的不乏“科研大家”,但是受教學(xué)投入程度和講授水平的限制,這些“大家”即便是上了講臺,也很難將其科研成果轉(zhuǎn)化為適合本科生的課堂教學(xué)資源。因此,科研融入本科課堂教學(xué)還面臨著急需解決的教師“如何教出來”的問題。
最后,學(xué)生是教學(xué)中“學(xué)”的主體,但是生硬地將科研內(nèi)容強(qiáng)加給學(xué)生,非但起不到很好的效果,反而增加了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān),使學(xué)生對科研產(chǎn)生抵觸情緒。因此,科研融入本科課堂教學(xué)必須解決學(xué)生“如何學(xué)進(jìn)去”的問題。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)是以提升人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo),以課程建設(shè)和教學(xué)改革為“抓手”,以互補(bǔ)、溝通、合作為途徑整合而成的教師教學(xué)活動群體[5]。教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)是新時代高校深化教學(xué)改革、提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[6-7]。要解決科研融入本科課堂教學(xué)面臨的問題,實(shí)現(xiàn)科研育人,高校需要實(shí)施一系列的教學(xué)改革:一是要將科研成果有效轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源;二是將這些教學(xué)資源融入原有課程教學(xué)內(nèi)容,并將整合的教學(xué)內(nèi)容以恰當(dāng)?shù)姆绞椒椒ㄔ谡n堂上呈現(xiàn)給學(xué)生,并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí);三是對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價,并據(jù)此進(jìn)行持續(xù)的反饋和改進(jìn)。這就需要建設(shè)一支以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)科研真正服務(wù)于本科課堂教學(xué)為目標(biāo)、能夠圍繞科研與課堂教學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行教學(xué)改革、將“科研大家”與“教學(xué)能手”聯(lián)合起來實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)的教學(xué)團(tuán)隊(duì),即科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
以筆者所在的東北林業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)為例,該團(tuán)隊(duì)主要承擔(dān)“生物化學(xué)”“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)”和“生化分析技術(shù)及實(shí)驗(yàn)”等課程的課堂教學(xué)。這4門課程對生物類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)知識積累和科研實(shí)踐能力培養(yǎng)起著重要的支撐作用,對學(xué)生科研認(rèn)知的啟蒙和科研素質(zhì)的培養(yǎng)起著遞進(jìn)式推動作用。因此,這些課程能否承擔(dān)科研育人的重任對生物類專業(yè)本科生的培養(yǎng)至關(guān)重要。
在將生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)成為科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐中,首先是圍繞“利用學(xué)科特色的科研成果促進(jìn)本科課堂教學(xué)”這一核心問題組建科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)由9名成員構(gòu)成,包括科研型高水平引進(jìn)人才3人(外籍全職特聘教授1人,學(xué)科帶頭人2人)、科研教學(xué)型教授2人、教學(xué)型教授1人(國家級一流課程負(fù)責(zé)人)、副教授1人、講師1人、工程師1人。其次是明確科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的職責(zé)分工。其中,科研型引進(jìn)人才負(fù)責(zé)篩選學(xué)科的科研案例,分析其中的前沿元素,提煉其中的科學(xué)問題,明確學(xué)生通過科研案例學(xué)習(xí)要達(dá)到的目標(biāo);科研教學(xué)型教師負(fù)責(zé)科研案例與課程原有教學(xué)體系的融合,將科研案例與課程的知識點(diǎn)進(jìn)行對接,重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)型教師負(fù)責(zé)針對不同課程以及不同科研案例的特點(diǎn)建立有效的教學(xué)方法并實(shí)施課堂教學(xué),以及對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考核與評價。
