科研兴趣小组在本科生创新实践能力培养中的应用

2019-04-15 01:04:52 赤峰学院学报·哲学社会科学版 2019年2期

缪国鹏 韩娟 刘海涛 刘玲 王鹏

摘 要:目前,应用型生物制药本科人才培养过程中,需要学生具备一定的科研创新能力。然而,现有教学模式普遍存在一些不足,如难以有效激发学生的学习兴趣,学生学习呆板、缺乏创造力等。本教学团队提出一种基于项目的科研兴趣小组培养模式,在该模式下,学生可以以兴趣和项目任务为推动,主动学习、积极合作,在理论知识和实践能力上均有大幅提升。本研究提出的教学模式可以为生物以及其他理工科专业的课程教学改革提供有益参考和借鉴。

关键词:科研创新小组;本科生;生物制药;创新实践能力

中图分类号:G642  文献标识码:A  文章编号:1673-2596(2019)02-0150-03

医药产业是国民经济的重要组成部分,与人民群众的生命健康和生活质量等切身利益密切相关。生物技术成果与微生物学、化学、生物化学、药学等相关科学的原理和方法结合形成了生物制药这一医药行业的重要子行业[1]。近年来,全球生物制药产业呈现规模发展快速化,技术精准化,分布集群化,政策布局密集化的特点,我国的生物制药产业也进入了新一轮快速发展期。

随着经济社会的进步以及生物制药产业发展的迫切需要,国内较多普通高等本科院校都逐渐调整了生物制药专业布局,扩大了招生规模,加大专业发展的投入,为社会培养出一大批生物制药专业人才。但是,不可否认的是,由于办学时间短、人才培养定位模糊、培养方式雷同等原因,导致培养出的人才大多集中刚在基础研究领域,而从事应用型研究,尤其是复合型创新性人才相对缺乏。面对这种形势,高等学校尤其是综合型大学需要不断转变教育思想,改革人才培养模式,促进高等教育适应经济社会发展,以满足对高层次、创新型生物制药人才的需求[2-3]。

1998年,美国卡内基教学促进基金会发表了《重建本科教育,美国研究型大学发展蓝图》的博耶报告,报告指出:研究型大学需要改变传统的知识传递教学方式,提倡以探究为基础的研究性学习,特别对本科生要进行科研训练,培养具有创新能力的高素质人才[4-5]。而基于项目的教学是一种以实践为导向、教师为主导、学生为主体的教学方法,是教学模式的一个大胆尝试与创新。它从课程发展变化的实际需要出发,理论联系实际,选择典型的科研实践项目作为教学内容,通过师生共同实施项目内容进行教学活动。这种教学方法在项目任务完成过程中,能使学生积极地通过持续探究、团队协作参与学习,自觉地进行知识建构,是一种具有全新教学理念的教学模式[6]。

淮南师范学院生物制药专业2015年获准招生,至今已招收四届学生,尚无毕业生。在教学过程中发现学生存在学习积极性不高,创新能力不足等问题。基于这一现状,本教学团队拟通过实施基于项目的新型教学模式,引导学生设计一系列具体的研究项目,制定出详细的、可行的实验方案,并加以实施验证。本教学模式可以为探索生物制药专业创新性、应用型人才的培养提供新方法,为生物制药专业课程的教学改革提供参考和借鉴。

一、教学改革内容

(一)构建新型课程体系

本着增强创新能力、提高综合素质的基本原则,本次教学改革将开设一门理论与实践结合、学科交叉融合的新型课程,其课程内容应符合专业发展趋势以及社会需求。

(二)基于生物制药项目的科研兴趣小组建立

以重组蛋白质药物、微生物活性物质、新型生物反应器等为切入点,引导学生建立科研兴趣小组,在教师的指导下,完成相关生物药物的生产技术和质量保证等方面的研究、设计和开发。

二、教学设计

(一)基于项目的选修课程

本教研项目以一门选修课程的形式加以实施,课程分为18个理论学时和18个实验学时。课程学习采取“翻转课堂”的方式,即课下自学+课堂探究+课堂训练[7]。每周由一名教师授课2学时,一学期(共18周)完成授课。授课内容涉及生物技术制药、微生物学、细胞工程、机械设计和药品生产质量管理等内容,具体课程内容与安排见表1。

(二)项目实施

基于项目的选修课程操作程序,主要由四个步骤组成:项目选定、方案制定、项目实施、成果评价,具体流程见图1。

为完成课程教学及对学习效果进行评价,特制定以下具体实施方案:

(1)课前与课后学生自学要求:学生方面:要求预习、自学完成教师布置的课前学习任务。做自学知识笔记,同时留下侧边栏空白,以作为课上问题讨论的结果记录。整本课程笔记的记录情况将作为课程考核的重点之一。教师方面:课前给科研小组制定自身授课层面的学习任务,即针对本课程本次课的知识点,提出自学任务和所要求达到的自学效果。

