構建三級訓練平臺,培養學生科研技能

謝 青，肖 靚，吳元喜，楊廣笑

(華中科技大學 生命科學與技術學院 武漢 430074)

構建三級訓練平臺,培養學生科研技能

謝 青，肖 靚，吳元喜，楊廣笑

(華中科技大學 生命科學與技術學院 武漢 430074)

實踐教學是培養生物學專業學生基本科研技能的重要環節。近年來，華中科技大學生命科學與技術學院在實踐教學中積極開展教學改革，通過構建三級訓練平臺，改革實驗課程教學方式，提高學生對實驗課的興趣。注重創新性實驗課的開發和研究，將成熟的研究新技術引入到實驗教學中，加強教師隊伍建設等一系列改革措施，鍛煉和培養學生的科研素質和創新能力,取得了很好的教學效果。

實驗教學改革；三級訓練平臺；創新性實驗課； 科研技能

生物科學是一門理論與技術并進的基礎學科[1]。為適應21世紀生命科學與技術發展的需要，培養出具有創新能力、滿足社會需求的合格人才，在實驗教學實踐中構筑以能力培養為主線的實驗教學新體系是提高教學質量、培養創新人才的重要途徑。近年來，在生物學實驗教學工作中，華中科技大學生命科學與技術學院本著以學生為主體，教師為主導的教學理念[2]，結合多年的實驗教學經驗，從培養高素質專業人才的目的出發，對生物學實驗教學中如何加強學生科研技能的培養進行了探索與實踐，重點構建了三級訓練平臺，即學生基礎技能訓練平臺、基本科研訓練平臺和專業科研訓練平臺，讓學生的專業技能逐步得到提高，并取得了很好的成效。

1 構建生物科學專業學生專業學習的三級訓練平臺

(1)專業基礎課實驗均安排一項綜合性或設計性實驗的內容[3-4]。例如，細胞生物學實驗就調整了教學內容，安排了綜合性、適用性較強的實驗內容：“雞胚細胞原代培養和細胞系的傳代培養” 為必修實驗內容，“細胞的凍存與復蘇”作為選修實驗內容；微生物實驗安排了“微生物培養生產a-淀粉酶及其活性鑒定”這類綜合性很強的實驗內容，逐步培養學生的實驗技能和綜合能力。

(2)以我院教學實驗中心公共實驗教學專業平臺為基礎，以“綜合設計、學科交叉”為特色，開設一些綜合性、開放設計性實驗內容，在培養學生基本實驗知識和技能的同時，有目的地培養學生自己設計實驗的能力和動手能力[5-8]。結合我院的科研特色和優勢，學生可以圍繞天然產物開發、藥物篩選、生物制藥、納米制劑技術、分子生物學、發酵工程與酶工程、生物分離、代謝生理、系統生物學分析、基因組與蛋白質組學分析等研究方向自行設計題目，也可以選擇教師的備選課題，學會科技文獻的檢索方法和技巧，實驗設計，完成實驗，學習撰寫綜述報告，構建了基本科研訓練的開放實驗教學平臺。

(3)專業科研訓練平臺訓練是指學生從大二開始就實施導師制，并專門開設課程設計和科研訓練課程，學生可以參加導師的科研項目，將科研項目中部分內容分解成小型研究課題作為“科學研究訓練課程” 的選題。 也可以在導師指導下，申報學校大學生創新性實驗項目，還可以根據自己的興趣自選題目。 這種創新型人才培養教學模式，將基礎課程、綜合性實驗、課程設計、和畢業設計以及就業目標相結合的一體化實踐教學等，突出生命科學人才培養多途徑，強化實踐能力，全面提高學生實踐能力和創新能力。

