謝 青，肖 靚，吳元喜，楊廣笑

(華中科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 武漢 430074)

構(gòu)建三級訓(xùn)練平臺,培養(yǎng)學(xué)生科研技能

謝 青，肖 靚，吳元喜，楊廣笑

(華中科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 武漢 430074)

實踐教學(xué)是培養(yǎng)生物學(xué)專業(yè)學(xué)生基本科研技能的重要環(huán)節(jié)。近年來，華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在實踐教學(xué)中積極開展教學(xué)改革，通過構(gòu)建三級訓(xùn)練平臺，改革實驗課程教學(xué)方式，提高學(xué)生對實驗課的興趣。注重創(chuàng)新性實驗課的開發(fā)和研究，將成熟的研究新技術(shù)引入到實驗教學(xué)中，加強教師隊伍建設(shè)等一系列改革措施，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力,取得了很好的教學(xué)效果。

實驗教學(xué)改革；三級訓(xùn)練平臺；創(chuàng)新性實驗課； 科研技能

生物科學(xué)是一門理論與技術(shù)并進的基礎(chǔ)學(xué)科[1]。為適應(yīng)21世紀(jì)生命科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的需要，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力、滿足社會需求的合格人才，在實驗教學(xué)實踐中構(gòu)筑以能力培養(yǎng)為主線的實驗教學(xué)新體系是提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。近年來，在生物學(xué)實驗教學(xué)工作中，華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本著以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念[2]，結(jié)合多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，從培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才的目的出發(fā)，對生物學(xué)實驗教學(xué)中如何加強學(xué)生科研技能的培養(yǎng)進行了探索與實踐，重點構(gòu)建了三級訓(xùn)練平臺，即學(xué)生基礎(chǔ)技能訓(xùn)練平臺、基本科研訓(xùn)練平臺和專業(yè)科研訓(xùn)練平臺，讓學(xué)生的專業(yè)技能逐步得到提高，并取得了很好的成效。

1 構(gòu)建生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的三級訓(xùn)練平臺

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

(2)以我院教學(xué)實驗中心公共實驗教學(xué)專業(yè)平臺為基礎(chǔ)，以“綜合設(shè)計、學(xué)科交叉”為特色，開設(shè)一些綜合性、開放設(shè)計性實驗內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生基本實驗知識和技能的同時，有目的地培養(yǎng)學(xué)生自己設(shè)計實驗的能力和動手能力[5-8]。結(jié)合我院的科研特色和優(yōu)勢，學(xué)生可以圍繞天然產(chǎn)物開發(fā)、藥物篩選、生物制藥、納米制劑技術(shù)、分子生物學(xué)、發(fā)酵工程與酶工程、生物分離、代謝生理、系統(tǒng)生物學(xué)分析、基因組與蛋白質(zhì)組學(xué)分析等研究方向自行設(shè)計題目，也可以選擇教師的備選課題，學(xué)會科技文獻的檢索方法和技巧，實驗設(shè)計，完成實驗，學(xué)習(xí)撰寫綜述報告，構(gòu)建了基本科研訓(xùn)練的開放實驗教學(xué)平臺。

(3)專業(yè)科研訓(xùn)練平臺訓(xùn)練是指學(xué)生從大二開始就實施導(dǎo)師制，并專門開設(shè)課程設(shè)計和科研訓(xùn)練課程，學(xué)生可以參加導(dǎo)師的科研項目，將科研項目中部分內(nèi)容分解成小型研究課題作為“科學(xué)研究訓(xùn)練課程” 的選題。 也可以在導(dǎo)師指導(dǎo)下，申報學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目，還可以根據(jù)自己的興趣自選題目。 這種創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教學(xué)模式，將基礎(chǔ)課程、綜合性實驗、課程設(shè)計、和畢業(yè)設(shè)計以及就業(yè)目標(biāo)相結(jié)合的一體化實踐教學(xué)等，突出生命科學(xué)人才培養(yǎng)多途徑，強化實踐能力，全面提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。

2 改革實驗課程教學(xué)方式

16年來，我們一直實行“小老師”輔助實驗教學(xué)這種教學(xué)模式[9]，取得了很好的教學(xué)效果。“小老師”一般提前進入實驗室，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(xué)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(shù)測定”實驗中的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等工作條件，就要求擔(dān)任“小老師”的學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且為一大批對生物科學(xué)有興趣的高素質(zhì)拔尖人才的成長提供了更大的發(fā)展空間。另外，我們還制定了老師和“小老師”負責(zé)的實驗室管理制度，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識。 這種實驗教學(xué)模式從老師、“小老師”和學(xué)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(xué)中教學(xué)效果很好。

