生物工程技術(shù)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與探索

曹飛 任家強(qiáng) 張友杰 任俊 趙為

［摘要］為提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和專業(yè)綜合素質(zhì)，以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才為目的 ，從調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容入手 ，開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)生物工程技術(shù)類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革嘗試。

［關(guān)鍵詞］生物工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新

［中圖分類號(hào)］G642［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2012）04-0049-03

一、引言

培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)創(chuàng)新人才已成為高等院校教育發(fā)展的重要趨勢(shì)，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是重要的發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求應(yīng)用型人才的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)校教學(xué)培養(yǎng)中起著重要作用，并成為學(xué)校教學(xué)的亮點(diǎn)。這就取決于學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大膽改革和創(chuàng)新，已取得了一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果，并將進(jìn)一步推進(jìn)，為培養(yǎng)具有寬口徑、重基礎(chǔ)、重技能、高素質(zhì)綜合型應(yīng)用型人才而努力[1]。

二、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)狀況

實(shí)驗(yàn)課依附于理論課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是理論教學(xué)的補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)附屬在理論課成績(jī)當(dāng)中，沒(méi)有獨(dú)立的地位，弱化了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視[2，3，4]；實(shí)驗(yàn)課程門(mén)類多，實(shí)驗(yàn)課程之間重復(fù)內(nèi)容較多；實(shí)驗(yàn)課程多，每門(mén)實(shí)驗(yàn)課程一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，造成了表面上實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備短缺的假象；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法呆板 、單一、落后，教師“照單抓藥”、學(xué)生“依葫蘆畫(huà)瓢”，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性[3]；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、分散，缺乏系統(tǒng)性與整體性，學(xué)生難以受到本專業(yè)系統(tǒng)的、完整的實(shí)驗(yàn)技能技巧的訓(xùn)練，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4-7]；實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間短，彼此獨(dú)立，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的相互滲透。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革狀況

（一）管理體制

實(shí)驗(yàn)室實(shí)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心管理體制，教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)行校、系（中心）兩級(jí)管理，實(shí)行實(shí)驗(yàn)中心主任負(fù)責(zé)制，實(shí)驗(yàn)中心主任對(duì)中心的全部實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作、全部教育教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)配，并建立以實(shí)驗(yàn)中心主任為組長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中心領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重大事情 ， 在中心主任領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行集體決策。

（二）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模式

根據(jù)學(xué)校、學(xué)科特點(diǎn)和課程的相關(guān)性 ，整合了分散建設(shè)、分散管理的實(shí)驗(yàn)室 ，集中于實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)。徹底改變了一課一室、封閉運(yùn)行、教學(xué)資源低效使用、教學(xué)經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理模式的弊端 ， 實(shí)現(xiàn)了一室多課、開(kāi)放運(yùn)行，可對(duì)多學(xué)科、多專業(yè)開(kāi)設(shè)不同而又相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課，達(dá)到了任務(wù)飽滿、教學(xué)資源高效共享的目標(biāo)。

（三）運(yùn)行機(jī)制

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心根據(jù)具體情況制定了必要的規(guī)章制度，再加上學(xué)校實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處制定的一系列規(guī)章制度，使中心工作步入制度化、規(guī)范化、科學(xué)化、高效化運(yùn)行軌道 ， 保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入發(fā)展和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的充分共享。

（四）實(shí)驗(yàn)課程已單獨(dú)成立體系

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心徹底改變了實(shí)驗(yàn)課依附于理論課，處于從屬地位的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，已建立了單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)課程體系，與理論課平行開(kāi)設(shè)，既相互協(xié)調(diào)，又相輔相成。正式出版實(shí)驗(yàn)教材3本，分別為生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、普通生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、酶工程實(shí)驗(yàn)，已成稿校內(nèi)印刷有7本，分別為微生物實(shí)驗(yàn)、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)、生化工藝實(shí)驗(yàn)、免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、基因工程實(shí)驗(yàn)。但這種自成體系實(shí)驗(yàn)課程仍存在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)，設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不足等缺陷，還有待進(jìn)一步改革完善[8]。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究探討

