开放式研究性实验教学模式与学生核心能力体系建构(王金发)

PAGEPAGE1附件2：广东省高等教育教学改革项目申请书项目名称：开放式研究性实验教学模式与学生核心能力体系建构申请人：王金发申请学校：中山大学(盖章)联系电话：传真：电子邮箱：访问路径：/sbps/gdjyjxggxm/index.htm广东省教育厅制二O一二年五月

申请者的承诺与成果使用授权本人自愿申报广东省本科院校教育教学改革项目，认可所填写的《广东省本科院校教育教学改革项目》（以下简称为《申请书》）为有约束力的协议，并承诺对所填写的《申请书》所涉及各项内容的真实性负责，保证没有知识产权争议。课题申请如获准立项,在研究工作中，接受广东省教育厅或其授权（委托）单位、以及本人所在单位的管理，并对以下约定信守承诺：1.遵守相关法律法规。遵守我国著作权法和专利法等相关法律法规；遵守我国政府签署加入的相关国际知识产权规定。2.遵循学术研究的基本规范，恪守学术道德，维护学术尊严。研究过程真实，不以任何方式抄袭、剽窃或侵吞他人学术成果，杜绝伪注、伪造、篡改文献和数据等学术不端行为；成果真实，不重复发表研究成果；维护社会公共利益，维护广东省高等教育教学改革项目的声誉和公信力，不以项目名义牟取不当利益。3.遵守广东省本科院校教育教学改革项目有关管理规定以及广东省财务规章制度。4.凡因项目内容、成果或研究过程引起的法律、学术、产权或经费使用问题引起的纠纷，责任由相应的项目研究人员承担。5.项目立项未获得资助项目或获得批准的资助经费低于申请的资助经费时，同意承担项目并按申报预期完成研究任务。6.同意广东省教育厅或其授权（委托）单位有权基于公益需要公布、使用、宣传《项目申请·评审书》内容及相关成果。项目主持人（签章）：_________________2012年6月6日一、简表项目简况项目名称开放式研究性实验教学模式与学生核心能力体系的建构项目类别A、总体研究B、专业大类C、教学管理D、√自选项目起止年月2012.9-2014.6项目申请人姓名王金发性别男出生年月1947.4专业技术职务/行政职务教授/生物学国家实验中心主任最终学位/授予国家硕士/中国所在学校学校名称中山大学邮政编码510275电话84039179通讯地址广州市新港西路135号中山大学生命科学学院主要教学工作简历时间课程名称授课对象学时所在单位1994-2011细胞生物学本科生54/届中山大学1995-2012基因工程原理本科生36/届中山大学2003-2011生命科学导论本科生36/届中山大学2010-2012《上大学》本科生36/届中山大学主要教学改革和科学研究工作简历时间项目名称获奖情况2000-2001优化教学内容,改革教学方法,更新教学手段,培养创新人才（广东省高教厅项目)2005年获得国家教学成果二等奖2006-2007研究性教学与研究性学习整合，构建研究性学习的立体化平台（教育部项目）2009年获得广东省教学成果一等奖2008.12-2010.7加强生物学实验教学中心特色建设，扩大示范和幅射作用研究（广东省高教学会项目）申报第七届教学成果奖2009-2011细胞生物学与遗传学实验精品课程（广东省教育厅项目）申报第七届教学成果奖项目组总人数职称学位高级中级初级博士后博士硕士参加单位数64200311主要成员（不含申请者）姓名性别出生年月职称工作单位分工签名王宏斌男1977.01副教授中山大学研究方案设计戚康标男1954.09高工中山大学遗传实验设计（能力体系）何炎明男1954.06高工中山大学细胞生物实验设计（能力体系）刘兵女1973.02讲师中山大学实验教学中素质教育设计冯东茹女1974.01工程师中山大学实验教学模式设计

