构建本科实验教学与科学研究互动模式，实现科学研究与实验教学的有机嵌合
时间：2020-11-03 08:02:04 来源：达达文档网 本文已影响 人 
【摘要】本科实验教学是培养学生动手能力和创新思维等综合素质的重要环节,由于高等教育形势发展对本科实验教学和教师科研能力的要求不断提高,目前高校中大部分实验教师面临着教学与科研的矛盾。本文提出实验教学与教师自己的科学研究互动的化解思路,有利于教师在提高所担任实验课程教学质量、确保向学生传授学科前沿研究技术的同时,又能结合自己的科研实际,对实验教学与科学研究进行有机嵌合和相互促进,不仅可以稳定高素质的教师队伍,也可为国家培养创新型的高素质人才。
【关键词】实验教学 科学研究 互动模式
【中图分类号】G642.0【文献标识码】A【文章编号】1009-9646(2009)03(a)-0089-02
高等学校作为高素质创新型人才的培养基地,担负着重要的历史使命。本科实验教学是培养学生动手能力和创新思维等综合素质的重要环节,是理论教学的继续、补充、扩展和深化。教育部教高[2001] 4号文件明确指出:“实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用”,可见本科实验教学在高等教育中的重要性,同时也说明从事实验教学的教师在高等教育第一线所占据的特殊地位。如何培养出基础扎实、赋有创新精神、综合素质高、科研能力强的各类高级人才,是21世纪我国高等教育实验教学中面临的艰巨任务。
本科实验教学教师是学校高等教育实验教学的中坚力量,是实验教学实施的组织者、促进者,实验课教师水平的高低将直接影响所担任实验课程的教学质量,学生创新性、研究性素质培养必须有一支拥有科学研究经历、洞悉所在领域研究动态、掌握所在学科前沿研究技术、思想稳定、乐于实验教学的教师队伍为支撑,这也是学校培养高素质创新型人才的重要保障。如何建立一个将本科实验教学与教师自己的科学研究互动的教学模式,在不断提高教师所担任实验课程教学质量,确保向学生传授学科前沿研究技术的同时,又能让教师自己的科学研究顺利进行,真正做到实验教学与科学研究的融合,为国家培养了赋有创新精神、科研能力强的高级人才,为学校培养一批教学科研能兼备、热爱实验教学的教师队伍,开创出一个寓教于研,以研促教的双赢局面,将是各高校本科实验教学中面临的一个重大课题。
本文结合多年来从事实验教学的体会和近年新开设的“现代生物学实验技术”课程的教学,对本科实验教学与科学研究的互动模式做了初步的探索,提供给广大从事实验教学的教师参考。
1 提高教师素质,发挥教学科研潜力
为了顺应实验教学改革的发展,实验教师必须要开展各种形式相对独立的实验教学,也就必然要求自己摆脱传统理论课程体系教学模式的束缚,根据实验教学自身规律组织教学,真正担当起独立设置的实验课程的教学者和组织者的角色责任。由于历史原因,我国高等教育中传统的实验教学过去一直处于依附理论教学的从属地位,多数高校的教师队伍中,实验课授课教师及相关实验技术人员地位较低,加上没有相应的实质性政策保护,许多科研能力强、熟悉和掌握学科前沿研究技术的教师不太愿意加入到实验教学第一线参与教学任务,导致了教学与科研的严重脱节甚至对立。目前实验教学的发展和改革需要更多理论基础扎实,实验技术能力强的高素质实验教师,但在一切唯文章论成就的今天,投入大量精力从事实验课教学的教师在职称晋升中又遇到了新的挑战,没有时间完成高质量的研究论文,对职称晋升造成很大影响,部分教师因为没有足够的心理准备和自身的局限,又未能及时找到本科实验教学和科学研究互动的切入点,结果造成心态浮躁、消极应付、积极性不高,进一步演化为教而不研或研而不教两难困局,既阻碍本科实验教学改革的深入发展,同时也不利于学生学科前沿研究方法及技术的掌握,更谈不上促进赋有创新精神、综合素质高、科研能力强的高级人才培养。
因此,实验教师首先应端正心态,摆正自己的位置,通过教学与科研嵌合互动的形式将二者进行有机结合,在实验教学过程中不断提高自己的业务水平,同时可以发挥自己的科研潜力认真教学,为国家培养出更多高素质的人才,这也是对本科高等教育的一大贡献,工作无贵贱,只要用积极的心态对待工作,教和研其实是可以相互相成的。
2 顺应教学改革形势,引入学科前沿技术
