研究生科研素养创新人才培养模式改革与实践———基于《现代生物学研究基础》课程

研究生科研素养创新人才培养模式改革与实践———基于《现代生物学研究基础》课程

尹丹，张冬卉

（湖北大学生命科学学院 省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室，湖北 武汉 430062）

摘  要：本论文介绍了湖北大学生命科学学院开设的研究生课程《现代生物学研究基础》以及该课程的创新人才培养模式。通过分析当前生物学学科人才培养面临的挑战和机遇，强调了培养同时具备创新精神和科研素养研究生的重要性。此外，本文还介绍了该课程的教学内容和方法，包括通过“问题导向型”实现教学内容的优化、通过教学新模式培养综合研究型人才、以及创新人才培养模式实现的目标及反馈等。本课程的创新人才培养模式改革与实践旨在培养具有批判思维、科学研究方法和跨学科视野的研究生，以满足现代生物学学科对人才的需求。总之，通过对生物学学科研究生创新人才培养模式进行了探讨和总结，旨在为现代生物学学科人才培养提供有益的经验和启示。

关键词：研究生培养；科研基本素养；创新精神；创新人才

改革开放以来随着中国经济的快速发展和科技水平的不断提高，为了适应经济社会发展的需求，中国开始大力发展高等教育，并在2000年开始推行研究生教育改革。随着研究生教育规模的不断扩大，如何培养具有创新能力的高水平人才成为了中国高等教育改革的重要任务之一。

在此背景下，中国开始探索研究生创新人才培养模式。这种培养模式主要针对研究生的创新能力进行培养，强调学生的主动性、创造性和实践能力，通过开设创新课程、组织科研实践活动、提供创新创业平台等方式，激发学生的创新潜力，培养学生的综合素质和实践能力，从而更好地适应经济社会发展的需要。当前，中国已经建立了一系列研究生创新人才培养的政策和制度，例如“全国研究生创新项目”、“研究生创新能力培养计划”等。这些政策和制度的实施，有助于为中国高等教育的发展注入更多活力和创新力。

生物学学科人才培养面临着诸多机遇与挑战，包括科技进步带来的机遇：随着科技的不断进步，生物学领域的发展速度加快，需要大量的优秀人才来推动领域的发展。跨学科合作带来的机遇：生物学领域需要跨学科合作的人才，为学生提供了更多的学科选择和合作机会。政策支持带来的机遇：政府和学校对生物学领域的支持力度增加，为学生提供更多的奖学金和科研项目，为学生提供更好的学习和发展环境。新兴领域的机遇：生物学领域的新兴领域不断涌现，如人工智能和生物信息学等，为学生提供了更多的学习和发展机会。

同时也有不少挑战，包括快速发展的技术和方法：生物学领域的技术和方法不断发展和改进，需要学生不断更新和学习最新的技术和方法，如基因编辑技术、单细胞测序技术等。跨学科的复杂性：生物学领域涉及多个学科的交叉，需要具备跨学科的知识和技能，如物理学、化学、计算机科学等。日益增加的竞争性：生物学领域的就业市场竞争激烈，需要学生具备丰富的实践经验和实验技能，才能有更好的就业前景。持续的科研压力：生物学领域的科研需求和竞争压力不断增加，需要学生具备坚定的意志和持续的科研动力。

研究生科研创新能力的培养是研究生教育的核心与基础。为了提高刚入学研究生的科研基本素养和创新精神，我们在研究生课程体系中设立了《现代生物学研究基础》这门课程。课程内容分为四大部分：（一）遵规守纪，安全严谨——入门必读手册：包括科研第一课，实验室安全及规则，学术伦理与道德，科学研究的三分法则；（二）眼观六路，耳听八方——信息收集与分析：包括实验数据记录，生物实验设计，英文文献阅读，利用在线工具进行生物信息学分析，基因序列与功能分析基础；（三）巧思陈词，画龙点睛——写作与表达：包括英文文献写作，科研幻灯片制作；（四）从心而发，勇往直前；包括压力疏导与挫折转化的方法。系统的学习本课程将有助于研究生开展科研工作，产出高质量创新性的科研成果。

