基于生物专业多途径培养学生创新思维

白云,王洋,贺宝玲,杨文平,胡芬,刘鹏

(华北理工大学 生命科学学院,河北 唐山 063210)

大学期间是紧抓创新教育的攻坚期,学生的创新创业能力水平直接影响着我国双碳建设的整体进程。创新教育首先是创新思维的培养,创新思维是指用现代科学技术专业知识,勇于找寻新事物和新思维方法,打破原有的传统思维模式,更好地为社会创造更多的丰富内涵价值。因此高校需要引导大学生把创新作为他们的核心价值追求,充分调动学生自主学习、批判性思维和分析问题的能力[1]。以某高校生物专业二年级有意向创新的学生,组建创新班,从师资队伍建设、专业课程交叉融合、校企联合培养、教学方法多样化等方面培养学生创新思维。

一、学生创新思维存在的现象

目前,大学生创新思维匮乏,部分学生存在躺平现象,主要体现在 “懒” 、 “托” 、 “窄” 等现象。 “懒” 是指学生在专业知识学习过程中缺乏主动发现问题的能力; “托” 是指对于老师安排的一些学术研究,学生具有拖延症,不主动推进进程; “窄” 是指学生查阅国内外文献较少,对学术研究领域存在困惑,创新思维受到局限。因此,高校培养学生创新思维需要充分利用各方面资源、在学术氛围和校外企业联合等诸多途径来调动学生创新的积极性、主动性和参与性,激发和拓宽学生创新思维[2]。

二、培养学生创新思维存在的问题

(一)创新课程专业交叉融合度不够

欧美大学开设的创新创业课程已经有了自己的特色体系,重视课程与创业实践的无缝对接,甚至还设立创业假期。国内高校内部专业课程结构单一,课程领域覆盖面不够全面,并且创新创业教育课程在设置形式上多为选修课和通识课,没有系统的创新创业专业课程,不能做到创新课程专业化、体系化和多样化,没有与其他专业的创新思维成果进行深度的交流共享和交叉融合,不能反映学院医工融合、理工融合的特色,使得大学生创新意识不够,创新创业思维更是不足,应该需要提升专业学科的多样性,让学生在交叉专业知识中的某一领域不断开阔自己的视野。

(二)师资力量配置不全面

高校是教育培养国家各项专业人才的重要摇篮,其教育教学的目的主要在于培养出一批专业技能扎实、创新和实践能力突出的创新型人才。创新型人才的培养离不开过硬的师资队伍,很多高校教师队伍组成仅限于学校内部,而外聘企事业单位的教师较少,使得校内教师教学偏向理论性和基础性,而实践性和应用型匮乏,无法正确把握理论和实践真正融为一体的创新思维的科学教学,故而使学生的创新思维得不到提升,限制了创新思维的发散性。

(三)产学研不够深入

目前,多数产学研结合的实践模式并未成形,大学生的创业创新与校企合作的深度不够,不能从根本上整合一系列完善的创新创业教育资源。企业创新人才需求与学校教学模式人才培养脱节,在这个联合培养过程中企业和学校共同协商并探索出新的创新人才培养体系机制[3],做到你中有我,我中有你。因此需要通过合理整合高校和企业的各种相关教学资源,将创新理论成果与企业之间进行成果转化,加强对于校企双方在实践技能方面的考察,才能达到真正提升大学生科技成果的转化效果的目的。

(四)教学方式方法单一

现阶段大多数高校还是按照传统教学模式授课,停留在满足学生领会知识的程度上,这对学生创新思维的培养造成了一定的局限性。虽然部分高校课堂授课以集中理论授课和技能培养相结合的形式,但是依旧没有脱离传统灌输式方法,这种教学方法难以深度的对创新创业思维进行启发和引导,使学生创新创业的思维活力不足。在互联网大数据时代的背景下,教学上要灵活多样,拓展知识内容,与时代接轨,吸引学生对创新的欲望和渴求。

三、多途径培养生物专业学生创新思维

创新教育的核心是 “教育” ,而 “人” 不但是出发点也是落脚点,因此,创新教育实质是实现对 “人” 的教育,首先是创新思维的教育,而非对参加各类竞赛参赛 “项目” 的教育, “项目” 只是培育创新创业人才的重要载体, “项目” 即使失败了,但创新思维的种子已经植入学生们的思想之中,在以后的培养和开发中也一定会开花结果。应当鼓励学生参加中国国际 “互联网+” 大学生创新创业竞赛(简称 “互联网+” )、生命科学竞赛和各类大学生创新创业训练项目,为生物专业学生提供更广阔、更有利展示创新思维的机会和平台。

(一)交叉融合的创新课程建设

创新课程体系结构的合理和完善是提高大学生创新质量的关键,学院要根据新的培养方案,结合生物技术和生物信息专业特点,促进两个专业的交叉、渗透和融合,培养适应社会发展的当代创新人才[4],实施符合学校专业人才发展的创新课程。

