以赛促学激发科研创新 以“生命+考古”为径促进多学科交叉人才培养
作者: 谭雪梅 许小娟 孙群 原海兵[摘 要] 学科竞赛是促进学生创新思维养成和创新能力提升的重要方式。依托“互联网+”大学生创新创业大赛和全国大学生生命科学竞赛,将创新能力培养作为出发点,从组建生命科学和考古学等多学科交叉团队、开放实验室平台等方面进行了探索,初步形成了多学科交叉人才培养模式。经过实践,该模式下人才培养成效显著提高,激发了学生的学习兴趣和动力,养成了科研思维,有效提升了学生的科研能力和团队协作能力,提升了教育维度的价值,为深化教学改革提供了新的思路。
[关键词] 学科竞赛;多学科交叉;科研兴趣;创新能力;人才培养
[基金项目] 2024年度四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“融汇:以学科竞赛为引领构建跨学科培育人才新模式”(JG2024-0102);2024年度四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“学科交叉共育生物考古人才培育模式探究”(JG2024-0100);2024年度四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“多学科交叉共育边疆民族史人才探索与实践”(JG2024-0156);2024年度四川大学研究生教育教学改革研究项目“学科交叉共育生物考古人才培育模式探究”(GSSCU2024050)
[作者简介] 谭雪梅(1976—),女,四川汉源人,博士,四川大学生命科学学院副教授,主要从事文物微生物防治研究;原海兵(1982—),男,山西长治人,博士,四川大学考古文博学院副教授(通信作者),主要从事生物考古研究。
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)10-0001-04 [收稿日期] 2023-12-07
引言
激发学生的科研兴趣和创新能力,对培养具有开拓意识和创新精神的人才具有深远意义[1]。开展学科竞赛已经逐步发展成为学校教学工作的一种重要方式[2]。师生共同参加学科竞赛有利于提高教学质量,丰富教学体系,对于提高学生创新思维能力、实验动手能力和团队协作能力具有重要作用[3-4]。
生命科学是一门以实验为主的学科,长期以来,重视科研实践是生命科学领域开展研究工作的重要手段[5]。目前,针对生命科学方向,学生参与较多的学科竞赛主要有“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生生命科学竞赛等。其中,“互联网+”旨在深化高校创新创业教育改革、推动赛事成果转化,提高学生创业意识,以创新引领创业、以创业带动就业,推动高校毕业生更高质量地创业就业[6]。全国大学生生命科学竞赛则要求紧紧围绕生命科学相关领域科学问题(涉及微生物学、动物学、植物学等学科范畴)开展自主性实验设计,寻找解决生命科学研究领域问题的有效方法,获取实验或调查结果,撰写论文,或以PPT形式展示团队研究成果[7]。
本文以四川大学生命科学学院本科生联合考古学、经济学等专业的学生参加“互联网+”大学生创新创业大赛和全国大学生生命科学竞赛的实践成果为例,总结出一套以科研兴趣培养为导向,以学科竞赛为媒介,激发科研创新,促进生命科学领域多学科交叉人才培养的新模式。
一、依托学科竞赛,构建人才培养模式
为有效提高学生的科研兴趣和创新能力,从构建多学科交叉的指导教师团队、做好学科竞赛系列宣讲培训、创建文理学科交叉科研探索小组、全方位开放实验室资源平台等方面进行了探索,初步形成了围绕竞赛主线,以生命科学技能创新为核心,融汇考古,突破学科分化,文理融合综合创新能力人才培养的新模式。
(一)构建多学科交叉导师团队,做好人才培育支撑
