中外合作辦學(xué)背景下生命科學(xué)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)

趙英源，王子朝，王雪琴，張慧茹，朱碩祎

（1.河南工業(yè)大學(xué) a.生物工程學(xué)院；b.國際教育學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.名古屋大學(xué) 大學(xué)院生命農(nóng)學(xué)研究科，愛知 名古屋 4648601）

引言

培養(yǎng)高素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力的人才是高等院校的重要職責(zé)。2021年9月，習(xí)近平總書記在中央人才工作會議上強(qiáng)調(diào)，堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，深入實施新時代人才強(qiáng)國戰(zhàn)略，全方位培養(yǎng)、引進(jìn)、用好人才，加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地［1］。學(xué)科競賽作為大學(xué)生第二課堂的重要環(huán)節(jié)，能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神，是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實踐能力的重要途徑。

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和教育，離不開與世界前沿科技的交流和學(xué)習(xí)。河南工業(yè)大學(xué)是經(jīng)教育部首批批準(zhǔn)的、開展本科教育項目中外合作辦學(xué)的高校之一，為了深入貫徹教育部印發(fā)的《教育部關(guān)于加速建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》及中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》等文件精神，促進(jìn)中外合作辦學(xué)提質(zhì)增效，提升中外合作辦學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量，鼓勵學(xué)生參加生命科學(xué)競賽，為提高大學(xué)生科技創(chuàng)新能力、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)造性思維、鍛煉大學(xué)生實踐能力及科學(xué)研究能力搭建平臺、營造氛圍、加強(qiáng)建設(shè)，實現(xiàn)與課堂教學(xué)、實踐教學(xué)其他環(huán)節(jié)的有機(jī)銜接。創(chuàng)新人才是關(guān)鍵，生命科學(xué)競賽是平臺，中外合作辦學(xué)是條件。

一、生命科學(xué)競賽

全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽是針對全國高校生物專業(yè)方向?qū)W生的競賽，主要涉及生命科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)問題，參賽項目及其研究成果有助于學(xué)生深入思考生命現(xiàn)象，揭示生命中眾多未解的神奇奧秘，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決生命科學(xué)中難以單純用生命科學(xué)手段解決的諸多問題。在生命科學(xué)競賽中，新興交叉科學(xué)如生物物理學(xué)、納米材料、大數(shù)據(jù)計算機(jī)分析等得到了更為廣泛的應(yīng)用，為認(rèn)識生命科學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象及其規(guī)律提供了新的視角和方法［2］。

隨著世界科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生命健康的認(rèn)識高度空前提高，因此，生命科學(xué)研究得以快速發(fā)展，也為高等院校生物專業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)的學(xué)生提出了更高的要求。伴隨我國人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的深入開展，高等教育“雙一流”建設(shè)在高校教學(xué)和科研方面的深入實施，我國生命科學(xué)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)也快速進(jìn)入到一個國際化發(fā)展的新階段：通過參與國內(nèi)、國際間競賽與交流，拓寬學(xué)生的國際化科研視野，促進(jìn)國內(nèi)高校生命科學(xué)教學(xué)與科研的發(fā)展［3］。

二、中外合作辦學(xué)

改革開放后在國際化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的倡議下，中國高等教育加速國際化。中外合作辦學(xué)是高等院校國際化教育的一種重要形式，通過交流和改進(jìn)教學(xué)模式、引進(jìn)國外優(yōu)質(zhì)教育資源、借鑒國際先進(jìn)的教育教學(xué)理念，摒棄原來“填鴨式”的教學(xué)方式，采用啟發(fā)式、探究式教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，以適應(yīng)科技的迅速發(fā)展和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，在推動我國高等院校拓寬人才培養(yǎng)途徑、引進(jìn)國外優(yōu)質(zhì)教育資源、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面發(fā)揮了積極的作用。通過中外合作辦學(xué)，使得在中國境內(nèi)培養(yǎng)具有國際化科研發(fā)展思維的創(chuàng)新型人才成為可能［4］。

國家教育對外開放的大環(huán)境提供了很好的政策和氛圍，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳頒布了《關(guān)于做好新時期教育對外開放工作的若干意見》和《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中外人文交流工作的若干意見》，為教育開放制定了具體政策方案并提供配套支持。河南工業(yè)大學(xué)國際教育學(xué)院積極響應(yīng)并高度重視國際化合作交流與發(fā)展，教育和人才培養(yǎng)對外開放和交流工作，組織教師和學(xué)生積極參加生命科學(xué)方面的創(chuàng)新學(xué)科競賽，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽團(tuán)隊，以特色專業(yè)為引領(lǐng)，研究國際化人才的培養(yǎng)路徑，以此提升學(xué)生的雙創(chuàng)能力，助力學(xué)校的雙創(chuàng)教育建設(shè)。

