基于“三個一”的生物育種人才實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索與實踐

徐鑫 王春臺 譚艷平 張鵬 薛璐 彭勇波 覃永華 余光輝 唐仙英 周雪妹

摘要 為解決國家經(jīng)濟社會發(fā)展特別是戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)中培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新應用型專門人才的迫切問題，以高等院校生物育種人才培養(yǎng)為研究內(nèi)容，以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心，有機融合了理論教學與實踐教學，將實踐環(huán)節(jié)覆蓋了培養(yǎng)全過程，構(gòu)建并實施了“三個一”的實踐教學方式，持續(xù)改進并切實提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量，對于提高戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才培養(yǎng)質(zhì)量以及緩解人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)問題具有現(xiàn)實的指導意義和推廣價值。

關(guān)鍵詞 實踐科學；生物育種；實踐創(chuàng)新能力

中圖分類號 S-01? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）03-0271-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.061

Exploration and Practice of the Cultivation of Practical and Innovative Ability of Biological Breeding Talents Based on “Three Ones”

Abstract In order to solve the urgent problems of cultivating high-quality innovative and applied talents for national economic and social development， especially for strategic emerging （pillar） industries， this study took the cultivation of biological breeding talents in colleges and universities as the research contents， focused on the cultivation of practical innovation ability. We organically integrated theoretical teaching and practical teaching， and the practice covered the whole process of training. “Three Ones” practical teaching method was constructed， implemented and continuously improved， which effectively enhanced the quality of talent cultivation. Our study had practical guiding significance and popularization values for? improving the quality of biological breeding talents in strategic emerging （pillar） industries and alleviating the disconnect between talent training and industrial demands.

Key words Practice teaching;Biological breeding;Practical and innovative ability

生物育種是“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向［1］，黨的十九屆五中全會把生物育種列為國家戰(zhàn)略力量重點發(fā)展的八大前沿領域之一，“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要將生物育種列入重要發(fā)展方向。生物育種創(chuàng)新與應用被擺在更加突出的位置，生物育種發(fā)展進入新階段。種子安全就是糧食安全，種質(zhì)資源保護、創(chuàng)新與利用也是國家需要大力發(fā)展的“卡脖子”攻關(guān)技術(shù)，要實現(xiàn)種業(yè)大國向種業(yè)強國跨越式發(fā)展［2-3］?，F(xiàn)代生物育種技術(shù)將成為我國育種縮短追趕時間、實現(xiàn)彎道超車的必由之路，培養(yǎng)生物育種專業(yè)人才為建設種業(yè)強國、確保糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了根本保障［4-5］。

高等學校如何緊緊圍繞經(jīng)濟社會發(fā)展特別是戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新應用型專門人才是需要解決的迫切問題［6-7］。筆者以2010年獲批的湖北省高等學校戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃為起點，立足立德樹人根本任務，圍繞“三個一”（一中心、一體化和一貫制）持續(xù)改進實踐教學模式，切實提升人才培養(yǎng)質(zhì)量（如圖1所示）。該研究以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心，有機融合理論教學與實踐教學，將實踐環(huán)節(jié)覆蓋培養(yǎng)全過程，構(gòu)建并實施了“三個一”實踐教學方式，對于提高戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才培養(yǎng)質(zhì)量以及緩解人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)問題具有現(xiàn)實的指導意義和推廣價值。

1 “三個一”實踐教學方式

1.1 “一中心”

“一中心”即以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心。秉承“一制三化”（導師制和小班化、個性化、國際化）有效人才培養(yǎng)理念，基于對少數(shù)民族地區(qū)和湖北省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)生物技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)人才需求的調(diào)研，依托學校的辦學特色和專業(yè)定位，以人才培養(yǎng)為中心，注重夯實學生的專業(yè)基礎知識和基本實驗技能，拓寬學生的專業(yè)視野，強化學生綜合創(chuàng)新能力和科研思維的培養(yǎng)，增強學生將所學知識、科研成果應用到生產(chǎn)生活實踐、解決重大實際問題的能力和信心。

1.2 “一體化”

“一體化”即理論教學與實踐教學有機融合。以學生為中心，以新時代生物育種人才需求為目標，制定培養(yǎng)方案，提高實驗實踐課程所占比例，在培養(yǎng)方案中強化理論教學與實踐教學的系統(tǒng)性和一體化；以培養(yǎng)方案為指導，實現(xiàn)理論課和實習實踐課教學大綱的銜接與統(tǒng)一；在理論課和實習實踐課，推行“產(chǎn)學教研一體化”，持續(xù)建設優(yōu)質(zhì)實習實踐基地，將科研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容，創(chuàng)新課題反哺課堂教學，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)從書本、課堂到實習實踐再到“把論文寫在祖國的大地上”的實質(zhì)轉(zhuǎn)變。

