学科竞赛驱动下生物科学专业人才培养的探索与实践

熊光华^,*，廖信军^1,2，曹子岗^1,2，陆辉强^1,2   

(1.井冈山大学生命科学学院，江西 吉安 343009; 2. 井冈山大学发育生物学研究中心，江西 吉安 343009）

[摘  要]生物科学是一门实验性和实践性很强的科学，因此培养大学生的创新实践能力显得尤其重要。学科竞赛可以有效扩展学生的知识面，激发学生对专业相关问题的发现与探索，同时还能提高学生的科技创新能力。井冈山大学发育生物学研究中心以学科竞赛为契机，通过指导生物科学专业学生结合课堂理论知识开展一系列丰富多样的生物科学实验，激发学生们在实践中发现、分析和解决问题的能力。实践表明，通过以赛促教、以赛促学，可以有效提升大学生的科研能力和团队协作能力，同时还能推动教师进行实践教学改革，达到高校高层次创新型人才培养的最终目标。 

[关键词] 学科竞赛；生物科学；创新实践；人才培养模式

[基金项目] 2018年度井冈山大学教学改革项目“地方高校基于科研项目培养大学生科技创新能力的探索和实践”（XJJG-18-12）。
[作者简介] 熊光华（1986-），男，江西九江人，博士。井冈山大学生命科学学院副教授（通讯作者）；研究方向：分子生物学；廖信军（1978-），男，江西吉安人，博士，井冈山大学生命科学学院副教授；研究方向：遗传学；陆辉强（1983-），男，江西抚州人，博士，井冈山大学生命科学学院教授；研究方向：发育生物学。

[中图分类号] G420     [文献标识码] A     [文章编号]     

随着现代生物科学的飞速发展，如何提高生物科学专业人才的创新能力是生物学教育工作者目前遇到的主要难题^[1]。学科竞赛是指在紧密结合课堂教学知识的基础上，通过完成参赛项目来发现问题和解决问题，同时培养大学生的创新意识、实践能力和团队协作精神^[2]。近年来，教育部、省教育厅和各高校都非常重视大学生参与学科竞赛活动，笔者2019年指导我院学生组成的4支队伍分别参加了“第四届全国大学生生命科学创新创业大赛”、“第三届全国大学生生命科学竞赛”和“第十六届全国大学生课外学术科技竞赛（挑战杯）”，总共获得了3项一等奖、1项二等奖和4项三等奖的好成绩。实践证明，学科竞赛为提高学生的科技创新能力提供了有效的方法和手段，同时青年教师在系统指导学生参赛的过程中不断发现自身在教学中存在的问题，改进教学方法和教学手段^[3]。本文将以学科竞赛为契入点，系统总结了学科竞赛在培养具有创新精神和实践能力大学生过程中发挥的作用，同时对存在的问题进行了梳理分析和探讨。

一、生物科学专业实践教学中存在的问题

生物科学专业主要培养学生学习生物科学方面的基本理论、基本知识、科学思维和科研训练，进而具有较好的科学素养和初步的教学研究能力^[4]。实践教学在生物科学专业人才培养中起着举足轻重的作用，然而在众多地方高校中普遍存在着重视理论教学但是轻视实践教学的现状^[5]。例如在很多院校在课程设置方面不够合理，对理论知识过分重视，而实践训练却遭到忽视；许多实验课教学内容陈旧且以验证性实验为主，而学科交叉方面的综合性、设计性实验安排较少，对学生动手能力和创新能力的培养起到了阻碍作用^[6]。因此，加大实践教学的力度是当前生物科学专业教育改革发展的重点与难点。

针对实践教学中存在的问题，就需要结合学科竞赛来实现以赛促教的目的。学科竞赛是培养大学生创新思维和创新实践能力的有效途径之一^[7]。通过学科竞赛可以显著提升实践教学质量，同时也可以将学生们的学习兴趣充分激发出来，促使其实践动手能力得到明显改善，进而在学科竞赛中取得优异成绩，达到学科竞赛与专业实践教学同步协调发展的目的^[8]。

二、学科竞赛促进大学生科研实践能力的探索

近年来，学校领导逐渐意识到学科竞赛在培养和提高学生实践能力和创新能力中所起到的重要作用，通过广泛动员全校师生积极参加比赛，学科竞赛已经在我校蔚然成风^[9]。同时，学校教务处也发布了《井冈山大学学生学科竞赛管理办法》，指出学科竞赛经费由学校承担。同时对获奖的参赛学生，根据竞赛类别、获奖等级的不同，给予相应的第二课堂学分奖励。该办法有效保障了指导教师和参赛学生的多项权益。

