构建三级训练平台,培养学生科研技能

谢 青，肖 靓，吴元喜，杨广笑

(华中科技大学 生命科学与技术学院 武汉 430074)

构建三级训练平台,培养学生科研技能

谢 青，肖 靓，吴元喜，杨广笑

(华中科技大学 生命科学与技术学院 武汉 430074)

实践教学是培养生物学专业学生基本科研技能的重要环节。近年来，华中科技大学生命科学与技术学院在实践教学中积极开展教学改革，通过构建三级训练平台，改革实验课程教学方式，提高学生对实验课的兴趣。注重创新性实验课的开发和研究，将成熟的研究新技术引入到实验教学中，加强教师队伍建设等一系列改革措施，锻炼和培养学生的科研素质和创新能力,取得了很好的教学效果。

实验教学改革；三级训练平台；创新性实验课； 科研技能

生物科学是一门理论与技术并进的基础学科[1]。为适应21世纪生命科学与技术发展的需要，培养出具有创新能力、满足社会需求的合格人才，在实验教学实践中构筑以能力培养为主线的实验教学新体系是提高教学质量、培养创新人才的重要途径。近年来，在生物学实验教学工作中，华中科技大学生命科学与技术学院本着以学生为主体，教师为主导的教学理念[2]，结合多年的实验教学经验，从培养高素质专业人才的目的出发，对生物学实验教学中如何加强学生科研技能的培养进行了探索与实践，重点构建了三级训练平台，即学生基础技能训练平台、基本科研训练平台和专业科研训练平台，让学生的专业技能逐步得到提高，并取得了很好的成效。

1 构建生物科学专业学生专业学习的三级训练平台

(1)专业基础课实验均安排一项综合性或设计性实验的内容[3-4]。例如，细胞生物学实验就调整了教学内容，安排了综合性、适用性较强的实验内容：“鸡胚细胞原代培养和细胞系的传代培养” 为必修实验内容，“细胞的冻存与复苏”作为选修实验内容；微生物实验安排了“微生物培养生产a-淀粉酶及其活性鉴定”这类综合性很强的实验内容，逐步培养学生的实验技能和综合能力。

(2)以我院教学实验中心公共实验教学专业平台为基础，以“综合设计、学科交叉”为特色，开设一些综合性、开放设计性实验内容，在培养学生基本实验知识和技能的同时，有目的地培养学生自己设计实验的能力和动手能力[5-8]。结合我院的科研特色和优势，学生可以围绕天然产物开发、药物筛选、生物制药、纳米制剂技术、分子生物学、发酵工程与酶工程、生物分离、代谢生理、系统生物学分析、基因组与蛋白质组学分析等研究方向自行设计题目，也可以选择教师的备选课题，学会科技文献的检索方法和技巧，实验设计，完成实验，学习撰写综述报告，构建了基本科研训练的开放实验教学平台。

(3)专业科研训练平台训练是指学生从大二开始就实施导师制，并专门开设课程设计和科研训练课程，学生可以参加导师的科研项目，将科研项目中部分内容分解成小型研究课题作为“科学研究训练课程” 的选题。 也可以在导师指导下，申报学校大学生创新性实验项目，还可以根据自己的兴趣自选题目。 这种创新型人才培养教学模式，将基础课程、综合性实验、课程设计、和毕业设计以及就业目标相结合的一体化实践教学等，突出生命科学人才培养多途径，强化实践能力，全面提高学生实践能力和创新能力。

2 改革实验课程教学方式

16年来，我们一直实行“小老师”辅助实验教学这种教学模式[9]，取得了很好的教学效果。“小老师”一般提前进入实验室，我们给他们的是“模糊教案”，即不是很具体完整的实验方案。例如：生物化学实验中，“3,5-二硝基水杨酸法测定还原糖和总糖”实验和“碱性磷酸酶米氏常数测定”实验中的反应温度和反应时间等工作条件，就要求担任“小老师”的学生自己摸索；然后，由他们完善实验方案后，做出PPT和视频录像，配合老师完成实验课。这样不仅提高了学生的学习兴趣，而且为一大批对生物科学有兴趣的高素质拔尖人才的成长提供了更大的发展空间。另外，我们还制定了老师和“小老师”负责的实验室管理制度，培养学生的责任意识。 这种实验教学模式从老师、“小老师”和学生三个层次多角度互动，凸显其独特的育人机制，在实验教学中教学效果很好。

在基础训练平台建立本硕共享开放实验平台，把研究生课题的部分内容作为本科生的综合设计实验，实现本硕教学与研究互动，这样有利于发挥本科学生学习的主观能动性和开拓精神，把科研和教学紧密结合，启发本科学生的创新思维，营造浓厚的学术氛围，使学生认识到如何在本硕互动的教学实践中受益，从而激发本科生和研究生的激情。每名研究生通过开题报告吸引本科生(2～4名)参与到课题研究中；本科生根据研究性综合实验的要求寻找自己感兴趣的方向，并把研究生课题中的子课题作为综合设计研究内容，通过互动的方式寻找研究课题的切入点。研究生富有创新精神和学科知识，可以把本科生作为一种人力资源利用，使研究课题设计得更大、更完善；本科生也可以从研讨互动中了解和掌握更多的学科前沿知识与技能，学会如何开展科学研究，并得到较好的综合科研训练。

