开展课外科研活动培养大学生创新能力的初步探讨

摘要：在生物学专业教学中，培养学生的创新能力是素质教育的重点。为进一步推动高等院校生物学专业课程教学改革，培养大学生的科研兴趣和主动意识，充分调动大学生的科研积极性和主动性，提高学生的动手能力和创造思维能力，笔者根据几年来对高校大学生课外科研活动的调查和总结，探讨课外科研活动对提高学生综合素质的重要性和实施策略。

关键词：教学改革；课外科研活动；创新人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）46-0201-03

步入21世纪，一些科研机构及用人单位对生命科学人才的综合素质提出了越来越高的要求，培养创新型的高素质人才已经成为现今高校本科教学的首要任务。想要培养生物专业本科生的理论联系实际能力、自主探索能力、科研创新能力和独立实践能力，提高综合实验素质，就需要加强对在校大学生通过利用课余时间开展科技活动，进行科研训练，探索提高本科生创新素质的有效途径。课外科研活动中对学生各种能力的培养对大学生的综合素质提高有很大的重要性。首先，课外科研有利于培养大学生的创新能力和科研兴趣[1]。只有在不断的实践经验中才能建立起学生的科研创新能力，才能创造新知识。学生参与课外科研活动的同时，可以主动或者被动地了解许多生活中的科普常识和科学知识，从而对科学研究产生浓厚兴趣。课外科研还有利于学生接触多学科领域的前沿研究动态，扩大学生的知识面和视野。课外科研过程中，训练学生独立查阅文献资料和独立思考的能力，不但有利于他们获得感性知识，还能把学生学习的主动性和积极性充分调动起来。实践表明，课外科研活动能激发学生对科学研究的兴趣，正确地引导学生观察问题、分析问题并进行探索，这是培养学生创新意识的重要方法。其次，学生在进行课外科研的过程中还能培养自己对科学严肃认真的态度和勇于献身的科研作风，培养一丝不苟、有条不紊、实事求是的好习惯，提高对事物的理解能力和分析能力，有利于提高自身的科研素质和综合实验技能。另外，课外科研活动还有利于培养和加强学生的团结协作精神。团结协作精神是科研必需的基本素质，团队合作也是科研队伍必不可少的。[1]在课外科研活动中，可以充分培养和加强学生们互相帮助、团结友爱、商讨、合作的精神。由于一项科研任务必须依靠众人的智慧和集体的力量才能顺利完成，在共同奋斗的过程中既增进了学生之间的交流，也促使其团结奋斗，共担风险，荣辱与共，从而逐步形成学生乐于与人合作的精神和能力。现参考国内高校的课外科研的实施办法，取得的成效，对课外科研的具体实施办法进行说明。

一、理论课的完善

课外科研虽然是在课堂之外来完成的，但是和课堂教学还是不可分割的。理论课对学生的兴趣培养是直接的，很多课程教师讲授的内容索然无味，学生自然提不起兴趣。理论课的内容不局限于理论知识，一些与生活或者社会热点问题相关的内容或科普知识也可以作为讲授的内容[2]，例如，三聚氰胺奶粉事件后，如何快速检测三聚氰胺的生物学方法建立；“地沟油”等回流餐桌是一件令人伤透脑筋的事情，如何找到解决办法，进行循环利用，变废为宝等等。把这些热点问题结合科学理论进行讲授，学生的学习兴趣也就带动起来了。教师在授课过程中可以充分利用网络和多媒体设施，例如，授课过程可以将“现代生物化学”和“分子生物学”相互融合，现今对生命科学的研究完全进入了分子细胞水平，相关的新理论、新技术、新工艺层出不穷，在讲授“生物化学基本实验技术与方法”的时候可以用网络和多媒体设施，演示给学生，这样更加直观和容易理解。