二、立项依据：（项目的意义、现状分析）表格不够，可自行拓展加页；但不得附其他无关材料。下同。高校实验教学对于人才培养的重要性已越来越受到教育领域的高度重视。教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》文件（[2012]4号）中提出：“强化实践育人环节，制定加强高校实践育人工作的办法”，强调对高校实验教学的投入和管理力度，做好国家高端创新人才的培养。这为落实胡锦涛总书记提出的“加快国家创新体系建设”，实现“创新型国家”宏伟目标具有重要的战略意义。高校肩负着培养高素质创新人才的重任，实验教学是培养高素质创新人才的重要环节。我们认为实验教学的过程,是让学生不断地体会和应用科学研究方法,增强学生运用科学研究方法的意识和能力,提高他们核心能力的过程。大学生的核心能力是一种能力体系，包括学习力、意志力、创造力、组织力和行动力。因此在实验教学过程中，通过整合实验教学资源，改革和创新实验教学模式，以最大限度提高学生的核心能力体系，是落实教育部“全面提高高等教育质量”，培养更多的高端创新人才的重要举措。本项目在实验教学中提出的“培养大学生核心能力体系”是一项新理念和新尝试。这一理念的提出，源于核心能力理论。随着社会的发展进步，核心能力理论已成为管理理论界的前沿问题，并成为了广为关注的高端人才管理和价值评估体系理论。该理论由美国学者普拉哈拉德和英国学者哈默（C.K.Prahalad&G.Hamel）于1990年首次提出，他们在《哈佛商业评论》所发表的《公司的核心竞争力》（TheCoreCompetenceoftheCorporation）一文已成为最经典的文章之一。Prahalad和Hamel认为，核心能力是“组织的积累性学识，是关于如何协调不同的生产技能和有机结合多种学术流派的学识”，即具有知识性、整合性和积累性。同时核心能力具有超凡的价值性、独特性、延展性和长期性，因此核心能力理论是企业战略理论的新发展，是经济学和管理学相融合的理论成果，也是知识理论和创新理论的发展趋势，核心能力理论已在企业管理、金融管理等领域得到大力推广和应用。目前在我国高校的高等教育中，较少关注到学生的核心能力体系问题，尤其是在实验教学中，则更少有注意到培养学生核心能力体系的问题，其实在实验教学中常提及的素质问题比较抽象，必须要革新理念，与时俱进，从实践和理论上解决实验教学与学生核心能力体系的关系，以及其发生、发展与应用问题。我们在开放式研究性实验教学的实践中发现，实验教学的过程，就是知识的整合与积累过程，同样具有知识性、整合性和积累性，完全符合核心能力理论的特性。因此，设立以培养大学生核心能力体系为基点，探索与总结一套比较切合实际的创新实验教学模式，有效培养学生的核心能力体系，提高学生在社会上的竞争力，对推动“创新型国家”建设，将具有十分重要的意义。三、项目实施方案及实施计划1.具体改革内容、改革目标和拟解决的关键问题本项目以创新开放式研究性实验教学模式为基础，探索实验教学对学生核心能力体系的形成与发展规律，通过对学生核心能力体系的锻炼，为培养高素质的创新型人才建立新模式，同时也为提高学生社会竞争力提供理论依据。1）具体改革内容大学生核心能力是以个人专长为核心的知识、能力、素质等各方面的综合体。大学生的核心竞争力不是某种核心竞争能力而是一种能力体系，应包括学习力、意志力、创造力、组织力和行动力。（1）学习力的培养与提升学习力是智力的核心内容,是大学生最重要的智力资本,是学习能力、预测能力、发现能力、分析能力的基础。开放式、研究性教学模式为学生学习能力的培育与提升提供了极好的平台。学生的课程学习不再限于教材、课室，并且以课题研究的方式进行章节内容学习，变接受式学习为主动学习。在实验课教学中组织本科生开展创新实验设计与讨论，特别是通过英文专业期刊论文的阅读，了解生命科学的最新研究进展及方法，从高水平研究论文的学习中培养与提升学习力。（2）创造力的培养与提升创造力是价值实现的直接驱动力和应用能力,是把知识、技能变为现实生产力的最核心的能力。我们整合的“开放式、研究性”教学模式，把学生创造力的培育放在至关重要的位置。在实验教学中，我们将安排三分之一以上的时间，组织学生大胆脱离实验指导书，进行创新实验设计，培养创造力。自主设计的实验项目可以是日常生活中个人观察的问题，也有来自于现期科技论文中获得的灵感。