1.建立创新基础课程

针对已适应大学学习方式的生物专业二年级学生,可以采用启发创新意识的教育,开设以大学生创新创业案例为主的首堂课程,激发学生学习的激情和热情;开设文献查阅检索、医工融合课程、多学科交叉融合课程、生物信息数据库分析方法、生物领域新热点新技能、生物双碳研究案例等基础课程,还可以引入和收集创新创业思维案例库,使创新班的学生创新思维更发散、更广阔,让人人有想法,人人有项目。

2.建立创新实操课程

实操课程内容是多元化的,有生物专业学科实操、医工融合、医理融合等交叉学科实操、案例实操、环境实操、观摩比赛、假期创新实践等课程,以案例教学、小组讨论、现场观摩演练等形式。+不断开发和引入优质的国内外高校创新创业实操类型课程,不断构建完善创新创业课程体系化,引导大学生形成具有自身专业优势的、系统的创新思维[5]。

(二)建立多型多结构师资队伍

教师队伍构建的全面性、合理性和高层次性,是启发式引导创新思维的重要支柱,在学院打造浓厚的学术氛围,熏染学生创新意识。

1.培养 “双师型” 教师

教师在课下时间需要不断学习新的专业发展知识,教学内容要与时俱进,与专业技术发展同步,并且要求教师自身作为教学引导者同样具备创新开拓精神,做一名成功的创新领路人。学校应不定期选派优秀教师参与国内外学术交流研讨会议,向兄弟院校交流,输送国外深造,到研究院乃至国内外大型企业脱产挂职学习新技术,提升理论与技能,逐步向复合型应用型 “双师型” 转变。

2.多渠道增加师资

现阶段高校现代化创新教育,在师资建设配置上不够胆大、不够全面,不仅缺少创新创业教育实战经验,而且在集产学研一体的应用于现代化创新教育的老师更是不足[6]。

为了更好地做到生物专业多领域的交叉融合,需要不断扩充多专业结构师资队伍,仅限于学院内部教师,多类型的师资是远远不够的,学院可以制定外聘人才标准,把标准制定在某一领域、某一技能方面做出突出贡献,不需要考虑年龄和职称。向企事业单位外聘卓越工程师、卓越医师、卓越研究员等专业优秀人才,可以邀请在金融、风险投资等领域知识渊博和资历丰富的高层管理人员及创业人员加入,还可以大胆聘用在各类大赛上多次获奖的学生,比如宁夏石嘴山工贸职业技术学院,破格引进在读大专学生刘祥坤聘为实习教师,他在技能大赛中屡次获奖,校园里他具有双重身份,既是一名数控技术专业大三的学生,又是一名数控技术专业实习教师,学校引进只是尽快培养出更多的高素质技术技能人才。

学院构建多型化、多技能高素质水平的专业教师队伍,才能够更高、更好水平的引导和指导学生创新思维,产出优质的创新成果。

3.鼓励支持教师指导创新

从学校到学院应当鼓励教师指导或与学生共同开展创新创业,除了在教学考核、业绩考核、评先评优和职称评聘给与待遇外,对于特别参加 “互联网+” 竞赛、生命科学竞赛以及省级创新等各类比赛成绩突出的教师应当进行更多的资金奖励,并举行师生竞赛体验经历交流会,找出存在的问题和亟待解决的方案,为下一步进决做好完善的准备。学校和学院的极大支持能够刺激提高老师们的指导动力,广泛参与到学术创新实战演练中,帮助学生知识内形于外,形成一定的创新思维和思路。

(三)产学研一体化

大学生创新教育应注重实践,把创新思维与社会企业需求结合在一起,实现产学研一体运行模式。

1.增强校企合作关系

大学生需要适应外部环境来发挥自身价值,企业需要引进创新人才来解决内部问题,为满足社会需求与创新实践相结合,高校可通过邀请优秀企业家来校开展宣传讲座,让学生快速了解当今时代专业技术学科知识和市场需求;加强学院与企业之间的密切联系,合作共赢,根据不同企业实际需求,安排相应的专业课程和创新实践课程,联合企业一起对课程内容进行融合和整合,做到专业与企业要求相契合,实现教学过程和实践过程无缝衔接[7]。

2.建立校企联合实验室

目前生命科学学院与唐山市英诺特生物技术有限公司业联合建立多个小型项目校企实验室,把课程内容用于实践项目中;按照学生的学习研发能力,分批分阶段进入到企业中进行培养,使学生的创新思维更具企业需求和市场需求,以发展满足社会需求、更具创新精神的应用型人才[8];学院还建议可以适时安排部分专业学生暑期到相关企业单位开展实习,把学到的专业理论应用于实践操作中,在体验式学习中提升实操能力,这些培养方式都能够让学生把自己的创新思维运行到现实中,把创新科研成果转化为市场产业[9],实现理论与实践相结合,大幅度的提升学生们的创新自信力。

