基于生物專業多途徑培養學生創新思維

白云,王洋,賀寶玲,楊文平,胡芬,劉鵬

(華北理工大學 生命科學學院,河北 唐山 063210)

大學期間是緊抓創新教育的攻堅期,學生的創新創業能力水平直接影響著我國雙碳建設的整體進程。創新教育首先是創新思維的培養,創新思維是指用現代科學技術專業知識,勇于找尋新事物和新思維方法,打破原有的傳統思維模式,更好地為社會創造更多的豐富內涵價值。因此高校需要引導大學生把創新作為他們的核心價值追求,充分調動學生自主學習、批判性思維和分析問題的能力[1]。以某高校生物專業二年級有意向創新的學生,組建創新班,從師資隊伍建設、專業課程交叉融合、校企聯合培養、教學方法多樣化等方面培養學生創新思維。

一、學生創新思維存在的現象

目前,大學生創新思維匱乏,部分學生存在躺平現象,主要體現在 “懶” 、 “托” 、 “窄” 等現象。 “懶” 是指學生在專業知識學習過程中缺乏主動發現問題的能力; “托” 是指對于老師安排的一些學術研究,學生具有拖延癥,不主動推進進程; “窄” 是指學生查閱國內外文獻較少,對學術研究領域存在困惑,創新思維受到局限。因此,高校培養學生創新思維需要充分利用各方面資源、在學術氛圍和校外企業聯合等諸多途徑來調動學生創新的積極性、主動性和參與性,激發和拓寬學生創新思維[2]。

二、培養學生創新思維存在的問題

(一)創新課程專業交叉融合度不夠

歐美大學開設的創新創業課程已經有了自己的特色體系,重視課程與創業實踐的無縫對接,甚至還設立創業假期。國內高校內部專業課程結構單一,課程領域覆蓋面不夠全面,并且創新創業教育課程在設置形式上多為選修課和通識課,沒有系統的創新創業專業課程,不能做到創新課程專業化、體系化和多樣化,沒有與其他專業的創新思維成果進行深度的交流共享和交叉融合,不能反映學院醫工融合、理工融合的特色,使得大學生創新意識不夠,創新創業思維更是不足,應該需要提升專業學科的多樣性,讓學生在交叉專業知識中的某一領域不斷開闊自己的視野。

(二)師資力量配置不全面

高校是教育培養國家各項專業人才的重要搖籃,其教育教學的目的主要在于培養出一批專業技能扎實、創新和實踐能力突出的創新型人才。創新型人才的培養離不開過硬的師資隊伍,很多高校教師隊伍組成僅限于學校內部,而外聘企事業單位的教師較少,使得校內教師教學偏向理論性和基礎性,而實踐性和應用型匱乏,無法正確把握理論和實踐真正融為一體的創新思維的科學教學,故而使學生的創新思維得不到提升,限制了創新思維的發散性。

(三)產學研不夠深入

目前,多數產學研結合的實踐模式并未成形,大學生的創業創新與校企合作的深度不夠,不能從根本上整合一系列完善的創新創業教育資源。企業創新人才需求與學校教學模式人才培養脫節,在這個聯合培養過程中企業和學校共同協商并探索出新的創新人才培養體系機制[3],做到你中有我,我中有你。因此需要通過合理整合高校和企業的各種相關教學資源,將創新理論成果與企業之間進行成果轉化,加強對于校企雙方在實踐技能方面的考察,才能達到真正提升大學生科技成果的轉化效果的目的。

(四)教學方式方法單一

現階段大多數高校還是按照傳統教學模式授課,停留在滿足學生領會知識的程度上,這對學生創新思維的培養造成了一定的局限性。雖然部分高校課堂授課以集中理論授課和技能培養相結合的形式,但是依舊沒有脫離傳統灌輸式方法,這種教學方法難以深度的對創新創業思維進行啟發和引導,使學生創新創業的思維活力不足。在互聯網大數據時代的背景下,教學上要靈活多樣,拓展知識內容,與時代接軌,吸引學生對創新的欲望和渴求。

三、多途徑培養生物專業學生創新思維

創新教育的核心是 “教育” ,而 “人” 不但是出發點也是落腳點,因此,創新教育實質是實現對 “人” 的教育,首先是創新思維的教育,而非對參加各類競賽參賽 “項目” 的教育, “項目” 只是培育創新創業人才的重要載體, “項目” 即使失敗了,但創新思維的種子已經植入學生們的思想之中,在以后的培養和開發中也一定會開花結果。應當鼓勵學生參加中國國際 “互聯網+” 大學生創新創業競賽(簡稱 “互聯網+” )、生命科學競賽和各類大學生創新創業訓練項目,為生物專業學生提供更廣闊、更有利展示創新思維的機會和平臺。

(一)交叉融合的創新課程建設

創新課程體系結構的合理和完善是提高大學生創新質量的關鍵,學院要根據新的培養方案,結合生物技術和生物信息專業特點,促進兩個專業的交叉、滲透和融合,培養適應社會發展的當代創新人才[4],實施符合學校專業人才發展的創新課程。