在近五年的实验教学中，每个学期经同学自行设计的项目达60多个，不仅在内容上丰富了实验教学，更重要的是培养了学生的创新项目的设计能力。（3）组织力的培养与提升组织力是重要的人格魅力,它使大学生形成对自己的克制力,对合作者的亲和力,对组织的领导力和维系力，以及团队合作精神。在传统的实验教学中，通常是两人一个组，而且倾向于男女搭配，这样，女生的负担很重。严重阻碍了学生组织能力的培养。我们将在实验课教学的创新实验设计中，要求必须是3～5人一组，成立课题组，实行组长负责制，所有成员在项目中必须合理分工，相互协作，实验完成之后共同写作论文，并一起参与班级报告和回答提问。（4）行动力的培养与提升行动力是一种重要的行为能力,它使大学生具有超前的预测性,能借助一切可以利用的资源,用最优化的方式和最小的成本实现效益最大化。现在的大学生，相当一部分人眼高手低，指手画脚的多，亲力亲为的少。因此，必须结合实验课教学，培养学生的行动力。在多年的实验教学中，我们通过开放式、研究性实验教学，激发学生的兴趣，提升了学生的行动力。在项目的设计中，营造科研氛围，加大学生自主设计项目的力度，通过激发兴趣，培养与提升行动力。（5）意志力的培养与提升意志力是行为指向的维持力。在实验教学中如何培养学生坚强的意志，特别是在实验不顺利，或实验结果不理想的时候，能够锲而不舍、迎难而上、不断进取，是实验教学的一个重要方面。将细胞生物学与遗传学两门实验课程结合，组织学生设计跨课程和跨学期的综合实验，并将实验室24小时开放，每周开放7天，提供了宽松环境，便于学生发扬连续作战、不获成功誓不罢休的精神，以磨炼学生的意志力。2）改革目标因此，本项目的基本目标是在培养学生综合素质的基础上，明确实验教学的核心目的是培养学生的核心能力体系的建立，而非仅仅是动手能力。这种能力体系应包括学习力、创造力、组织力、行动力和意志力。3）拟解决的关键问题：（1）在实验教学上，改革旧的教学理念，创建以培养学生核心能力体系，提升学生社会竞争力为目标的实验教学新理念。（2）以细胞生物学和遗传学实验为基础，调整实验课程结构，整合实验教学资源，深化和完善开放式研究性实验教学模式。（3）对开放式研究性实验教学的过程与结果进行分析与研究，构建学生核心能力体系。（4）探索和解析学生核心能力体系的形成与发展规律。2.实施方案、实施方法、具体实施计划（含年度进展情况）及可行性分析本项目拟实施的方案和方法如下：1）建立学生核心能力体系教育理念理念的宗旨是实行开放式研究性实验，培养和提高学生的核心能力及社会竞争力。教学理念是教学的理想和信念，是教师的核心精神支柱，有了新的教学理念，才能有效地指导教学工作。明确要求学生，在开放式、研究性实验课程中，在学习技能的同时，将学习力、创造力、组织力、行动力和意志力作为一个完整的能力体系进行构建。2）整合研究与实验教学资源本项目以细胞生物学和遗传学实验教学为试点，两门实验课分别设在二年级第二学期和三年级第一学期，参加学生预计为300人。在原有的开放式研究性实验基础上，通过进一步调整实验课程结构，整合实验教学资源，全面推进实验进程。课程设置以综合性实验和设计研究性实验为主，去除简单的验证实验，改革基础性实验，将基础性实验改造成与设计性实验相结合，形成有设计理念的基础性实验，同时课程内容需要紧靠学科发展前沿，重点突出综合性实验和设计研究性实验，结合生命科学学院科学研究平台，将部分科研成果、研究方法进行考察和评估，然后融入实验教学，设计研究性实验是考核与发挥学生创新思维、创新能力的重要指标之一，因此内容必须立足创新。在实施设计研究性实验过程中，也必须突出优势，充分调拨，合理利用。3）构建学生核心能力体系方法措施（1）以细胞生物学和遗传学两门实验课为主，要求学生精读实验课程，细胞生物学实验精读中文版10个实验，英文版10个实验（中、英文全部由实验教学组制定），强调学生在精读时必须用批判性学习与思维方式完成，并对每个实验撰写批注，指出实验方法实验材料的优缺点，教师根据学生批注，评估创新思维能力。（2）提高学生实验创新能力。