模拟科研情境 开展研究型实验教学

第29卷第1期　2010年1月
实验室研究与探索
R ESEARCH AND EXPLORATI ON I N L ABORAT OR Y
Vol .29No .1　
Jan .2010　
模拟科研情境　开展研究型实验教学
钱　洁,　石嘉豪,　费　俭
(同济大学生命科学与技术学院,上海200092)
摘　要:介绍同济大学生命学院在创新人才培养过程中开设研究型实验课程的教学实践,研究了本科生研究型实验课程开设的原则,尝试以创设科研情境的方式,开展教学与科研相结合的实验教学。

探讨研究型实验教学实施的途径和机制。

关键词:研究型实验教学;科学研究;模拟科研情境
中图分类号:G 642.423 文献标识码:A 文章编号:1006-7167(2010)01-0132-03
I nve sti ga ti o n of Re sea rch 2O ri ente d Expe ri m enta l Teaching under a
Si m ul a ted R e sea rching Envir onm ent
Q I AN J ie ,　SH I J ia 2hao,　FE I J ian
(School of Life Science and Technol ogy,Tongji University,Shanghai 200092,China )
Abstrac t:The research 2oriented experi m ental teaching based on cultivating the undergr adua tes ’research ability is a big
cha llenge f or dome stic unive rsities .Thr ough setting seve r a l i mportant m easures t o i mple m ent research 2oriented experi m enta l teaching,including constructing si m ulated research 2oriented envir onment,it can carry out research 2orien 2ted experi m ental teaching ac tivities ba sed on r e searching .The me thod and m echanis m of i m p le m enting research 2oriented experi m enta l teaching were discussed .
Key wor ds:research 2oriented expe ri m ental teaching;sc ience and r e sea r ch;si m ulated r e sea r ching envir onm ent
收稿日期:2009-02-25
基金项目:同济大学精品实验项目建设基金项目(2000104032)作者简介:钱　洁(1970-),女,湖北武汉人,硕士,讲师,主要从事实验教学研究与实验室管理。

T 2656;2q j 6@j 。

通信作者费　俭(652
),男,博士,教授,主要从事人类基因功能及其表达调控方式的研究。

2jf @j 1　引　言
让学生学会学习、学会研究、学会创新是高等教育的核心。

美国著名心理学家杜威曾指出:“学习应基于有指导的发现,而不仅仅是信息的传递。

”传统的本科教学能使学生较好地完成知识的积累,而培养自主学习能力、知识运用能力以及创新性思维能力更有赖于研究型教学[1]。

作为“国家生物技术人才培养基地”,我院培养的学生绝大部分将从事科学研究,实施以培养学生科研素质为核心的研究型教学十分必要。

在整个研究型教学体系中实验教学是连接知识与实
践、实践与创新的重要桥梁。

因此,我们通过开设研究型实验课程,为学生创设科研的情境,积极探索研究型实验教学的模式,为学生参与科学研究、学科竞赛、创新实践活动奠定了坚实的基础。

2　研究型实验课程的开设思路
依托“国家生物技术人才培养基地”建设,搭建开放式研究型实验教学平台,独立开设分子生物学、细胞生物学、基因工程学等研究型实验课程,以研究性学习为核心,将科研实践融入实验教学。

引导本科生早期参与科学研究,掌握科学研究的方法[2],以激发学生的潜能,培养学生的兴趣,增强学生独立思考和创新的能力,为学生未来的充分发展做好准备。

同时,通过研究性实验课程的开设,带动实验室全方位开放和实验教师队伍建设。

　研究性原则
科研是高质量教学的保证
[3]
,在研究型实验教学
中,坚持教学与研究相统一的教学理念。

通过研究型
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2.1
实验教学这种新型的教学模式,把科学研究融入本科实验教学。

从教师的角度而言,在进行科学研究的同时将知识应用于实验教学,这样不仅丰富了实验教学内容,而且可以通过教学进一步促进专业水平的提高,使专业领域得以拓展以至有所创新。