(2)课堂要求:根据课前布置任务和学生自学情况,首先采取提问、交流、讨论等形式检测学生理论学习效果。然后,教师根据讨论情况,再全面系统的与学生交流讨论本知识点,在讲解过程中结合安排的科研项目组织学生进实验室实践动手,带领学生边讲边做,学中做,做中学,其中重要知识采用视频记录,留给学生课后复习。最后,进行本阶段知识点实践考核,并记录登记在册作为过程考核之一。

在理论课程学习阶段,由于课程内容与项目有关联,因而教学目标又细分在每位指导教师的授课内容中。学生每学习一个项目,便需要达到这部分理论知识的目标,即生物技术制药、微生物学、细胞工程、机械设计和药品生产质量管理的知识目标。

(3)以学生为主体的项目实施:通过理论学习与示范操作,学生在接下来的一年半的时间内完成项目。期间,学生通过自身学习、赴企业调研等方式,在授课教师的指导下完成拟定的项目内容。每个月,指导教师组织学生进行项目进展讨论会(Seminar),针对项目实施中的问题进行指导与解答,对项目进展进行评价与考核。项目考核由几位指导教师依据学习效果、产品完成情況、创新点等共同为科研小组打分。最终成绩由“课程笔记”记录情况(20%)、课上知识点实践考核(30%)、项目实施进展(20%)与最终的指导教师评分(30%)组成。

在项目实施过程中,学生应在所学理论的基础上,锻炼动手实践的能力。每一步进展背后既需要理论支持,又需要动脑思考、随时解决新出现的问题。项目下的教学,锻炼的是学生提出问题和解决问题的能力,而不能是简单的实验报告式的技能培训。正因如此,这一部分的教学考核较难清晰地定义,需由指导教师们在具体实际情况下共同裁定,这也是我们设置教师评分占比30%,而项目实施进展占比仅为20%的原因。

三、项目实施过程与结果

为初步探索这一教学改革模式的效果,首次招收学生20人,分为5组。选修该课程的学生主要为大学二年级和三年级的学生,其中生物制药专业学生14人,生物工程和生物科学专业的学生6人。按照教学流程,首先进行了项目题目的拟定(表2)。项目内容涵盖基因重组蛋白质药物、活性微生物、新型宿主与新型反应器。学生依据项目自行查阅相关资料,并在指导教师的指导下进行实验方案的设计与实施。授课阶段,学生对理论知识和实验流程进行记录,形成笔记;每月举行的Seminar上,小组组员派出代表对该阶段项目进展进行汇报。

经过为期一年的学习与实践,几个小组均在自己的项目中有所进展。例如,1组成功获得转基因细胞、2组将生菜的重组蛋白表达效率进行了提升、3组发现抗病西红柿有内生微生物“帮手”等等。这种基于项目的教学模式使学生尽快摆脱了初、高中的应试思维,进入一个自主学习、自主创造的新境界。以项目形式的教学,使学生得以实现理论与实践教学同时进行,实践考核结果显示,学习效果大幅提升。尤为可贵的是,本教学研究项目的顺利实施产生了具有知识产权的技术或产品,使本专业的建设成果具有社会和经济效益,体现了大学服务社会、服务地方的职能。

四、结语

基于项目的教学模式以专门领域专业教师进行科研兴趣小组的建设,设立课程项目,引导学生设计一系列相关的研究项目,制定出详细的、可行的实验方案,并动手实施验证。与传统教学方式相比,学生的思考能力、动手能力、实践能力有了很大提升,与我校“培养应用型人才”的办学目标相符,有助于培养学生创新能力以及解决实际问题的能力。

然而,由于學生基础知识薄弱、实践经验缺乏,部分选题是指导老师拟定的。希望后续在项目实施前期,可加入一些有趣的生物学或药学相关的实地走访、网络调研模块,引发学生自主发现问题并提出研究方向。

参考文献:

〔1〕潘红玉等.专利视角的我国生物医药产业的技术创新[J].科学决策,2017,(04):1-17.

〔2〕刘成柏.建设生物制药特色专业培养生命科学创新人才[J].吉林省教育学院学报,2018,(02).

〔3〕何崚等.生物医药类专业创新人才培养模式的创建——基于学科和专业建设[J].广东药学院学报,2008,24(04):336-338.

〔4〕温伟力.“博耶报告”影响下的美国研究型大学本科教育改革[J].外国教育研究,2010,37(09):79-82.

〔5〕刘朝奇等.医学生创新能力培养的实践与探索——基于项目的大学生科研团队建设[J].海南医学,2015.26(20):3089-3091.

〔6〕朱海东.基于项目化教学的"生物发酵制药技术"课程改革[J].科技与生活,2010,(20):97-97.

〔7〕李霄.翻转课堂教学模式在高校的应用于思考[J].才智,2014,(12):52-53.

(责任编辑 王文江)