生物科学拔尖学生培养的实践与探索——以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例.pdf

生物科学拔尖学生培养的实践与探索以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例和希顺（）华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室，武汉，430070摘 要：基础学科拔尖学生培养是建设科技强国和教育强国的重大战略任务之一。华中农业大学顺应时代发展潮流，以培养未来生命科学领域的顶尖科学家和领军人才为目标，于 2018 年成立了“狮山生物科学英才班”，开展了生物科学拔尖学生培养的一系列实践与探索。5 年来，教学团队通过严格选才鉴才、动态流动管理、深化课程改革、全程导师引领、加强国际交流合作等举措，探索出了一套生物科学拔尖学生培养模式，可为同类高校基础学科拔尖学生培养提供借鉴与参考。同时，本文还研究分析了拔尖学生培养过程中遇到的实际问题，并提出了针对性的解决方案，以期不断优化基础学科拔尖学生培养模式。关键词：基础学科，生物科学，拔尖学生培养，培养模式创新Practice and Exploration of Training Top-Notch Students in Biological Science“Shishan Biology Elite Class”of Huazhong Agricultural University as a CaseHE Xi-shun（）National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China 高校生物学教学研究（电子版）2023 年 4 月，13（2）：10-14ISSN 2095-1574 CN 11-9307/R DOI 10.3868/j.issn.2095-1574.2023.02.004专题教改纵横收稿日期：2022-12-28；修回日期：2023-02-08基金项目：教育部基础学科拔尖学生培养计划 2.0 研究（20212072）通讯作者：和希顺，E-mail：基础学科拔尖人才培养是建设科技强国和教育强国的重大战略任务，是解决我国科技领域“卡脖子”问题的关键因素1-3。根据 2018 年教育部等六部门发布的教高20188 号关于实施基础学科拔尖学生培养计划 2.0 的意见，华中农业大学生命科学技术学院在校党委领导下，坚持高质量党建引领高水平研究型学院建设，围绕立德树人根本任务，聚焦世界科学前沿，面向生物种业国家重大需求，面向人民生命健康，培养生命科学领域的基础学科拔尖人才，于 2018 年正式启动了“狮山生命科学英才计划”，招收了第一届“狮山生物科学英才班”（以下简称“英才班”）本科生。2020 年，生命科学技术学院在原有两个国家级人才培养基地（国家生物学理科基地、国家生命科学与技术人才培养基地）的基础上，入选“国家首批基础学科拔尖学生培养计划 2.0 基地”。“英才班”作为拔尖计划 2.0的实施载体，每年在全校范围内遴选 20 名左右学生组建 1 个班级，实施导师制、书院制、学分制、本博贯通制，统筹全校优质教育资源，经过 5 年的教生物（23年4月刊）-正文.indd 102023-6-12 15:21:33和希顺：生物科学拔尖学生培养的实践与探索以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例 11学实践，教学团队不断探索基础学科拔尖学生培养模式，逐步明确了生物科学拔尖学生的“问题导引、大师引领、通专结合、交叉融合、放眼全球”等培养理念，形成了“优化课程体系、注重学科交叉、强化科研训练、探索书院育人、加强国际合作、厚植三农情怀”的特色培养方案，致力于培养拥有家国情怀、人文精神和全球视野的生物科学拔尖创新人才。1“英才班”拔尖学生培养创新性举措1.1 积极探索课程改革，重构课程体系拔尖学生的课程设置是否精准与合理是拔尖计划最重要的问题。传统的专业课程设置明显不符合拔尖学生的发展规律。我校在深入调研、全面分析的基础上，以学生兴趣为导向，因材施教，打破原有课程体系，为学生量身定制个性化的课程方案，学生在学业导师的指导下可选修全校所有课程，形成“一生一方案、一生一课表”。