二、实验课程的配合

实验课程的教学可以从让学生先看清实验室的规模、规则、了解仪器的摆放位置；掌握仪器的型号、用途、使用时的注意事项；认识新仪器，这些仪器的使用导师要示范操作，并详细讲解。教师可以对生物学不同专业领域的仪器可以进行分类讲解，这样有利于学生对某些专业兴趣的提高。在传统的验证性实验的基础上，每门课程的实验课中设立1～2个综合性的大试验，在内容上安排综合多项实验内容或运用多种实验方法的实验。要求学生从查阅文献资料开始，应用所学的理论和实验技术拟定方案，列出实验需要用到的仪器和药品，这种实验有利于培养学生初步的科研思维、科研能力和创作精神，在学生掌握了基本的操作技能后，安排这种综合性的大试验，可以使学生把所学知识和技能综合地运用。举例说明，浙江大学生命科学院的本科教学日历中专门设立短学期，进行发酵工程、基因工程、细胞工程等实验课程的专门训练，并为必修课程，每门课程为3学分，单独设立考核制度。实验课程也给予学生一个宽松和谐的良好实验环境，让学生在实验室通过研究课题的训练实践，能在各方面得到锻炼，不断提高自己的创新研究能力，并在实践过程中逐渐培养并形成良好的实验素质。

三、改革管理体制，实行实验室开放管理制度

在新课程体系的要求下，学生除了在预定的学时内完成基本的实验课内容，往往还需要课余时间继续进行研究性实验。这就要求学校改革旧的管理体制，实行实验室新的管理制度，例如部分实验室的定时开放和实验室部分设备的完全开放制度。具体改革方案可以参考很多学校的实验室管理制度。例如，杭州师范大学科技园的大型仪器公共服务平台的管理体系，仪器公共服务平台的高精仪器放在独立的区域，由专人管理，定时为课题需要的学生做培训并开放；仪器公共服务平台的部分常用设备，如超净工作台、高压灭菌锅、恒温摇床、光照培养箱、制冰机等操作步骤简单的设备，学生容易掌握且仪器不易损坏，可以实现完全开放管理，让学生任何时候在自觉做好登记的情况下可以自由使用，或者让经常使用的研究生或者在勤工助学岗位的学生负责临时管理。

浙江大学紫金港校区生物实验教学中心大楼设立了大学生课外科研训练平台——综合创新开放实验室[3]。综合创新开放实验室是为了支持学生利用课余时间积极参加科研实践活动而设立的，全年接受具备一定基础和专业知识的本科生提出涉及生命学科方面的各类科研训练实践（课题）项目申请，如：国家大学生创新训练计划项目，省大学生科技创新项目，大学生科研训练计划（SRTP）项目，本科毕业论文和自主设计研究型小课题等。而且，只要是具备一定基础和专业知识的本科生，只要带着自己设计的课题或已申请到的课题，便可向综合创新开放实验室提出申请。实验室和设备的开放使用，方便学生完成简单的基础性实验项目，又能根据自己的需要利用周末和假期等课余时间开展课题研究，切实做到按学生的个性特点进行培养。与此同时为了加强管理，需要制定和完善实验室开放的各项规章制度和管理办法。浙江大学生物中心实验室全年开放（包括寒暑假和节假日），实行以同学自我管理为主，老师监管为辅的模式进行管理。因此，为了保证实验室的安全正常运行，实验室制定了严格的管理制度：“实验室申请制度”、“实验室安全准入制度”、“实验室内部管理制度”以及“实验室安全教育培训制度”等。自2010年浙江大学生物实验教学中心实验室开放以来，接受同学们的科研训练课题项目，先后为“国际基因工程机械大赛（iGEM）竞赛项目”、“国家大学生创新训练计划项目”、“省大学生科技创新活动项目”、“大学生科研训练计划（SRTP）项目”、“校级科研实践项目（NSEP）”，其中有的项目取得了校级奖和在国际大赛中获奖：2010年“国际基因工程机械大赛（iGEM）”竞赛研究项目——首次参加在美国麻省理工学院主办的国际基因工程机械大赛获金牌；2011年“浙江大学第六期NSEP”项目——获校一等奖；2011年“国际基因工程机械大赛（iGEM）”竞赛研究项目——参加在香港科技大学举办的2011国际基因工程机械大赛（iGEM）亚洲区预赛中荣获亚洲赛区总冠军，在美国麻省理工学院主办的世界总决赛中荣获第三名，同时还取得了Best New Application单项奖。实验室开放必然给实验教师、专业教师和仪器负责人等相关人员带来更多的工作任务和困难，例如，相关人员要具备更多的知识储备、高水平的实验技能，并付出更多的时间和精力。然而，站在科学发展观的角度来看，也使教师能够将教学与科研紧密结合起来，在科研上和教学中不断创新。为了使开放实验室更好地成为大学生科研创新实践平台基地和乐园，让他们在科研实践过程中能得到更多的支持和帮助，实验室还可以邀请一些院内外的教师担任科研及实验技术顾问和指导老师，与院内外有关研究所、实验室共同建立本科生的课外科研训练与实践协作平台，以便为本科生课外科研训练与实践提供更好的实验条件和技术支持，让学生充分利用综合创新开放实验室和有关研究所室的实验平台、实验设备资源和技术力量来完成科研实践项目。

