高兆建 张建萍 张传丽 范晓博 周金伟 张娜 孙会刚

摘要 以徐州工程学院生物工程专业为例，提出了“实践教学与科研相融合”的教学模式，充分利用科研项目的先进性、创新性等特点，将科研融入实践教学中;探讨了科研融于实践教学的教学模式，并提出了具体保障有效融合的措施。通过不断改革探索和总结创新，科研与教学融合的教学模式显著提高了学生的综合素质和创新能力。

关键词 教学模式;实践教学;教学科研融合;生物工程

中图分类号 S-01 文献标识码 A 文章編号 0517-6611（2021）09-0273-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.09.074

Abstract Taking the bioengineering specialty of Xuzhou Institute of Technology as an example， the teaching mode of “integration of practice teaching and research” was put forward. Taking full advantage of the advanced nature and innovation of scientific research projects， the research was integrated into practical teaching. The teaching mode of integrating scientific research into practical teaching was discussed， and specific measures for effective integration were put forward. Through continuous reform， exploration， summary and innovation， the teaching mode of integration of scientific research and teaching had significantly improved students comprehensive quality and innovation ability.

Key words Teaching mode;Practical teaching;Integration of teaching and scientific research;Bioengineering

生物工程是以生物学理论和技术为基础，由多学科交叉形成的理论与实践并重的综合性新兴学科[1]。随着社会进步和科技发展，新技术、新方法的不断涌现，生物产业的发展突飞猛进。生物工程专业是生命科学和工程学结合的我国重点发展的高新技术专业之一，作为一个以培养高水平工程技术人员为目标的极具发展前景的工科专业，实践教学在整个教学过程中占有至关重要的地位，优良的实践教学是培养具备创新能力和综合素质优秀人才的重要途径，是办好生物工程专业的必需条件和根本保证[2]。因此，实践教学模式和内容的改革优化就显得非常迫切和必要。

传统生物工程理论与实验教学体系在科学性、规范性、严谨性、系统性等方面有着优良特点，但存在强调理论内容，而实践不够充分，重视知识传授，而综合素质培养不足的问题[3]，特别是没有充分重视和强调学生创新能力的培养和个体发展，从而导致学生的创新思维不能充分发挥，学习的积极性和创造性不高。长此以往，学生不仅失去了学习兴趣，而且其发现问题、解决问题的能力无法提高。随着现代生物技术的迅速发展，传统教育模式已经不能满足社会对生物工程高水平创新人才的要求[4]。针对以上问题，部分高校结合自身实际情况，已将“科研式”教学法应用于医学免疫学[5]、动物生理学[6]、机械电子专业[7]等课程，并取得了显著的效果。为了更好地培养新型高素质的生物工程人才，根据徐州工程学院生物工程专业的实际情况，笔者提出了“实践教学与科研相融合”教学新模式。这种创新性的培养模式不仅能锻炼学生的科研技能，培养良好的科研素养，激励学生的科研热情和创新思维，而且对教师自身的专业素养和科研水平也有巨大的推动作用。总体实践教学成效显著，为培养高素质生物技术人才提供了有力保障。

1 实践教学与科研相融合的基础和意义

近年来，随着生物技术产业的快速发展，生物工程领域对专业人才的需求量急剧增加的同时，对人才的实践技能、创新能力的要求也越来越高，综合素质高、实践能力强并具有科技创新精神的优秀人才在生物工程领域迫切需求。为满足社会对具有创新能力和实践能力高水平人才的需求，有利于提高学生创新能力的新教学模式的构建和优化就显得非常迫切和必要。

