生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探討

王會(huì)巖 李艷

吉林醫(yī)藥學(xué)院檢驗(yàn)系， 吉林 吉林市 132013

生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探討

王會(huì)巖 李艷

吉林醫(yī)藥學(xué)院檢驗(yàn)系， 吉林 吉林市 132013

不斷深化生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,以改造實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ),以實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)為重點(diǎn),構(gòu)建符合現(xiàn)代高素質(zhì)生物技術(shù)人才培養(yǎng)需要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是高校教改的主要內(nèi)容之一。

生物技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；探討

21世紀(jì)是“生命科學(xué)的世紀(jì)”,生物技術(shù)被視為優(yōu)先發(fā)展的行業(yè),而備受重視。為此,我國確定要加快生物技術(shù)的人才培養(yǎng)工作，為推動(dòng)生物技術(shù)的迅速發(fā)展創(chuàng)造良好條件。在生物技術(shù)的人才培養(yǎng)中，實(shí)驗(yàn)是最重要的環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的高低，不僅直接影響學(xué)生動(dòng)手能力,還關(guān)系到學(xué)生以后的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力。

1 生物技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀

自從20世紀(jì)兩項(xiàng)最偉大的科技成就——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)[1]和DNA重組技術(shù)的發(fā)明[2]建立以來,生命科學(xué)已發(fā)展成為一個(gè)門類繁多、與多學(xué)科日益交叉的學(xué)科體系。而生物工程主要包括四方面的內(nèi)容：基因工程、細(xì)胞工程、微生物工程和酶工程[3]。它是以現(xiàn)代生物技術(shù)為基礎(chǔ)并結(jié)合化學(xué)工程學(xué)發(fā)展起來的。

當(dāng)今，世界生物工程的研究熱點(diǎn)主要是在生物技術(shù)方面，從全球生物技術(shù)最先進(jìn)的美國的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)可窺其一斑，進(jìn)入21世紀(jì)后,生命科學(xué)的發(fā)展重點(diǎn)從人類基因組測(cè)序轉(zhuǎn)向了基因功能探測(cè)和蛋白質(zhì)功能探測(cè)，美國率先引領(lǐng)了這一浪潮。私立和政府研究機(jī)構(gòu)分別啟動(dòng)了基因變異鑒別工程，目的是尋找20萬個(gè)與人類疾病有關(guān)的變異基因，這方面的成果將有助于開發(fā)更有效、副作用更小的藥物。聯(lián)邦衛(wèi)生部門還在著手進(jìn)行“臨床蛋白組學(xué)計(jì)劃”，開發(fā)以蛋白組研究為基礎(chǔ)的癌癥診療技術(shù)[4]。2003年，美國著名基因工程公司Genentech開發(fā)抗結(jié)腸直腸癌新藥Avastin取得成功，被醫(yī)學(xué)界稱為進(jìn)入治癌新紀(jì)元的標(biāo)志，Genen-tech是全球第一家生物技術(shù)公司，可以看出美國生物工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要在于利用生物技術(shù)研發(fā)新的治療藥物和診斷技術(shù)。

由于缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù),我國的生物工程企業(yè)大大落后于國外同行。這種現(xiàn)象之所以產(chǎn)生，除了我國的創(chuàng)新體制和政策有待完善外，最主要的原因是我國缺乏創(chuàng)新性的人才，而這直接與我們的生物工程高等教育相關(guān)。

以培養(yǎng)高素質(zhì)生物技術(shù)人才為目標(biāo)，對(duì)該學(xué)科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行的改革，是高校教改的主要內(nèi)容之一。

2 轉(zhuǎn)變觀念是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的前提

2.1 確立實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的獨(dú)立地位

在傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)以理論教學(xué)為中心、實(shí)驗(yàn)的目的只是用來驗(yàn)證理論結(jié)果。這種觀念導(dǎo)致重理論、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象在高校中長(zhǎng)期存在。隨著社會(huì)對(duì)人才需求觀念的變化，用人單位已將畢業(yè)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)操作能力作為就業(yè)考察的重要因素，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)這些能力的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以驗(yàn)證理論知識(shí)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力和進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的創(chuàng)造能力。同時(shí),也有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、探索進(jìn)取的敬業(yè)精神、堅(jiān)忍不拔的頑強(qiáng)毅力、一絲不茍的工作作風(fēng)和敏銳的直覺能力。在現(xiàn)代高等教育中，學(xué)生不僅需要堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，更需要較強(qiáng)的動(dòng)手能力。

