生物技术专业科研设计与方法课程教学体会

陈 奇 谢运昌* 刘晓颖

（[1]安徽医科大学生命科学学院 安徽·合肥 230032；[2]江西师范大学生命科学学院 江西·南昌 330022）

近年来，随着医学院校高等教育的飞速发展，学生从事生命科学领域研究与探索的兴趣及意识不断增强。鉴于此，越来越多的相关高校生物学基础课程教学中均增设了“科研设计与方法”这门专业核心课程。该课程的开设和教授能够为学生提供必备的基础理论知识并有效提升学生的基本技能，尤其能够极大培养学生从事生物医学相关研究的兴趣，并提高科研思维能力。通过该课程的学习，学生能够具备从事生物医学科研的基本素质，初步掌握生物医学科研设计的原理、方法和步骤，以及科研课题申请和科研论文撰写的基本要求和格式，从而成为一个合格的生物学研究人员和专业学者。

1 课程的定位和重要性

“科研设计与方法”一般开设于四年制本科的大三下学期或者大四上学期，是学生在完成了绝大多数专业核心课程学习之后的一门核心课程。课程的开设有助于学生对已有知识的深入理解和全面掌握，也有助于学生规划开展即将到来的本科毕业设计，乃至为将来研究生阶段的学习以及整个科研生涯历练做好充分的准备。通过该课程学习，学生能够掌握开展生物学及医学研究的基本知识和技能，养成对生物医学科研的兴趣，习得相应的科研思维，从而具备从事生物医学科研的基本素质。因此，为达到上述目标，课程的教学过程和教学方法主要采用多媒体教学，课堂讲授和讨论相结合的形式。

2 重视结合自身科研方向开展教学工作

“科研设计与方法”课程教学实施过程中的理论需要结合实际工作中的具体情况加以佐证，相关的任课教师对自身的研究领域的科研情况也有足够深入的理解。因此，课程教学过程中，任课教师也必须将自身的科研方向与教学实践进行有机融合。笔者主要从事微生物次级代谢产物的分离和生物合成研究，目前已承担了包括国家自然科学基金、安徽省高校自然科学研究项目以及广东省海洋药物重点实验室开放课题基金在内的多个科研课题，在相应研究领域取得了较好的研究成果。笔者在科研中得到的一些小分子化合物和相关合成催化功能酶，这些研究成果可以为课程的实施提供一系列有趣生动的研究教学实例。同时，教学过程中存在的一些设计不足之处又可以从科研工作中得到解答。对任课教师来说，更有意义的是，在教学实践过程中得到的一些心得体会又可为自身科研提供一些新的思路。

3 重视案例教学提升教学工作

案例教学是一种开放式、互动式的新型教学方式，在不同阶段、不同层次、不同学科的教学过程中有着极为广泛的应用。“科研设计与方法”课程理论性强，单纯阐释的理论对于没有任何科研基础和经验的本科生来说，接受难度较大，学习过程也极为枯燥，乏味。因此，在课程的学习过程中经常采用案例教学法，促进学生对理论知识的理解和接受，同时也有利于学生对相关知识的巩固。例如在讲述科研设计的具体设计细节问题时，以不同生境的放线菌分离为例，我们将班级同学分成5组，每组1位负责人，1位秘书，分别设计实验分离海洋沉积物、淡水沉积物、盐碱地、动物肠道以及植物内生5种不同环境样品中放线菌。学生们结合已掌握的微生物基础知识，进行分组讨论和汇总，在40分钟的时间内，不依赖于网络学术资源的情况下，能够设计完成70%-80%的工作量。教师予以适时、恰当的引导，结合课后相关文献的检索和阅读完善，90%以上的学生能够完整掌握和理解这一知识点。由此可见，案例教学的模式能够显著增强了师生之间的互动，加深了学生对知识点的理解，使得课程中的一些抽象的理论变得更为形象具体。这种教学方法不但提高了学生对课程的感性喜爱，而且也能够引导学生继续深入了解相关科研知识，教学效果良好。

在结合自身研究方向讲述科研的实际价值时，以植物源次级代谢物青蒿素发现和应用的故事进行深层次的解读。一方面分析为什么当年的诺贝尔生理学或医学奖会颁发给屠呦呦，而不是相应团队的其他学者，从而强调原创思维的重要性。另一方面，分析我国在青蒿素整个研究过程中暴露出来的问题，从而强调重视知识产权保护的重要性。最后，结合现有美国Keasling教授团队利用合成生物学手段，在大肠杆菌和酵母中合成出青蒿素的前体物质—青蒿酸的重要进展，强调生物工业化在整个生物医学发展中的重要作用。总结时，强调科学研究在解决相关国计民生等最大问题中的重要性。同时，引导学生注重全方位、多角度、发展性的思考和解决问题的辩证思维的训练。

4 重视情感态度和价值观教育，完善教学工作

情感态度与价值观的教育影响着学生求学、乃至整个人生的每一个阶段，也是素质教育的重中之重。在“科研设计与方法”的课程教学过程中，同样不能忽视。例如在讲述科研选题的时候，可以结合“细胞学说”发现过程中的人物和故事，引导学生关注身边的人和事，在平凡的生活中，发掘出新问题，找出源头创新的“新课题”。同时结合瓦克斯曼教授团队发现链霉素的故事，讲述科研工作中毅力与意志品质的重要性。在有了新问题之后，要持之以恒的坚持和实践，才能最终解决问题。最后加以总结，科研的成功离不开“汗水”，也离不开“灵感”。从深层次来说，这也是不断强化学生良好行为与习惯养成的教育，能够促进学生形成正确人生观和价值观。

科研的发展给社会带来的是正反两个方面的作用，生物医学相关学科更是如此。教学过程中可以基因编辑这一技术为例，一方面阐述该技术诸多领域中潜在的商业应用价值，例如动植物新品种、人类健康疗法、用于科学研究的动物模型、新的化合物以及能量来源的开发等。另一方面，以原南方科技大学贺建奎副教授基因编辑婴儿事件为例，警告学生新技术如果应用不当就会带来一定的社会与伦理问题，甚至是灾难性的重大社会事件，引发学生进行思考和讨论。同时，引导学生结合现有其他的科学技术，谈谈自身的理解和感悟。这样，在整个教学过程中，学生可以辩证性的去看待科学技术对人类社会的影响和作用，同时切身体会到合理运用好新技术的重要性，从而形成辩证性看待问题的思维能力。

5 小结和展望

“科研设计与方法”从广义上来说，侧重于方法的和思维的教学，涉及到的知识庞杂、灵活且应用性强。所阐释的理论并不是一成不变的死知识，而是需要不断地根据学生实际情况进行微调，并加以灵活运用。如何在有限教学过程中，培养学生对课程的兴趣，是值得每一位任课教师思考的问题。因此，新时期“科研设计与方法”的教学工作应充分运用多媒体和网络平台，不断更新教学模式，并根据不同时期学生的特点及时调整教学策略，从而培养出满足现代化科研需求的优秀本科生。