实验创新能力，包括创新意识、创新效果，由三方面工作完成，首先通过创新性实验教学理念、教学方法，形成创新思维能力，二是强调批判性精读实验加强创新意识，三是强化设计性与研究性实验。因为设计性和研究性实验占实验总学时的40%左右，而且全部采用完全开放的方式进行，实验题目、实验内容在老师的指导下，实行自主选题，自己独立设计和组织实施。在设计过程中，要求实验的内容或方法必须具有创新性，这样学生才能在实验研究过程中由浅到深，一步一步的探索和体验创新思想，创新行动和创新成果，逐步提高创新能力。（3）提高学生的团队合作精神和组织攻关能力。在自主设计研究性实验过程中，由学生自由组织实验研究团队，每个课题组规定3-4人，从选题开始，实行课题组责任制，同时要求课题组进行分工合作，在实施过程中组织阶段性分析与讨论，商量改进实验方法与措施，最后进行实验数据整理、分析以及撰写论文，通过长时间的合作，让学生逐渐体会团队合作精神，分享团队合作攻关的成果。（4）提高学生对实验研究的总结交流，演讲表达和综合写作能力。在这方面要求达到二秀，即“口秀”和“手秀”。拟采取的主要措施是：在细胞生物学和遗传学两门实验课程中，结合自主设计的研究性实验，要求学生必须上讲台做实验总结交流，每个学生至少演讲两次，这称为“口秀”；两门实验课要求每个学生至少写8篇论文（包括小论文），通过多写多练，做到熟能生巧，这称为“手秀”。通过以上方法措施，能初步建立学生的核心能力体系。2）具体实施计划2012年7月--2012年8月，对原有实验教学理念进行修订，确定和制订新的教学理念，修订现有开放式研究性实验计划，拟定构建学生核心能力体系的具体实施方案。2012年9月--2013年7月，研究方案第一轮实施过程。2013年8月，初步总结，提出下一年度实施的修正方案。2013年9月—2014年6月，完成项目整体研究。2014年7月，提交论文成果，总时间一年半。3.项目预期的成果和效果（包括成果形式，预期推广、应用范围、受益面等）项目预期于2013年7月完成第一期研究工作，2013年8月修正和补充第一期研究工作不足的地方，2014年7月完成项目整体研究，提交成果总结报告。预期推广与应用，2013年以初步研究成果向全省各高校进行开放观摩和经验交流，2014年把本项目研究的成果向全省高校推广应用，预期全省生命科学、农、林、医学和理工科类高校有60%以上获得收益。4.本项目的特色与创新之处本项目的主要特色是通过深化开放式研究性实验教学模式，在实践中探索实验教学对学生核心能力体系关系，研究学生核心能力体系的产生、发展和应用的规律。主要创新之处（1）探索和创建培养学生核心能力体系的实验教学新理念。（2）探索和解析学生核心能力体系的形成与发展规律。（3）构建学生核心能力体系的实验教学模式。（4）建立研究成果快速推广应用新机制，实行边研究边总结边推广的成果应用模式。四、教学改革基础1.与本项目有关的教学改革工作积累和已取得的教学改革工作成绩我们在本科实验教学中，就如何强化素质教育，培养创新型人才方面进行了一系列的改革，改革的思路是以开放式实验为基础，研究性实验的基本理念为指导，逐步形成开放式研究性实验教学模式。（1）确立开放式、研究性实验教学理念通常说认识决定态度，理念决定行动。我们在实验教学改革和研究中牢牢把握理念创新这条主线，以思想变革促进行为变革。早在1994年我们就在国内率先提出“开放实验”理念，并提出了“四开放”的具体措施，即：实验室开放（除上课外允许学生到实验室做实验）、时间开放（允许学生在任何时间到实验室做实验）、试剂开放（实验室像研究生一样开放和提供试剂使用）、仪器开放（实现真正意义上的资源共享），这一理念打破了“限时、限量、定点、定性”的传统约束型实验的做法。近5年，我们在开放式实验的基础上，提出“开放式、研究性”实验教学理念，这一新的实验教学理念的实施，能够从根本上改变教学与科研隔离的应试教育规则，使实验教学与科研得到紧密结合，为彻底改革应试教育，并由应试教育向核心能力、核心竞争力培养大迁移确定了方向。（2）创建“开放式、研究性”实验教学模式理念创新属于远景创新，要实现理念所规划的远景，还必须有相适应的模式。