科研与实践教学的融合教学模式是对传统实验教学的有力补充。传统的实验教学多为课内实验，隶属于理论教学内容。实验项目、操作方案、实验步骤以及教学仪器设备都已固定，实验内容绝大部分也是验证性和演示实验，教学模式以教师为主体，上课前教师要充分准备实验，包括实验材料准备、所有试剂的配制、微生物的培养，并且将实验使用的器材事先摆放在实验台上，上课时教师简单讲解实验目的、原理及方法步骤，然后学生按照教师提供的步骤被动地一步步操作。这种呆板僵化的实验过程、千篇一律的数据处理、整齐划一的教学行为严重束缚了学生的创新思维，降低了学生学习的兴趣和积极性，更不可能达到培养学生综合能力和创造性的目的。在当前的国际形势下，国家强调和高度重视高等院校的创新型高水平应用人才的培养。搭建一条科研与实验教学的新桥梁，让科研和实验教学密切结合、协同发展、相互促进。大学低年级学生在科研上一片空白，若能及早踏入实验室，参与不同形式的科研项目，充分训练实验技能，培养严谨的科研思维，这将会为未来成长为创新型优秀的高水平拔尖人才打下坚实的基础。

2 实践教学与科研相融合的模式

2.1 本科学生参与教师科研项目

学生参与教师科研可以弥补实验课堂教学的不足。在教师的指导下，开展教师科研实验，不断复习和巩固理论教学和实验教学中的所学知识、实验操作和技能，从而提升科研综合实力。参与教师科研活动，学生会自我施加压力，积极探索，主动搜索文献，查找原因，分析问题，无形中强化了科研意识，不断提升学生的动手能力和科研素养。积极参与教师科研活动，给学生提供了自由操作锻炼的机会，培养了學生严谨的科学态度、较大的科研发展潜力和创造精神。调查发现，参与教师科研的学生综合能力远远高于未参与教师科研活动的学生。

目前，徐州工程学院食品与生物工程学院绝大部分教师具有博士学位和高级职称，除了有教学任务外，还要开展大量的科研工作。学院研究生人数较少，教师没有充分的精力和时间独自开展实验操作。学院大力支持学有余力的学生参与教师科研活动，很多学生从大二起就进入实验室开展科研实验活动。这不仅解决了教师科研任务重与研究生人数不足的矛盾，而且为本科生提供了类似“研究生”的教育机会，将本科教育的各个环节融入研究型的教育理念和科研实践，从而培养出实践技能强和综合素质高的创新型人才。

2.2 学校设立以学生为主持人并作为科研主体的科研项目

以学生为主体申报各类科研创新项目对于提高学生积极性和主动性、增强学生的动手能力和科研水平具有有效的推动作用。徐州工程学院近年来设立了不同类型的以学生为主持人的科研项目，并给予相应的科研经费资助。例如，徐州工程学院创新创业学院设立的“大学生创新创业基金项目”、省级的“江苏省大学生创新创业计划项目”和实训实验室与设备管理处设立的“实验室开放基金项目”，学生申报这些项目前，指导教师应认真查阅外文文献，分析研究课题的最新发展动态，筛选出适合本科生的课题，积极鼓励学习成绩好、科研兴趣大、勤奋好学的学生申报。立项后，学生应仔细查阅文献并自主拟定实验方案并开展具体实验操作。整个过程中，指导教师应全程跟踪并与学生交流讨论，实现了学生自主创新和教师科研的有机结合。学生在课余时间参与各种创新性科研项目，由过去填鸭式的被动灌输知识转变为积极探索知识，开阔了学生视野，强化了动手能力，有效提高了学生的创新创业能力和科研思维能力，激发了学生的科研潜力。近年来，学院学生承担了省级大学生创新创业计划78项，校级大学生创新基金项目32项，实验室开放基金项目102项，发表学术研究论文32篇，取得了良好的成绩。

2.3 支持学生参与不同范围的科技学术比赛

学科竞赛是为激发学生的科研兴趣，提高学生的科研能力，激励学生的创新意识而面向本科生举办的创新创业、学术研究的学术竞赛活动[8]。参加课外科技学术竞赛，可以充分调动学生参与科研的积极性，竞赛前学生要踏踏实实做好实验室研究工作，接着将科研成果整理成竞赛作品，竞赛前反复演练打磨，最后登台展示。经过竞赛过程的历练，学生在发现问题、分析解决问题的过程中，其主动性和创造性得到了充分训练和提高[8]。

