高等师范本科生物专业创新人才培养的研究

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  【摘要】提高自主创新能力,建设创新型国家,人才的培养是头等重要的大事。为此,教育部提出了振奋人心的“质量工程”。但是,当前的实践教学环节非常薄弱,严重制约了教学质量的进一步提高。本课题组六年来一直致力于高等师范本科生物专业创新人才培养模式的研究,提出小项目驱动“四步培养法”实践教学模式,研究结果显示,该实践教学模式有良好的培养效果。
  【关键词】高等师范 生物专业 实践能力 小项目驱动 四步培养法
  【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(a)-0011-02
  
  21世纪人类社会步入了一个科技创新不断涌现的重要时期。随着知识经济时代的来临,各国经济、科技与军事实力的竞争已经转化为对创新人才的激烈竞争。因此对创新人才的培养具有重要的战略意义,关系到民族的复兴和国家的存亡。而构建高校创新人才培养体系,培养高素质创新人才,是我国高等教育需要解决的核心问题。
  
  1 创新人才培养在创新国家建设中的重要作用
  1.1 创新人才的培养是建设创新型国家的需要
  2006年胡锦涛总书记在全国科学技术大会上发表了“坚持走中国特色自主创新道路,为建设创新型国家而努力奋斗”的讲话[1];2007年他又在中国共产党第十七次全国代表大会上的报告指出:“提高自主创新能力,建设创新型国家。这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键[2]”,是国家的重大战略任务。“提高自主创新能力,建设创新型国家”,人才的培养是头等重要的大事。为此国家教育部采取了一系列重要的举措,2007年初教育部下达了教高[2007]2号文件《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》[3],提出了振奋人心的“质量工程”。
  1.2 强化实践教学是培养创新人才的必由之路
  2号文件指出:“人才培养是学校的根本任务,质量是学校的生命线”,“要努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力”。教育部有关领导在贯彻2号文件的讲话中还特别指出[4]:“知识来源于实践,能力来自于实践,素质更需要在实践中养成,各种实践教学环节对于培养学生的实践能力和创新能力尤其重要。但是,当前的实践教学环节非常薄弱,严重制约了教学质量的进一步提高……建立和完善实践教学体系,是提高教学质量的重要内容”。教育部的文件和有关领导的讲话一针见血指出我国大学本科生的质量存在着“创新能力”和“实践能力”不足的严重问题,而解决“两种能力不足”问题的根本出路就是强化实践教学。这种观点和国际上关心中国教育事业发展的教育学家和科学家的观点非常一致。
  1.3 高等师范在创新型国家的建设中肩负重任
  创新人才培养是一个系统工程,也是一个长期的过程。这个过程涉及到初等教育和高等教育两个人才培养阶段,而施教者本身的创新精神与素质、实践教学的能力将强烈地影响着受教育者的创新精神和创新能力的培养。在我国一般说来,“施教者”——我们的人民教师是由高等师范大学培养的,高等师范是人民教师的摇篮。如果在这里我们能够通过完善的实践教学体系,把创新精神和创新能力融入到未来人民教师身上的每个细胞,就能够期待中国成为一个真正的创新型国家。
  