在提出研究性实验教学理念之后，我们积极设计与构建实现这一理念的科学模式，即“开放式、研究性”实验教学模式。在我们构建的新实验教学模式中，坚持开放的原则，将实验项目的组织与取舍都统一到是否有利于培养学生的分析问题与研究能力上，即以能力培养为核心,组织和遴选实验项目，或是科学设计实验项目。这一模式在执行中关键的改革是要求学生对所选实验项目都要进行文献查阅，并设计几个不同方案，进行比对论证和优化，培养学生的研究意识和能力。（3）改革实验课程体系，提高学生的创新设计能力在构建“开放式、研究性”实验教学模式中的一个重要改革是实验课程体系改革，调整和优化组合基本技能训练型、验证性、综合性实验项目，增加学生自主设计创新性实验项目。我们将实验体系分为三个层次：基本技能实验、综合与设计性实验、创新性实验，对不同类型的实验提出不同的要求，特别是创新性实验，学生可以自己设计全新的实验，也可以将原有的实验进行改造，赋予创新性内容，重在培养学生设计能力。（4）建立新的考核机制，培养论文撰写与演讲能力由于实验教学模式和体系进行了重大改革，我们对实验教学的考核机制进行了改革与创新，将考核与论文写作与口头演讲能力的培养结合起来，培养了学生的文字组织和口头表达能力。对于基本技能实验，我们采取实际操作的方法进行考核，而对于创新实验则要求学生按照科技论论文要求撰写论文，并经过答辩后才能获得成绩。在答辩时，我们组织学生评委评分，这种做法培养了学生学习如何公正合理地评判别人的能力。从2004年以来，通过开放式研究性实验教学模式的实践，学生共设计的研究性创新实验475个，已撰写研究性实验论文340多篇（05级遗传实验未统计），其中在正式发表刊物发表的论文82篇，编写论文集10本，总字数达216万多字。课程教师共发表教学论文12篇，（5）构建立体化实验平台，确保学习的系统性与连续性本科生的实验教学是按课程分门别类进行的，如何将不同的实验课构成一个立体化平台是我们进行的一项重要的实验教学改革的内容。由于细胞生物学与遗传学实验课程都是我们团队担任的，分别安排在大三的第一和第二学期进行，因此给我们的教学改革提供了较好的课程内容的组织空间。在保持两们实验课相对独立的基础上，我们还将部分实验内容打通，允许学生将细胞生物学部分未完成的创新实验延续到遗传学实验课程中继续进行，甚至鼓励将有前途的项目带进毕业论文，实现立体化的实验教学平台，确保学生对知识学习的系统性和科学研究的连续性。2.学校已具备的教学改革基础和环境，学校对项目的支持情况（含有关政策、经费及其使用管理机制、保障条件等，可附有关文件），尚缺少的条件和拟解决的途径中山大学是一所包括人文科学、社会科学、自然科学、技术科学、工学、医学、药学和管理科学等在内的综合性大学。学校设有人文科学学院、中国语言文学系、历史学系、哲学系、社会学与人类学学院、人文高等研究院（博雅学院、通识教育部）、岭南学院、国际商学院、外国语学院、国际交流学院、翻译学院、旅游学院、法学院、知识产权学院、政治与公共事务管理学院、亚太研究院、管理学院、创业学院、教育学院、传播与设计学院、资讯管理系、数学与计算科学学院、物理科学与工程技术学院、化学与化学工程学院、地理科学与规划学院、地球科学系、环境科学与工程学院、生命科学学院、海洋学院、信息科学与技术学院、软件学院、工学院、中山医学院、公共卫生学院、光华口腔医学院、护理学院、药学院等32个学院和5个直属系。另设有附属第一医院、孙逸仙纪念医院（附属第二医院）、附属第三医院、附属第五医院（珠海医院）、附属第六医院（附属胃肠肛门医院）等5所综合性医院，以及中山眼科中心（含眼科医院）、肿瘤防治中心（含肿瘤医院）、光华口腔医院等3个附属专科医院。学校现有102个本科专业，拥有哲学、中国语言文学、历史学、物理学、化学、生物学、数学与应用数学等7个国家级基础科学研究和教学人才培养基地及1个国家生命科学与技术人才培养基地，1个国家集成电路人才培养基地，化学、生物学、物理学、基础医学、临床技能、法学等6个国家级实验教学示范中心，首批国家大学生文化素质教育基地，以及中国第一个大学生体育训练基地。