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教学改革

生命科学实验教学体系的改革与创新

   一、更新教学理念,构建与研究型大学相适应的实验教学体系

  清华大学关于教育思想、实践教育的讨论,引发了全体教师对于传统教学模式的思考。经过对国内、外著名大学生命科学实验教学体系的调研和对比分析,集生物系全体教师的智慧,按照以学生为本,以能力培养为核心,“融知识、能力、素质”协调发展的教育理念,提出了一系列实验教学改革方案并逐渐实施。改革得到了学校985项目的支持,也得到国家基础科学人才培养基金的资助。构建了包括基础型实验、综合提高型实验和研究创新型实验3个层次、加上高年级本科生科研训练的 “3+1”分层次的实验教学体系,到2008年暑假,每个层次的实验至少都经历了5轮的教学实践,并在实践中得到不断完善。

  三个层次实验学时比约为4:4:2。由于综合提高型实验和研究创新型实验具有实验周期长、实验过程连续等特点,因此安排在暑假学期内进行。为了保障实验的顺利开展,实验室开放运行。

  从素质教育与兴趣教育相结合的角度出发,开设了《科研训练》课程。一般采取师生双向选择、学生按照学习兴趣,进入教授所在的课题小组的方式进行。该课程为必修环节,学生得到该课程的学分才能毕业。此课程的教学功能旨在使学生学习如何探索未知的知识,了解生命科学研究的特点、规律,培养一个科研工作者所应具备的素质。科研训练采取四个途径进行:(1)高年级学生进入科研实验室。(2)课外科研活动,如大学生研究训练项目(SRT),挑战杯,种子基金等。(3)国外、境外实验室交流。(4)到生物系相关的产学研企业基地实践。

  配合实验教学改革,建设了高效运行的实验教学中心。上世纪90年代初,各教学实验室依附在相关的科研实验室。仪器设备陈旧、简陋。随着实验中心的建立,按照“以人为本、整体优化”的原则,统筹规划、建设了7个独立的教学实验室、3个辅助教学实验室以及1个生物标本室。实验教学中心由建立初期330平方米的使用面积增加到现在的2191平方米。根据“优化配置、资源共享”的原则购置了大批仪器设备,固定资产总值由中心建设初期159万元增加到现在的1091万元,设备台件数由181台件增至1177台件,实验设备的改善为实验教学的改革奠定了物质基础。实验教学常规设备一人一组,专业基础课2人一组。建立了现代生命科学实验教学中心网站,实施了实验室信息网络化。为学生提供了丰富的网络实验教学资源。实验室管理制度完善,全年开放运行,满足了分层次的实验教学的需要。

  二、建立了一支优秀的教学队伍

  高水平的师资队伍是进行教学改革、提高教学质量的第一要素。近些年,生物系建立了一整套严格的人才引进机制,引进比自己更强的人才早已成为全系教师的共识。通过公开、严格的人才引进机制,把那些具有高水平科研能力并热爱教学工作的优秀人才吸引到教师队伍中。仅2005-2008年就有10位来自美国、德国、新加坡等国家的优秀留学人员到我系工作。这些教师具有国际一流的科研水平,具有敏锐的学科洞察力,掌握前沿的实验技术。他们把科学研究的思想通过教学活动传授给学生,对学生的成长起到至关重要的作用。所有的实验课程负责人都由教学科研能力强,治学严谨的PI担任,其中有中国科学院院士2人、教育部长江特聘教授3人、国家级教学名师1人、清华大学“百人计划”2人、跨世纪人才基金获得者1人、杰出青年基金获得者1人。他们对实验教学的改革起到领航的作用。他们对课程教学质量、课程改革与建设承担主要责任。

  在实验课程负责人的领导下,建设一支学术水平高、结构合理、精简高效、团结合作、教风优良的实验教学队伍。这支队伍由主讲教师、实验技术人员和助教博士生组成。大部分实验课主讲教师由承担教学科研任务的一线教师担任。这样保证了主讲教师知识的不断更新与业务素质的不断提高,保证了实验教学与科研的紧密结合以及实验教学的先进性:实验技术人员是实验教学、实验室建设和实验室管理的主力。他们专业知识扎实、工作热情高、责任心强、起到了骨干作用;实验教学中心平均每年聘用博士生助教50-57个,通过公开招聘、双向选择、竞争上岗的方式把那些优秀博士生安排到相应的岗位上。

  三、 充分发挥科研平台对实验教学的支撑作用

  高水平的科学研究是大学进行人才培养、社会服务和国际交流的基石。清华大学生物系的广大教师团结一致,奋力拼搏,在科学研究上不断迈上新台阶,实现跨越式发展。许多教师承担着科技部“973”、“863”、重大研究计划和国家自然科学基金重大、重点项目等重要科研任务。承担的37项国家“973”和重大研究计划项目中有4项为首席科学家单位和14位课题负责人,86项国家自然科学基金项目中有1项创新群体、7项杰出青年基金、1项重大和15项重点项目。近三年发表SCI论文423篇,EI论文44篇,所发表的SCI论文中影响因子大于5的论文68篇,占16%。先后在《Science》和《Cell》独立发表了高水平的研究成果。获得国际国内专利81项、国家自然科学二等奖1项、省部级自然科学一等奖和发明一等奖2项,出版学术专著2部。

  教学与科研的紧密结合是大学不可替代的基本原则。学生在大学受到的良好教育一方面来自教师的课堂教学,还有很重要的一个方面是来自大学文化的熏陶。生物系系现有国家级重点实验室1个:生物膜与膜生物工程国家重点实验室;教育部重点实验室2个:蛋白质科学教育部重点实验室、生物信息学教育部重点实验室。这些实验室全部采取开放方式运行,并负担本科生科研训练与综合论文训练等任务。

  很难想象在一种固步自封的教学模式下可以培养出具有高素质的创新型人才。只有以开放的心态,不断吸收人类文明的最新成果,紧跟国际前沿领域,才可能攀登科技领域的高峰。我们通过“走出去、请进来”的方式,扩大学生的国际视野。从2001年起,我们先后利用暑期小学期分别组织120余名本科生到境外和国外的实验室进行短期学习和交流。如台湾新竹清华大学、新加坡国立大学、香港大学、香港科技大学、美国MIT、瑞典乌普赛拉大学、澳大利亚墨尔本大学等。这些交流学习活动使学生受益匪浅,有些同学甚至从此选择了今后的专业研究方向。同时,生物系经常邀请国内外专家作学术报告,学生可以根据自己的兴趣获取相关的知识信息。大家普遍反映参加这些交流活动深感学海无涯、天外有天。

   
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