  2 小项目驱动“四步培养法”教学模式的实践
  项目驱动教学模式是在建构主义教学理论的指导下,通过对“项目”的选取和创设情境,主要由学生自己或合作完成预定“项目”,采取的一种独立和自主学习(研究)模式[5]。而提倡独立自主学习是国外创新人才培养重要经验[6]。项目驱动教学模式与实践教学的结合可以取得良好的效果[7]。
  高等师范本科生物专业的实践教学体系亟待完善[8]。本着“匹夫有责”的态度,我们课题组进行了小项目驱动“四步培养法”教学模式的探索。本文所指的“小项目”是相对于高校教师从各级政府或社会企业获取的科研项目相比而言较小,但是其规模相比大学本科生毕业论文课题稍大,实践时间较长;比研究生从事的研究项目稍小,时间稍短(少数项目或等同研究生课题)。在这个教学模式中,我们扩展了项目驱动模式的内涵,提出“四步培养法”,现将我们六年多来的做法简单介绍如下。
  2.1 具体步骤和做法
  生命科学本身就是一门实践性学科。早在2002年,我们课题组就以我校教务处建立的本科生“科研立项”的制度为平台,开始了小项目驱动“四步培养法”培养模式的探讨。该实践教学模式的目标就是:在生物专业本科生培养过程中,以科研小项目为载体,有步骤对学生科研能力的四个方面:独立检索能力、独立设计能力、独立实验能力和独立总结能力进行系统的培养,在明确项目工作目标的驱动下,重点实现对“创新能力”和“实践动手能力”培养。
  小项目的起始和终止时间
  培养的起始时间一般为大学二年级下学期(学校组织“科研立项”的时间)。但也有少数优秀同学起始于大学一年级下学期。培养的结束时间有两种情况:
  (1)三年级下学期结束,大约占本实验室参加科研立项同学总数的40%;
  (2)延续到四年级下学期本科生毕业,也就是说“科研立项”和“本科毕业论文实验”实现了打通培养,大约占本实验室参加科研立项同学总数的60%。
  小项目的前期准备工作
  小项目的前期准备工作主要包括三个方面:
  (1)双向选择参加项目的同学,本实验室主要的选择标准为一年级学分绩为全年级的前10名范围之内的,品学兼优的同学;
  (2)向参加小项目同学宣讲本实验室在研的国家省市纵向课题科研项目、实验室培养模式、实验条件等等;
  (3)将大项目分解,师生之间协商对小项目的双向选择(确定题目)。
  开展小项目,系统培养本科生的科研能力
  经过6年的探索,我们提出小项目驱动“四步培养法”。四步培养法即强调四种科研能力的培养,更强调的是科学认识论的思想方法,即依照人类认识自然科学问题和解决自然科学问题实践所遵循的逻辑和规律,制定严格的能力培养顺序和步骤,循序渐进,达到对本科生科研能力系统培养的作用(见图1)。
  目标:苦练想的功夫,开展对独立设计能力(即创新思维能力)的培养,达到具体的步骤与内涵如下:
  2.1.1 第一步:认识科学问题
  目标:苦练读的功夫,开展对独立检索和归纳能力的培养,达到“睁开眼睛,走出黑暗”的效果。具体的培养内容包括:
  ①开展华师图书馆电子检索资源利用的培训,由图书馆老师和本课题组成员主讲;
  ②培养学生独立上网检索的能力,进入华师图书馆等电子检索资源,下载课题方向的文献,特别是英语最新文献,高分文献等;
  ③培养学生自主学习能力,要求他们广泛阅读,深入理解文献,使自己成为该科学问题的“小专家”;
  ④培养学生的归纳能力,要求同学带着目的完成一篇综述性报告,重点考察:该科学问题发展的历史过程;不同学者提出的学术观点,特别是对立的学术观点;科学实验所涉及的生物学指标和相应的测量方法等等。并要求在写的过程中梳理出自己的课题设计思想和技术路线(实验方法),最后在实验室周会上报告自己的综述,听取老师和同学的建议。
  2.1.2 第二步:建立科学假说
  “看清方向,找出捷径”的效果。具体的培养内容包括:
  ①根据该科学问题的有关文献和知识,并寻找和列表记录前人研究中没有考虑、没有发现或者没有解决的问题;②依靠自己的创新思维,提出自己创建的科学假说,并用文字和图表对科学假说进行准确的表述,例如,绘制分子信号传递路线图,理顺后做成美观的ppt文件;③根据自己创建的科学假说,从逻辑上反复推敲:要证明这个假说需要做些什么实验研究?测量什么生物学指标?采用什么实验方法?采用什么生物材料?以及初步的经费预算;④撰写课题设计和开题报告,最后在实验室周会上做开题报告,与老师和同学进行深入的分析和讨论,最后完善同学的实验方案。
  2.1.3 第三步:开展实验研究
  目标:苦练做的功夫:开展对独立实验能力(实践能力)的培养,达到“百折不挠,心灵手巧”的效果。具体的培养内容包括:
  ①组织学生开展使用仪器和设备的培训和讲座;
  ②要求学生认真阅读仪器操作指南、产品说明书;观摩学习师兄师姐的实验过程;逐步掌握实验操作技巧,练就过硬的实验基本功;
  ③特别强调对于实验步骤不但要知其然,还要知其所以然,在充分理解实验原理的基础上,完善同学的实验技能;
  ④强调预实验的重要性,强调实验结果的准确性和可重复性, 强调实验数据的真实性,不容许任何更改实验数据的现象存在。
  2.1.4 第四步:撰写科学论文
  目标:苦练写的功夫,开展对独立撰写科学论文能力(即辨证和逻辑思维能力,以及学术表达和交流能力)的培养,要求达到“思路清晰,有‘理’有‘据’”的效果。具体的培养内容包括:
  ①开展讲座,要求学生认真学习和掌握科研论文基本写作方法和格式;
  ②对学生的论文反复批改,反复讨论,让学生从细节上掌握科学论文的写作方法和技巧;
  ③向同学介绍中文和英语论文的主要差别,鼓励学生写作英语论文、发表英语论文,提高国际学术交流能力;
  ④鼓励创新精神,提倡“做一流的工作,发表一流的论文”,“不想当将军的兵,不是好兵”,“脚踏实地,从小事做起”的科研精神。
  2.2 实施“四步培养法”的几个关键问题
  以下介绍我们在实施本教学模式中常见的几个关键问题,以及我们的应对理念。
  2.2.1 把好自主独立关
  根据我们几年来的经验,通过这种途径培养比较成功的学生,通常都比较善于自主学习,独立思索。因此我们人为营造“自主学习,独立思索”的氛围,让同学们在本科学习期间即养成依靠自己能力解决问题的能力。实践表明,这种独立解决问题的能力造就了这些学生系统的科研能力,特别是创新能力和实践动手能力,因此他们受到研究生接收单位和用人单位的好评。
  2.2.2 把好能力培养关
  需要摆正能力培养与成果产出的辨正关系。开展小项目驱动“四步培养法”关键任务是培养学生科研能力,而不是强调获取成果产出,因此需要把好能力培养关。四步培养法强调过程,强调科学认识论,在前面的过程没有完成之前,不继续下一步的训练和培养。保证了过程的有序性、系统性,才能保证能力培养的可靠性。反过来,把好了能力培养关,科研成果就会源源不断的出现。
  