科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)在落實(shí)科研對焦本科課堂的實(shí)踐過程中,首先要針對課程特點(diǎn)制定科研育人的具體目標(biāo);其次是通過使學(xué)生了解科研實(shí)例、掌握研究技術(shù)手段、把握前沿和拓展視野等,實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究全方位、多角度地滲透本科課堂教學(xué)。
以東北林業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)落實(shí)科研對焦本科課堂的實(shí)踐為例,其具體實(shí)施步驟如下。首先,梳理學(xué)科科研方向,篩選適合本科教學(xué)的科研實(shí)例,將科研案例涉及的基礎(chǔ)知識與課程的知識點(diǎn)對應(yīng)銜接;匯總科研實(shí)踐中常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段,以教師的科研課題為背景從理論上解釋實(shí)驗(yàn)技術(shù)如何支撐科學(xué)研究,并將這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用于課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析;將科研實(shí)例中蘊(yùn)含的科學(xué)問題和研究手段等進(jìn)行拓展,引入學(xué)科前沿的高水平研究成果,開拓學(xué)生的視野。其次,在課程教學(xué)模式方面,以案例教學(xué)為主,輔以翻轉(zhuǎn)課堂和在線教學(xué)等。教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員先將學(xué)科的研究成果或研究課題制作成教學(xué)案例,錄制教學(xué)視頻;然后將教學(xué)案例涉及的生化基礎(chǔ)知識與課程的知識點(diǎn)進(jìn)行對應(yīng),在課堂教學(xué)中植入相應(yīng)的案例,引導(dǎo)學(xué)生圍繞案例學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識,同時指導(dǎo)學(xué)生通過基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)深入剖析案例、探索科學(xué)前沿、形成科研思路;最后布置科研題目,由學(xué)生圍繞課題查閱文獻(xiàn)、完成一個科研問題的解讀并以翻轉(zhuǎn)課堂形式展現(xiàn)出來,并以此作為學(xué)習(xí)效果的評價指標(biāo)。
以東北林業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員隋教授的一項(xiàng)課題為例。該課題研究的是DNA的鳥嘌呤四聯(lián)體結(jié)構(gòu)與腫瘤的關(guān)系。在“生物化學(xué)”課堂教學(xué)中,將與課程知識點(diǎn)相關(guān)的該課題對應(yīng)的研究內(nèi)容作為案例教學(xué)的資源,包括基礎(chǔ)知識3項(xiàng)(四鏈DNA的結(jié)構(gòu)、四鏈RNA的結(jié)構(gòu)、端粒的結(jié)構(gòu)和功能)和前沿知識點(diǎn)3項(xiàng)(DNA空間結(jié)構(gòu)的檢測、G-四鏈體與生物傳感器、穩(wěn)定G-四鏈體的抗癌藥物的開發(fā)),并通過案例對應(yīng)知識的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生探索天然林業(yè)來源化合物的抗癌機(jī)制及其與G-四鏈體可能的關(guān)聯(lián)。在“生化分析技術(shù)及實(shí)驗(yàn)”課堂教學(xué)中,提煉出該課題研究運(yùn)用的重要實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段——熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù),進(jìn)一步探討其原理、特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用。在“分子生物學(xué)”課堂教學(xué)中,將該課題已發(fā)表的G-四鏈體相關(guān)的文章引入課程文獻(xiàn)學(xué)習(xí)部分。此外,該課題還吸納本科生進(jìn)入科研團(tuán)隊(duì)參與進(jìn)一步的科研探索與實(shí)踐。東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院還設(shè)立了與該課題研究相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新課題。
教學(xué)內(nèi)容改革是教學(xué)改革中最艱巨、最基礎(chǔ)的任務(wù)。教學(xué)內(nèi)容的重塑既不能破壞課程原有知識體系的基礎(chǔ),又要強(qiáng)有力地支撐課程改革的目標(biāo)??蒲袑贡究普n堂就是將科研成果融入課堂教學(xué),但是兩者的融合既不能簡單理解為在課堂上講科研,也不是把研究生的教學(xué)模式照搬到本科課堂。此外,大學(xué)高水平教授的科學(xué)研究相對深奧,對本科生尤其是低年級本科生而言,往往難以理解。
