凝心聚力,共育英才

王振龙

  以科研创新兴趣为导向,以创新精神培育为重点

  创新型人才应具有良好的科学道德和科学素养,表现为基础理论坚实、科学知识丰富、治学方法严谨、勇于探索未知领域,他们是人类优秀文化遗产的继承者、最新科学成果的创造者和传播者。郑州大学生物学科利用河南省生物农业资源优势,大力培养学生的实践创新能力,培养理念是:以科研创新兴趣为导向,以创新精神培养为重点,知识学习和治学方法训练并重,鼓励学生培养勇于探索未知领域的创新精神。

  开展多种形式的教学活动,体验科研过程

  导师采取“导师负责制 + 联合培养”的模式,邀请知名科学家进行专题讲座,指导中学生开展科创项目、参加科技研学和科研实践等活动,使中学生体验科研的过程,激发科学兴趣,提高创新能力,树立科学志向,进而发现一批具有学科特长、创新潜质和科学志向的优秀中学生,促进国家科技创新后备人才的培养。

  1.线上线下授课相结合,开展多种形式的教学活动

  导师采取线上线下相结合的方式,分学科特色开展了动物学、植物学、细胞与生化等方向的专题讲座、前沿进展报告、线上仿真模拟实验和技能培训等,指导学生学习科技文献查阅和写作。导师针对学生的共性和个性问题进行持续的沟通交流辅导,使之体验大学课堂学习,激发其科研兴趣。

  2.远赴云南实地研学,开阔学生的学术视野

  2020 年,导师组织学生参观昆明动物博物馆和昆明植物标本馆。通过专业讲解,学生们不仅直观感受到生物多样性及生物进化的历程,也了解了动植物标本制作的方法和技术。在著名的“诺亚方舟”——国家重要野生植物种质资源库和中国西南野生生物种质资源库,同学们觉得这艘“方舟”宛若一位敞开胸怀的天使,无言地为生命提供最安全的呵护。而昆明植物园则种植着极富西南地区特色的植物类群。导师还组织学生对中科院遗传资源与进化国家重点实验室、中科院动物模型与人类疾病机理重点实验室、中科院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室、云南省活性多肽研究与利用重点实验室、植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室等重点实验室进行学习和交流。在这些国家重点实验室中,学生们和科研人员对生物学的研究方法、科研思维、前沿进展等方面进行了深度探讨和学习交流。

▲ 2020年,学生到昆明动物博物馆参观学习

  2022 年,导师组织学生到河南省农业科学院现代农业科技试验示范基地参观学习。学生们到科研园区参观和研习了火龙果工厂化栽培、水培蔬菜的生产、微嫁接及产业化、优质葡萄品种的收集和筛选等活动。学生们对上述丰富多彩的研学活动感触很深,收获颇丰,纷纷表示自己不仅学到了知识、更重要的是坚定了为生命科学的进一步发展贡献自己力量的信念。此外,学生们还到基地内进行植物和农作物种类的识别、动物种类的识别,并学习动植物标本采集和制作技术等。

▲ 2020年,学生到昆明植物园参观学习

  3.实践技能指导与实训相结合,提高学生操作能力

  (1)植物学实践。植物学学习和实践活动主要有下面几个部分:校园植物观察和分类辨识;植物标本馆参观和植物标本采集与制作技术学习;植物花、果实和种子的显微切片观察和校园植物花果解剖;植物叶脉标本制作;超景深 3D 显微镜观察、植物多样性与系统进化实验室参观和相关实验仪器设备操作技术的学习。

▲ 2022年,学生到河南省农业科学院现代农业科技试验示范基地参观学习

  (2) 动物学实践。动物学实训共分为理论知识答疑、动物形态学解剖实践以及动物标本馆参观学习等三个环节。学生们对蛔虫、蝗虫、河蚌、鱼、蟾蜍以及小白鼠等常见实验动物进行解剖与结构功能识别。导师带领学生们参观了生命科学学院动物标本馆,对标本馆的各类动物标本进行了深入浅出的讲解,还教会学生们如何收集土壤动物,如何采集制作昆虫标本,识别常见类群特征。

  (3) 生物化学和细胞生物学技术实验。导师指导学生学习生化技术中的蛋白定量、SDS-PAGE 和细胞生物学技术中的荧光显微镜、倒置显微镜等技术,导师还就 western blot 技术、2D-PAGE、蛋白组学技术等进行讲解,就学生们提出的关于蛋白、核酸等大分子物质的变性问题进行阐释。

  4.设置不同学科的科研课题,鼓励学生科研探索

  依据学生的兴趣和对未知领域的探索需求,导师和学生沟通设计了“观测记录家蚕的变态发育史”“分析蝌蚪变态发育的温度气候条件”“植物标本制作方法的改进探索”“会动的小草——植物的运动”“ADF 改善蛋氨酸—胆碱缺乏饮食诱导的 NASH 肝纤维化的探究”“新乡牧野公园植物优势物种的调查研究”“不同种蝉对树种的选择偏好”等科创小课题,从文献查阅、设计方案,到创造条件实施、数据处理和论文撰写等方面进行了全面指导,培养学生的科研思维,帮助他们学习朴素的学术研究规范。

  5.成绩与收获

  学生们在学习期间丰富了理论和实践方面的知识,锻炼和提升了实践动手能力,提高了科学素养和科研能力,获得家长和中学老师的认可和一致好评。学生们在生物竞赛中屡屡获得好成绩。2020年,4名学生获得河南省省级赛区一等奖,其中2名成功加入河南省代表队,被国内顶级高校录取。2021年,5名学生获得河南省省级赛区一等奖,1名获得二等奖。在第三十届全国中学生生物学奥林匹克竞赛中,3名同学获得金牌,其中1名进入国家集训队,2名提前获得国内顶级高校的入场券。

  培养感悟与建议

  第一,建议协调各方力量搭建平台,力促多方通力合作,建立创新培养模式。

  第二,建议加强“英才计划”与生物学科竞赛及“基础学科拔尖学生培养计划”的有机衔接,积极探索“英才计划”学生参与高校大学生创新、竞赛等科研活动的可能性。

  第三,建议充分利用高校实习基地、科研合作单位,提升育才规格。

  第四,建议加强与中学单位的联系,加强彼此在生物学科领域的教学、科研研讨的深度合作,勠力培育英才。

  第五,建议加强中学教师参与度,进一步壮大涵盖大学、中学教师的导师队伍,探索创新人才培养模式,更好地服务于我省人才培养,践行科教兴国的伟大战略。