生物专业本科生创新能力培养与科研团队建设的思考

刘丽辉

［摘 要］本科生创新能力的培养与科学研究团队的建设，对培养高素质的生物专业人才起着至关重要的作用。文章对生物专业本科生参与科研活动的意义、生物专业本科生在学习中存在的问题和科研现状、生物专业本科生科研团队建设和训练计划等方面进行探讨，从教师层面完善本科生科研团队建设的方案，旨在助力提高本科生物专业教育质量和推动学科发展。

［关键词］生物专业；本科生；创新能力；科研训练；团队建设

［中图分类号］ G64 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）22-0123-05

生物学是一门实验性、基础性极强的学科，生物专业人才是国家高新科技发展的有力支撑，其培养目标是使学生具备专业基础知识与专业技能，具有创新意识与创业能力，可以在生物技术专业领域以及相关部门从事文化教育、科学研究和技术研发等方面的工作。创新能力是生物专业本科生需要培养的核心能力之一，而科研活动可以激发学生创新思维、培养学生创新能力。近年来，国家十分重视对大学生创新能力的培养，《中华人民共和国高等教育法》明确规定，高等教育的任务是培养具有社会责任感、创新精神和实践能力的高级专门人才。目前，如何激发大学生创新潜能以及促进大学生积极有效参与科研活动已引起教育者们的普遍关注[1-4]。

本科学习期间，科研启蒙尤为重要。目前部分高校主要是通过实施第二课堂、引导学生撰写文献综述及参与各类竞赛活动等多种方式，促进大学生创新能力的培养[3-4]。但在这些举措实施的全过程中也存在许多问题，例如学生缺乏自主创新实践经验、缺乏科学研究网络资源、缺乏很明确的学习目标以及学校课程设置不合理等[5]。建设本科生科研团队能够组织学生参与课题研究，培养学生的科研兴趣和创新意识[6-7]。教师应鼓励学生参与“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等比赛，注重学生科研实践，培养学生团队合作精神。高校青年教师或科研任务较少的教师，有更多的时间和精力来组织本科生参与科研活动，尤其是没有带研究生的教师，能够为学生提供更细致的指导和支持，在解决学生面临的问题的同时也能够提高自身教学水平和科研产出。

作为生物专业一线青年教师，笔者多次组织本科生的科研兴趣小组活动并取得了一定成效。本文对生物专业本科生参与科研活动的意义、生物专业本科生在学习中存在的問题和科研现状、生物专业本科生科研团队建设和训练计划等方面进行探讨，以期为本科生物专业教育提供一些参考和启示。

一、生物专业本科生参与科研活动的意义

生物专业本科生参与科研活动不仅有助于拓展专业理论知识、实现教学内容与生物技术实践的结合、提高自主创新能力和综合实力，还有助于提高自主学习能力，以及锻炼发现问题、分析问题、处理问题的能力。这有益于学生学习与职业发展规划，能够为升学和就业奠定良好的基础。

（一）提高自主学习能力

本科教育需要侧重培养学生成为符合社会需求的创新型人才。如何培养本科生主动获取知识、自主学习和持续发展的能力，已成为教育者关注的重点。目前，“以教师为主体”的教学模式已逐渐转变为“以学生为中心”、促进学生主动学习的教学模式。让本科生参加科研活动有利于深化“以学生为中心”的教育教学改革，培养学生自主学习能力，提高人才培养质量。本科生科研团队建设以及系统的科研训练，将有助于引导学生把时间和精力用于科研自主创新，也有助于提高学生对不良诱惑的辨别力、增强学生的自主学习能力。

学生自主学习能力、创新意识等的培养必须有具体的载体，科研活动就是一个比较合适的载体。比如，科研活动中对生物专业参考文献的搜索和阅读不仅有助于学生开阔眼界、巩固知识，而且有助于推动学生积极主动探索学习相关专业领域最前沿的学术成果，拓宽学生的国际视野，为学生自主创新提供更好的思路和灵感。同时，科研活动还有助于学生提升生物专业技能、掌握科学思维方法、培养自主创新思维，形成主动学习与终身学习习惯 [7]。

（二）锻炼发现问题、分析问题、解决问题的能力

从掌握知识到运用知识，知识的迁移并非自然而然地发生。发现、判断问题的能力以及分析问题、解决问题的能力不是通过“传递”来获得的，而是由学习者在实践中主动培养的。学生在养成自主学习、补充新的相关知识的习惯后，还要经过一定程度的系统训练，才能更好地运用所学知识解决各种实际性问题。