建设指导教师团队是保证学科竞赛有效推行、保证质量的重要环节[8]。为保证“生命+考古”多学科交叉项目运行过程中,生命科学、考古学、经济学等门类学生有效凝聚,并参加“互联网+”大学生创新创业大赛和全国大学生生命科学竞赛,项目组首先搭建了有不同研究方向、专业技术扎实、多层次的导师团队,如指导教师孙群教授是微生物领域学术带头人,她保证了项目中生命科学领域最重要的科学支撑和技术把控。同时,她的教学经验丰富,曾多次指导学生参加各类学科竞赛,多次担任“互联网+”大学生创新创业大赛评委,非常了解学科竞赛活动流程。另外,增加在考古学领域深耕多年的原海兵老师深度参与指导,同时聘请行业精英石碧院士、吕红亮教授、邓菊秋教授为项目顾问,以多学科交叉导师团队,为人才培育、项目运行提供科学性和系统性的全方位支撑。
(二)做好学科竞赛宣讲培训,上好人才培育第一堂理论课
为让学生了解学科竞赛、参与学科竞赛,导师团队定期邀请学科竞赛平台管理员、学术社团指导教师以及既往竞赛获奖团队指导教师开展学科竞赛培训会。凭借丰富的参赛、竞赛等指导经验,翔实的数据积累和案例总结,搭建起涵盖参赛流程、赛项选择、赛制分析、竞赛对手、团队组建、项目规划、实训方案、经验交流等全方位的思维框架,构建出完整的“互联网+”大学生创新创业大赛和全国大学生生命科学竞赛的体系框架。重视起点、把握机会,鼓励学生从参与校内大学生创新创业项目开始,逐步凝练出省级项目、国家级项目等,建好学科竞赛资源储备库。
(三)创建学科交叉科研创新小组,拓展知识覆盖面,实现优势互补
竞赛团队组建完成后,充分调研参与学生的特长、兴趣、爱好,引导学生依据自身科研兴趣参与竞赛实战小组分工。比如2022年获得第八届四川省国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖项目的《万“象”更“星”——首创脂肽复配抑菌剂“羲和”守护三星堆古象牙》,团队在指导学生参加“互联网+”大赛的过程中,组建了多学科交叉科研小组,组员包括生命科学学院、经济学院、计算机学院、历史学院、艺术学院的学生。组员在小组协作中发挥各自的优势,形成了以“生物+考古+经济”为架构的团队,其中生命科学学院学生主要负责技术部分,包括三星堆古象牙关键腐蚀微生物的确定和“羲和”抑菌剂的研发;经济学院、计算机学院的学生负责大赛的商业部分,主要进行市场调研、财务分析、融资分析、发展规划等工作;历史学院和艺术学院的学生主要负责视频制作、演讲稿的构思和撰写以及PPT的制作等。队员分工明确、优势互补、齐心协力,共同推动项目获得了四川省国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖的好成绩。
(四)利用资源长板,发挥实验平台长项,科研成果实现教学转化
开放实验室平台让学生能有更多的机会和时间参与科研工作中,从而培养学生的动手能力和创新能力。团队应充分利用四川大学“生物资源与生态环境教育部重点实验室”“资源微生物及生物技术四川省重点实验室”“分子生物学及生物技术四川省重点实验室”平台和四川大学考古中心平台,向学生长期开放实验室,让学生根据自己上课的时间,合理安排实验时间,将课堂所学内容与科研项目更好地结合。实验室制定切实可行的管理制度和人员安排表,促进各项创新创业项目和科研训练项目的开展,孵化学科竞赛成果,从而实现培养学生的创新能力和实践能力常态化。
(五)围绕竞赛主线,针对不同的学科竞赛进行专业性指导
以“导师制+项目化”模式为核心,导师团队以学生的“大创”项目为依托,以学生的科研兴趣为导向,为学生制定相应的培养目标,选定最终的参赛方向,进而依据学科竞赛的类型进行专业性指导。例如,团队指导学生参加全国大学生生命科学竞赛时,导师针对比赛的特点,定期引导学生做好项目推进的各项工作,如制订切实可行的实验计划、实地调查与调研、查阅文献、实验数据处理、撰写论文等。导师积极指导学生撰写项目申请书、修改实验方案设计、规范实验记录。备赛期间,导师引导学生参与课题组会讨论,同时针对学生遇到的实验难题,导师定期召开会议以便大家讨论解决。在参赛前,导师组织多次PPT答辩模拟,对PPT的内容进行反复推敲,PPT内容经多位指导教师数次修改后逐渐完善。