3 注重创新性实验课的开发和研究

4 教师队伍的建设与发展

实验教学队伍的建设是人才培养的关键。培养一支师德优秀、业务精湛、能掌握多门实验技术的高素质实验技术队伍，是教学实验中心建设发展规划的第一目标。承担生物科学专业教学的教师都是有丰富教学经验、爱岗敬业的教师。他们中的大多数是各学科领域的带头人或骨干教师。承担实验教学教师都在各自的岗位上工作了十几年以上，而且通过参加在岗培训、进修学习和参加全国性实验课程师资培训班暨课程建设研讨会等方式不断提升自己的业务能力。我院制定了“一人多岗和多人一岗”的实验教学运行管理机制，通过实验室开放时间、接纳学生人数、设备完好率、教学改革和实验技术改革项目及论文数量与质量、团队精神、公共服务和学生评价量化考核指标，使业绩考核与津贴分配挂钩，使每个实验技术人员和实验教师都有了危机感、紧迫感，实现了实验队伍自我提高和自求上进。同时，鼓励理论与实际相结合，倡导一专多能的人才培养目标，促使精通专业技能、综合设计大实验指导能力强的优秀人才脱颖而出，形成能者上、平者让、庸者下的良好氛围。实行“一人多岗和多人一岗”五年来，激活了实验队伍整个群体，凝聚了人心，互相帮助、互相支持、服务学生、共创辉煌成为每一个实验教学工作者心中的目标。

5 制定科学的实验课成绩评价体系

各门课程都制定了学生成绩评价体系[10]。理论课程以期末考试为主、课堂作业和出勤率为辅。基础实验课一般实验结果、实验结果的分析和思考题的完成情况为主，其出勤率、有无迟到早退和完成实验室的清洁为辅。基本科研训练平台与专业科研训练平台课程的教学目标是通过资料查询、文献检索与阅读培养学生获取相关研究信息的基本方法，通过开展综合实验设计和科学研究，使学生受到生物学基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，使学生学会实验结果的整理分析、论文撰写并参与学术交流。 培养学生良好的科学素质及科研能力。按照开放式管理和目标管理模式，制定了以能力评价为主的学生学业评价体系。

(1)方案设计(30分)：设计方案是否规范、内容是否新颖、立题依据是否明确、思路是否清晰，实验技术的选择是否可靠等。

(2)实验过程(30分)：实验态度、仪器掌握程度、实验现象的记录与分析。

(3)结果讨论(20分)：论文撰写、实验数据的可靠性、完整程度与分析与展望以及语言表达能力。

(4)合作共事(10分)：实验小组之间和组内成员之间的配合与学习交流。

(5)安全管理(10分)：实验过程中的安全与环境卫生以及值日情况等公益服务。

6 结束语

通过本项目的实施，探索并建立了生物科学专业学生创新能力培养的新型实验教学模式，使本科生的学习更加主动、团队合作精神加强、动手能力得到极大的锻炼、 科研素质得到培养。

这种改革措施已在我院的生物化学实验、分子生物学实验、微生物实验、细胞生物学实验、遗传学实验、课程设计、生物科学大实验、高级生物化学与分子生物学实验和毕业设计等课程与教学环境中实施，每年受益人数在150名左右。近年来，学生申请获批大学生创新项目和发表论文的数量逐年增加。我们培养出来的学生保研后不仅受到我院导师的赞赏，而且我院学生的综合能力还得到了国内外许多科研院所和大学的认可。近几年，每年都有一批学生通过保研，被中国科学院、北京大学、清华大学等科研院所和大学录取。我们在为这些学生取得成绩感到欣慰的同时，也坚定了我们继续开展实验教学改革，不断完善实验室管理的积极性，我们将继续努力，使我们的实验教学工作更上一个新的台阶。

[1] 孟照俊, 俞小瑞，韩燕, 等.医学分子生物学实验教学改革的初步探索与实践 [J].西北医学教育，2006，14(1):86-87.

[2]刘幸福，吴元喜.在实验教学中试行“以学生为主体”的教学模式探讨[J].实验技术与管理，2002，19(3)：114-116.

[3] 谢青，吴元喜，杨广笑.学生为主体的开放性实验室管理模式的探索 [J].实验科学与技术 ，2013，11(29)：161-163.

[4] 谢青，吴元喜，杨广笑. 层次递进的生物科学实验教学体系构建([J].实验科学与技术，2012，10(53)：71-73.

[5] 吴元喜，谢青，张晓昱,等.提高本科生研究型实验水平的措施[J].实验室研究与探索，2009,28(8): 112-114.

[6] 吴元喜, 余龙江, 张晓昱,等.本硕互动实验教学模式研究[J].实验技术与管理，2009,26(8):126-128.

[7]吴元喜,谢青,周蓬蓬,等.本科生创新意识和实践能力的培养[J].实验室研究与探索，2009,29(28): 227-229.

[8]肖靓,吴元喜,刘幸福,等.打造开放性实验, 培养综合型人才[J].实验科学与技术, 2009,7(4):80-81.

[9]刘幸福，吴元喜.论生化实验教学改革中的“小老师”自身的能力培养[J].实验技术与管理，2005,22(2):102-105.

[10]肖靓，谢青，李元斌.分子生物学实验课程考核方法探讨[J].实验科学与技术，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

湖北省高校教学改革“生物科学专业国家理科基地个性化人才培养模式的研究与实践”(2013- 2015)基金资助项目(201371)。

谢 青(1963-), 女,硕士、高级工程师, 主要从事生物化学、分子生物学和系统生物学的实验教学。

杨广笑(1963-), 男, 博士、教授, 主要从事生物化学与分子生物学的教学与科研。

G642.423；Q-33

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.027