基于科研的化学生物类专业创新能力培养模式

曾晓希，黄 钊，李 文，马 靓

(湖南工业大学 生命科学与化学学院，湖南 株洲 412007)

创新是一个民族进步的灵魂，国家发展的动力。当今国内外各高校都在积极进行创新人才培养模式的探索和实践[1-3]。创新性人才培养模式是以发展创新能力为核心，以提高综合素质为目标的高校人才培养方式[4]。我国高校在本科生创新人才培养实践中仍面临基础性较差、思路不够清晰、实践性与个性化发展结合不紧密等问题。创新能力培养模式，对探索适合高校特色的创新人才的培养具有重要意义。

1 学院科研现状

生命科学与化学学院是湖南工业大学的二级学院，其科研实力相对比较强，教师中博士比例达80%，拥有湖南省重点实验室、湖南省工程中心、湖南省重点学科、湖南省高校创新团队、院士工作站等多个科研平台。近年来的科研业绩相对突出，连续多年被评为科研优秀单位。近五年来，承担国家级课题30余项，每年通过的国家自科基金项目数量居全校首位。学院的科研平台和科研实力为创新人才的培养提供了良好的平台。学院现有应用化学、化学工程、生物技术三个本科专业。根据创新人才培养需求和新工科要求，将本科生参与科研实践列入创新人才培养计划，对本科生创新能力培养模式进行了探讨。

2 “四阶段”创新能力培养模式

根据学生的认知规律和高校化学生物类本科生培养计划，以“科研案例、科研问题、科研实践和科研课题”为驱动，以“创新意识-创新思维-创新技能-创新能力”为分阶段培养目标，构建本科生的的"四阶段"创新能力培养模式。各阶段是根据人的认知规律和本科生培养方案进行设定，由于学生个体差异和课程设置的多样性，所以各阶段没有绝对界限，其中第一第二阶段主要针对低年级学生，第三和第四阶段针对高年级学生。

2.1 以科研案例助教学，激发创新意识

课堂是激发创新意识的重要环节，教师要根据课堂教学内容，经常介绍一些著名的科研案例。在化学生物专业的课程中，有着不胜枚举的科研故事。把学科中的经典的实验设计、重大的发现、学术争议、科研趣事等融合在理论教学中，引导学生探寻案例中的创新点。组织学生参加学术讲座、报告会以及学科年会等，使学生了解某些领域的的最新发展，让他们拓展科研视野，加深对专业的认识，从而产生一些创新的想法。学生的创新兴趣和科研见识提高了，并及时补充所涉及的专业知识体系，使创新意识有可能转化为科研开发能力。

2.2 以科研问题为导向，拓展创新思维

以问题为导向引导学生进行差异性探索，是训练创新思维的有效途径。科研问题来源分为学生发现的问题和老师设置的问题。鼓励学生在学习和实践中主动发现问题，并思考解决问题的方法。教师把理论知识和学科前沿发展以及社会热点结合，提出现实中亟待解决的问题，组织学生调查讨论、设计科研方案、进行论证等。通过设置问题，引导学生思考，学生将创新意识的感性愿望提升到理性的探索上，实现创新活动由感性认识到理性思考的飞跃，开拓创新思维。

对于大一大二的学生，主要是激发他们的创新意识和拓宽他们的创新思维，即是“四阶段”模式中的第一和第二阶段培养。具体点说大一侧重进行创新意识的激发，大二主要进行创新思维的拓展。将经典的实验设计、重大的发现、学术争议、科研趣事等融合在理论教学中，引导学生探寻案例中的创新点，激发学生对学科知识和科学研究的兴趣。实行“学术小讲座”制度，将课程中某些内容布置给学生，要求他们通过课外查找资料和制作PPT来完成小讲座。将学校的学术讲座信息及时告诉学生，鼓励他们参加各种学术报告，扩展学生的专业视野。大二开始实行“导师制”，积极联系导师，参加导师的科研小组。通过各种途径，对学生进行科研熏陶，增强他们的专业兴趣，激发他们的科研创新欲望