截至2009年11月，在校各类学生中有博士研究生4397人、硕士研究生10290人，在职攻读硕士学位研究生5721人，本科生32374人，来自港澳台的在校学生961人，来自各个国家、地区的在校留学生1585人、进修生2624人。中山大学学科门类齐全，现有22个博士学位授权一级学科、32个硕士学位授权一级学科，博士学位授权点涵盖了180个学科专业，硕士学位授权点涵盖了251个学科专业，还有专业学位授权领域27个，博士后科研流动站30个。学校现有2个一级学科国家重点学科、23个二级学科国家重点学科，6个二级学科国家重点（培育）学科，以及11个一级学科广东省重点学科、23个二级学科广东省重点学科。学校有一批水平先进、设施完善的实验室和科研基地。拥有“光电材料与技术”、“有害生物控制与资源利用”、“华南肿瘤学”、“眼科学”等4个国家重点实验室，“水生经济动物繁殖营养和病害控制”、“植物基因工程”等2个国家重点学科专业实验室，“南海海洋生物技术”国家工程研究中心以及“国家新药（抗肿瘤药物）临床试验”研究中心等国家级科研机构；拥有“聚合物复合材料及功能材料”、“基因工程”、“生物无机与合成化学”、“数字家庭”、“眼科学”、“肿瘤相关基因与抗肿瘤药物研究”、“热带病防治研究”、“干细胞与组织工程”、“水产品安全教育部重点实验室”等10个教育部重点实验室；有马克思主义哲学与中国现代化研究所、逻辑与认知研究所、港澳珠江三角洲研究中心、行政管理研究中心、历史人类学研究中心、中国非物质文化遗产研究中心等6个教育部人文社会科学重点研究基地以及6个广东省人文社会科学重点研究基地；并拥有眼科学实验室、肾脏病临床研究实验室、辅助循环实验室等3个卫生部重点实验室以及14个广东省重点实验室。学校有着雄厚的师资力量。全校共有教职工12547人，其中博士生导师966人，具有高级职称的1075人，具有副高职称的2080人。教师队伍中杰出人才辈出，目前有中国科学院院士11人（含双聘）、中国工程院院士2人（含双聘），国家级教学名师奖获得者7名，国家级有突出贡献的中青年专家15人，国家杰出青年科学基金获得者50人，教育部“长江学者”特聘教授21人，“长江学者”讲座教授15人，国家人事部“百千万人才工程”第一、二层次人选26人，19人入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”，122人入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，卫生部突出贡献专家20人，霍英东青年教师基金获得者15人、霍英东青年教师奖获得者18人。学校图书馆总建筑面积11万余平方米，藏书546.91万册（件），新书刊资料年增长量达17万余件。学校建立了规模可观的校园网，覆盖四个校区、接入计算机近5万余台，规模居中国高校校园网前列。许宁生校长对本科教学给予了特殊的重视，提出本科学位要金灿灿、沉甸甸的基本观点，有力促进了本科教学。学校加大了对本科教学的投入与支持。分管副校长、教务处领导组织制定了一系列教学改革保障政策，激励了教师参与改革的积极性。3.申请者和项目组成员所承担的教学改革和科研项目情况项目负责人王金发教授是首届国家名师奖获得者，领导的遗传、细胞生物学教学团队是国家级教学团队，对教学与科研的结合及相互促进非常重视，并较好解决了教学与科研的矛盾，取得了教学科研双丰收。（一）2004年以来的教学改革项目序起止年月项目名称项目来源主持人12004~细胞生物学国家精品课程教育部王金发22006~《细胞生物学与遗传学研究性教学团队》国家级教学团队教育部王金发32007~《现代生命科学》国家精品课程教育部王金发42009~《细胞与遗传学实验》国家级精品课程教育部王金发52008.9-2010生物学专业实验课程教学改革广东省教育厅王金发62009.9-2012研究型大学本科课堂教学质量评价体系研究中山大学教务处王金发72011~2012《上大学