2.1 宣传动员，营造竞赛氛围。为了将浓厚的学科竞赛氛围营造出来，团委学生会通过学院公众号和科技活动节等多种形式，大力宣传生命科学相关的竞赛活动，促使学生对各项赛事深入了解，将学生参与实践锻炼和学科竞赛的兴趣充分调动起来。另外，由发育研究中心组织的内部学科竞赛活动由于举办容易、覆盖面广等众多优点而备受大家青睐。我中心的竞赛体系主要包括三个层次：其一是为掌握生物科学综合知识为目的开展的“生命科学知识竞赛”，参赛对象主要为在校的大一与大二低年级学生；其二是以培养学生实践动手能力为目的开展的“实验技能竞赛”，参赛对象主要为学院的所有学生；其三是以培养学生综合能力和创新能力为目的“探索和设计性实验竞赛”，参赛对象为大三以上高年级学生。通过以上三个层次的竞赛由浅入深，从基础到综合再上升到创新能力培养，显著提高了我院生物科学专业学生的科研实践能力。

2.2 学生选拔与竞赛团队形成。为了更好地培养学院生物科学专业学生的综合实践能力，我校生命科学学院大力推行大学生科研导师制。学生通过参与导师课题的研究工作，既拓展了专业视野，又提高了动手能力和科研素质。每年大一新生入学一个月左右，生物科学专业负责人就会邀请各主要任课老师对大一学生进行专业教育。同学们可以根据自己的兴趣与相关实验室负责人沟通后，申请加入相应的实验室开展科学研究。本文笔者所在科研平台是发育生物学研究中心，也是同学们较为感兴趣的实验室之一，每年都有超过10名同学申请加入。实验室负责人根据同学们的申请情况，逐一安排面试，通过人员则进入实验室辅助高年级同学开展基础实验准备工作。通过近两个月的适应性训练，逐步淘汰不合格人员后，选择优秀人员担任组长，同时配备3~4名组员形成团队，其中至少有一个成员是低年级同学，这样可以形成有效梯队。经过一年左右时间的培养，最终形成2~3个团队，每团队4~5人的实验训练队伍。通过这种选拔方式可以有效选拔出对发育生物学和分子生物学有强烈好奇心和进取心的同学，这对团队的组建至关重要，为后续学科竞赛的开展提供了重要的人员保证。另外，发育生物学研究中心拥有良好的教学实验条件，同时江西省器官发育生物学重点实验室、江西省斑马鱼模型与药物筛选工程实验室等实验场所，均可为竞赛的实施提供良好的实验条件。此外研究中心的仪器设备和场所在保证正常教学的前提下，最大限度地向学生开放，鼓励教师和学生一起参与科研和参加学科竞赛。

2.3开展学科竞赛指导，提升学科竞赛水平。针对不同学科竞赛的特点,组建相对稳定的具有较高专业水平及丰富实践经验的竞赛团队是在竞赛中取得好成绩的关键，同时也是将竞赛与创新型人才培养有效结合的重要保障。指导老师不仅需有较强的科研水平，同时需要熟悉各类学科竞赛的规则，而且热心于学生竞赛的指导，特别注重对学生科研素养、实践能力和创新精神的培养。指导教师根据选定人员的特长，提供2~3个选题和研究方向供每个竞赛团队选择。对思维缜密、逻辑性强的同学，我们提供有一定深度的科研训练主题；对动手能力强但逻辑思维稍弱的同学，我们提供新型实用的改造项目供其选择。根据选定的主题，团队负责人安排团队成员分工查阅相关资料，撰写主题相关综述。通过申请书和综述的撰写，使团队成员对整个项目的研究进展有了系统的把握，为实验开展奠定了基础。每个团队由团队负责人牵头制定切实可行的实验计划，经指导教师修改完善后开始实施，同时每天将实验记录和实验结果交指导教师审查后修改完善。全部实验室成员针对某一团队的进展和问题进行详细地讨论，解决遇到的疑难问题。同时，研究中心组织相关教师组建决赛预评审小组，利用课余时间模拟决赛现场，入围决赛的参赛选手进行PPT展示和项目汇报，评审教师对参赛作品进行评价、提问和总结。指导教师与答辩选手之间对汇报内容可以展开充分讨论与研究分析，多位教师对参赛团队进行专业的集中性指导，一方面使参赛选手系统掌握和熟练运用专业知识，另一方面让参赛选手更加熟练地掌握答辩技巧，提高参赛作品的质量。