針對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)，設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不足等缺陷，學(xué)校對(duì)生物工程技術(shù)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了研究，現(xiàn)取得一定的進(jìn)展。

（一）企業(yè)所需生物工程技術(shù)類人才知識(shí)結(jié)構(gòu)調(diào)查問(wèn)卷

本次調(diào)查問(wèn)卷共發(fā)放了450份問(wèn)卷，回收有效問(wèn)卷402份，回收率為89.3％。調(diào)查問(wèn)卷共分五個(gè)部分，分別為企業(yè)的所屬行業(yè)、企業(yè)所需人才類型、企業(yè)所需的生物工程技術(shù)、企業(yè)所需的生物技術(shù)、企業(yè)所需知識(shí)結(jié)構(gòu)。

1.所屬行業(yè)調(diào)查結(jié)果。在402份問(wèn)卷中，其中生物工程占43.2％，生物技術(shù)占29.7％，制藥工程占21.6%，科學(xué)研究和綜合技術(shù)服務(wù)業(yè)占2.7% ，其他占2.8%。結(jié)論：調(diào)查行業(yè)主要為生物工程技術(shù)類行業(yè)。

2.所需人才類型。在402份問(wèn)卷中，其中應(yīng)用基礎(chǔ)理論人才占73.8%，技能型人才占83.3%，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)型人才占70% 。結(jié)論：企業(yè)對(duì)三種人才均有需求，所需人才類型為應(yīng)用型技能人才占多數(shù)。因此，綜合型應(yīng)用型人才就業(yè)前景較好，也是學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)。

3.所需的生物工程技術(shù)。經(jīng)調(diào)查分析：企業(yè)對(duì)細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、生物工程、工業(yè)生物技術(shù)、微生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、醫(yī)藥生物技術(shù)方面的知識(shí)需求較多。

4.所需人才知識(shí)結(jié)構(gòu)。經(jīng)調(diào)查分析，企業(yè)對(duì)具有下列知識(shí)的人才需求較大：測(cè)量誤差、電工基礎(chǔ)知識(shí)、水工基礎(chǔ)知識(shí)、物理常數(shù)、定性分析知識(shí)、定量分析知識(shí)、提取分離和制備知識(shí)、植物學(xué)知識(shí)、動(dòng)物學(xué)知識(shí)、生物化學(xué)知識(shí)、酶學(xué)知識(shí)、微生物學(xué)知識(shí)、儀器設(shè)備操作知識(shí)等。

（三）建立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)教學(xué)模式

為構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系，根據(jù)所需人才知識(shí)結(jié)構(gòu)調(diào)查，組織編寫(xiě)了《基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)指導(dǎo)書(shū)》，內(nèi)容共分五個(gè)模塊，分別為實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能模塊，化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和技能模塊，動(dòng)、植物基礎(chǔ)知識(shí)模塊，生物化學(xué)基本知識(shí)模塊，微生物基礎(chǔ)知識(shí)模塊。共224學(xué)時(shí)，周學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)，共12學(xué)分（上學(xué)期6學(xué)分，下學(xué)期6學(xué)分），授課對(duì)象為：生物工程專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)、微生物應(yīng)用專業(yè)，在進(jìn)校第１、２學(xué)期開(kāi)出。

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的目標(biāo)。改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，系統(tǒng)強(qiáng)化學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、自主獲取知識(shí)的能力，啟迪學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)［１］。

2.遵循的原則。（1）拓寬基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)范圍，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性，自主性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原則；（2）培養(yǎng)動(dòng)手能力，實(shí)踐能力和發(fā)散性思維方法的原則；（3）以就業(yè)為導(dǎo)向，面向生產(chǎn)實(shí)際的原則；（4）實(shí)驗(yàn)耗材無(wú)毒或低毒、低價(jià)格、低能耗的原則；（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法體現(xiàn)現(xiàn)代科技進(jìn)步的原則；（6）各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須精煉，不得重復(fù)的原則。