学生也不再只是知识的承受者,实验教学的过程也不再是简单的“按方抓药”,学生不仅可以接触到科技前沿,而且可从中学到思维方式和研究方法。

在这种教学与科研一体化的实验教学中,教师和学生共同参与知识发现的过程,有利于激发学生学习的积极性,开拓他们的视野,培养他们的科学探索精神[1],从而使实验教学环节真正成为培养学生实践能力、自学能力和创新思维的重要依托。

2.2　整合性原则
在研究型实验课程设置中重视学科交叉与融合,对一些专业基础和专业课进行了较大力度的整合与重组。

研究型实验教学过程中模拟科研情境,实验教学从一个具体的科研问题出发,将实验内容按照研究对象统一和集中,突出实验教学的系统性。

同时研究型实验教学以研究小组为组织形式,重视学生之间以及师生间的相互配合和思维碰撞。

在实验教学体系中,注意理论、技术与思维的结合;在实验内容设计上,加强先进科研手段与经典实验内容的联系和多种实验技能的综合应用。

在实验教学过程中将传统和现代手段相结合,引入计算机多媒体技术、计算机网络技术等现代化教学手段,提高实验教学效率,使实验教学更加生动、活泼、直观[4]。

同时,在研究型实验的实施中,充分整合现有的教学和科研实验条件,发挥科研实验室资源为本科教学服务的优势。

以此帮助学生在教科书和科研实际之间建立联系,为学生提供一种整合的、相互关联的知识体系。

2.3　开放性原则
传统实验教学内容和方法过于单一的特点已经不能完全满足社会对生物技术人才的需求。

在研究型实验教学中坚持以提高学生的综合素质为目标,坚持以学生为主体的教学理念,在实验教学内容、实验过程、实验室管理、实验成绩评定方式上实现全方位的开放。

通过创设科研情境,为学生自主学习、自主研究提供开放的空间。

在研究型实验教学中没有现成的实验教学内容,让学生自主选择教学内容,主动解决在探索过程中出现的问题从而获取知识、发展技能、培养能力,特别是创新能力。

通过建设本科生开放实验室和实验室开放管理机制,保证研究型实验过程的开放。

学生可根据师生互动确定的实验方案,合理安排实验进度,独立完成实验。

研究型教学模式的目的在于培养学生的综合素质,因此仅以实验结果和实验报告来评定学生的实验成绩已不能顺应时代发展的要求。

研究型教学的评价体系针对实验过程中实验方案设计、实验进度、实验完成质量、科技论文撰写等诸多方面进行综合考评。

考核的内容侧重于对学生能力的评定。

3　研究型实验教学的实践
在研究型实验教学实践中采用案例研究的方式,即学习过程从一个具体的实际情景或问题出发,经过学生自己的分析,得到可能的解决方案,并进行评价。

在研究型教学方法实施过程中,教师与学生都是探索者、发现者和学习者。

教师给予学生最大的贡献是帮助学生学会学习、学会自助,让学生在课程学习中成为发现、理解、评价和应用知识的主动参与者。

研究性实验有利于学生学会综合运用已经学到的知识,形成较强的自学和独立工作能力[5]。

3.1　模拟科研情境,实验过程就是科学研究的过程
在生物技术专业本科实验教学中开创以“模拟科研任务”为情景的实验教学模式,使得学生在学习基本操作技能的前提下,培养他们科研的思维和系统组合各种实验技术来实现科研目标的能力。

这样的教学模式将能够有利于学生今后从事相关的生命科学研究。

在分子生物学综合性实验中,通过研究小鼠中1个功能未明的蛋白,学生不仅学习到比较系统的分子生物学基本知识和实验操作技能,掌握从基因克隆到蛋白表达的常规思路和方法,尤其是通过实验,学生模拟了一次相对完整的现代生命科学研究的过程。

将专业实验教学作为科研工作的实战演练,把科研思路带进课堂,把最新的科研成果带进课堂[6]。

作为国家生物技术人才培养基地班的学生,本科毕业后绝大部分将从事科学研究。

以前毕业的学生反映,实际工作的要求与在学校里学到的技能有一定差距,在接受一个科研项目的时候常常感觉无从下手。

而研究型实验如同交给学生一项科研任务,让他们把实验按项目研究的方式进行运作,同学们对现实工作中项目研究的过程有了感性认识,培养了成功完成一个研究项目必备的科研素质。