2.4 学科竞赛成果举得显著成效。 2019年，我中心组织学生分别参加了“第四届全国大学生生命科学创新创业大赛”、“第三届全国大学生生命科学竞赛”和“第十六届全国大学生课外学术科技竞赛（挑战杯）”等3项国家级学科竞赛活动，参赛总人数达50余人次，共获得国家级一等奖3项、二等奖1项，获得省级三等奖3项和优胜奖1项，竞赛成绩在省内地方高校中名列前茅。学院无论是参与学科竞赛的项目数和学生人数，还是获奖的等级与数量，较往年都有了大幅度提高。另外，在第二届全国大学生生命科学竞赛中，笔者指导的参赛队伍经江西省赛区初赛和决赛后也获得了优胜奖，基本达到了预期的目标。实践证明，虽然不是所有的竞赛参与者都能获奖，但每一位参赛选手通过学科竞赛都有不同的心得体会和收获。这种基于鼓励和支持学生参与学科竞赛的教学辅助模式，对培养学生的创新思维和动手能力、科技论文写作、现场答辩能力以及团队协作精神等综合素质方面都有很大的促进作用。另外，通过学科竞赛培养的多名学生利用竞赛项目的实验数据形成了一些列的科研成果，其中有数位同学以共同第一作者或主要参与作者身份在SCI源刊如Fish and shellfish immunology、Chemosphere、Environmental pollution，Aquatic Toxicology等杂志上发表了10余篇高水平的学术论文。此外，近年来参与学科竞赛的的学生中有数名同学已经进入各大科研院校中攻读硕士研究生学位，并受到了接收院校的一致好评。

2.5 以学科竞赛促进科研教学，推动教师教研水平进步。学科竞赛活动的开展，主要是对学生知识运用能力、问题解决能力、创新实践能力等进行考核，其可以大力培养学生的信息捕获能力、团队合作意识^[10]。同时，通过学科竞赛成绩，也可以将教学计划、教学内容的合理性反映出来，及时将教学当中的问题找出来，进而采取更加针对性的改革策略^[11]。教师通过带领同学们进行竞赛和科研训练，不仅拓宽了教学和科研思路，同时也提高了教学效果和科研水平。生物科学专业有较多枯燥无味的理论知识，看不见，摸不着，理解困难。通过学科竞赛的科研训练，同学们对晦涩难懂的理论知识有了感性认知，理解和记忆更加容易，学习积极性得到提升，教学效率得到增强。经过学科竞赛期间的科研训练，本科生在三年级时就达到准研究生水平，可以协助导师完成部分科研任务，帮助教师提升科研成果，促进了教师的科研进步^[12]。

三、结语

学科竞赛是课内外实践教学的综合体现，同学们通过参加学科竞赛，既开拓了学生的视野，同时也锻炼了学生的动手实践能力和科技创新能力，达到了本专业的预期培养目标。社会对生物科学专业人才提出了更高的要求，因此就需要以学科竞赛为基础，找出现阶段生物科学专业实践教学中存在的问题，采取针对性的措施，达到以赛促教、以赛促学的目的，培养出更多优秀的人才。同时，高等学校通过组织学生参加学科竞赛，在实践活动中发现问题和解决问题，不仅增强了学生参与科研工作的自信心，同时还能对学生综合素质的培养起着积极作用，为高校培养创新型人才提供重要支撑。

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The exploration and practice of talents cultivation in bioscience driven by the discipline competition

XIONG Guang-hua^1,2*, LIAO Xin-jun^1,2, CAO Zi-gang^1,2, LU Hui-qiang^1,2

(College of Life Sciences, Jinggangshan University, Ji’an Jiangxi 343009; Center of Developmental Biology in Jinggangshan University, Ji’an Jiangxi 343009)

Abstract: Biological science is an experimental and practical science, so it is very important to cultivate the innovative and practical ability for the college students. Subject competition can effectively expand students' knowledge, stimulate students' discovery and exploration of professional related problems, and improve students' ability of scientific and technological innovation. The center of developmental biology in Jinggangshan University takes the opportunity of subject competition to stimulate students' ability to find, analyze and solve problems in practice, by which guiding students to carry out a series of diverse biological science experiments in combination with theoretical knowledge in class. The results showed that by means of subject competition, not only it can effectively promote teaching, learning, the scientific research ability and team cooperation ability of college students, but also it improves the reform of practical teaching, to achieve the ultimate goal of high-level innovative talents training in colleges and universities.

[Key words] Subject competition; biological science; innovative practice; telent cultivation