四、课外科技知识的补充

现今，学校邀请国内外学者来校访问的同时并进行讲座，已经成为国内外学校互相交流的一个常用渠道。这种方式可以向同学们展现国内外各个专业方向的最新科研成果和技术，让学生在学习的同时充分享受高科技带来的思维冲击，并保持良好的好奇心和求知欲，对专业课程的学习也将不再停留于书本上的枯燥记忆。但是这讲座的形式和时间点很重要，桂林理工大学2012年的一个学术报告就举办得非常成功。学校紧紧抓住当时大家一直关注的诺贝尔奖这一个焦点，10月25日邀请了1996年诺贝尔化学奖获得者，英国有机化学家、英国苏塞克斯大学教授、美国佛罗里达州立大学弗朗西斯-埃普斯荣誉教授哈罗德.克罗托（Prof. Harold Kroto）先生进行访问。Kroto教授为全校师生做了题为“纳米尺度与外太空的碳元素（Carbon in Nano and Outer Space）”的学术报告，整个图书馆报告厅座无虚席。Kroto教授还谈及他所倡导的科学教育，传达了他的科学研究思想和对年轻人的希望，对广大师生都有很大的启发和良好的引导。

五、鼓励学生参加科技活动和科学竞赛

以“挑战杯”等科学竞赛和科技活动为引导，以科普类的讲座和专业学术交流为基础，有效地调动学生对科研的积极性，可以形成较为浓厚的学术氛围。学校或者相关部门制定一些能够促使大学生参与课外科研的激励机制和政策。例如，学校或者相关部门可以根据大学生课外活动的科研成果给予物质奖励[4]，或者在教学计划中制定相应的科研学分，要求学生在校期间必须获得一定的科研能力或者学科研分才能毕业。科研学分可以通过科研活动成果或进行评定。东北师范大学在2000年就提出，以双向选择形式让学生参加教师的科研工作。2001年，已有15名学生与老师合作发表了研究论文、文献综述并且在科研报告会上作主题发言[5]。这些活动极大地调动了学生学习的主动性和创造性，为学生展示才华提供了舞台。这种形式是培养学生创新能力及其他综合能力的有效途径，有利于树立严谨学风和对学生的个性培养。

我们在教学过程中发现，经过一段时间有目的性和针对性的实践训练后，大部分学生的科研创新能力和创新思维都能够得到较大的提高，学生经过学习后，能够独立设计实验方案，进行实验研究，并能对实验结果进行有效分析，独立撰写科研论文，在研究中对专业方向表现出了浓厚的兴趣和较强的信心。

实践证明，学生在参加课外科研活动中，通过撰写实验设计、实验答辩、制作多媒体幻灯、实验操作等过程中，培养和提高了自身的创新能力、动手能力、语言表达能力、组织能力、协作能力，这些都为今后学生进入工作岗位打下了一定的基础。

参考文献：

[1]段徐，章燕棋，应美丹，等.大学生科研训练计划现状调查研究[J].中国高等医学教育，2007，（03）：58-59.

[2]刘文冲，张海锋，蔡晓庆等.培养学习兴趣，提高课外科研效果[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2010，（04）：365-367.

[3]王国强，吴敏，陆庆等.研究型大学实验教学创新平台的构建[J].实验室研究与探索，2007，（08）：65-68.

[4]夏欧东，曾志嵘，杨军等.大学生课外科研训练的实践与思考[J].西北医学教育，2006，（05）：493-494.

[5]张丽萍，梁忠岩，魏民等.生物化学实验教学改革的探索与实践[J].高等理科教育，2001，（06）：45-49.

基金项目：广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目（GXTSZY076）；2011年新世纪广西高等教育教改工程项目（2011JGA051）；广西教育科学“十二五”规划课题（2011C0028）