為此,科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員需要充分打磨科研課題(案例)與課程教學(xué)知識點(diǎn)之間的契合度,以科研課題(案例)為線索有機(jī)串聯(lián)相關(guān)知識點(diǎn),從而幫助學(xué)生理解所學(xué)知識是如何應(yīng)用于科研實(shí)踐的;同時,通過教學(xué)與科研的磨合,從不同層面抽離出適應(yīng)不同層次學(xué)生的教學(xué)元素,然后將之有機(jī)整合進(jìn)課堂教學(xué),并借助科學(xué)的教學(xué)方法和手段以及豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)將枯燥(或深奧)的科研課題(案例)內(nèi)容在課堂上生動地展現(xiàn)出來,從而實(shí)現(xiàn)科研推動教學(xué)。科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)為科研對焦本科課堂的實(shí)踐提供了保障,使之得以順利實(shí)施。
東北林業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)所承擔(dān)課程的開設(shè)時間通常在大學(xué)2年級上學(xué)期到大學(xué)3年級上學(xué)期,共3個學(xué)期。這段時間正是本科生開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐以及參加各類競賽的重要時期。為此,教學(xué)團(tuán)隊(duì)在剖析不同學(xué)年的學(xué)生特點(diǎn)基礎(chǔ)上,篩選適合的科研元素并將其逐步滲透進(jìn)課程教學(xué),從科研理論、技術(shù)手段、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析討論等方面加強(qiáng)學(xué)生科研素養(yǎng)的培養(yǎng),為學(xué)生開展科研實(shí)踐奠定扎實(shí)的基礎(chǔ);同時,通過科研對焦本科課堂,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐漸了解所在學(xué)科領(lǐng)域的教師科研項(xiàng)目,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入感興趣的課題組開展大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練和參加國內(nèi)國際競賽。目前,已連續(xù)多年有學(xué)生獲得全國生物聯(lián)賽一等獎和國際基因工程機(jī)器大賽(international genetically engineered machine competition,簡稱iGEM)金獎。
我國歷史上不乏在教學(xué)和科研領(lǐng)域都做出杰出貢獻(xiàn)的前輩,如老一輩的著名醫(yī)學(xué)教育家馬文昭院士、著名數(shù)學(xué)教育家陳建功院士等。作為新時代的科教工作者,應(yīng)把成為這樣的人作為畢生努力和奮斗的目標(biāo)??蒲杏私虒W(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)有利于促進(jìn)成員之間相互取長補(bǔ)短、共同進(jìn)步,而成員間的切實(shí)合作既有利于提升教師的教學(xué)水平,也有助于年輕教師的學(xué)術(shù)成長和科研成果質(zhì)量的提高。對生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的教師而言,科研能力無疑能夠顯著促進(jìn)教學(xué)水平的提升;反之,教學(xué)水平的提升,尤其是科研教學(xué)的實(shí)踐,又會促進(jìn)其科研能力的增強(qiáng)。
東北林業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)自建立以來始終秉承“深耕不輟”精神,在教學(xué)方面,不斷更新教學(xué)理念,形成優(yōu)良的合作氛圍。團(tuán)隊(duì)經(jīng)常開展內(nèi)部的教學(xué)研討以及外出參加教學(xué)研討和交流;團(tuán)隊(duì)中的新老教師之間注重傳承與協(xié)作,堅(jiān)持統(tǒng)一備課、統(tǒng)一考核[8]。近年來,團(tuán)隊(duì)還以教學(xué)改革項(xiàng)目和課程建設(shè)任務(wù)為“抓手”,承擔(dān)了多項(xiàng)省級和校級教改項(xiàng)目以及國家級、省級一流課程建設(shè)任務(wù),取得了包括省級教學(xué)成果獎在內(nèi)的一些成績,被學(xué)校評為“教書育人先進(jìn)集體”。同時,在科研方面,團(tuán)隊(duì)中的年輕教師在踐行科研育人的過程中對學(xué)科的研究領(lǐng)域有了更深入的了解,對研究的前沿問題有了深刻的見解。特別是一些年輕教師加入了高水平引進(jìn)人才的科研團(tuán)隊(duì),科研能力得到進(jìn)一步的鍛煉和提升,在論文發(fā)表、專利申請和基金申請等方面取得了進(jìn)展乃至佳績。