近年来,国家对高校投入不断加大,高等教育改革也进入了实质性阶段,更注重学生创新意识、创新思维、创新精神和科学研究素质的培养,而高校实验教学恰恰是理论与实践相结合、培养学生创新能力和实践能力的重要环节。为了加快实验教学改革的力度,全方位地培养学生从事科学研究的能力,各高校不断出台和制定了适合自身实验教学改革的相关政策及措施,如将实验课程独立设课、单独计算学时学分等,给予了实验教学教师较大的主动性。
作为工作在教学第一线的实验教师,必须把握机遇,根据学科发展的特点,对所开设实验课程的实验项目进行科学合理的安排。对于本身具备一定科研素质的实验教师,要在科研工作当中不断学习和掌握学科前沿实验技术,并将其引入到实验教学中来,彻底改变传统实验教学中普遍存在的实验内容陈旧、起点低、基本上反映不出学科的发展现状,验证性实验多、研究性实验和综合性实验少,实验内容简单、重复等造成的学生主动性差、动手能力差、综合应用各种实验方法和技术能力差的状况。
随着现代科学技术的迅猛发展,知识更新和老化的周期越来越短,新技术、新知识不断涌现,这些新技术、新知识必须在实验教学中体现出来,并利用这些新技术培养学生的创新能力,才能与高校在科学发展中的地位相一致,才能把自己所开设的实验课程建设成为集经典实验、创新性、研究实验的综合实验,成为拥有先进的学科前沿技术支撑、深受学生欢迎的特色课程,从而更有利于学生接触和掌握目前先进的实验技术,为他们以后从事科研工作打下良好基础。
3 整合实验项目,寻求实验教学与科学研究的有机嵌合
实验内容的科学设置不仅体现出所开设实验课程的整体水平,也反映出实验课教师对学科前沿研究技术的把握,意味着通过该门实验课程的学习能为社会培养出什么素质的学生。传统的实验课程项目设置往往受制于理论课程,验证性实验项目过多,各项目之间相关联少,综合性、设计性实验比重偏低,严重制约着学生综合解决问题能力和创新能力的提高。传统实验课教学过程中教师是传播知识的主体,在实验教学中基本上告诉了学生实验目的、原理、仪器、药品配制、实验步骤等全部实验过程,学生只是被动地接受知识和技能,只须按要求操作即可,甚至连试剂得配制都不需要参与和见习,不但严重影响了学生对实验课的兴趣,也抑制了学生主动参与实验的积极性,因此,必须对实验项目进行有规划的有机重组和嵌合。
“现代生物学实验技术”课程是我院近年来为生物学专业开设的以分子生物学实验为主的综合性实验课程，144学时,6个学分。课程融设计性、创新性和研究性为一体,内容涉及目前生命科学前沿研究所必需的多个重要实验内容,包括蛋白质电泳技术、植物基因组DNA的分离纯化及RAPD技术、植物RNA的提取及电泳分析、cDNA文库构建及目的基因分离检测、PCR产物的Southern blot鉴定、植物基因的转化、Western blot、组织切片和核酸探针原位杂交等。该课程不仅实验原理复杂、操作难度较大、程序多、时间长,最主要的就是教学成本极高。按照传统的实验教学模式,这类课程内容最多是教师演示、学生完成部分实验的简单过程操作,实验项目之间缺少联动,结果导致学生积极性特别是对分子生物学实验课程的浓厚兴趣、向往热情很快熄灭,同时也浪费了宝贵的教学资源及师生的时间及精力。因此,我们根据对本课程多年的实际教学经验及现代生物技术发展的趋势,在实验的时间安排、实验设计和教学形式上打破了传统的实验教学模式,对实验内容进行了合理的整合,将实验教师或者学院其他科研教师的科研项目引入该课程的实验教学中来:蛋白质电泳技术引入与有关蛋白质研究的科研项目结合;植物基因组DNA的分离纯化及RAPD技术直接与生产应用联系,用于杂交水稻等农作物种子纯度鉴定;植物RNA的提取及电泳分析、cDNA文库构建及目的基因分离检测、PCR产物的Southern blot鉴定、植物基因的转化、Western blot等项目整合后,用于相关教师的cDNA文库构建及检测科研项目等。至此,一个大型的在实验教师指导下的科研型综合性开放性实验课程已经建立。
