中外合作办学背景下生命科学创新型人才的培养

赵英源，王子朝，王雪琴，张慧茹，朱硕祎

（1.河南工业大学 a.生物工程学院；b.国际教育学院，河南 郑州 450001；2.名古屋大学 大学院生命农学研究科，爱知 名古屋 4648601）

引言

培养高素质、具有创新能力的人才是高等院校的重要职责。2021年9月，习近平总书记在中央人才工作会议上强调，坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，深入实施新时代人才强国战略，全方位培养、引进、用好人才，加快建设世界重要人才中心和创新高地［1］。学科竞赛作为大学生第二课堂的重要环节，能够提高学生的创新思维和解决实际问题的能力，增强学生的团队合作精神，是培养创新创业和实践能力的重要途径。

创新型人才的培养和教育，离不开与世界前沿科技的交流和学习。河南工业大学是经教育部首批批准的、开展本科教育项目中外合作办学的高校之一，为了深入贯彻教育部印发的《教育部关于加速建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力的意见》及中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》等文件精神，促进中外合作办学提质增效，提升中外合作办学人才培养质量，鼓励学生参加生命科学竞赛，为提高大学生科技创新能力、培养大学生创造性思维、锻炼大学生实践能力及科学研究能力搭建平台、营造氛围、加强建设，实现与课堂教学、实践教学其他环节的有机衔接。创新人才是关键，生命科学竞赛是平台，中外合作办学是条件。

一、生命科学竞赛

全国大学生生命科学竞赛是针对全国高校生物专业方向学生的竞赛，主要涉及生命科学领域相关的科学问题，参赛项目及其研究成果有助于学生深入思考生命现象，揭示生命中众多未解的神奇奥秘，增强学生的学习兴趣和解决生命科学中难以单纯用生命科学手段解决的诸多问题。在生命科学竞赛中，新兴交叉科学如生物物理学、纳米材料、大数据计算机分析等得到了更为广泛的应用，为认识生命科学相关的现象及其规律提供了新的视角和方法［2］。

随着世界科技和经济的快速发展，人们对生命健康的认识高度空前提高，因此，生命科学研究得以快速发展，也为高等院校生物专业培养具有创新素质的学生提出了更高的要求。伴随我国人才强国战略的深入开展，高等教育“双一流”建设在高校教学和科研方面的深入实施，我国生命科学创新人才的培养也快速进入到一个国际化发展的新阶段：通过参与国内、国际间竞赛与交流，拓宽学生的国际化科研视野，促进国内高校生命科学教学与科研的发展［3］。

二、中外合作办学

改革开放后在国际化经济发展的倡议下，中国高等教育加速国际化。中外合作办学是高等院校国际化教育的一种重要形式，通过交流和改进教学模式、引进国外优质教育资源、借鉴国际先进的教育教学理念，摒弃原来“填鸭式”的教学方式，采用启发式、探究式教学方法，提高学生学习的积极性和主动性，培养学生独立思考的能力，以适应科技的迅速发展和创新型人才培养的需要，在推动我国高等院校拓宽人才培养途径、引进国外优质教育资源、提高人才培养质量等方面发挥了积极的作用。通过中外合作办学，使得在中国境内培养具有国际化科研发展思维的创新型人才成为可能［4］。

国家教育对外开放的大环境提供了很好的政策和氛围，中共中央办公厅、国务院办公厅颁布了《关于做好新时期教育对外开放工作的若干意见》和《关于加强和改进中外人文交流工作的若干意见》，为教育开放制定了具体政策方案并提供配套支持。河南工业大学国际教育学院积极响应并高度重视国际化合作交流与发展，教育和人才培养对外开放和交流工作，组织教师和学生积极参加生命科学方面的创新学科竞赛，建立创新创业竞赛团队，以特色专业为引领，研究国际化人才的培养路径，以此提升学生的双创能力，助力学校的双创教育建设。

三、生命科学竞赛对大学生科研创新能力的培养

在高校教学中，各类学科竞赛、创新创业项目是教学活动延伸的第二课堂。生命学科竞赛内容与基础知识教学内容紧密结合，利于激发学生理论联系实际的学习兴趣，丰富和延伸实践教学内容。同时，生命科学竞赛能培养和提高学生自身的多方面能力。