科研活动可以缩小知识和实践间的距离，提升学生自主发现、思考、剖析、解决问题的能力。科研的过程就是发现问题、分析问题、解决问题的过程。通过参加科研活动，学生能够发现相关科学问题、明确提出有关假设，并把难题的价值清楚地总结归纳及表述出来。教师以科学问题为导向，锻炼学生运用专业知识和方法解决现有难题的能力，培养学生分析、理解、判断和逻辑推理的能力，这样既能启迪学生的科研思维，又能促使学生懂得探究、喜爱探究并熟练掌握探究的方式，使学生不管未来处于哪种岗位，都能够充分发挥自身价值并且在岗位上开展自主创新。

（三）奠定升学与就业基础

在当前生物高科技产业飞速发展的时代，人才需求量不断增加。生物专业毕业生就业通常流向学校、科研院所、企业等平台。重视本科生科研启蒙，建设本科生科研团队，系统地开展科研训练活动，有助于学生了解自身的学术兴趣和科研能力，养成严谨的科研态度和塑造坚毅的性格，增强对未来工作的适应性，提高沟通交流、团结协作等能力素质，做好向相关岗位工作人员或相关行业专家转变的准备，并为以后的职业发展和升学进修奠定坚实的基础。

二、生物专业本科生在学习中存在的问题和科研现状

（一）缺乏学习动力

生物专业的学生要学习多门课程，其中部分学生难以改变高中的学习方式以适应大学的学习方式 ，在学习中不够积极主动，没有意识到科研能力培养的重要性。高校课程的时间安排相对宽松，与高中时期满满当当的课程时间安排产生明显反差，部分学生习惯了依赖教师，一旦离开教师的催促和引导，容易对困难产生逃避的情绪，将大部分的自主安排时间用于娱乐活动。更有甚者，受到一些不良风气的刺激和诱导，部分大学生养成了沉迷游戏、“躺平”等不良行为习惯，影响了正常的学习和生活[5]。总的来说，学生出现这些行为现象的深层次原因是缺乏自主学习的动力。学习是终身的，要引导学生养成自主学习的习惯、激发学生自身内在的探索欲，大学本科阶段是至关重要的阶段。

培养学生正确的专业学习观念、激发学生的科研成就感和责任感，有利于提升学生对不良诱惑的辨别力。从大一阶段开始，开展合理的课程安排、学习规划和科研启蒙活动，将有助于提高学生自主学习的积极性。教师通过启发式教学，让学生参加有意义并容易产生获得感的科研课题研究，将有助于正确引导学生把时间和精力用于主动学习和科研自主创新。

（二）缺乏对科研的认知

当然，也有部分学生具备自主学习的意识，但苦于没有明确的学习目标和方向，缺乏对科研的认知，科研兴趣更是无从谈起[7]。科研活动不仅需要学生具备实验技能，还需要学生学会发现问题和解决问题，若学生自身没有建立专业相关科研知识架构并持续开展训练，就容易不明所以、失去学习的方向，坚持下来的学生数量就不尽如人意。尽管本科生参与科研活动的意义与作用是高校管理者普遍认同的，但是“以学生为中心”的学生能力培育推进仍困难重重，目前各高校主要是通过各类活动以及学科竞赛等方式提高本科生的科研参与度。在一些科研项目中，本科生只是负责做一些简单的预先设置的实验，或给硕士研究生做辅助工作。综合实践课程难度较高，一般只作为选修课程，因为学时不足，学生没法在教学中得到即时足量的训练，教学效果不够理想。部分学生认为创新是科研人员的工作，在尝试科研创新后难以坚持。

如何帮助学生正确认识科研、找到能够坚持下去的课题项目和研究方向，这是一个亟待解决的问题。青年教师在时间和精力上更具优势，尤其是没带硕士研究生和科研新项目比较少的教师，能够为本科生带来更多的实践机会、进行更细致的指导，将有助于提高本科生的科研兴趣和自信心。