1.3 “一貫制”

“一貫制”即實踐環(huán)節(jié)覆蓋培養(yǎng)全過程。實踐環(huán)節(jié)包括教學實踐和科研實踐兩大板塊。教學實踐貫穿一年級到四年級，包括一年級的認知實習、二年級的專業(yè)實習、三年級的課程實習、四年級的畢業(yè)論文?？蒲袑嵺`覆蓋每個學期和寒暑假全時段。實施雙導師制度，學期中，在校內(nèi)“學業(yè)導師”的指導下，以“一人一課題”為抓手，與學科競賽和畢業(yè)設計課題相結(jié)合，提升專業(yè)素養(yǎng)和科研創(chuàng)新能力；寒暑假，在校外聘請科研院所、民族地區(qū)生物育種及相關(guān)產(chǎn)業(yè)專家作為“產(chǎn)業(yè)導師”，面對面地指導交流，了解產(chǎn)業(yè)動態(tài)、就業(yè)前景以及育種實操經(jīng)驗。

2 探索與實踐

根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，參照《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》的《生物科學類教學質(zhì)量國家標準（生物技術(shù)專業(yè)）》，針對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)中存在的實踐問題，提出解決方法并予以持續(xù)改進。

2.1 優(yōu)化培養(yǎng)方案和教學大綱，將理論教學與實踐教學有機融合

以培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才為中心，秉持產(chǎn)出導向，在生物技術(shù)專業(yè)，實行教師組團、學生分流的方式，開設生物育種實驗班，以生物育種戰(zhàn)略需求為導向，專門制定培養(yǎng)方案和教學大綱，開設專業(yè)理論課程、實驗課程、專業(yè)類實踐實習以及科研訓練，加強課程思政，凸顯立德樹人根本任務，提升生物育種人才培養(yǎng)實效（圖2）［8］。堅持持續(xù)改進的OBE理念，培養(yǎng)方案和教學大綱先后經(jīng)過2010、2013、2016和2019版的改進與實踐，將學科基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)課、實踐課進一步優(yōu)化與融合，構(gòu)建涵蓋動物、植物、微生物的傳統(tǒng)與分子育種課程群，貫徹并實施“一貫制”和“一體化”實踐教學模式［9］。

2.2 培養(yǎng)過程實踐教學全覆蓋

實習實踐一年級到四年級全覆蓋。增加實驗實踐課程所占比例（實驗課程占30.30%、實踐教學占13.02%）的同時，教學上引入學術(shù)及產(chǎn)業(yè)前沿和最新進展，組織學生赴美國威斯康星大學普拉特維爾分校、英國切斯特大學、澳大利亞迪肯大學、韓國全北大學、武漢大學、重慶大學等，開展國際國內(nèi)學術(shù)交流和短期交換學習，注重培養(yǎng)創(chuàng)新思維和國際視野。每年組織學生開展翻地、插秧、育種等勞動教育，體驗將教學內(nèi)容和實驗室科研成果到農(nóng)田實踐的轉(zhuǎn)化過程。

教學實踐與科研實踐互為補充。教學實踐包括一年級的認知實習、二年級的專業(yè)實習、三年級的課程實習、四年級的畢業(yè)論文，貫穿各個學期?？蒲袑嵺`包括校內(nèi)學期中的學科競賽和校外寒暑假的基地實踐。校內(nèi)在“專業(yè)導師”的指導下，以“一人一課題”為抓手，與畢業(yè)設計課題相結(jié)合，提升專業(yè)素養(yǎng)和科研創(chuàng)新能力；校外聘請科研院所以及民族地區(qū)生物育種和相關(guān)產(chǎn)業(yè)專家作為“產(chǎn)業(yè)導師”，面對面地指導交流（圖3）。