学科竞赛实践性强，是学生利用专业综合知识解决实际问题的检验平台，能够培养学生的团队意识、创新能力、逻辑思维能力等综合素质。2019年笔者指导了学生团队进行的“安全健康抗菌肽食品防腐剂开发”项目，参加第十六届江苏省大学生课外学术科技作品竞赛暨“挑战杯”科技竞赛，取得了优异的成绩，还吸引了多家企业前来咨询合作。2020年学院组织了6支团队参加“江苏省生命科学大赛”、中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，6个团队参赛学生分别获得一、二、三等奖。通过参加课外科技学科竞赛活动，学生能亲自体验到科技在社会生产中的重要作用，充分感受利用所学知识解决生活生产中实际问题的乐趣，激发了学生的求知欲，增强对科技创新、创业的认识和理解，实现了培养方式向重视综合能力的转变，从而培养了学生的创新思维和实践能力，取得了良好的教学效果。

3 实践教学与科研相融合的保障条件

3.1 拥有良好的仪器设备等硬性科研条件是实践教学与科研相融合的基础和前提

生物工程是一个对实践要求较高的应用型学科。科学研究和实践教学都在拥有相应仪器设备的实验室开展，因此必要的实验配套设施、仪器设备及科研教学平台是实践教学和科学研究深度融合的前提条件。高校应该根据自身实际情况，充分重视与科研相关的信息网络布局、仪器设备采购、专业实验室建设等基础物质条件的配备和改善，并建立完善的教师、学生共享物质保障制度与机制，实现科研和教学的深度融合。

徐州工程学院生物工程专业具有较好的硬件设施条件和实验研究平台，包括国家级工程示范中心、江苏省实验教学示范中心、江苏省食品与生物工程实验中心、食品工程实践教育中心、江苏省高校食品资源开发与质量安全重点建设实验室、食品与生物工程实训中心。学校为鼓励学生开展科研活动，建立了共享机制，学生进入相应的专业共享实验室之前只需要参加学习并通过考试即可自由使用实验室的仪器设备，省去了层层审批的烦琐，实现了教师与学生的完全共享，为学生从事课外科研活动创造了良好的硬件条件。

3.2 积极引导激励学生参加科研创新活动

将科研引入学生实践教学中，可以显著提高学生的综合能力和创新能力。如何让本科生放弃业余休息娱乐时间而全身心投入到课外学术科研活动中，则需要对学生开展积极的宣传教育、引导工作并建立相应的激励措施。新生入学后，通过专业概论、学术报告、学术讲座等形式引导大学生尽快了解本专业的学科领域情况、职业前景、教师科研、实验平台等信息，激发学生参与科研的兴趣。

同时，建立健全激励机制，建立一系列鼓励学生积极参与科研活动中的激励措施。学校将学生的科研成绩与其评优评先、奖学金等紧密挂钩。学生发表科研论文、申报发明专利、主持科研项目、科技竞赛获奖以及优秀的社会实践调查等经考核达到一定的标准都会获得学校的奖励。

另外，学校还建立了导师制，徐州工程学院学生大二开始通过自由选择或者学院安排确定导师，在导师的指导下开展科研活动、参与教师科研项目，充分进行科研训练，学会查阅资料、制定实验方案、撰写科研论文，经过全程参与一整套的科研活动，为将来独立开展科研创新打下坚实基础。通过这些方式显著提高了学生参与各项创新科研活动的积极性[9]。

3.3 通过制度建设，鼓励教师指导学生课外科研活动

高校教师将科研和教学深度融合，开展科研工作的同时，又将科研成果引入到实验教学中，全程指导本科生的课外科研活动，带领学生参加不同形式的科技竞赛，这种教书育人的使命和责任感是一种内在动力[10]，但要保证科研与教学融合的持续性和实效性则需要完备的外在激励机制。