（三）缺乏科研创新环境

学生掌握了基础知识后，还需要经过一定的训练，才能更好地将知识运用于解决各种实际性问题。一般来说，本科生的科研训练是随教师的科研项目进行的，需要良好的学术氛围、较好的实验室设备以及与教师沟通的机会等。在高校，并不是每一个教师都承担科学研究项目，有关的经费预算和平台支撑也有限，部分承担项目的教师忙于教学与行政事务，苦于精力有限，指导本科生的积极性不足，能指导的学生数量十分有限[4]。一些学生申请大创项目，只为获得相应学分，对于具体的科研工作兴趣并不浓，创新的动力更是不足。因此，从教师层面完善本科生科研团队建设方案，注重普适性、高效性，将有利于提升学生整体的创新能力。

三、生物专业本科生科研团队建设和训练计划

本科生创新能力的培养与科研团队的建设，对培养高素质的生物专业人才起着至关重要的作用。传统的课堂教学往往注重知识的传授和记忆，不够重视学生的创新思维发展。若建设生物专业本科生科研团队，开展系统训练，教师指导与支持科研项目实践活动，营造良好的创新氛围，将有助于学生的创新思维启发、实践能力塑造、团队协作能力发展和综合素质提升。教师应引导学生大一开始认识科研，大二进行科研实验初探，大三开展系统性的科研训练，大四完成课题与毕业论文。本文提出的高效运行和可持续发展方案，对于提高生物专业本科教育质量和推动学科发展具有重要价值。

（一）合理的时间规划

本科生科研团队的建设应从大一阶段抓起，实现思想启蒙与科研启蒙并进。教师应引导学生形成正确的科学认识，开展自主学习、自我管理和交流与合作，增强自主创新、探求真理的科研精神。青年教师有更多的时间和精力指导本科生，也更了解学生的想法和习惯，更容易重新开始组建科研团队。每位教师可具体指导9～10名大一学生，鼓励学生走进实验室、聆听学术报告、参加交流活动，让学生接触前沿技术，激起学生的好奇心和探索欲。教师应组织科研兴趣小组招生和报名工作，并将科研兴趣小组作为课外科研项目申报的团队基础。

在学生大二阶段，根据每位学生的具体情况选拔科研团队人员，教师和学生双向选择，推行导师制，每位教师具体指导3～5名学生，并制定相应的创新能力分阶段培养计划。开展文献检索、实验能力、科研流程及写作技巧培训，让学生参加实验方案设计、数据统计分析和科技论文写作等，激励学生积极参与课题项目、比赛等活动，以积累实践经验。在学生大三、大四阶段，待学生全面掌握了相关基础理论知识后，主要培养学生独立思考、团队协作、解决问题的能力，提升学生的综合素质和竞争力。

针对不同年级学生的学习进度，合理安排连贯协调的训练。通过大一阶段的创新思维启蒙、大二阶段的基础知识和实验操作奠基，学生到大三、大四阶段才能开展集中创新训练，实现高效科研产出。目前，很多高校毕业论文开题从大三才开始，而学生在大三、大四阶段要开展考研复习或岗位实习等，如果没有从低年级开始接触课题，往往在高年级难以全身心投入，会被升学和就业分散精力，虽然可以完成毕业论文，但难以达到提高创新能力的目的[5]。因此，只有从低年级开始吸纳优秀学生，根据课程进度安排团队科研训练，才能保证学生的课后实践探索时长，而学生经过长时间的连贯練习之后才能高效地创新。

（二）团队建设和管理

对于本科生科研团队的建设，教师需要多方面考虑（见表1）。

首先，要鼓励本科生参与科研，设置团队目标和任务、选拔团队成员，通过面向低年级学生开展学术讲座和交流、组织实验室观摩、提供科研资源等方式，尽早在低年级学生中建设1～2支科研兴趣小组，激发学生的实验兴趣，唤起学生的科研创新意识。设立阶段性目标，在大一阶段选拔团队成员，人数可以较多，积极的、感兴趣的学生可以参与高年级的课题。在大二阶段通过双向选择选拔科研小组队员，确定科研选题，让学生承担项目和参加比赛。在大三、大四阶段，让学生完成课题实验。低年级阶段是文献查阅高峰期，可以让学生发表综述文章；高年级阶段根据实验进度，可引导学生写作学术论文、申请专利、参加竞赛等。阶段性目标的设立，能够激发学生的创新动力、提高学生的科研实践能力。