3.2　以学生为主体,实验的过程是自主学习的过程
过去,学生们曾戏称实验课为:“老师讲1h,实验做5m in,报告写1周。

至于实验结果嘛,作为经典实验,结果是显而易见的,所以实验并没有带给我们发现的喜悦。

更多地是交报告的前1天不舍昼夜的记忆。

”在细胞学综合实验中积极推动综合性实验项目由知识型到研究型的转变。

围绕肿瘤细胞凋亡的诱导和观察,引导学生查阅相关资料、了解国内外研究进展;自行选择抗肿瘤药物,自行组合实验方法和实验仪器;教师依据方案的科学性、实验室仪器现状、实验成本以及科研经验等与学生共同拟定最佳实验方案;以研究小组的形式独立进行实验;分析实验结果并写出
33
1
　第1期钱　洁,等:模拟科研情境　开展研究型实验教学
小论文式的实验报告。

在整个实验过程中学生参与度和积极性极高,有多组学生在实验报告后附上了文采飞扬的实验感言。

“年轻人总有种冲动,希冀一开始就是在做最高级的事情,渴望独立的思考。

”,“我学到的不仅仅是实验上的技术,更多地学会一种实验的态度:科研之路很难一帆风顺,这些形形色色、大大小小的难题都是对我们自己的一种磨练。

”不难看出,研究型实验教学活动中突出了以人为本的教育思想,重视学生的个性发展,引导学生主动参与、大胆探索、积极思维。

通过教师的正确引导,充分激发学生自主学习的兴趣,提升与完善学生的专业技能与科学素养,让学生学会学习、学会研究、学会创新[728]。

3.3　以科研为助力,实现教学与科研的双赢
本质上说,教学与科研是相辅相成、相互促进的,是研究型大学密不可分的2个方面[6]。

但教学与科研常被视为一对矛盾,而研究型教学是促使两者协调一致的有效途径。

首先,科研是高质量教学的保证。

教师要教好学生必须要有雄厚的知识基础,有科研背景的教师更能深刻理解教学内容,更懂得科研的过程和思维方式,更了解知识的来龙去脉,更能把握学科的发展与创新,因而在教学中更能深入浅出。

其次,教学能促进科学研究。

教师在教学过程中,尤其是在与学生的互动过程中,往往会产生一些科研的灵感,促进教师深入研究。

在研究型实验教学中我们坚持教学与科研相统一的教学理念,利用我院“模式生物开放实验室”在小鼠基因功能研究方面的科研实力和“本科生开放实验室”的教学条件,以实验项目为抓手,将教师的科研与本科教学互相渗透,积极探索科研实验与教学实验相结合的实验教学模式,突现研究型实验教学的特色。

通过开设研究型实践课程将创新能力培养延伸到本科学习阶段,充分激发了学生的学习和研究兴趣,取得了良好的教学效果。

利用科研优势,实现基本实践技能培训与科研能力培养的有机结合,从而真正有效地为社会培养出拥有系统的知识结构、具有研究意识和研究能力的本科人才,实现教学与科研的双赢。

4　结　语
在当前强调创新精神与实践能力培养的高等教育目标下,关于研究型教学的探讨与应用已成为高等教育的热点问题。

2005年1月,教育部在《关于进一步加强高等教育本科教学工作的若干意见》中也明确要求:“要积极推动研究性教学,提高大学生的创新能力。

”研究型实验教学的实践表明,科学研究与实验教学结合有利于创新型人才培养[9],我们认为本科生思维活跃、富有创造力和热情,同时缺乏经验,因此专业教师的悉心指导是实施研究型实验教学的关键。

由于研究型教学本身的特点和现行教学评价体系的制约,许多教师不情愿去做这种既耗时费力又缺乏“评价效益”的个性化教学工作,使得研究型实验教学的实施范围受到限制。

如何激励优秀的教师从事本科研究型实验教学值得深入研究与探讨。

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(上接第131页)
提高教学水平,实现实验室的高效使用率。

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4
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1实　验　室　研　究　与　探　索第29卷　
mode ls:conside rat i ons or a ca de m i c den t a l institutions J.J e nt Educ20077111:1471491.
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9.
J.200:2727.
10.J.
200984:44448.。