在基礎(chǔ)訓(xùn)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(nèi)容作為本科生的綜合設(shè)計實驗，實現(xiàn)本碩教學(xué)與研究互動，這樣有利于發(fā)揮本科學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和開拓精神，把科研和教學(xué)緊密結(jié)合，啟發(fā)本科學(xué)生的創(chuàng)新思維，營造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，使學(xué)生認(rèn)識到如何在本碩互動的教學(xué)實踐中受益，從而激發(fā)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(jù)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(shè)計研究內(nèi)容，通過互動的方式尋找研究課題的切入點。研究生富有創(chuàng)新精神和學(xué)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(shè)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(xué)科前沿知識與技能，學(xué)會如何開展科學(xué)研究，并得到較好的綜合科研訓(xùn)練。

3 注重創(chuàng)新性實驗課的開發(fā)和研究

4 教師隊伍的建設(shè)與發(fā)展

實驗教學(xué)隊伍的建設(shè)是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。培養(yǎng)一支師德優(yōu)秀、業(yè)務(wù)精湛、能掌握多門實驗技術(shù)的高素質(zhì)實驗技術(shù)隊伍，是教學(xué)實驗中心建設(shè)發(fā)展規(guī)劃的第一目標(biāo)。承擔(dān)生物科學(xué)專業(yè)教學(xué)的教師都是有豐富教學(xué)經(jīng)驗、愛崗敬業(yè)的教師。他們中的大多數(shù)是各學(xué)科領(lǐng)域的帶頭人或骨干教師。承擔(dān)實驗教學(xué)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(xùn)、進修學(xué)習(xí)和參加全國性實驗課程師資培訓(xùn)班暨課程建設(shè)研討會等方式不斷提升自己的業(yè)務(wù)能力。我院制定了“一人多崗和多人一崗”的實驗教學(xué)運行管理機制，通過實驗室開放時間、接納學(xué)生人數(shù)、設(shè)備完好率、教學(xué)改革和實驗技術(shù)改革項目及論文數(shù)量與質(zhì)量、團隊精神、公共服務(wù)和學(xué)生評價量化考核指標(biāo)，使業(yè)績考核與津貼分配掛鉤，使每個實驗技術(shù)人員和實驗教師都有了危機感、緊迫感，實現(xiàn)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(jié)合，倡導(dǎo)一專多能的人才培養(yǎng)目標(biāo)，促使精通專業(yè)技能、綜合設(shè)計大實驗指導(dǎo)能力強的優(yōu)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(wù)學(xué)生、共創(chuàng)輝煌成為每一個實驗教學(xué)工作者心中的目標(biāo)。

5 制定科學(xué)的實驗課成績評價體系

各門課程都制定了學(xué)生成績評價體系[10]。理論課程以期末考試為主、課堂作業(yè)和出勤率為輔?；A(chǔ)實驗課一般實驗結(jié)果、實驗結(jié)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?xùn)練平臺與專業(yè)科研訓(xùn)練平臺課程的教學(xué)目標(biāo)是通過資料查詢、文獻檢索與閱讀培養(yǎng)學(xué)生獲取相關(guān)研究信息的基本方法，通過開展綜合實驗設(shè)計和科學(xué)研究，使學(xué)生受到生物學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實驗訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會實驗結(jié)果的整理分析、論文撰寫并參與學(xué)術(shù)交流。 培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)及科研能力。按照開放式管理和目標(biāo)管理模式，制定了以能力評價為主的學(xué)生學(xué)業(yè)評價體系。

(1)方案設(shè)計(30分)：設(shè)計方案是否規(guī)范、內(nèi)容是否新穎、立題依據(jù)是否明確、思路是否清晰，實驗技術(shù)的選擇是否可靠等。

(2)實驗過程(30分)：實驗態(tài)度、儀器掌握程度、實驗現(xiàn)象的記錄與分析。

(3)結(jié)果討論(20分)：論文撰寫、實驗數(shù)據(jù)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(nèi)成員之間的配合與學(xué)習(xí)交流。

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

6 結(jié)束語

通過本項目的實施，探索并建立了生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新型實驗教學(xué)模式，使本科生的學(xué)習(xí)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(zhì)得到培養(yǎng)。

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

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

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

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

[4] 謝青，吳元喜，楊廣笑. 層次遞進的生物科學(xué)實驗教學(xué)體系構(gòu)建([J].實驗科學(xué)與技術(shù)，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(xué)模式研究[J].實驗技術(shù)與管理，2009,26(8):126-128.

[7]吳元喜,謝青,周蓬蓬,等.本科生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)[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(yǎng)綜合型人才[J].實驗科學(xué)與技術(shù), 2009,7(4):80-81.

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

[10]肖靚，謝青，李元斌.分子生物學(xué)實驗課程考核方法探討[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，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(xué)改革“生物科學(xué)專業(yè)國家理科基地個性化人才培養(yǎng)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(xué)、分子生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的實驗教學(xué)。

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

G642.423；Q-33

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.027