2.3 實踐創(chuàng)新與協(xié)同育人相融合

持續(xù)建設優(yōu)質(zhì)實習實踐基地，與中國農(nóng)業(yè)科學院麻類研究所和油料研究所、湖北省農(nóng)業(yè)科學院、江西省農(nóng)業(yè)科學院、荊州市農(nóng)業(yè)科學院、孝感市農(nóng)業(yè)科學院、宜昌市農(nóng)業(yè)科學研究院等研究院所，武漢華大基因科技有限公司、武漢禾元生物科技股份有限公司、湖北凱瑞百谷農(nóng)業(yè)科技股份有限公司、武漢天問生物科技有限公司等知名企業(yè)建立長期合作的實習實踐基地［10］。實習實行集中與分散相結(jié)合，選擇不同實習項目和導師，保證每個學生接受多人指導和單獨操作［11］。學生親臨田間生產(chǎn)第一線，使學生更加了解社會，并增強學生的社會適應能力和責任感。同時，學生接受產(chǎn)業(yè)導師的指導和培訓，產(chǎn)業(yè)導師利用豐富的行業(yè)經(jīng)驗，通過實習指導、現(xiàn)場交流等與學生進行面對面的溝通，在傳授經(jīng)驗的同時解決學生的實際應用問題。

3 探索與實踐的創(chuàng)新點

3.1 實踐教學以解決問題和提升能力為中心

以培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才為中心，秉承“一制三化”等有效人才培養(yǎng)模式理念的基礎上，依托學校的辦學特色和專業(yè)定位，在注重培養(yǎng)學生專業(yè)的基礎知識與基本技能訓練、拓寬專業(yè)課程及學生專業(yè)視野的同時，強化了學生綜合創(chuàng)新能力和科研思維的培養(yǎng)，實施了“一貫制”和“一體化”實踐教學，解決了戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才培養(yǎng)中如何提高質(zhì)量的問題以及產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的問題，提升了戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才培養(yǎng)中將基礎研究轉(zhuǎn)化應用于實踐、解決重大實際問題的能力和信心，契合了少數(shù)民族地區(qū)和湖北省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)生物育種及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)需求［12］。

3.2 培養(yǎng)過程實踐教學全覆蓋

實習實踐一年級到四年級全覆蓋。實行理論教學與實踐教學一體化，各個年級根據(jù)不同時期不同側(cè)重點開展實習外，以“一人一課題”為抓手，開展貫穿各學期的生物育種科研實踐，并與畢業(yè)設計課題相結(jié)合，形成了校內(nèi)專業(yè)導師實踐和科研創(chuàng)新全過程培養(yǎng)；以生物育種實習為抓手，開展校外產(chǎn)業(yè)導師的產(chǎn)業(yè)交流和指導［13］。

3.3 理論教學與實踐教學一體化

以培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才為中心，適當增加實驗實踐課程所占比例，培養(yǎng)方案和教學大綱實施理論教學與實踐教學一體化，將科研成果轉(zhuǎn)化成教學內(nèi)容，創(chuàng)新課題反哺教學內(nèi)容。實踐創(chuàng)新與協(xié)同育人相融合，持續(xù)建設優(yōu)質(zhì)實習實踐基地，推動產(chǎn)學教研一體化，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)從書本、課堂到實踐再到產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)變，滿足戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對創(chuàng)新應用型專門人才的需要。

4 推廣應用效果

4.1 教學成果具有很好的示范作用和推廣價值

戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才“三個一”培養(yǎng)模式的實施，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要保證。成果率先在該校示范推廣應用，推動了生命科學學院生物技術(shù)和生物制藥高質(zhì)量創(chuàng)新人才培養(yǎng)的專業(yè)建設，為該校生物技術(shù)專業(yè)2019年成功獲批“國家一流本科專業(yè)建設點”提供了有力支撐。生物科學類專業(yè)是生命學科領域的基礎專業(yè)，在各個高校普遍開設。通過戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種人才在培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式、課堂教學和實踐教學等方面的實踐，為打造一流本科教育、培養(yǎng)特色一流本科人才提供了理論和實踐參考，具有很好的示范與推廣價值，也契合了國家“一帶一路”倡議下民族地區(qū)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)升級以及《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二○三五年遠景目標綱要》中鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略對生物育種相關(guān)人才的需求，得到了湖北省高校生命科學學院聯(lián)合會暨生物學科實驗教學示范中心聯(lián)席會和國家民委直屬高校生命科學學院院長聯(lián)席會等教學會議與會專家的一致好評。