三、生命科學(xué)競賽對大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在高校教學(xué)中，各類學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目是教學(xué)活動延伸的第二課堂。生命學(xué)科競賽內(nèi)容與基礎(chǔ)知識教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，利于激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)興趣，豐富和延伸實踐教學(xué)內(nèi)容。同時，生命科學(xué)競賽能培養(yǎng)和提高學(xué)生自身的多方面能力。

（一）培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽是生物類高等院校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑之一。全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽要求學(xué)生在比賽限定的時間內(nèi)，進(jìn)行競賽項目的相關(guān)文獻(xiàn)綜述、實驗方案設(shè)計、實驗研究記錄以及研究結(jié)果相關(guān)論文的撰寫和發(fā)表等一系列科研能力的培養(yǎng)和鍛煉。參賽學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，學(xué)會通過查閱文獻(xiàn)資料（包括外文文獻(xiàn)）撰寫文獻(xiàn)綜述，為項目的實施設(shè)計實驗方案，不斷探究發(fā)現(xiàn)并解決問題以完成實驗，再對獲得的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計分析，最后才能撰寫完整的研究論文，制作匯報的PPT，錄制并剪輯答辯視頻或進(jìn)行現(xiàn)場答辯，這一系列多種技能的深入學(xué)習(xí)過程，對僅有2～3年大學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)歷的大學(xué)生而言，是一次學(xué)習(xí)能力的質(zhì)的飛躍。筆者自2018年參加工作至今，連續(xù)3年指導(dǎo)了近20名學(xué)生參加了第二屆至第五屆河南省大學(xué)生生命科學(xué)競賽和第三屆至第六屆全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽，主要研究以乳清蛋白/牛血清蛋白與殼聚糖天然生物大分子為壁材，制備包載脂溶性蝦青素、巖藻黃質(zhì)、紫杉醇等活性小分子的納米復(fù)合物，以拓展蝦青素等生物活性小分子能在水性溶液中具有良好的分散性、穩(wěn)定性，且在低溫、酸性環(huán)境下能長期穩(wěn)定保存，以期提高脂溶性活性小分子的生物利用率。研究課題在增強(qiáng)蝦青素等脂溶性食品/藥品活性小分子的使用和其應(yīng)用范圍的同時，探索乳清蛋白/殼聚糖納米載體對小分子活性物質(zhì)包載性能。納米材料是一個較新的交叉科學(xué)方向，不僅需要了解生物材料的生活活性特征，同時還需要對其化學(xué)反應(yīng)、溶液穩(wěn)定特性和分子結(jié)合作用機(jī)制具有專業(yè)性掌握。學(xué)生通過大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對蝦青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)、納米材料的構(gòu)成和構(gòu)成納米材料的溶液穩(wěn)定性等進(jìn)行了詳細(xì)深入的學(xué)習(xí)，并對納米材料特性的各種檢測儀器原理、檢測方法、數(shù)據(jù)獲取和分析等進(jìn)行了仔細(xì)認(rèn)真的學(xué)習(xí)和動手操作。實驗的過程是一個既艱難又興奮的體驗過程，伴隨著每次實驗的失敗或成功，分析原因、查找文獻(xiàn)、相互交流、總結(jié)經(jīng)驗直至結(jié)果穩(wěn)定無誤，對于學(xué)生來說都是一次提高。正是這樣的過程，才能使學(xué)生真正學(xué)到知識、提高能力。后期撰寫綜述、研究論文的過程則有效提高了學(xué)生的邏輯思維能力、語言表達(dá)能力、交流能力。所有這些對參賽學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作用是常規(guī)教學(xué)難以企及的。

（二）培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐能力

鼓勵研究生多與國內(nèi)外同行交流合作、發(fā)表研究論文也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要方面。與國內(nèi)外同行的交流能獲得最新的科研發(fā)展動態(tài)，最便利的途徑就是參加線上學(xué)術(shù)會議，鼓勵英語溝通能力強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行線上提問，拓展學(xué)科研究領(lǐng)域前沿視野；在項目進(jìn)行過程中，競賽團(tuán)隊會定期或不定期舉辦文獻(xiàn)綜述研討、近期研究成果匯報等學(xué)術(shù)交流活動，由研究生分享和交流最新的研究動態(tài)，拓寬其知識面，培養(yǎng)語言表達(dá)能力；采取多種激勵措施，鼓勵學(xué)生將近期的研究成果寫成文章或會議論文，或讓參加國際學(xué)術(shù)會議的學(xué)生撰寫相關(guān)研究主題匯報，鍛煉學(xué)術(shù)思維和寫作能力。