2 改革實驗課程教學方式

16年來，我們一直實行“小老師”輔助實驗教學這種教學模式[9]，取得了很好的教學效果?！靶±蠋煛币话闾崆斑M入實驗室，我們給他們的是“模糊教案”，即不是很具體完整的實驗方案。例如：生物化學實驗中，“3,5-二硝基水楊酸法測定還原糖和總糖”實驗和“堿性磷酸酶米氏常數測定”實驗中的反應溫度和反應時間等工作條件，就要求擔任“小老師”的學生自己摸索；然后，由他們完善實驗方案后，做出PPT和視頻錄像，配合老師完成實驗課。這樣不僅提高了學生的學習興趣，而且為一大批對生物科學有興趣的高素質拔尖人才的成長提供了更大的發展空間。另外，我們還制定了老師和“小老師”負責的實驗室管理制度，培養學生的責任意識。 這種實驗教學模式從老師、“小老師”和學生三個層次多角度互動，凸顯其獨特的育人機制，在實驗教學中教學效果很好。

在基礎訓練平臺建立本碩共享開放實驗平臺，把研究生課題的部分內容作為本科生的綜合設計實驗，實現本碩教學與研究互動，這樣有利于發揮本科學生學習的主觀能動性和開拓精神，把科研和教學緊密結合，啟發本科學生的創新思維，營造濃厚的學術氛圍，使學生認識到如何在本碩互動的教學實踐中受益，從而激發本科生和研究生的激情。每名研究生通過開題報告吸引本科生(2～4名)參與到課題研究中；本科生根據研究性綜合實驗的要求尋找自己感興趣的方向，并把研究生課題中的子課題作為綜合設計研究內容，通過互動的方式尋找研究課題的切入點。研究生富有創新精神和學科知識，可以把本科生作為一種人力資源利用，使研究課題設計得更大、更完善；本科生也可以從研討互動中了解和掌握更多的學科前沿知識與技能，學會如何開展科學研究，并得到較好的綜合科研訓練。

3 注重創新性實驗課的開發和研究

4 教師隊伍的建設與發展

實驗教學隊伍的建設是人才培養的關鍵。培養一支師德優秀、業務精湛、能掌握多門實驗技術的高素質實驗技術隊伍，是教學實驗中心建設發展規劃的第一目標。承擔生物科學專業教學的教師都是有豐富教學經驗、愛崗敬業的教師。他們中的大多數是各學科領域的帶頭人或骨干教師。承擔實驗教學教師都在各自的崗位上工作了十幾年以上，而且通過參加在崗培訓、進修學習和參加全國性實驗課程師資培訓班暨課程建設研討會等方式不斷提升自己的業務能力。我院制定了“一人多崗和多人一崗”的實驗教學運行管理機制，通過實驗室開放時間、接納學生人數、設備完好率、教學改革和實驗技術改革項目及論文數量與質量、團隊精神、公共服務和學生評價量化考核指標，使業績考核與津貼分配掛鉤，使每個實驗技術人員和實驗教師都有了危機感、緊迫感，實現了實驗隊伍自我提高和自求上進。同時，鼓勵理論與實際相結合，倡導一專多能的人才培養目標，促使精通專業技能、綜合設計大實驗指導能力強的優秀人才脫穎而出，形成能者上、平者讓、庸者下的良好氛圍。實行“一人多崗和多人一崗”五年來，激活了實驗隊伍整個群體，凝聚了人心，互相幫助、互相支持、服務學生、共創輝煌成為每一個實驗教學工作者心中的目標。

5 制定科學的實驗課成績評價體系

各門課程都制定了學生成績評價體系[10]。理論課程以期末考試為主、課堂作業和出勤率為輔?；A實驗課一般實驗結果、實驗結果的分析和思考題的完成情況為主，其出勤率、有無遲到早退和完成實驗室的清潔為輔?；究蒲杏柧毱脚_與專業科研訓練平臺課程的教學目標是通過資料查詢、文獻檢索與閱讀培養學生獲取相關研究信息的基本方法，通過開展綜合實驗設計和科學研究，使學生受到生物學基礎研究和應用基礎研究方面的科學思維和科學實驗訓練，使學生學會實驗結果的整理分析、論文撰寫并參與學術交流。 培養學生良好的科學素質及科研能力。按照開放式管理和目標管理模式，制定了以能力評價為主的學生學業評價體系。

