北京师范大学“国家生命科学与技术人才培养基地”自2002年批准建立以来,根据国家建设指导思想和关于基地建设“四个结合、四个创新、两个配套”的要求,在教育部领导和基地建设指导委员会的关心与支持下,在学校领导及全院教师和同学的共同努力下,注重理论教学与科研开发并重,强化学生实践和创新能力的培养,锐意人才培养机制与模式创新,积极探索推动我国生命科学与技术战略发展的创新与创业人才培养的新模式,建立了“学研、学企”相结合的新型人才培养体系,创建了校企联合的人才培养的技术实训基地,在基地建设和人才培养方面取得了较好的成绩。
一、指导思想与建设目标
北京师范大学自2002年被批准建设基地点以来,遵照国家关于基地建设的指导思想和要求,立足百年教育实践的深厚积淀,秉承“爱国进步、诚信质朴、求真创新、为人师表”的优良传统,坚持“创新是灵魂、师资是关键、质量是根本、投入是基础、体制是保障”的建设宗旨,面向国家战略需求,面向世界生物科学前沿,突出创新能力、实践能力、拓展能力的“三能”办学理念,将基地建设成为国内一流、世界知名的人才培养基地,培养出具有“宽口径、深基础、强能力、高素质”的创新型人才。
二、教学改革与研究
围绕基地建设目标,我们经过不断开拓,开展了生物技术人才培养模式的一系列教学改革实践。
1.人才培养模式和培养方案的改革
自1998年招收第一届生物技术专业学生以来,我们不断探索实践,逐步形成了“以德育为核心,全面推进素质教育;以培养学生创新与创业精神和实践能力为重点,夯实学科基础,促进对学科领域前沿的领悟,提高学生综合素质,融合跨学科能力为目标”的教学理念,明确了面向国家中长期科技发展的需求,定位于培养生物技术产业领域中的科学研究、产品研发和应用人才,并积极探索生物技术人才培养模式的创新之路,在教学体系、教学内容、实践教学、素质培养、创新思维和“学研结合”与“学企结合”培养等重要的教学环节中开展探索和实践,为基地的建设奠定了初步研究基础和积累了一定的实践经验。
(1)建立“122”宽口径人才培养模式。根据教育部有关基地建设的“四个结合、四个创新、两个配套”总体思路,我院积极探索上下游结合、学研产结合、国内外结合、不同学科交叉结合,努力探索体制创新、机制创新、制度创新、模式创新。当时正值我校第一批生物技术专业本科生即将学完专业课程,我们认真总结反思,再度审视我校第一届生物技术专业人才培养方案,在学生的知识、能力和素质三方面进行顶层结构设计,坚持知识、能力与素质的辩证统一,注重素质教育,重视创新与创业能力的培养,并提出了新的“122”宽口径人才培养模式,即“按一级学科招生,前两年打通培养,后两年依照学生的禀赋和潜能分流到依托国家理科基础科学研究与教学人才培养基地和国家生命科学与技术人才培养基地的专业方向进行分流培养。”
(2)实施理论与实践的有机结合、相对集中的分段式培养模式。贯彻“厚基础,重能力,求创新,能创业”的教育理念以及构建人才培养的新模式,基地人才培养将按 “3+1” 分段式教学培养模式。即第一段(1—3年级)执行本科生的通识教育理科、相关学科基础课程和本学科基础课程与专业课及其基本技能方面的训练,实施课程教学和基础实验教学,在课程学习的同时渗透研究创新能力的培养。第二段(4年级)则重点实施综合型的实践创新能力培养的教学环节。
(3)实施开放式实训教学模式。以实训为基本的培养方式是生物技术人才培养模式的重要培养阶段,该教学环节在总体培养方案中占重要地位和较大的学分比例。教学方式采取“请进来,走出去”的形式进行。执行本段的教学方案主要由具有“双师”能力的教师和企业专家共同负责,请校外相关专家走进学校承担生物技术人才培养,同时创造条件,安排学生到企业和研发单位进行生产和研发的训练、企业实训及综合论文等方面的训练。加强学生的基础理论知识和基本实验技能、提高学生各方面的能力培养。同时,也促进学生的创新能力以及创业意识的培养。实训计划的指导思想是,瞄准现代生物技术领域发展的前沿,建立集教学、研发与产业化功能于一体的国家生命科学与技术人才培养基地。实训的内容是以北京师范大学生命科学学院目前科学研究方向为依据,以雄厚的师资力量和精良的教学资源为基础;以在京的高新生物技术企业等企业的实训基地为依托,实施创新创业性人才的培养。