该课程作为从本科生过渡到研究生之间的桥梁课程，为即将从事科研工作的研究生奠定理论和科研思维的基础。旨在通过专业标准化的课程提高研究生的各项科研水平，使研究生掌握生命科学领域多项技能。

1创新人才培养模式探索的背景

研究生科研创新能力的培养是研究生教育的核心与基础。研究生本科阶段所接受的教育水平参差不齐，初入研究生涯的学生需要从本科的知识接收型向探索型学习方式转变。因此，对于入学第一年的研究生，尤其是理工科研究生，系统标准化的科研基本素养的培养尤为关键，这是加强研究生科研水平和提升研究生创新能力的关键所在[1]。

目前国内高校的研究生课程体系中较少系统地安排这样的课程，导致了对研究生的基础科研能力缺乏全面的培养，引发学术不端、实验室安全、研究生心理障碍等一系列问题，降低了研究生培养质量，对社会造成不良影响。

为了探索研究生科研基本素养创新人才培养模式，我们在研究生课程体系中设立了《现代生物学研究基础》课程，这是一门旨在系统提高研究生科研基础素养的课程，实用性较强，课程结构安排合理，分别由生命科学学院

11名经验丰富的教授对研究生进行科研基本素养的培养，循序渐进，理论结合实际，着力培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。

2生物学科研究生科研基本素养创新人才培养模式

2.1通过“问题导向型”实现教学内容的优化

刚步入科研生涯的研究生科研能力参差不齐，因缺乏科研基本素养的培养导致部分研究生在所属的课题组从事科研工作时出现基础知识不足，信心受打击，实验室安全及自我防护等一系列问题，我们针对刚入学的研究生设置了问卷调查，结果发现研究生对科研绘图技巧，英文文献阅读与写作能力，规范记录实验数据及分析，如何高效的做科研，学术伦理与道德，研究生压力疏导等方面有着较高的需求，因此，针对“问题导向型”原则，我们设立了四大模块的教学内容[2]，一一对应了研究生的科研需求（如图1所示）。

图1 《现代生物学研究基础》四大模块

这四大模块的主题内容包括科研绘图、学术道德与行为规范/动物伦理、实验室安全及防护、科学研究的三分法则、英文文献阅读、实验数据记录与分析、英文文献写作、研究生压力疏导挫折转化以及生物信息入门分析。四大主题循序渐进，环环相扣，深入浅出，系统科学地形成了研究生科研基本素养创新人才培养模式的内容。

在张江教授讲授的《科学研究的三分法则》课程中，提出了想要做好科学研究的三分法则即需要掌握的三个技能：包括文献阅读与报告，实验计划与操作，解决问题与归纳总结。张教授主要从这三个技能与学生们进行探讨，这三个方面是有机的整体，在做科学研究中不能少了任何一个，主要从以下这几个方面提出了如何提高文献阅读与报告技能：需要自主学习，带着问题驱动的去阅读文献，高效获取最新文献的方式，选择值得阅读的文献，学会分类整理文献并建立自己的文献库，要做好读书笔记和文献报告即需要总结阅读过的文献并在小组会议上与他人进行分享。做文献报告是每个研究生都要面对的日常，也是需要重点掌握的技能，因此张教授非常全面的探讨了如何做好文献报告，他提出要给听众讲清楚从为什么要研究开始，也就是研究背景，从听众感兴趣的点出发，陈述关键核心结果与方法，并且以“讲故事”方式，把自己当成文章作者，旁征博引，也就是与以往相同方向的研究进行比较有什么进展及不足的地方，并且进行讨论与评价，避免直入主题，平铺直述的讲述，要选择关键性主要的信息，最主要的结论图表，不需要讲些小细节，文献汇报不需要面面俱到，要不然会出现逻辑不清的问题，不能仅仅做代言人旁观者，需要进行批判性思维的讲解。后面张教授也和同学们探讨了如何合理安排实验计划和高效操作，如何分析和解决问题，这些技能的学习让在座的同学们体会颇深，受益匪浅，这为同学们迈向科研成功的第一步打下了坚实的基础。最后张教授也为同学们风趣的总结了科研工作中的“八戒”与“十荣十耻”，让同学们明白了做优秀研究生的要素，对以后的科研之路增添不少信心。