例如，学院为“英才班”学生开设专业英语课程，强化其文献阅读与科技论文写作能力；增设全英文专业课程，以及逻辑学、批判性思维、艺术审美等通识核心课程；精简课内学时学分，增加课程挑战度，整合动物学、植物学、微生物学理论课与实验课教学内容；整合、重构基础生物学课程，实施“科研模式”的实验教学方法，将贯穿学科之间的多个独立的实验内容按照其内在的联系重新设计实验课程。1.2 注重学科交叉，培养全面发展的拔尖人才为培养具有综合素养的拔尖学生，我校积极组建学科交叉教学团队、建设学科交叉课程、开发学科交叉实践项目，包括建设农林类特色专业核心课程群，促进生物学与作物学、园艺学、畜牧学等传统农科专业交叉融合；开设云计算、进化生物学、组学数据分析、生物信息学等生物大数据课程训练营，促进生物学与信息学交叉融合；开设肿瘤生物学、人体生理学、神经生物学等跨医学课程，搭建生物医学与健康学科交叉平台。学生可根据自己的知识结构和未来发展需求，在导师指导下跨院系、跨专业、跨年级选修课程。1.3 强化科研训练，营造浓厚学术氛围如何将科研与教学有机整合是拔尖学生培养的关键点，学术产出虽然不是衡量拔尖学生培养质量的标准，但科研训练的重要性在于让学生在本科阶段就开始探索自己的学术兴趣，经过不断摸索实践，生命科学技术学院依托作物遗传改良和农业微生物学两个国家重点实验室，不断完善“三早”模式，即提倡学生“早进实验室、早进科研团队、早独立承担小型科研课题”，对拔尖学生开展科研训练和学术熏陶。本科生科研项目主要来自各课题组科研课题，以充分保证科研训练项目的选题质量。同时，将科研训练计入专业实践学分，加大比重和强度，提升学生积极参与科研实践的动力。1.4 探索书院制育人模式，打通师生沟通桥梁为加强师生之间的沟通交流，实现拔尖人才的价值引领和人格养成教育，我们创新了现代书院制人才培养模式，积极建设集价值塑造、通识教育、跨学科学习和师生融乐为一体的拔尖人才培养学术社区狮山书院，定期开展由学生自主发起、校院两级支持的“对话科学家”“师生茶会”“博雅讲堂”“英才学术论坛”“信仰之路”社会实践、“英才在行动”素质拓展等系列活动，强化大师引领，拉进学生与科学家之间的距离，塑造学生正确的价值观及拼搏精神。1.5 重视国际交流合作，开阔学生视野华中农业大学鼓励支持“英才班”学生积极申请海外名校短期游学项目和联合培养项目，以及参加国际学术会议和学术交流等活动。除此之外，生命科学技术学院还支持学生选修国外高校慕课，以开阔视野、接触前沿，实现与国际教育的有效结合。目前，“英才班”已与美国加州大学伯克利分校和圣地亚哥分校、佛罗里达大学、英国伯明翰大学、杜伦大学等国际一流高校开展了稳定的合作。1.6 强化耕读教育，培养知农爱农新型高端人才生物科学拔尖学生的培养高度重视其“三农”生物（23年4月刊）-正文.indd 112023-6-12 15:21:3312 和希顺：生物科学拔尖学生培养的实践与探索以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例价值塑造和“三农”情怀教育。学生通过参加“耕读路上”社会实践、“耕读中国”志愿服务，“与岗位科学家同行”产业实践等，走进农业生产一线，走入乡村，走近农民，实地参与农耕劳动，增强劳动品质。这些耕读教育塑造了学生心系三农、情牵三农、行为三农的责任与情怀，激发了生物科学拔尖学生献身农业农村现代化事业的决心，也为全面推进我国乡村振兴和加快农业农村现代化提供了强有力的高水平人才保障。2 生物科学拔尖学生培养成效2.1 学分绩点与英语水平横向比较华中农业大学生命科学技术学院生物科学类（国家基地班）每个年级有 7 个班级，生物工程专业有 4 个班级，“英才班”有 1 个班级。笔者统计了平行班级中学分绩点情况，数据显示“英才班”的平均学分绩点均高于其他班级（表 1）。对同类型班级2018 级2021 级 4 届学生的学分平均绩点统计结果显示，“英才班”的平均绩点相较于常规班级均具有显著差异，这表明“英才班”学生整体对课程内容掌握较好，也证明了高挑战度的学科交叉课程体系适合拔尖学生发展，课程改革显著提升了人才培养质量。通过统计“英才班”及生物科学类和生物工程专业平均学分绩点最高的班级的大学英语四、六级平均分和通过率，我们发现“英才班”的大学英语四、六级平均分和通过率均高于常规班级（附表 1）。另外，“英才班”的学生在全国大学生英语竞赛、全国大学生英语词汇能力大赛、五分钟科研英语演讲比赛、全国大学生科研英语演讲比赛等国家级比赛中均斩获奖项，表明全英文专业授课及科技论文的读写强化训练能一定程度上提高学生的英语水平。