  2.2.3 把好时间分配关
  需要摆正课堂学习和“四步培养法”实践教学的关系。生命科学是一个大的一级学科,按照我国的学科分类标准,下属12个二级学科。本科生课堂学习的任务繁重,再要从事相关的科学研究实属不易。我们的理念是,在保证学生课堂理论学习的基础上,再来开展有关的“小项目”研究。一方面我们积极向学生宣传积极向上的价值观、人生观,使同学内心产生从事科学研究的动力;另一方面,我们积极为学生协调时间分配,在周末、寒暑假等时间集中把实验室、设备条件等供给同学使用。
  2.2.4 把好毕业论文关
  需要摆正“四步培养法”实践教学和本科生毕业论文研究关系。我们比较常见的做法是将这两种实践教学模式打通培养。这样,使得项目驱动式实践教学培养贯串于大学二年级至大学四年级毕业,这样大大强化了这些本科生参与实践教学的时间,也使学生获得较为完善和系统的科研训练。通过这种方式培养的学生,常常可以获得优质的毕业论文,科学研究的能力也较为全面。
  2.3“四步培养法”教学模式成果简介
  通过“四步培养法”,近几年在我们实验室本科生取得的主要科研成果包括:发表本科生为第一作者的学术论文37篇,其中:被EI和ISTP收录的论文7篇,被国家核心期刊收录的论文18篇,其他11篇均为国家公开学术期刊;作为其他排序作者的发表的学术论文近50篇;本科学生获得的学术奖励32项,其中包括:省级一等奖3项;省级二等奖5项;省级三等奖3项;校级一等奖4项;校级二等奖4项;校级三等奖3项;其他科研奖励5项。这些同学多数考取研究生,去向包括:出国攻读博士学位、被中国科学院系统录取作为直博研究生、北京大学、复旦大学、武汉大学等国内著名大学的直博研究生、留校在本实验室做硕士研究生等。成为本院本科生向往从事科学研究的热门实验室。
  
  参考文献
  [1] 胡锦涛,坚持走中国特色自主创新道路,为建设创新型国家而努力奋斗.在全国科学技术大会上的讲话.
  [2] 胡锦涛.高举中国特色社会主义伟大旗帜,为夺取全面建设小康社会新胜利而奋斗—在中国共产党第十七次全国代表大会上的报告.
  [3] 教育部公报,教高[2007]2号文件《教育部关于进一步深化本科教学改革_全面提高教学质量的若干意见》 [4]周济,实施“质量工程”贯彻“2号文件”.全面提高高等教育质量—在实施高等学校本科教学质量与教学改革工程视频会议上的讲话.
  [5] 徐肇杰,任务驱动教学法与项目教学法之比较,职业与教育,2008,11,36-37.
  [6] 陈岗,加拿大高校创新人才培养方式的启示,中国大学教学,2007,11,92-95.
  [7] 谢小芸,李立清.项目教学法在独立学院统计学实践教学中的应用.中国农业教育,2007,4,51-53.
  [8] 袁家明,沈文飚,吴俊.与生物学基地创新型人才培养相适应的实践教学体系构建,中国农业教育,2008,3,37-39页.
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