4.2 學生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力顯著提高

該校學生的集體觀念較強，學習氛圍濃厚，學生的創(chuàng)新思維得到了提升，專業(yè)素養(yǎng)和科研創(chuàng)新能力顯著提高，專業(yè)思想堅定，積極參加全國大學生生命科學競賽、全國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等比賽并多次獲獎，學院和學校也榮獲優(yōu)秀組織獎。多年來，戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)生物育種實驗班研究生報考率始終保持在80%以上，平均升學率在50%以上，均名列全校前茅（圖4）。考取院校包括武漢大學、華中科技大學、華中農(nóng)業(yè)大學、中南大學、四川大學、暨南大學、華南理工大學、湖南大學等重點高校，中國科學院病毒研究所、水生生物研究所、生物物理研究所、植物研究所、深圳先進技術(shù)研究院以及中國醫(yī)學科學院醫(yī)學生物學研究所等知名科研院所，深受招生單位領導和導師的歡迎與好評。該校畢業(yè)生分布在大專院校、研究所、生物技術(shù)公司及其他企事業(yè)單位，深受用人單位的歡迎和好評。用人單位普通反饋該專業(yè)畢業(yè)生勤奮務實，實踐能力和創(chuàng)新能力強，能較好地適應戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對高質(zhì)量生物育種人才的需要。

4.3 教師隊伍建設水平有所提高

專業(yè)教師隊伍的專業(yè)能力得到了提升，將科研成果轉(zhuǎn)化成教學內(nèi)容，創(chuàng)新課題反哺教學內(nèi)容，10余人次學校年度考核獲得優(yōu)秀。比如，水稻抗性育種、轉(zhuǎn)基因育種等在理論教學和實踐教學中的應用，學生開展的微核檢測技術(shù)及果蠅分子標記連鎖分析等創(chuàng)新課題的研究成果就直接應用于遺傳學實驗教學的優(yōu)化與改進中［14-15］。聘請了民族地區(qū)相關(guān)領域和企業(yè)的技術(shù)專家兼職授課，開展學術(shù)講座，指導學生實踐，聘任兼職教授，構(gòu)建了“雙師結(jié)構(gòu)”教學團隊，協(xié)同育人效果顯著。

參考文獻

［1］ “十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（全文）［J］.中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（1）：57-81.

［2］ 李文軍，郭佳.我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展：成效、挑戰(zhàn)與應對［J］.經(jīng)濟縱橫，2022（8）：65-75.

［3］ 黃耀輝，焦悅，吳小智，等.生物育種對種業(yè)科技創(chuàng)新的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學學報，2022，45（3）：413-421.

［4］ 全鑫，薛華政.高質(zhì)量建設國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心［J］.中國農(nóng)村科技，2022（2）：18-21.

［5］ 王紅梅，陳玉梁，石有太，等.中國作物分子育種現(xiàn)狀與展望［J］.分子植物育種，2020，18（2）：507-513.

［6］ 王亞南，劉毅.面向戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式淺析［J］.科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究，2020，4（3）：52-56.

［7］ 鄒禮平，姚國新，李國元，等.面向現(xiàn)代種業(yè)的農(nóng)學專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐［J］.教書育人（高教論壇），2018（6）：28-29.

［8］ 徐鑫，覃永華，余光輝，等.課程思政貫穿專業(yè)課程教育教學全過程：以細胞生物學為例［J］.高教學刊，2022，8（11）：193-196.

［9］ 張麗，王海英，徐鑫.OBE理念下的食品質(zhì)量與安全專業(yè)實踐教學體系改革研究［J］.新課程研究，2021（21）：17-19.

［10］ 李志新，李俊凱，劉章勇，等.基于校企合作的生物育種專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究［J］.教育教學論壇，2016（40）：28-30.

［11］ 趙陽，孫旭，郭寧，等.作物生物育種模塊化綜合性實驗設計與實踐教育基地建設［J］.高校生物學教學研究（電子版），2022，12（3）：56-60.

［12］ 賈德民.戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方式探究［J］.人才資源開發(fā)，2022（7）：24-25.

［13］ 徐鑫，覃永華，余光輝，等.科學素養(yǎng)與科研為導向的細胞生物學教學方法探索：以中南民族大學為例［J］.中國細胞生物學學報，2016，38（4）：421-425.

［14］ 馬依莎，王文燕，譚艷平，等.果蠅殘翅/長翅雜交與PCR結(jié)合驗證遺傳學基本規(guī)律［J］.安徽農(nóng)學通報，2021，27（8）：20-25.

［15］ 顏芳，李海明，譚艷平，等.遺傳學實驗的自主性設計與教學效果：以蠶豆微核實驗為例［J］.安徽農(nóng)學通報，2019，25（4）：136-138.