2.2“英才班”学生科研训练成效“英才班”学生科研训练已实现全覆盖，参与率达 100%，每位学生毕业前会完成 13 个实验室课题组团队的轮转。学生参加国内外学术交流达 900人次，参加全国性学术报告 36 场。13 人获全国大学生生命科学竞赛和 iGEM 国际遗传工程机器设计大赛等国家级和国际奖项。多名学生参与发表高水平学术论文4-5。2.3“英才班”毕业生去向统计经过 4 年的教学改革实践，“英才班”培养模式逐步成熟，拔尖学生培养质量逐年提升。在 2022 届18 名本科毕业生中，有 16 名学生选择继续深造，升学率高达 88.9%（表 2），远高于生命科学技术学院其他班级的平均升学率（约 60%），表明“英才班”的培养模式初步达到了拔尖学生培养的预期，成功筛选出一批真正有意向从事生命科学研究的学生。经过本科阶段的拔尖培养，相信这些学生未来将在科研的路上走得更远。表 1 生命科学技术学院 20182021 级学生学分绩点统计表年级英才班生物科学类（国家基地班）生物工程2018 级3.553.373.162019 级3.633.153.112020 级3.623.263.182021 级3.633.263.15均值3.613.263.15P 值/3.8910-41.4410-6注：生物科学类专业共有 6 个班级，第三学期初进行专业分流，分为生物科学和生物技术两个专业，为方便统计，将这两个专业设为平行常规班级。*2018 级2021 级 4 届英才班平均学分绩点与生物科学类班级比较，P0.05 表示具有显著差异*2018 级2021 级 4 届英才班平均学分绩点与生物工程班级比较，P0.05 表示具有显著差异生物（23年4月刊）-正文.indd 122023-6-12 15:21:33和希顺：生物科学拔尖学生培养的实践与探索以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例 13表 2“英才班”2022 届毕业生去向统计表本校深造985 高校深造中科院深造出国深造就业人数36612比例/%16.733.333.35.511.13 提升拔尖学生培养质量的思考华中农业大学“狮山生命科学英才计划”实施了 5 年，回顾前四届学生的培养历程，在生物科学拔尖学生培养模式探索过程中，有以下几点问题值得进一步研究、探讨。3.1 提前选好“种苗”从“英才班”生源情况来看，生源主要来自高考成绩排名在各省前 5%的学生，竞赛和其他渠道的生源数量偏低（图 1）。高校应想办法扩充生源渠道，有效选取对生物科学真正感兴趣并有潜力的学生。具体来说，学院应以高中英才计划为抓手，加大高中教育与大学教育的衔接力度，扩大“狮山生物科学英才计划”在全国高中的宣传力度，扩充合作高级中学名单，探索深度合作模式，并定期举办开放交流活动，邀请高中校长、班主任、学生家长来校参观交流，为学生在高中阶段提前埋下科研的种子。同时，加强参加高中英才计划学生对学校的认可度调研，并追踪学生高考志愿填报情况。3.2 科学鉴才是关键从华中农业大学“英才班”人员流动情况来看，生源大多来自大学一年级（表 3），然而部分新生对自己的发展方向和科研兴趣并不确定，选择具有一定的盲目性，虽然有分流机制可以进行调整，但会在一定程度上造成资源浪费。因此，如何鉴定对基础学科真正感兴趣并有潜力的学生，成为一个首要问题6。在学生选拔开始前，学院应为新生举办动员宣讲会，详细介绍狮山生物科学英才计划的特点和办学模式，并开通线上线下咨询渠道，由“英才班”导师和高年级“英才班”学生组成答疑小组，帮助学生理性选择。同时，也可举办导师“一对一”咨询会，对符合条件的学生进行约谈，充分了解学生的真实想法，筛选学术志向坚定、科研能力强的学生，避免学院对学生科研兴趣的误判。3.3 加强分流跟踪无法跟上“英才班”课程而退出的学生，可转入常规班级继续学习，导师应多关注退出学生的心理问题和学业问题。从“英才班”到普通班级，心理落差在所难免，导师要积极引导学生，避免转出学生出现心理问题。每位学生都是独立的个体，学业导师应该负责到底，不因为其转出“英才班”而停止指导，要多分析原因，了解学生动态，帮助学生克服困难。从退出拔尖计划这类群体中的共性问图 1“英才班”生源情况分析生物（23年4月刊）-正文.indd 132023-6-12 15:21:3414 和希顺：生物科学拔尖学生培养的实践与探索以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例题来不断总结和反思拔尖学生培养环节出现的问题，并及时修正。