（一）培养和提高学生的创新能力

全国大学生生命科学竞赛是生物类高等院校创新型人才培养的有效途径之一。全国大学生生命科学竞赛要求学生在比赛限定的时间内，进行竞赛项目的相关文献综述、实验方案设计、实验研究记录以及研究结果相关论文的撰写和发表等一系列科研能力的培养和锻炼。参赛学生在指导教师的指导下，学会通过查阅文献资料（包括外文文献）撰写文献综述，为项目的实施设计实验方案，不断探究发现并解决问题以完成实验，再对获得的实验数据进行处理和统计分析，最后才能撰写完整的研究论文，制作汇报的PPT，录制并剪辑答辩视频或进行现场答辩，这一系列多种技能的深入学习过程，对仅有2～3年大学学习经历的大学生而言，是一次学习能力的质的飞跃。笔者自2018年参加工作至今，连续3年指导了近20名学生参加了第二届至第五届河南省大学生生命科学竞赛和第三届至第六届全国大学生生命科学竞赛，主要研究以乳清蛋白/牛血清蛋白与壳聚糖天然生物大分子为壁材，制备包载脂溶性虾青素、岩藻黄质、紫杉醇等活性小分子的纳米复合物，以拓展虾青素等生物活性小分子能在水性溶液中具有良好的分散性、稳定性，且在低温、酸性环境下能长期稳定保存，以期提高脂溶性活性小分子的生物利用率。研究课题在增强虾青素等脂溶性食品/药品活性小分子的使用和其应用范围的同时，探索乳清蛋白/壳聚糖纳米载体对小分子活性物质包载性能。纳米材料是一个较新的交叉科学方向，不仅需要了解生物材料的生活活性特征，同时还需要对其化学反应、溶液稳定特性和分子结合作用机制具有专业性掌握。学生通过大量查阅相关文献，对虾青素的化学结构、纳米材料的构成和构成纳米材料的溶液稳定性等进行了详细深入的学习，并对纳米材料特性的各种检测仪器原理、检测方法、数据获取和分析等进行了仔细认真的学习和动手操作。实验的过程是一个既艰难又兴奋的体验过程，伴随着每次实验的失败或成功，分析原因、查找文献、相互交流、总结经验直至结果稳定无误，对于学生来说都是一次提高。正是这样的过程，才能使学生真正学到知识、提高能力。后期撰写综述、研究论文的过程则有效提高了学生的逻辑思维能力、语言表达能力、交流能力。所有这些对参赛学生科研创新能力的培养作用是常规教学难以企及的。

（二）培养和提高学生的实践能力

鼓励研究生多与国内外同行交流合作、发表研究论文也是培养学生创新能力的重要方面。与国内外同行的交流能获得最新的科研发展动态，最便利的途径就是参加线上学术会议，鼓励英语沟通能力强的学生进行线上提问，拓展学科研究领域前沿视野；在项目进行过程中，竞赛团队会定期或不定期举办文献综述研讨、近期研究成果汇报等学术交流活动，由研究生分享和交流最新的研究动态，拓宽其知识面，培养语言表达能力；采取多种激励措施，鼓励学生将近期的研究成果写成文章或会议论文，或让参加国际学术会议的学生撰写相关研究主题汇报，锻炼学术思维和写作能力。

在生命科研竞赛过程中，需要使用多种科研仪器设备。这些仪器设备都是非常精密和价值昂贵的，需要对学生进行培训，使学生能在安全、有效使用的基础上，根据实验的难度和检测的方向进行实验，指导教师作为不同试验检测仪器的现场指导，负责实验过程中相关仪器设备的使用培训、实验数据规范测量、记录指导，以及解决实验中遇到的不可预测的问题，保证竞赛的顺利实施。在第三次的生命科学竞赛关键实验环节的攻关过程中，如何精准分离虾青素顺反异构体（all-trans,9-cis,13-cis,15-cis）、虾青素H聚体（H-aggregates）和虾青素J聚体（J-aggregates）是创新课题的操作难点，通过对高效液相色谱仪工作原理的认真学习，巧妙地配制分离液、精确地操作仪器，获得了高纯度的虾青素顺反异构体，为实验的成功解决了材料问题。基于实验结果，团队设计了精巧的网页动画和视频演示，并且对虾青素顺反异构体在形成聚集体机制初探方面形成两篇科技研究论文；在比赛现场的展示环节，队员采用活泼的动画形式，取得了很好的效果。

通过生命科学竞赛，不仅锻炼了学生的动手能力，还培养了学生的管理能力、团队合作能力、分析和解决问题的能力，使创新素质教育得到良好的落实。

四、存在的问题和努力的方向

结合近几年参加生命科学竞赛的经验，在中外合作办学背景下，对通过生命科学竞赛培养创新型人才还有以下认识。

（一）生命科学竞赛的激励机制不够健全

首先，生命科学竞赛需要教师的悉心指导和学生长期坚持不懈的努力，教师和学生都要花费大量的时间和精力，如果没有健全、稳定的激励机制，将会大大降低教师和学生的科研积极性；其次，生命科学竞赛需要一定的实验经费，如果学校对竞赛的支持力度非常有限，在一定程度上也会制约科研的持续性进行，导致学生这方面的素质培养受益降低。

（二）学生对参与学科竞赛有注重结果的心理

部分学生将学科竞赛和创新创业项目视为评奖、评优和加分的手段，如果实验失败或获奖的机会不大，学生参与的积极性就大大下降。如果学生只关心竞赛结果，不注重参赛过程中对创新科研能力的培养，就偏离了参与生命科学竞赛的初衷。故此，要在学生参赛前就强调培养过程的意义，让学生以获得创新性科研能力为参赛目标。

（三）教师的多方面综合能力有待提高

生命科学竞赛不仅要求教师具有基本的教学能力和相关科研的深厚基础知识，同时也需要教师掌握最新的科研技术和发展动态。对于学历相对较低的教师而言，即便有心通过参加生命科学竞赛培养学生，也会因为自身能力欠缺，不愿或无力指导学生，降低其参加生命科学竞赛的热情。因此，学校或学院层面要重视对教师队伍的长远培育和规划部署，建立制度化、规范化的教师队伍管理措施，鼓励更多的教师和学生参加生命科学竞赛，培养创新型人才。

生命科学竞赛旨在培养学生的创新意识、团队合作意识、试验操作分析等实验技能，在中外合作办学的背景下，通过参加竞赛，不仅有助于提升学生对生命科学的探索兴趣，增强其掌握与生命科学领域相关的基本实验技术和方法，提升综合素质，还能促进生命科学相关专业课堂和实践教学提质增效，实现科研人才培养质量的提高。