(4)实施学生自主选择方向的学生发展模式。设置“一个平台、多向选择”的人才培养方案及其课程体系。即“一个理科课程平台(学生必修的理科基础课程平台);多向选择是学生根据自己的兴趣、意愿和今后的发展,一方面可多方向地选择生物科学、生物技术方面的专业课程,另一方面分别进入各个科学研究实验室进行科学研究训练。在此基础上,又分成若干小组,分别到实训基地进行企业实训,以培养学生创新、创业等方面的能力和潜力,以及为今后在生物高新技术领域从事原始创新、新产品与新技术的研究、开发、生产、经营与管理等方面的工作铺垫基础。
(5)实施校内外结合、产学研结合的师资队伍建设模式。建立以学校教师为主,聘请生物学研究方向的校外专家、生物技术企业的研发和生产领域内的工程设计人员以及市场营销管理人员联合组建一支复合型、多样性、产学研结合,校内外结合的师资队伍,开设基础理论和实验技能的系统课程及相关领域专家的系列讲座,指导学生科研实践与企业实训,共同承担生物技术专业的人才培养。
2.实践教学体系建设与改革
围绕“创新能力、实践能力、拓展能力”(三能)办学理念,依托我院的“生态学、细胞生物学、生物化学与分子生物学以及遗传与发育生物学”四大优势学科群,积极探索行之有效的本科生实践教学规律,大力推进实践教学的改革与建设进程,形成了“兴趣培养、能力训练、自主实践、协调发展”的实践教学新理念;“学研”结合、“学企”结合,构筑了以实践创新能力培养为主线由实验教学模块、科研训练模块和企业实训模块组成的系统而科学的一体化实践教学体系。
(1)实验教学模块。突破实验教学依附于理论教学的传统教育模式,将实验课程独立设置,又与理论课程有机结合。在低年级的专业基础课中,实验课程与理论课程相互衔接,对应性强;在高年级的专业课程中,实验课程综合若干门理论课程内容,突出专业课程的综合性和交叉性,理论课程与实验课程既相互独立又有机结合。本科阶段生物类理论课程与实验课程的学时比达到52︰71,在有效保证学生对理论知识学习的同时,加强了学生实践技能的训练。尊重学生的认知规律,在重视基础知识和技能的基础上,强调实践能力和创新能力的培养,在每门实验课程依据该课程在知识体系中的位置与性质,设计了“基础型—综合型—设计创新型”实验内容有机组合的三层次实验,三层次实验内容的学时比大约为1︰2.4︰1.3。实验课程做到由浅入深、由易到难,由简单到综合,逐步提高动手能力,着力培养学生的学习兴趣、创新意识、创新精神和解决问题的能力。
(2)科研训练模块。大学本科阶段是创新型人才培养的关键时期。基地教师广泛指导本科生科学研究基金课题以及本科生毕业论文等,吸收学生参与教师的课题,资助学生参加国际、国内学术会议,为学生营造良好的研究氛围。高年级学生中普遍实行“导师制”,低年级学生利用勤工助学机会或自主联系教师参与课题研究。我们一方面充分挖掘院内科研资源(两个教育部重点实验室、一个北京市重点实验室等),在统筹安排各项教学、科研任务的同时,以本科生科研创新项目、毕业论文等为切入点,完善实验室向学生全面开放的机制,保证学生较早接受科研训练;另一方面,以人才培养为纽带,积极与校外的国家创新体系联合建设人才培养实践基地,目前已与北京生命科学研究所、中科院植物所、遗传与发育所等研究所建立了很好的合作机制,形成了“学研”结合的创新实践能力培养体系和平台,来自于实践基地的一批学术一流的高水平专家倾心于人才培养,到我校举办讲座、亲自指导本科生科研实践活动与毕业论文,进一步加强了学生创新实践能力的培养。
(3)企业实训模块。我们积极与在京的高新生物技术企业合作(北京市生物技术和新医药产业促进中心、北京科兴生物制品有限公司、北京万泰生物药业有限公司、北京双鹭药业股份有限公司、北京四环生物制药有限公司、北京金豪制药有限公司等),搭建“学企”结合的人才培养实训平台,给学生提供了具有国际一流的生物基础科学研究、产品研发与产业化的创新活动场所,为提高学生创新实践能力与创业能力提供保障。学生进入实训平台顶岗实习,真正参与生产实践环节,有效地避免了常规参观或者观摩实习方式的走马观花、雨过地皮湿的困境,学生通过专业实训,使其所学理论知识、实验与工程实践有机地结合,促进了学生综合素质的提高。
(4)毕业论文环节。毕业论文过程是实践教学中最高层次综合性的实践活动,是本科人才培养过程中最重要的教学环节。学生运用所学的知识、理论以及技能,通过解决实际的问题,提高思考问题、分析问题的能力,从而达到培养学生科学研究的独立工作能力的目的,缩短与实际工作岗位的距离。“122”人才培养模式的实施,使毕业论文提前到第7学期开题,延长了学生从事创新实践的时间。在毕业论文选题上,全体学生均结合科学研究、生产与工程实际,综合运用所学的知识技能,在导师指导下独立收集资料、设计与实施方案、数据处理,撰写科技论文,使解决实际问题的能力得到全面提高。