2.2 調(diào)整教師在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的角色

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，整個(gè)實(shí)驗(yàn)是以教師為中心進(jìn)行的。教師包攬了實(shí)驗(yàn)中的絕大部分的工作，這樣非常不利于學(xué)生積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，教師必須進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換。教師更多的應(yīng)該是進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。將一些儀器設(shè)備的操作進(jìn)行多媒體課件,由學(xué)生進(jìn)行模擬訓(xùn)練。開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生通過實(shí)際動(dòng)手掌握一般的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)中，主要是幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，糾正不當(dāng)操作，使學(xué)生能夠較好地利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。

2.3 轉(zhuǎn)變學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的角色

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往是教師確定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)條件。學(xué)生只要按部就班地進(jìn)行操作，不需要過多地進(jìn)行思考和分析，得不到應(yīng)有的能力訓(xùn)練。為了提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，需對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，需要發(fā)揮學(xué)生的主體地位。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、完成實(shí)驗(yàn)操作，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)得失。在充分參與實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中，學(xué)生不僅要?jiǎng)邮?，而且更需要?jiǎng)幽X。

3 實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的核心

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程體系

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)效果，關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)課程。在傳統(tǒng)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課程大多依附于理論課程，實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，各門課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容各自獨(dú)立，自成一套，相互之間存在著大量的低水平重復(fù)，不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能。因此，實(shí)驗(yàn)課程體系的改革是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的重點(diǎn)。為了充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物技術(shù)人才培養(yǎng)中的重要作用，可以打破固有的課程體系，整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程。例如：將“細(xì)胞生物學(xué)”、“細(xì)胞工程”及“組織培養(yǎng)學(xué)”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合后，設(shè)置“細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”。獨(dú)立設(shè)置課程后，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以統(tǒng)籌安排，優(yōu)化組合，解決了以往實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)等問題。

3.2 設(shè)置科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的集中體現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)是中心工作。過去，由于實(shí)驗(yàn)課附屬于理論課，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往只是驗(yàn)證理論。目的單一、內(nèi)容簡(jiǎn)單、操作容易，學(xué)生實(shí)驗(yàn)后感覺收獲不大。為了克服實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的這些缺點(diǎn)，配合新的實(shí)驗(yàn)課程體系，重新審訂所有設(shè)置的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，保留培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的驗(yàn)證型項(xiàng)目，將大多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改造或新開為能夠代表本學(xué)科前沿領(lǐng)域的綜合性、設(shè)計(jì)性或研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.3 改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)手段

在確定了實(shí)驗(yàn)課程體系及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容后，采取何種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法去充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性是提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)水平的關(guān)鍵。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教師由于擔(dān)心學(xué)生在操作中出現(xiàn)失誤，總是把實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果等講得十分詳細(xì)，然后讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書依樣畫葫蘆地進(jìn)行操作。這樣雖然能保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，但對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、積極創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性方面是非常不利。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革，就是要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，引發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的好奇心和興趣，以培養(yǎng)他們實(shí)際動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力。改變過去以教師為中心、單純向?qū)W生單純灌輸?shù)慕虒W(xué)方式。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做到以學(xué)生為本，強(qiáng)調(diào)和發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的主體地位。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，教師只是簡(jiǎn)明扼要地說明重要儀器設(shè)備操作的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)中可能發(fā)生的問題及需要注意的事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)收集、結(jié)果分析等，都由學(xué)生自己動(dòng)手完成。同時(shí)，在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作中，教師還采用提問式、啟發(fā)式教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象，幫助學(xué)生一起分析和研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采用新的教學(xué)方法后，學(xué)生的失誤增多了，但學(xué)生面對(duì)實(shí)際問題運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行深入思考的機(jī)會(huì)也增加了。通過不斷地糾正錯(cuò)誤，學(xué)生最終完成了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教學(xué)任務(wù)，不僅鞏固了理論知識(shí)，加強(qiáng)了分析和解決實(shí)際問題的能力，得到科學(xué)基礎(chǔ)訓(xùn)練，而且培養(yǎng)了創(chuàng)新精神。

[1]楊文修，陳立君.物理學(xué)新技術(shù)與生命科學(xué)前沿研究[J].物理實(shí)驗(yàn).2004, 24 (3): 3～7

[2]葛永林，徐正春.關(guān)于我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)思考[J].科技進(jìn)步與對(duì)策.2003(9): 80～82

[3]潘愛華.迎接生物學(xué)世紀(jì)的曙光[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué).2000, 21(2): 11～12

[4]孫剛.國外生物技術(shù)發(fā)展剪影[J].安徽科技.2003(10): 42～43

王會(huì)巖（1968-）博士。吉林市吉林大街5號(hào)，吉林醫(yī)藥學(xué)院檢驗(yàn)系。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.18.100