针对“互联网+”大学生创新创业大赛,其赛道的选择也是至关重要的,如“万象更新”项目组在微生物学、考古学和经济学三个领域专家所组成的导师团队指导下,从社会、技术、商业三个层面对项目开展进行思路分析,从而引导项目组学生进行正确的赛道选择。根据比赛的特点,导师团队指导学生从学科专业知识的维度上升到对行业的展望和把控,让学生站在行业角度,从核心技术、技术亮点、社会痛点、产品效果、社会效果、教育价值等多方面剖析科技成果,同时充分利用商业、历史等多学科交叉的优势,完成比赛路演的PPT、答辩和商业计划书。
二、借力学科竞赛,多学科交叉人才培养成效显著
以科研兴趣为导向、以学科竞赛为载体的创新实践人才培养模式在实践中得到应用且成效显著。学生通过参与学科竞赛,提高了实验动手能力、论文写作能力、沟通能力以及团队协作能力,同时,提升了个人综合素质。
(一)提升教育维度价值,教学相长
利用教育部和四川大学提供的平台,学生通过参与学科竞赛活动,有机会接触到国家级重大命题,与此同时,竞赛活动有利于扩充学生的知识储备,让学生有能力去研究关乎国家战略的课题,并且有机会从课堂迈向实验室、迈向企业,真正做到产学研协同创新,用教育引领时代发展。参与学科竞赛是为了促进学生科研成果的转化,为科研成果转化落地提供机会。例如,在“互联网+”比赛期间,为了让学生更好地了解参赛项目的意义,导师带领团队成员深入三星堆古象牙挖掘现场进行采样,学习并思考古象牙修复过程中微生物的防治策略;同时前往四川大学考古学实验教学中心、成都文物考古研究院等进行实地调研学习,让学生深入地了解文物承载的历史意义,深刻地体会文物保护的必要性,实现学思结合。以实践、交流、学科交叉的方式激发学生对微生物学和考古学的认知与兴趣,同时增强学生的历史责任感,让学生认识到研究三星堆古象牙的微生物病害是历史赋予我们的使命和担当,当代青年人有责任去守护中华文明的符号,有责任向世界展示中华文明的博大精深,以此弘扬正确的价值观,厚植家国情怀。
(二)提高科研兴趣,养成科研思维
学科竞赛作为创新型人才的摇篮,有利于让学生进入实验室学习,体验科研氛围,让学生感受到科学的魅力和个人的价值,提高了学生的科研兴趣。同时,参加学科竞赛能让学生在科研中找到个人兴趣,保持强烈的好奇心、求知欲和探索精神,在兴趣驱动下产出更多创新性成果。参加学科竞赛,能让学生在实践中不断激发自身的创造性思维能力,学生通过对实验方案等的不断完善,找到自己独创而新颖的问题解决方法,提高其创新能力。在学科竞赛的过程中,学生得到了实验思维、实验操作技术、实验记录和实验总结的全方面培养,学生逐步建立起自己的科研思维,养成了良好的科研习惯,比如重视原始实验记录的书写,不放过每一个细节;专注实验,实验后认真整理实验数据,分析实验结果,并同步撰写实验报告;研究过程中紧跟前沿,学习新方法。通过参加学科竞赛,学生实现了实验技能、实验结果分析能力和论文撰写能力等多项技能水平的提高,养成了严谨认真、一丝不苟、实事求是的科研心态。
学生通过多学科交叉、团队协作、沟通交流的方式实现了研究成果的转化和商业分析等方面的探索实践,达到成果转化落地的目的。在比赛过程中,学生一遍遍修改PPT、编导视频和书写文案,努力进行市场分析、财务预算、融资分析、商业发展规划以及融资会议和产品推广等工作,反复对项目的细节进行打磨,提升项目成熟度。项目的逐步推进展现了一个有价值、有意义、有情怀的创业故事,大大培养了学生的科研兴趣和创新精神。同时,在学科竞赛中,学生将参与科研中取得的成果凝练整理,进而发表论文、申请专利,或者将产品进行转化和推广应用。科研成果最终落地生根可以极大地提高学生参与科研的积极性。
通过参加学科竞赛实践,团队学生更是坚定了从事学术研究的信心和决心。近年来,在参与学科竞赛的学生中已有数名被保送到北京大学、清华大学、上海交通大学、中国科学院等知名院校继续深造。
(三)以赛促教,提高教师指导学科竞赛的热情
在教育变革的大潮中,教师通过指导学生参加学科竞赛,把握教育脉搏,提升教育视野。通过对学生学科竞赛的指导,引发了教师对教学过程的思考,在今后的教学中会更加注重引导和鼓励学生参与学科竞赛,将“以赛促教、以赛促学”的理念贯穿实践教学始终。