另外针对目前存在的较多科研不端现象以及争议，陈纯琪教授在《学术道德与行为规范/动物伦理》这门课中，描述了学术不端的具体定义及类型，提醒同学们哪些行为是很容易一不小心就触犯到的，并形象的对目前学术界出现的最新案例进行剖析，以“最快被发现造假的SCI文章”、“中国第一篇被撤稿的Nature及Science”、“李红良”、“翟天临”事件展开深入浅出的讲述，并提出为什么要做科研的问题引发同学们的深层思考，提高了学生们主动思考问题的积极性以及探索科学问题的欲望，有利于学生批判性思维及创新能力的培养。

总之，通过科研方面的专业标准化训练来提高研究生的各项科研水平，有助于更好的开展科研工作，提高学生的信心，产出高质量创新性的科研成果[3]。

2.2通过教学新模式培养综合研究型人才

在教学模式上通过题目引导、课堂实例展示与分析、师生合作互动的研究生教学新模式，旨在培养综合素质拔尖的研究性人才。

教师以及团队根据本课程基本结构和经验提前拟定题目，包括基础知识和应用问题相关题目，前沿探究问题相关题目; 同时收集同学们疑惑或感兴趣的问题，并加以筛选，作为本课程题目。通过题目引导，可以使学生主动思考课程内容与平时科研活动的关联性，理论联系实践，提高学生的专业科研基础素养[4]。

教师以座谈性的方式对学生提问，进行实际案例实际分析，与学生进行互动讨论，引导学生找寻解决问题的方法。通过师生互动使学生在学习过程中获得研究探索的体验和经验，提高学生的应对和展示能力，解决研究生在平时科研工作中遇到的问题与困惑。

杨秋颖教授在讲授《实验室安全及防护》这门课中，会提前告知学生们实验室安全关系每一个人，要求每名学生必须到班听课，重视实验室安全。课堂上杨教授以座谈性的方式对不同课题组的学生进行提问，每个课题组会有对应的学生讲解在自己所在的实验室从事课题相关的过程中有什么安全注意事项及安全隐患，比如水电隐患，生物污染等，由于大家提出的安全问题都不太相同，这样有利于彼此之间进行相互补充相互借鉴，老师会给出科学性的评价与解答，不仅解决了大家的疑问也增强了交流互动，提高了课题氛围。另外杨教授也加强了案例警示教育，介绍了“

12.26”北京交通大学市政与环境工程实验室在进行垃圾渗滤液污水处理流程时发生爆炸燃烧，事故造成三人死亡，这是由于实验室管理不严格，盲目追求效率忽略安全隐患所致，警醒学生们毕业后可能参与到工厂生产中，一旦发生事故，会比这个规模大。另外也介绍了清华大学“朱令案”，由于寝室内人际关系紧张而引起的室友投毒，同时这也反映了实验室药品管理混乱的问题，这些案例警示了同学们实验室安全的重要性，任何时候开展科研工作安全都是第一要考虑的因素。杨教授也对实验室安全问题进行总结：一流的学科需要一流实验室，更需要安全的实验室。实验室没有100%的安全，只有100%的安全规范。对实验室工作要心怀敬畏，不存侥幸，不怕麻烦，不厌其烦！

通过这些研究生教学新模式可以提高学生学习兴趣，激发学生学习欲望和观察问题、分析问题的思维，从而提高研究生教育教学质量；并且加强了师生互动、同学之间互动；通过对前沿问题的了解掌握、分析乃至探究，有助于学生科研创新能力的提高，培养综合素质拔尖的研究性人才。