除了取得上述成效之外,科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)及科研對焦本科課堂在實(shí)踐過程中也出現(xiàn)了一些新問題。無論是科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)的自身發(fā)展還是科研對焦本科課堂的實(shí)踐,團(tuán)隊(duì)的合力是否能夠凝聚是一個核心問題。目前出現(xiàn)的主要問題是:團(tuán)隊(duì)的核心凝聚力不足,優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮;教師安于現(xiàn)狀,科研育人的積極性不高;科研育人的政策導(dǎo)向和政策支持不夠等[9]。因此,建議針對出現(xiàn)的新問題,從以下幾個方面著手,持續(xù)開展科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè),不斷完善科研對焦本科課堂的教學(xué)改革。
作為對口林業(yè)行業(yè)的高等林業(yè)院校,生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)必須凸顯林業(yè)特色,為林業(yè)行業(yè)輸送可用之材。在生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科生培養(yǎng)方案中,專業(yè)理論課和實(shí)驗(yàn)課的學(xué)分在總學(xué)分中占50%~60%。所以將具有學(xué)科特色的科研元素滲透到這些課程的課堂教學(xué)中,是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)工程。因此,建議為科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)定短、中、長期的科研育人教學(xué)改革目標(biāo),從而使團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞系列目標(biāo)凝聚合力、開展切實(shí)合作。以東北林業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)為例,設(shè)定短期目標(biāo)為“2年內(nèi)完成所承擔(dān)課程的科研案例教學(xué)改革探索”,中期目標(biāo)為“5年內(nèi)建成適用于本科教學(xué)的科研案例庫,并普遍應(yīng)用于各專業(yè)的人才培養(yǎng)”,長期目標(biāo)為“8年內(nèi)將科研對焦本科課堂的科研育人模式推廣至校內(nèi)其他學(xué)院和兄弟院?!?。
近年來,各高校對本科教學(xué)的重視程度逐年提升。但是,從總體上看,與科研相比,教學(xué)仍難以得到廣泛重視。在教師隊(duì)伍建設(shè)以及教師業(yè)績考核評價方面,高校在招聘和引進(jìn)人才時考察的主要是科研能力,教師晉升的參考指標(biāo)也側(cè)重于科研方面。這使高校教師無論是在主觀意愿上還是客觀條件上都很難全身心地投入教學(xué)和教學(xué)研究。此外,一些深諳課堂教學(xué)之道的教師往往在科研方面相對弱勢,而且在教學(xué)上容易安于現(xiàn)狀、拘泥于程序化。為此,建議進(jìn)一步完善科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè),細(xì)化分工,針對科研型、科研教學(xué)型、教學(xué)型等不同類型教師制定教學(xué)任務(wù)指標(biāo),由教師根據(jù)自己的特長承擔(dān)側(cè)重不同的教學(xué)科研工作,從而調(diào)動教學(xué)團(tuán)隊(duì)全體成員的積極性;同時,建議從不同課程的特點(diǎn)入手,多角度實(shí)現(xiàn)科研育人,擴(kuò)大科研育人教學(xué)改革的輻射面。
要實(shí)現(xiàn)科研育人,高校需要重視頂層設(shè)計(jì),建立相關(guān)的保障機(jī)制和激勵措施[10]。因此,建議完善科研育人教學(xué)團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部管理制度,建立教研室主任和團(tuán)隊(duì)科研帶頭人雙負(fù)責(zé)制,由教研室主任負(fù)責(zé)教學(xué)任務(wù)的安排和教學(xué)秩序的維護(hù),由團(tuán)隊(duì)科研帶頭人負(fù)責(zé)針對科研和教學(xué)中的問題組織開展研討;同時,為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的每門課程設(shè)定課程建設(shè)負(fù)責(zé)人,由其具體負(fù)責(zé)課程的教學(xué)改革和線上線下課程建設(shè)。此外,在激勵政策制定方面,建議高校和二級學(xué)院建立團(tuán)隊(duì)獎勵機(jī)制,以團(tuán)隊(duì)整體業(yè)績作為團(tuán)隊(duì)成員的考核指標(biāo)之一。
資助項(xiàng)目:黑龍江省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“基于科研育人理念的本、研教育深度融合課程教學(xué)改革體系的構(gòu)建”,項(xiàng)目編號GJB1422743;黑龍江省教育教學(xué)研究課題“基于互聯(lián)網(wǎng)+教育新常態(tài)的實(shí)驗(yàn)原型知識創(chuàng)生學(xué)術(shù)課程構(gòu)建與實(shí)踐”,項(xiàng)目編號SJGZ20200010。