3.4 完善评价机制我校生物科学基础学科拔尖计划已进入稳步发展阶段，现阶段应着手建立完善的人才培养质量评估机制，实行全方位、多维度的考核评价体系，不能单以学科成绩来考核学生，要考虑将科研训练、学术成果、学科竞赛、社会实践等指标综合起来进行评价，这有利于提高学生的创新意识和创新能力7-9。拔尖学生培养是一个长期的过程，人才成长不可能在本科生毕业时就结束，要重视本科阶段与研究生教育的衔接，建立长效评价系统，追踪毕业生的去向，建立人才成长数据库，定期开展拔尖人才培养评估工作，不断调整和完善拔尖学生培养方案。4 结语华中农业大学“英才班”的拔尖学生培养模式是在多年教学改革实践的基础上，不断总结经验教训，探索出的一套完整的生物科学拔尖学生培养模式。拔尖创新人才培养是一个长期的过程，我们将秉持长远的眼光，继续探索可持续的培养方式，厚植家国情怀，培养一批具有国际视野、心怀“国之大者”、专业基础扎实的理、农、医交叉复合型拔尖人才。参考文献1黄燕.基础学科拔尖学生培养质量保障的实践与思考J.高等教育发展研究，2018，35（3）：18-23.2刘成柏，赵鸿宇，邹丽云，等.“基础学科拔尖学生培养计划”的实施与探索以吉林大学“唐敖庆班”为例J.现代教育科学，2012（4）：80-82.3李曼丽，苏芃，吴凡，等.“基础学科拔尖学生培养计划”的培养与成效研究J.清华大学教育研究，2019，40（1）：31-38.4WANG Y，LI W，WANG L，et al.Three types of genes underlying the Gametophyte factor1 locus cause unilateral cross incompatibility in maizeJ.Nature Communications，2022，13（1）：4498.5WANG L，XIAO Y，WEI X，et al.Highly efficient CRISPR-mediated base editing in Sinorhizobium melilotiJ.Frontiers in Microbiology，2021（12）：686008.6闫菡.拔尖人才培养实践探索以西安交通大学化学生物学为例J.大学（研究与管理），2020（39）：54-55.7嵇敏，陈璐.以问题为导向的大学创新训练对拔尖创新人才培养的成效研究以河海大学为例J.大学教育，2021（3）：27-29.8宋娟，夏阳.完善高校基础学科创新人才选拔机制培养拔尖创新人才以武汉大学为例J.当代继续教育，2015，33（186）：80-83.9陈凌懿，王坚，刘方，等.南开大学生物学科拔尖人才培养课程体系的设置及分析J.高校生物学教学研究（电子版），2018，8（6）：45-48.（责编 靳 然）表 3“英才班”人员流动情况年级大一招生人数第二学期退出人数第三学期补充人数第四学期退出人数第六学期退出人数2018 级1208002019 级31176002020 级302052021 级2033注：2018 级、2019 级第 4 学年（第八学期）开始硕博阶段学习，无学生退出。生物（23年4月刊）-正文.indd 142023-6-12 15:21:34附页 和希顺：生物科学拔尖学生培养的实践与探索以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例附表 1 生命科学技术学院 20182021 级学生大学英语四、六级成绩比较年级班级四级平均分四级通过率/%六级平均分六级通过率/%2018 级英才班529.1100.0479.794.4生物科学类521.396.6466.085.7生物工程496.1100.0437.766.72019 级英才班560.0100.0504.290.0生物科学类515.396.4441.260.0生物工程484.090.9425.057.12020 级英才班555.5100.0488.581.8生物科学类530.4100.0431.059.3生物工程539.093.8473.564.02021 级英才班542.5100.0471.285.7生物科学类515.485.3490.969.2生物工程460.984.4429.260.0生物（23年4月刊）-正文.indd 152023-6-12 15:21:34