(1)方案設計(30分)：設計方案是否規范、內容是否新穎、立題依據是否明確、思路是否清晰，實驗技術的選擇是否可靠等。

(2)實驗過程(30分)：實驗態度、儀器掌握程度、實驗現象的記錄與分析。

(3)結果討論(20分)：論文撰寫、實驗數據的可靠性、完整程度與分析與展望以及語言表達能力。

(4)合作共事(10分)：實驗小組之間和組內成員之間的配合與學習交流。

(5)安全管理(10分)：實驗過程中的安全與環境衛生以及值日情況等公益服務。

6 結束語

通過本項目的實施，探索并建立了生物科學專業學生創新能力培養的新型實驗教學模式，使本科生的學習更加主動、團隊合作精神加強、動手能力得到極大的鍛煉、 科研素質得到培養。

這種改革措施已在我院的生物化學實驗、分子生物學實驗、微生物實驗、細胞生物學實驗、遺傳學實驗、課程設計、生物科學大實驗、高級生物化學與分子生物學實驗和畢業設計等課程與教學環境中實施，每年受益人數在150名左右。近年來，學生申請獲批大學生創新項目和發表論文的數量逐年增加。我們培養出來的學生保研后不僅受到我院導師的贊賞，而且我院學生的綜合能力還得到了國內外許多科研院所和大學的認可。近幾年，每年都有一批學生通過保研，被中國科學院、北京大學、清華大學等科研院所和大學錄取。我們在為這些學生取得成績感到欣慰的同時，也堅定了我們繼續開展實驗教學改革，不斷完善實驗室管理的積極性，我們將繼續努力，使我們的實驗教學工作更上一個新的臺階。

[1] 孟照俊, 俞小瑞，韓燕, 等.醫學分子生物學實驗教學改革的初步探索與實踐 [J].西北醫學教育，2006，14(1):86-87.

[2]劉幸福，吳元喜.在實驗教學中試行“以學生為主體”的教學模式探討[J].實驗技術與管理，2002，19(3)：114-116.

[3] 謝青，吳元喜，楊廣笑.學生為主體的開放性實驗室管理模式的探索 [J].實驗科學與技術 ，2013，11(29)：161-163.

[4] 謝青，吳元喜，楊廣笑. 層次遞進的生物科學實驗教學體系構建([J].實驗科學與技術，2012，10(53)：71-73.

[5] 吳元喜，謝青，張曉昱,等.提高本科生研究型實驗水平的措施[J].實驗室研究與探索，2009,28(8): 112-114.

[6] 吳元喜, 余龍江, 張曉昱,等.本碩互動實驗教學模式研究[J].實驗技術與管理，2009,26(8):126-128.

[7]吳元喜,謝青,周蓬蓬,等.本科生創新意識和實踐能力的培養[J].實驗室研究與探索，2009,29(28): 227-229.

[8]肖靚,吳元喜,劉幸福,等.打造開放性實驗, 培養綜合型人才[J].實驗科學與技術, 2009,7(4):80-81.

[9]劉幸福，吳元喜.論生化實驗教學改革中的“小老師”自身的能力培養[J].實驗技術與管理，2005,22(2):102-105.

[10]肖靚，謝青，李元斌.分子生物學實驗課程考核方法探討[J].實驗科學與技術，2011, 9(1):120-122.

Exploration and Practice on Training Students’Basic Scientific Skills

XIE Qing, XIAO Liang, WU Yuanxi, YANG Guangxiao

(College of Life Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

Experimental teaching is an important link to the training of basic scientific skills and cultivation of creative ability for students of biology major. We have carried out experiment teaching reform by building three-level training platform, reforming experiment teaching methods to stimulate students’ interest in the experiment. These measures include development of innovative experimental courses by introducing well-proved new technologies and strengthening the teaching staff to train and cultivate students' ability of research and innovation. As a result, very good teaching result was realized.

experimental teaching reform; three-level training platform; innovative experiment; scientific skills

2014-04-02；修改日期: 2014-04-24

湖北省高校教學改革“生物科學專業國家理科基地個性化人才培養模式的研究與實踐”(2013- 2015)基金資助項目(201371)。

謝 青(1963-), 女,碩士、高級工程師, 主要從事生物化學、分子生物學和系統生物學的實驗教學。

楊廣笑(1963-), 男, 博士、教授, 主要從事生物化學與分子生物學的教學與科研。

G642.423；Q-33

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.027