1.建立創新基礎課程

針對已適應大學學習方式的生物專業二年級學生,可以采用啟發創新意識的教育,開設以大學生創新創業案例為主的首堂課程,激發學生學習的激情和熱情;開設文獻查閱檢索、醫工融合課程、多學科交叉融合課程、生物信息數據庫分析方法、生物領域新熱點新技能、生物雙碳研究案例等基礎課程,還可以引入和收集創新創業思維案例庫,使創新班的學生創新思維更發散、更廣闊,讓人人有想法,人人有項目。

2.建立創新實操課程

實操課程內容是多元化的,有生物專業學科實操、醫工融合、醫理融合等交叉學科實操、案例實操、環境實操、觀摩比賽、假期創新實踐等課程,以案例教學、小組討論、現場觀摩演練等形式。+不斷開發和引入優質的國內外高校創新創業實操類型課程,不斷構建完善創新創業課程體系化,引導大學生形成具有自身專業優勢的、系統的創新思維[5]。

(二)建立多型多結構師資隊伍

教師隊伍構建的全面性、合理性和高層次性,是啟發式引導創新思維的重要支柱,在學院打造濃厚的學術氛圍,熏染學生創新意識。

1.培養 “雙師型” 教師

教師在課下時間需要不斷學習新的專業發展知識,教學內容要與時俱進,與專業技術發展同步,并且要求教師自身作為教學引導者同樣具備創新開拓精神,做一名成功的創新領路人。學校應不定期選派優秀教師參與國內外學術交流研討會議,向兄弟院校交流,輸送國外深造,到研究院乃至國內外大型企業脫產掛職學習新技術,提升理論與技能,逐步向復合型應用型 “雙師型” 轉變。

2.多渠道增加師資

現階段高?，F代化創新教育,在師資建設配置上不夠膽大、不夠全面,不僅缺少創新創業教育實戰經驗,而且在集產學研一體的應用于現代化創新教育的老師更是不足[6]。

為了更好地做到生物專業多領域的交叉融合,需要不斷擴充多專業結構師資隊伍,僅限于學院內部教師,多類型的師資是遠遠不夠的,學院可以制定外聘人才標準,把標準制定在某一領域、某一技能方面做出突出貢獻,不需要考慮年齡和職稱。向企事業單位外聘卓越工程師、卓越醫師、卓越研究員等專業優秀人才,可以邀請在金融、風險投資等領域知識淵博和資歷豐富的高層管理人員及創業人員加入,還可以大膽聘用在各類大賽上多次獲獎的學生,比如寧夏石嘴山工貿職業技術學院,破格引進在讀大專學生劉祥坤聘為實習教師,他在技能大賽中屢次獲獎,校園里他具有雙重身份,既是一名數控技術專業大三的學生,又是一名數控技術專業實習教師,學校引進只是盡快培養出更多的高素質技術技能人才。

學院構建多型化、多技能高素質水平的專業教師隊伍,才能夠更高、更好水平的引導和指導學生創新思維,產出優質的創新成果。

3.鼓勵支持教師指導創新

從學校到學院應當鼓勵教師指導或與學生共同開展創新創業,除了在教學考核、業績考核、評先評優和職稱評聘給與待遇外,對于特別參加 “互聯網+” 競賽、生命科學競賽以及省級創新等各類比賽成績突出的教師應當進行更多的資金獎勵,并舉行師生競賽體驗經歷交流會,找出存在的問題和亟待解決的方案,為下一步進決做好完善的準備。學校和學院的極大支持能夠刺激提高老師們的指導動力,廣泛參與到學術創新實戰演練中,幫助學生知識內形于外,形成一定的創新思維和思路。

(三)產學研一體化

大學生創新教育應注重實踐,把創新思維與社會企業需求結合在一起,實現產學研一體運行模式。

1.增強校企合作關系

大學生需要適應外部環境來發揮自身價值,企業需要引進創新人才來解決內部問題,為滿足社會需求與創新實踐相結合,高?？赏ㄟ^邀請優秀企業家來校開展宣傳講座,讓學生快速了解當今時代專業技術學科知識和市場需求;加強學院與企業之間的密切聯系,合作共贏,根據不同企業實際需求,安排相應的專業課程和創新實踐課程,聯合企業一起對課程內容進行融合和整合,做到專業與企業要求相契合,實現教學過程和實踐過程無縫銜接[7]。

2.建立校企聯合實驗室

目前生命科學學院與唐山市英諾特生物技術有限公司業聯合建立多個小型項目校企實驗室,把課程內容用于實踐項目中;按照學生的學習研發能力,分批分階段進入到企業中進行培養,使學生的創新思維更具企業需求和市場需求,以發展滿足社會需求、更具創新精神的應用型人才[8];學院還建議可以適時安排部分專業學生暑期到相關企業單位開展實習,把學到的專業理論應用于實踐操作中,在體驗式學習中提升實操能力,這些培養方式都能夠讓學生把自己的創新思維運行到現實中,把創新科研成果轉化為市場產業[9],實現理論與實踐相結合,大幅度的提升學生們的創新自信力。