目前大多数高校对教学的激励机制是设置教学成果奖或评选优秀讲课教师，这种激励方式与科研的激励措施相比则显得微不足道。在科研奖励方面，奖励力度大，形式多。大多数教师都希望科研方面努力获得更多的科研成果，以获取更多的奖励。目前，大多数高校都在强调教书育人是教师的根本，教学是高校的中心工作，但现实执行中并没有落实到位。教师在职称评定中，具体量化的科研指标是硬性规定，而教学的要求相对较低，限制性较低，教学的约束主要体现在完成教学工作量。整体来看，科研所占比重远高于教学。若要改变高校教师“重科研轻教学”的现状，需要高校制定激励措施，促进科研向教学转化[11]。近年来，学校制定了一系列激励政策与措施，鼓励教师科研成果向教学转化，激励教师指导学生开展课外科研活动。例如，教师在指导学生参加省级以上科技竞赛时，事先学校会给予充足的培育经费支持，若获取了奖项则会进一步给予更大力度的奖励以及职称评定中的政策倾斜。近年来，学院制定的激励措施极大地调动了教师的积极性，教师们都长年累月在实验室带领学生做科研，指导他们参加竞赛，撰写项目申报书、毕业论文、学术论文等科研活动，培养了一批批优秀的毕业生。

4 结语

“科研与教学融合”实践教学模式有效解决了传统实验教学中实验仪器设备陈旧、课时不足、学生训练不充分、实验项目不新颖、缺乏创造性等问题。将科研兴趣浓厚、勤奋刻苦、積极进取的本科生参与到富有前沿性、创新性特征的科研项目中，不仅能够协助教师开展科学研究，而且能使学生充分地接受科研锻炼，激励学生学习热情，激发创新思维，培养综合能力和创新能力。近几年的实践表明，在地方应用型本科院校将“本科生当研究生用”的“科研与教学相融合”的教学模式，能够真正培养出具有较强实干能力、较强创新思维和综合素质高的优秀创新型人才。因此，今后将继续坚持这种教学模式并扩展到其他专业的教学实践中，在实践中不断改革和创新，切实将这项工作做细、落实，形成可操作性强、独具特色的实践教学模式。

参考文献

[1] 曹礼，焦扬，郝军元，等.地方高校生物工程专业实践教学改革的思考[J].生物学杂志，2019，36（6）：108-111，114.

[2] 冯远航，陈涛，财音青格乐，等.新工科背景下生物工程五层次实践教学体系的构建[J].生物工程学报，2020，36（5）：1012-1016.

[3] 黄群，郑宝东，曾绍校，等.新工科建设背景下食品科学与工程专业实践教学改革初探[J].食品工业，2019，40（8）：231-233.

[4] 叶小利，张保顺，邓洪平，等.生物工程专业综合实践教学创新体系的探索与构建[J].西南师范大学学报（自然科学版），2018，43（9）：165-168.

[5] 付海英，杨巍，王艳玲，等.临床能力与科研能力培养并重，推进“5+3”一体化学生医学免疫学的实践教学改革[J].中国免疫学杂志，2018，34（8）：1251-1253，1257.

[6] 袁峥嵘，韩莹莹，翁强.“科研式”教学法在动物生理学教学过程中的探索与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2015（23）：277-280.

[7] 魏艳红，许昌，王桂荣.基于科研项目的机械电子专业实践教学改革[J].实验室研究与探索，2018，37（5）：177-181.

[8] 周智华，李国斌，唐安平，等.高校教师科研成果转化为本科教学资源的形式[J].当代教育理论与实践，2017，9（1）：65-67.

[9] 张志强，吴同垒，贾青辉.基于科研平台的动物医学实践教学探索[J].安徽农业科学，2020，48（23）：129-130.

[10] 裴正兵，田彩云.高校教师科研成果转化教学案例意义、基础与模式研究[J].高教学刊，2018（17）：82-85.

[11] 韩贵金，王文庆，周有.科研与实践教学的互动实施[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：440-442.