在生命科研競賽過程中，需要使用多種科研儀器設(shè)備。這些儀器設(shè)備都是非常精密和價值昂貴的，需要對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，使學(xué)生能在安全、有效使用的基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗的難度和檢測的方向進(jìn)行實驗，指導(dǎo)教師作為不同試驗檢測儀器的現(xiàn)場指導(dǎo)，負(fù)責(zé)實驗過程中相關(guān)儀器設(shè)備的使用培訓(xùn)、實驗數(shù)據(jù)規(guī)范測量、記錄指導(dǎo)，以及解決實驗中遇到的不可預(yù)測的問題，保證競賽的順利實施。在第三次的生命科學(xué)競賽關(guān)鍵實驗環(huán)節(jié)的攻關(guān)過程中，如何精準(zhǔn)分離蝦青素順反異構(gòu)體（all-trans,9-cis,13-cis,15-cis）、蝦青素H聚體（H-aggregates）和蝦青素J聚體（J-aggregates）是創(chuàng)新課題的操作難點，通過對高效液相色譜儀工作原理的認(rèn)真學(xué)習(xí)，巧妙地配制分離液、精確地操作儀器，獲得了高純度的蝦青素順反異構(gòu)體，為實驗的成功解決了材料問題。基于實驗結(jié)果，團(tuán)隊設(shè)計了精巧的網(wǎng)頁動畫和視頻演示，并且對蝦青素順反異構(gòu)體在形成聚集體機(jī)制初探方面形成兩篇科技研究論文；在比賽現(xiàn)場的展示環(huán)節(jié)，隊員采用活潑的動畫形式，取得了很好的效果。

通過生命科學(xué)競賽，不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的管理能力、團(tuán)隊合作能力、分析和解決問題的能力，使創(chuàng)新素質(zhì)教育得到良好的落實。

四、存在的問題和努力的方向

結(jié)合近幾年參加生命科學(xué)競賽的經(jīng)驗，在中外合作辦學(xué)背景下，對通過生命科學(xué)競賽培養(yǎng)創(chuàng)新型人才還有以下認(rèn)識。

（一）生命科學(xué)競賽的激勵機(jī)制不夠健全

首先，生命科學(xué)競賽需要教師的悉心指導(dǎo)和學(xué)生長期堅持不懈的努力，教師和學(xué)生都要花費大量的時間和精力，如果沒有健全、穩(wěn)定的激勵機(jī)制，將會大大降低教師和學(xué)生的科研積極性；其次，生命科學(xué)競賽需要一定的實驗經(jīng)費，如果學(xué)校對競賽的支持力度非常有限，在一定程度上也會制約科研的持續(xù)性進(jìn)行，導(dǎo)致學(xué)生這方面的素質(zhì)培養(yǎng)受益降低。

（二）學(xué)生對參與學(xué)科競賽有注重結(jié)果的心理

部分學(xué)生將學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目視為評獎、評優(yōu)和加分的手段，如果實驗失敗或獲獎的機(jī)會不大，學(xué)生參與的積極性就大大下降。如果學(xué)生只關(guān)心競賽結(jié)果，不注重參賽過程中對創(chuàng)新科研能力的培養(yǎng)，就偏離了參與生命科學(xué)競賽的初衷。故此，要在學(xué)生參賽前就強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)過程的意義，讓學(xué)生以獲得創(chuàng)新性科研能力為參賽目標(biāo)。

（三）教師的多方面綜合能力有待提高

生命科學(xué)競賽不僅要求教師具有基本的教學(xué)能力和相關(guān)科研的深厚基礎(chǔ)知識，同時也需要教師掌握最新的科研技術(shù)和發(fā)展動態(tài)。對于學(xué)歷相對較低的教師而言，即便有心通過參加生命科學(xué)競賽培養(yǎng)學(xué)生，也會因為自身能力欠缺，不愿或無力指導(dǎo)學(xué)生，降低其參加生命科學(xué)競賽的熱情。因此，學(xué)校或?qū)W院層面要重視對教師隊伍的長遠(yuǎn)培育和規(guī)劃部署，建立制度化、規(guī)范化的教師隊伍管理措施，鼓勵更多的教師和學(xué)生參加生命科學(xué)競賽，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

生命科學(xué)競賽旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、團(tuán)隊合作意識、試驗操作分析等實驗技能，在中外合作辦學(xué)的背景下，通過參加競賽，不僅有助于提升學(xué)生對生命科學(xué)的探索興趣，增強(qiáng)其掌握與生命科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的基本實驗技術(shù)和方法，提升綜合素質(zhì)，還能促進(jìn)生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)課堂和實踐教學(xué)提質(zhì)增效，實現(xiàn)科研人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。