(四)教學方式方法多樣化

培養高水平的創新人才,要積極改進傳統的教學模式,靈活多樣,及時不斷糾正老舊方案和方法,將最新的教學和創新方法推廣優化,學院應分層次分年級進行逐步培養創新意識,一年級進行創新意識的渲染和創新對自身發展的作用,比如升學和就業方面的益處;二年級已經學習了基礎專業知識,學業導師進行創新思維的啟發和引導,鼓勵學生申報校級大學生創業創新訓練項目;三四年級根據所學知識可以組成專業交叉創新團隊,完善醫工融合、醫理融合和雙碳項目,參加更高級別的比賽,提升學生的創新能力。

1.案例教學法

在寬松的教學科研環境里,教師應當自由地發揮自身的專業優勢、學術經歷,在課堂上充分展示語言表達能力和個人的性格氣質,展示出真實的個人氣韻,由內而外的影響學生注意力和吸引力,緊跟教師的思維步伐,因此學院要積極提倡課堂上由教師自主設計創新案例,教學效果會事半功倍。過程中采用啟發式引導、觀摩、小組研討以及角色反轉式等教學方式,將專業理論知識和思維融入案例的講解中,多傾聽質疑的想法和不同的聲音,找準學生的興趣之處,吸引學生的關注力,讓學生思考或者發現創新點,讓可能的創新性思維成為現實的推動力;還可以在教學方式方法中融入 “互聯網+” 新興模式[10],充分借助互聯網的優勢,拓寬學生在互聯網視野中找到自己感興趣的專業新技能和社會熱點問題,使思維度更寬更廣闊;安排學生把自己的發現和想法用思維導圖的方式進行展示,對已經學過的專業知識進行雜糅、融合和整合,列出邏輯、清晰、層次鮮明的關系圖,找出之間的知識鏈接和問題,進行團隊之間或師生之間深入討論,對發現的創新點鼓勵學生進行發散,從不同的視角、不同的層面提出整個創新思維的獨特邏輯和方案,使其成型并互相展示和交流,使創新思維更完善。

2.以賽促思法

學院依托各類競賽將生物技術與生物信息這兩門專業課進行交叉教學,擴大課程設計范圍、優化課程體系和擴充新技術新方法等,將學科前沿與創新思維聯系起來[11];同時,將更多地科研教學時間轉移到到企業操盤車間、實踐實訓基地和校企聯合實驗室中,讓學生沉浸式動手研究;積極舉辦科學創新競賽,優秀教師組成指導小組,以互聯網為載體,進行模擬仿真訓練;鼓勵學生交流參觀 “互聯網+” 比賽、生命科學競賽等各類大學生比賽活動,讓學生在競賽中獲得新靈感;引導學生關注國家的發展戰略,2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和,作為生物專業的學生,在生物、醫學、工業等交叉領域中做出醫工融合、生物雙碳項目等,這樣的創新思維成果會在各類大賽中脫穎而出,取得好的成績,也為國家發展戰略做出微薄貢獻;另外將學生優秀的創新創業成果展示出來大力宣傳,營造濃厚的創新氛圍,在學生綜合測評、保送研究生方面加大分數力度,調動學生的創新熱情,讓學生積極參與到創新思維訓練之中。3.增設多類型實驗項目

生物專業實驗教學項目較多,部分教師對實驗教學存在輕視的現象,沒有精心設計實驗教學方案,課堂沉悶,吸引力差,而且驗證性實驗偏多,使得學生積極性低,個別學生沒有參與興趣,在一定程度上造成學生發展創新思維能力的制約。為了讓學生在實驗中產生新想法、新思路,在新培養方案不斷修訂過程中,學院增設了生物技術綜合型實驗課48 學時、設計型實驗課48學時、特色創新型實驗課32學時,在其它專業實驗課和專業基礎實驗課程中增加了設計型和綜合型實驗項目的比重,為學生營造一個良好輕松地實驗教學環境,有助于學生創新思維的開拓。在綜合型、設計型和創新型實驗教學中以學生為主角,鼓勵學生獨立思考,自主設計實驗操作和思路,得出什么樣的實驗結果,實事求是寫出結果,并對實驗現象和問題進行大膽的假設以及深入討論;另外學生可以自愿組成創新小組開展創新實驗,培養團結協作意識的同時,還能培養探索創新的意識,提高學生主動性和興趣性,在實驗中培養創新思維。

四、結語

隨著國民經濟迅速發展,國家迫切需要大量培養具有一定科研能力的優秀創新型技術人才,創新思維的教育培養重中之重,且有著重大深遠的雙碳戰略意義[12]。創新思維能力的培養不僅要求學生具備專業基礎理論知識,還具備不斷探索發現新的問題、解決問題的綜合能力,通過多途徑多方式培養學生創新思維,拓展學生的視野,更好地為國家雙碳戰略,為雙碳生物領域做出建設性的成果。