(四)教学方式方法多样化

培养高水平的创新人才,要积极改进传统的教学模式,灵活多样,及时不断纠正老旧方案和方法,将最新的教学和创新方法推广优化,学院应分层次分年级进行逐步培养创新意识,一年级进行创新意识的渲染和创新对自身发展的作用,比如升学和就业方面的益处;二年级已经学习了基础专业知识,学业导师进行创新思维的启发和引导,鼓励学生申报校级大学生创业创新训练项目;三四年级根据所学知识可以组成专业交叉创新团队,完善医工融合、医理融合和双碳项目,参加更高级别的比赛,提升学生的创新能力。

1.案例教学法

在宽松的教学科研环境里,教师应当自由地发挥自身的专业优势、学术经历,在课堂上充分展示语言表达能力和个人的性格气质,展示出真实的个人气韵,由内而外的影响学生注意力和吸引力,紧跟教师的思维步伐,因此学院要积极提倡课堂上由教师自主设计创新案例,教学效果会事半功倍。过程中采用启发式引导、观摩、小组研讨以及角色反转式等教学方式,将专业理论知识和思维融入案例的讲解中,多倾听质疑的想法和不同的声音,找准学生的兴趣之处,吸引学生的关注力,让学生思考或者发现创新点,让可能的创新性思维成为现实的推动力;还可以在教学方式方法中融入 “互联网+” 新兴模式[10],充分借助互联网的优势,拓宽学生在互联网视野中找到自己感兴趣的专业新技能和社会热点问题,使思维度更宽更广阔;安排学生把自己的发现和想法用思维导图的方式进行展示,对已经学过的专业知识进行杂糅、融合和整合,列出逻辑、清晰、层次鲜明的关系图,找出之间的知识链接和问题,进行团队之间或师生之间深入讨论,对发现的创新点鼓励学生进行发散,从不同的视角、不同的层面提出整个创新思维的独特逻辑和方案,使其成型并互相展示和交流,使创新思维更完善。

2.以赛促思法

学院依托各类竞赛将生物技术与生物信息这两门专业课进行交叉教学,扩大课程设计范围、优化课程体系和扩充新技术新方法等,将学科前沿与创新思维联系起来[11];同时,将更多地科研教学时间转移到到企业操盘车间、实践实训基地和校企联合实验室中,让学生沉浸式动手研究;积极举办科学创新竞赛,优秀教师组成指导小组,以互联网为载体,进行模拟仿真训练;鼓励学生交流参观 “互联网+” 比赛、生命科学竞赛等各类大学生比赛活动,让学生在竞赛中获得新灵感;引导学生关注国家的发展战略,2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,作为生物专业的学生,在生物、医学、工业等交叉领域中做出医工融合、生物双碳项目等,这样的创新思维成果会在各类大赛中脱颖而出,取得好的成绩,也为国家发展战略做出微薄贡献;另外将学生优秀的创新创业成果展示出来大力宣传,营造浓厚的创新氛围,在学生综合测评、保送研究生方面加大分数力度,调动学生的创新热情,让学生积极参与到创新思维训练之中。3.增设多类型实验项目

生物专业实验教学项目较多,部分教师对实验教学存在轻视的现象,没有精心设计实验教学方案,课堂沉闷,吸引力差,而且验证性实验偏多,使得学生积极性低,个别学生没有参与兴趣,在一定程度上造成学生发展创新思维能力的制约。为了让学生在实验中产生新想法、新思路,在新培养方案不断修订过程中,学院增设了生物技术综合型实验课48 学时、设计型实验课48学时、特色创新型实验课32学时,在其它专业实验课和专业基础实验课程中增加了设计型和综合型实验项目的比重,为学生营造一个良好轻松地实验教学环境,有助于学生创新思维的开拓。在综合型、设计型和创新型实验教学中以学生为主角,鼓励学生独立思考,自主设计实验操作和思路,得出什么样的实验结果,实事求是写出结果,并对实验现象和问题进行大胆的假设以及深入讨论;另外学生可以自愿组成创新小组开展创新实验,培养团结协作意识的同时,还能培养探索创新的意识,提高学生主动性和兴趣性,在实验中培养创新思维。

四、结语

随着国民经济迅速发展,国家迫切需要大量培养具有一定科研能力的优秀创新型技术人才,创新思维的教育培养重中之重,且有着重大深远的双碳战略意义[12]。创新思维能力的培养不仅要求学生具备专业基础理论知识,还具备不断探索发现新的问题、解决问题的综合能力,通过多途径多方式培养学生创新思维,拓展学生的视野,更好地为国家双碳战略,为双碳生物领域做出建设性的成果。