2.3 以科研实践为中心，训练创新技能

开设应用性、设计性、研究性和综合性实验课程，使学生在前期积累的科研见识和专业理论知识基础上，自觉、自愿地将自身创新意识在实验当中转化为创新活动，并在实验过程中培养动手能力、积累实验常识。通过生产实习、毕业实习、社会实践活动和课外科技创新活动，培养学生科研实践能力，提高创新技能。建立本科生导师制，鼓励学生从大二开始参与导师的科研课题，定期进行组内学术研讨会，引导学生通过专业文献检索和信息收集，寻找解决实验中困难的途径，培养学生从事科研活动的动手能力、分析能力和解决问题能力，具备创新的基本技能。

对于大二、大三学生，主要是进行创新技能的培养，对应于“四阶段”模式中的第三阶段培养。创新技能是把创新意识和创新思维转为创新能力的重要支柱。这个阶段是学生实验实践课程最多的阶段，我校化学生物类专业的学生有10～12门的课程实验，5-6门课程设计，2-3周的综合大实验，6-8周的专业见习和生产实习。这个阶段的学生具备了一定的实验技能和科研基础，可以参加老师们的科研课题，申报各种创新实践项目。从大二开始，鼓励学生主动找老师参加科研实践。近三年来，我院的化学工程、应用化学和生物技术专业的大三年级每个班参与老师科研的人数达40%以上，在全院掀起了科研风潮。

2.4 以科研课题为载体，提升创新能力

具备一定科研技能的高年级学生，可以单独完成科研课题。课题来源主要有产学研项目、大学生创新项目和毕业论文等。鼓励学生参加产学研课题，增加对科研成果转化为生产力的认识，以激发学生求知欲、创造欲和成功欲等。组织学生积极申报大学生创新项目，把学生的创新意识、创新思维转化为创新实践。毕业论文实行自主选题，解放学生思维，调动学生的主观能动性，培养学生具有独立的实验设计能力、对未知事物的探索能力、对学科热点和前沿的究能力，提升学生的创新能力。

图1 “四阶段”创新能力培养模式

对于大三、大四的学生，主要是进行创新能力的提升，对应于“四阶段”模式中的第四阶段培养。大三学生储备了一定的专业知识，具备了一定的创新技能，可以独立尝试一些小的科研课题。在这个时期开始，要通过科研课题来不断提升他们的创新能力。鼓励学生申报大学生创新课题和产学研的课题，积极参加导师的课题。大四学生实习自选毕业论文课题，鼓励他们通过前期调研申报自己感兴趣的课题。在毕业论文评分体系中，适当提高创新的权重，设立论文创新奖。让学生在课题研究中充分发挥创新潜力，不断提升创新的能力。

3 结束语

经过几年的实践，基于科研的创新能力培养模式取得了一些成效。学生的专业兴趣明显加强，转专业的学生大大减少，由每个班的十多个下降到1-2个。学生学习积极性、动手能力和综合素质得到提高，参加各类创新大赛和项目申报的人数成倍增加。近三年来，我院在全国及湖南省的创新创业大赛中取得不错的成绩，获奖16人次，其中全国生物创新大赛中获二等奖1人次，湖南省化学创新大赛中获得一等奖5人次。学生学习主动性提高，促使教师在教学方面要不断更新内容，紧跟时代和实际生产，在科研方面要不断拓展宽度和深度，提高教师自身的专业素质。但是也存在一些问题，首先实验场地问题，因为实验场地有限，随着参与科研实验的学生增加，就出现学生扎堆的现象，需要教师科学有序地安排实验进度。其次，有少量学生并没有真正沉下心来做实验，只是随大流做个样子而已，需要教师在甄选学生时要细致全面，学生进组后要有一定的淘汰制度。总而言之，该模式激发了学生的科研和创新热情，促进教学相长，但在具体实施过程中还需要教师因材施教，因地制宜。