三、取得的成效
1.取得了一定的教学成果
依托生命科学学院的科研实力与学科基础,依托百年师大教育教学的优势,不断深化教学改革,积极探索,初步形成了适合生物技术人才培养的课程体系与实践教学体系,并在教学资源建设方面取得了丰硕的教学成果。2002年以来,我院承担省部级教改项目共25项;建设了国家精品课程6门,北京市精品课程5门,国家双语教学示范课程2门,理科基地创建名牌课程3门;获得国家级教学成果奖1项、省部级教学成果奖6项;主编和出版教材32本,其中国家“十一五”教材13套;发表教学研究论文22篇。获得高等学校教学名师奖、宝钢优秀教师特等奖、北京市优秀教师和北京青年师德标兵等个人表彰14项。积极的教学探索和研究以及所取得的教学成果为生物技术人才培养奠定了良好的基础。
2.人才培养质量得到提高
“122”人才培养模式于2002年开始运作,共招收了5届本科生,并已经毕业了3届共169名毕业生。在新培养模式下,学生获取了扎实的基本理论知识与基础实验技能,并在综合实验技能、科研创新技能和实践应用能力这四个方面都得到了很好的训练,尤其是在综合型、创新型实验与自主设计型以及科研和生产实习实训的教学中,学生通过亲身接触科学研究和产业化前沿第一线,大大增加了他们的求知欲、自主学习能力、主动探索精神和团队合作精神。几年来的实践表明,该模式下的人才培养方案可操作性强,切实提高了人才培养质量,学生的综合素质不断提高。
近三届学生当年读研率平均达72.4%。5年来,本科生参与发表论文100余篇,其中SCI收录的论文10多篇,有70余名本科生获各类省市级以上学科竞赛奖,体现了学生良好的科研素质和研究潜力。比如,2006年毕业的周艳同学在北京生命科学研究所读研期间发表了第三署名的《Science》论文(与第一作者同样贡献)。
3.获得了优良的社会声誉
2003—2005年连续3年,教育部组织了国家生命科学与技术人才培养基地建设指导委员会的专家对全国36个国家生命科学与技术人才培养基地进行年检,我校的基地均被评为“优秀”。
中国科学院、中国医学科学院以及各重点高校等用人单位一致评价我院的毕业生具有较广的知识面和扎实的专业功底、良好的道德品质和行为习惯,工作能力强、有协作共事精神、能虚心向前辈学习、工作兢兢业业、精益求精,并具有很强的可持续发展潜力。良好的社会声誉为生命科学与技术人才培养开拓了更为广阔的天地,近几年已形成了多所国家级科研院所争先预订我院学生的局面。
4.形成了鲜明的创新特色
(1)教育理念创新。创建了以德育为核心,推进素质教育,以培养学生创新、创业精神和实践能力为重点,坚实学科基础,促进学科领域前沿领悟,提高学生综合素质,融合跨学科能力为目标的教学理念。
(2)培养方案创新。确定了适合国家中长期科技发展规划的需求,以培养生物技术领域中的研究和应用人才为明确目标,为国家培养社会急需和促进经济发展的精英人才。生物技术人才培养基地在教学体系、教学内容、实践教学、素质培养、创新思维和跨学科培养等重要的教学环节上有了新的探索和实践。
(3)教学改革持续发展。创建了“学研与学企结合”的人才培养方案,在教学内容、能力培养等整体的教学环节上全方位地进行了深入的改革探讨和实践,积累了有益的经验。目前,生物技术人才培养已经开始了以培养学生质量为标准的教学改革,以教学水平和质量为尺度,衡量教学改革的方向和效果。教学改革的系统工程内涵包括了教学思想、师资水平、资源建设、师生配合、社会互动、规模调整和政策保障等发展战略的大尺度教学改革,新阶段的改革核心就是为国家培养优质的精英人才。
总之,我基地一直以培养具有较强的生物学研究能力和创新与创业能力,能用现代生物学技术提升生物技术产业领域相关科学研究、产品研发的高素质精英人才为目标,搭建“学研结合与学企结合”人才培养平台。该平台依托北京师范大学生命科学学院和在京生命科学研究院所与高新生物技术企业的教学优势、科研优势、企业产品研发与生产资源,融合生物学和应用生物技术的学科特色,通过北京师范大学与在京的研究院所和企业之间建立的伙伴式协作关系,在北京地区创建功能互补、协调统一的生物技术高素质精英人才培养共同体,以适应国家和社会对高素质生物技术人才,特别是具有深厚生物学基础和创新与创业能力的研发工作者的需求。在北京师范大学内部,该平台通过本科阶段的通识教育、专业教育与科研实践和企业实训教育的有机衔接,探索出一种全新的、整体连贯的高素质生物技术研发人才培养模式,为中国生物技术人才培养的改革与发展做出贡献。(本文系作者在第四届高校生命科学教学论坛上的报告)