在对03、04、05级学生开出的实验中,成功地用荔枝、香蕉、大豆、莲子等材料完成了3个差异cDNA文库、5个发育常规cDNA文库构建、检测及差异蛋白质分析研究工作,为参与该课程实验教学的几位老师的硕士、博士论文及其它科研论文提供了可靠的实验数据及结果,基本实现了实验教师及学生在教学和科研上相互联动的双赢效果。由于将科学研究引入到实验教学中来,学生实验目标明确、实验项目连贯、实验技术先进、实验内容丰富,学生的积极性和主动性得到了极大的提高和发挥,科研素质和综合实验技能得到了很好的训练,在带给学生巨大成就感的同时,教师自己的科学研究也得以开展,取得了令学生和教师都满意的实验教学效果。
由于我们在该课程教学上的不断创新,课程自1999年对我院生物学专业开出以来,越来越深受学生的欢迎,除了生物学专业全体同学外,我们在条件允许的情况下还接受部分研究生及个别对该门课程感兴趣的年青教师参与学习。在学院领导的关怀下,该课程的设计和管理不断完善,教学质量不断提高,接受过这门课程训练的学生,在进入研究生阶段后均具备很好的实验技术和研究素质,深受广大教师的好评。
4 实验教学与科研相互动,寓教于研,以研促教
近年来,我国高等教育和科学研究的长足发展在更高层面上要求学生具备有全面、综合的知识与技能,因而对教师的要求也有相应的提高。但长期以来,在高校里普遍存在轻视实验管理及实验教学岗位的倾向,导致实验教学力量比较薄弱,高层次人才匮乏,技术人员总量不足,结构不合理,在职称、待遇、业务进修等方面与理论课教师相比存在不平衡,一些多年从事实验教学的骨干转为教师系列,造成了实验教师的流失。随着大批海外人才的引进及国内高等教育的迅猛发展,各高校实验教师的职称晋升要求越来越严格,必须有高质量的科学研究论文,教学通常只占微小的因素,实验课教师如果处理不好实验教学与科学研究的关系,极易陷入两难的境地,一方面必须花大量的时间及精力完成所担任实验教学任务,另一方面为了今后的晋升又不得不兼顾科学研究,不但严重阻碍了实验教学改革的深入开展,也对培养高素质的学生造成极大的负面影响。
实验课教师如果能根据自己的实际情况,充分利用所开设实验课程及实验室条件的优势,精心组织实验项目,积极将自己的科学研究融入到本科教学中来,在实验教学和科学研究的互动模式中,利用本科教学人数多的优势同时设置多个不同实验条件的实验组,可在实验课的短时间内得到多个实验组的对比数据,既可以保证所开课程学科前沿技术的充分利用,让学生得到真正的技能训练,培养出综合素质强、研究素质高的人才队伍,同时又能完成自己的科研任务,两者相互促进。
实验教学与科学研究的互动和有机嵌合还可以为实验教学增加实验经费。象分子生物学实验,完成全面培训所需要的试剂耗材,仅靠学校分配的经费难以开出高质量的实验项目,实验教学如果仅局限于完成教学任务,不但是对实验经费和实验室资源是一种浪费,学生的综合技能也得不到有效的训练,实验教学与科学研究的融合还可以放大到学院不同学科,可以考虑将所开设的实验项目公开公布,寻求有需要教师或单位的合作,不但可以获得足够实验经费的支持,逐步提高提升实验质量,还可以将一些学科最前沿的实验技术及时引入到实验教学中来,真正开创出一个寓教于研,以研促教的双赢局面。
5 结束语
随着新世纪对高素质人才的知识、能力、技能等综合素质的要求,实验实践教学也越来越受到各高等学校的重视,实验教学模式从内部单一的验证实验向综合性、设计性的教学模式转变,实验教学在提高人才素质和创新能力培养中的地位和作用已逐渐得到人们的认同。高校中的教学与科研是相辅相成、相互促进、缺一不可的, 坚持教学与科研相结合, 是培养学生创新能力的主要途径, 而实验教学是科研与教学的最佳结合点。虽然部分实验教师在如何处理好自己所承担的实验教学和科学研究之间仍然存在某种彷徨、浮躁等矛盾心理,但只要我们能正确对待,彻底改变消极应对的现状,积极化被动为主动,迅速找到实验教学与科学研究的切入点,构建本科实验教学与科学研究互动模式,实现科学研究与实验教学的有机嵌合,是可以更好地创造教学与科研双赢的局面的。
实验教师应更新教育观念、不断创新,力争成为学校一支拥有先进的教学理念、掌握学科前沿研究技术、思想稳定的实验教学队伍的一员,本着对工作的高度责任感及对国家、对社会高度负责的态度,利用实验室资源优势,在为国家培养高素质人才的同时,不断提升自己的综合素质,使自己的科学研究也得以同时实施和跟进。为国家培养出更多富有创新精神、实验综合能力强、研究素质高的优秀人才。
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