其次，要营造良好的科研氛围、加强学科交流、提供必要的支持和指导，并定期开展小组汇报工作。指导教师开设一系列培训课程，如开设选题研究背景介绍、文献检索与综述方法、实验设计原理、实验操作技能、数据统计与分析、科技论文撰写技巧等专题课程，团队成员制作PPT汇报文献阅读和实验进展，相互学习、共同进步。要注重提升学生的科技文献查阅能力，鼓励学生在面对学习和生活难题时，争取利用文献信息科学地解决问题，并将学到的生物专业知识技能科普给亲朋好友。倡导学生积极参与各类学科竞赛，如“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、全国微生物培养皿艺术大赛、全国大学生生命科学竞赛等，保证每组科研团队独自立项、独立完成实验，使队员提高自主发现问题和解决问题的能力，增强学习的获得感和成就感，发展解决问题的创新思维，培养科研创新的能力。

最后，要设立团队管理制度、实验规范、评价机制以促进团队合作，通过连贯的系统训练加强团队管理，优化制度，如每名高年级学生至少带一名低年级学生，并在定期汇报时分享已学会的技能和新获得的核心技术，通过PPT向低年级学生传授，促进科研课题的可持续发展，形成良性互动的科学研究链。设立必要的管理岗位，负责会议安排与记录、财务文印资料整理、实验室卫生安全、仪器日常维护等，团队成员可采取竞聘的方式上岗，以培养学生的责任心和主人翁意识，让学生敢于担当。建立阶段性能力评价机制，即对每个阶段的目标完成情况如技能掌握情况、实验指标完成度、创新成果、团队贡献等方面进行评价，综合评价学生的能力是否有提高。

（三）连贯系统的训练

科研练习有别于理论学习，不仅要让学生掌握基础理论知识，还要针对科研知识、方式与技能对学生进行培训，让学生将学过的专业知识应用到实践中，去探索和解决各种实际问题，在实践中独立思考、沟通交流、不断创新，这些必须由教师定向跟踪、循序渐进地指导，不是一门或几门课程能够涵盖的。指导教师需要经验丰富，有时间、精力、科研资源，并且有连贯的课程培训计划。在科研团队建设环节，指导教师不仅要亲自参与、全程关注、系统指导、共同探索，还要善于与学生沟通交流，以学生为中心因材施教，根据每位学生的学习进度和发展规划适时调整训练的重点和方向。

指导教师需要制定一整套连贯性的培训计划，包含文献资料检索、科技论文阅读、办公软件和工具使用、实验设计方案原理、实验专业技能、数据分析、论文撰写标准、沟通表述能力等方面的培训内容，以达到提升本科生的科学创新能力、团结协作能力、外语水平、语言表达技能等目的。通过系统训练，培养学生自主学习前沿知识的习惯、严谨的学习态度、归纳总结和逻辑判断的能力、对已有资源与工具的使用技能，以及规范撰写课题申报书、调查报告、学术论文等能力。制订阶段性目标时应适当增加难度，引导学生进行层层深入的研究，使得学生“跳一跳”就能“够得到”，同时对学生的科研活动进行多方面考核，包括科研态度、科研规范和科研成果的考核等，最终提升学生的创新意识、激发学生对科研的追求，使学生可以运用自己的生物专业知识对当前热点进行科学探索，为未来的发展打下坚实的基础。

四、结语

笔者建设本科生科研团队以来，共指导毕业论文50余人次，申请大学生创新创业项目10余次，获批国家级项目1项、省级项目1项、校级项目3项，参加科学竞赛7次，获省级一等奖1次、校级奖2次，指导本科生发表学术论文10余篇、申请专利5项，在提升学生自主创新能力、主动学习能力、沟通交流能力、团结协作能力等方面都有显著效果。经过锻炼的大学生能夠掌握办公软件使用、科研学习工具使用、实验操作等技能，对生物专业有较清晰的认知和较高的认同度，可以尽早整体规划升学和就业发展方向，目标坚定、勤恳拼搏，执行能力较强。部分加入科研团队的本科生能在班级甚至年级中产生积极影响，促进更多学生参与其他教师的科研兴趣小组。当然，本文所阐述的本科生科研团队建设方案和管理方式虽初见成效，但在指导教师结构、学院实验教学资源贡献、学校评价和奖惩制度方面还有很大的改善空间，仍需不断加以完善改进。本文所述的相关措施旨在有效地提高本科生物专业教育质量、推动学科发展，为培养高素质的生物专业人才做出一定的贡献。

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［责任编辑：周侯辰］