2.3创新人才培养模式实现的目标及反馈

通过科研方面的专业标准化训练来提高研究生的科研能力，表现在掌握科研绘图技巧，英文文献阅读与写作能力，做文献/课题报告，撰写英文文献，独立设计有研究价值的课题，规范记录实验室数据及分析，高效管理与分配时间，学术伦理与道德，研究生压力疏导与挫折转化这些方面，有助于研究生更好的开展科研工作，产出高质量创新性的科研成果。并且加强学生的科研合作精神，实现学生自我反思和互相促进的目标。

在张冬卉教授的《科研幻灯片制作》课程中，学生需要自带电脑，老师会用幻灯片绘制图形，学生跟着老师练习，通过边听课边操作的学习形式，达到掌握科研PPT制作技能的目的。通过这门课程的学习，几乎每个同学都掌握了科研绘图的基本技能，以下为部分同学的科研绘图成果，通过自己绘图操作而掌握了基本技能，图片质量已达到发表SCI的水平。

（a）

(b)

图2图2(a)为文献里的原图（Shadrin IY, Khodabukus A, Bursac N. Striated muscle function, regeneration, and repair. Cell Mol Life Sci. 2016 Nov;73(22):4175-4202. doi: 10.1007/s00018-016-2285-z. Epub 2016 Jun 6）。图2(b)为王同学通过PPT绘出的图。

图3陈同学的课后作业：通过PPT绘出的图

在创新人才培养模式的反馈及评价方面，我们针对学习需求，学习成效与学习反馈这三方面设计调查问卷的内容，问卷调查的对象分为研究生群体和导师群体，研究生群体为刚入学的研究生新生以及经过科研基本素养培养后的研究生老生，导师群体则为全院的研究生导师，导师的调查问卷内容包括导师对研究生新生的科研要求以及对学生经过科研基本素养培养后的效果反馈与评价，通过对这两种群体的调查问卷进行分析，可以对研究生科研基本素养创新人才培养模式进行实际的教学反馈与效果评价。

学生及老师普遍认为该课程体系及架构安排较为合理成熟，学生认为实用性较强，对其科研工作和日常生活都有着较大的帮助。学院也对该教师开展这项创新人才培养模式十分重视与支持。

3 结束语

本课程填补了目前省内外高校对研究生科研基本素养能力培养课程的空缺，采用灵活的授课方式，分别由学院11名经验丰富的教授对研究生进行科研基础素养的培养，循序渐进，理论结合实际，着力培养具有创新精神和科研素养的高素质人才。该课程先后获得湖北大学研究生教育教学改革研究立项经费支持，获批研究生慕课立项支持并顺利上线湖北大学研究生教育平台和学堂在线平台（网址https://www.gradsmartedu.cn/course/hubeiP08601A26808/4012?channel=i.area.manual_search），因此人才培养模式的经验可以在其他高校中进行推广与应用，使更多的学生接受这样的培训，为未来的科研和产业界做贡献。

根据研究生科研任务较繁重的特点，后期我们会在授课形式上略作调整，采用线下为主、线上线下相结合的方式，同时尝试进行沉浸式实践教学[5]，比如实验室安全及防护这门较为重要的课程，会进入实验室实地现场教学，给同学们进行一些重要操作的展示，如高压灭菌锅的正确使用指导，超净工作台的规范使用，做实验需要遵守的基本规则等方面，提醒同学们从事科研工作的初期就要遵守一系列规章制度，养成良好习惯。另外后续会在教学模式上增加学生查找、收集、整理归纳资料从而制作PPT或墙报进行演讲展示的内容，激发学生学习的兴趣与动力，培养学生主动思考及团结协作的能力。

本文由2020年度湖北大学研究生教育教学改革项目重点项目，2022年度湖北大学课程思政示范课程项目资助。