3.綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)模式的探討。在現(xiàn)有的管理體制和運(yùn)行機(jī)制下，著手建設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)模式。綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)模式結(jié)合細(xì)胞工程、基因工程、發(fā)酵工程、酶工程、生物工程等專業(yè)核心課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)各種實(shí)驗(yàn)方法結(jié)合起來(lái)，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇、實(shí)驗(yàn)儀器選擇、實(shí)驗(yàn)方法和操作規(guī)程到自己動(dòng)手搭置流程、調(diào)試流程、測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等[9]。這部分的教學(xué)內(nèi)容本著加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)口徑，旨在培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生從“原料”到“產(chǎn)品”知識(shí)技能的綜合運(yùn)用能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量為原則。教師采取與學(xué)生平等討論、切磋交流、協(xié)同合作的方式，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)氛圍。實(shí)驗(yàn)教師對(duì)掌握了基本實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)生應(yīng)實(shí)行“放手”，以充分保證學(xué)生的獨(dú)立自主，讓學(xué)生親自去體驗(yàn)、感受、摸索、發(fā)現(xiàn)，從中品嘗艱辛、積累經(jīng)驗(yàn)、享受成功、獲取信心知識(shí)和心理方面的收獲。實(shí)驗(yàn)教師還應(yīng)估計(jì)學(xué)生會(huì)遇到棘手的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行審視、輔導(dǎo)把關(guān)，重點(diǎn)提升綜合運(yùn)用實(shí)踐能力，為學(xué)生畢業(yè)論文即研究探索型實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這樣通過(guò)三個(gè)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的教學(xué)，可以培養(yǎng)出重基礎(chǔ)、寬口徑、抓綜合、謀創(chuàng)新的綜合應(yīng)用型人才。

4.研究探索型實(shí)驗(yàn)的研究探討。為了把好教學(xué)質(zhì)量關(guān)，真正培養(yǎng)出綜合應(yīng)用型人才，已經(jīng)有本科畢業(yè)生430人啟動(dòng)研究探索型實(shí)驗(yàn)即畢業(yè)論文，設(shè)立了“研究探索實(shí)驗(yàn)基金”，投資基金22萬(wàn)元，基金運(yùn)作從每年的10月到翌年的5月。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由實(shí)驗(yàn)教師結(jié)合自己科研實(shí)際，每個(gè)老師給出3-5個(gè)論文題目，由學(xué)生根據(jù)興趣自己選擇，經(jīng)指導(dǎo)老師指導(dǎo)開(kāi)題報(bào)告后，該項(xiàng)目由學(xué)生獨(dú)立完成，包括查閱文獻(xiàn)、制定實(shí)驗(yàn)耗材計(jì)劃、藥品配制、常規(guī)儀器操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析、畢業(yè)論文撰寫(xiě)等，旨在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)踐操作和綜合運(yùn)用能力。指導(dǎo)老師除對(duì)學(xué)生開(kāi)題報(bào)告指導(dǎo)外，還要負(fù)責(zé)學(xué)生紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)室的安全教育、學(xué)生實(shí)驗(yàn)中所遇到問(wèn)題的解決、學(xué)生畢業(yè)論文的批閱等。

五、結(jié)束語(yǔ)

生物工程技術(shù)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)和綜合創(chuàng)新部分充分考慮了企業(yè)的需求，減少了重復(fù)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，節(jié)約了資源；增加了綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，也是在落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，落實(shí)高等教育理念，突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力、實(shí)踐探索能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)中的重要作用。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不能一蹴而就，需要在實(shí)踐中不斷的探索和創(chuàng)新。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革將是一項(xiàng)常抓不懈的工作，不斷在實(shí)踐中提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。［參考文獻(xiàn)］

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［責(zé)任編輯：雷艷］