生物科學(xué)專業(yè)綜合性大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

盧麗　陸幸妍　何崚　田素娟

摘 要：生命科學(xué)作為一門兼顧實(shí)驗(yàn)性及應(yīng)用性的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生命科學(xué)人才培養(yǎng)過程中起著重要作用。我院在近幾年的教學(xué)改革中，設(shè)立細(xì)胞生物學(xué)-遺傳學(xué)跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)，打破了以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主導(dǎo)的局面。本文闡述了我院生命科學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)管理，學(xué)習(xí)效果評價體系，為進(jìn)一步推進(jìn)綜合性實(shí)驗(yàn)改革提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)，綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

Abstract： Life science is a subject needs both experimental and applied techniques， experimental teaching plays an important role in the training process of life science student. In the recent years， we established the cell biology-genetics comprehensive experiment in our College， this reform had broken old situation in experimental teaching. To further promote the reform of the comprehensive experiment， we have summarized the design principles of comprehensive experiments， the teaching management and the evaluation system in our College.

Key words：Life science， comprehensive experiment， experimental teaching reform

引言

本院的生物科學(xué)專業(yè)旨在培養(yǎng)面向生物醫(yī)藥領(lǐng)域相關(guān)的科研、生產(chǎn)、醫(yī)院等企事業(yè)單位，具有堅(jiān)實(shí)的生物科學(xué)和生物技術(shù)的基本理論和實(shí)驗(yàn)技能，具備一定的創(chuàng)新素質(zhì)，能夠在生物醫(yī)藥領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究、生物檢測及其技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)和管理工作的應(yīng)用型創(chuàng)新性人才，以適應(yīng)現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展需求。傳統(tǒng)的生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用固定學(xué)時、以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主體的教學(xué)模式。但是這種教學(xué)模式逐漸暴露出一些問題，比如：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡單，相互融合較少；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多， 學(xué)生被動地按照教師的講授或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)的步驟驗(yàn)證課堂的理論知識，而忽視了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作以及科研思考分析能力的培養(yǎng)。因此，探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式逐步減少簡單驗(yàn)證、演示和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，設(shè)立綜合性大實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前教學(xué)改革的重點(diǎn)。而生物科學(xué)專業(yè)作為一門實(shí)驗(yàn)性及應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，不僅要求所培養(yǎng)的學(xué)生有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，更重要的是應(yīng)具備較強(qiáng)的動手實(shí)踐能力，所以在專業(yè)建設(shè)過程中，如何規(guī)劃與開設(shè)能夠體現(xiàn)生物科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)與培養(yǎng)方案的綜合性大實(shí)驗(yàn)是我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的關(guān)鍵。

1. 設(shè)計(jì)原則

所謂綜合性大實(shí)驗(yàn)綜合性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實(shí)驗(yàn)。是學(xué)生在掌握一定的基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用某一課程或多門課程知識， 對實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實(shí)驗(yàn)。而我院所實(shí)施的細(xì)胞生物學(xué)-遺傳學(xué)跨課程綜合性大實(shí)驗(yàn)則是綜合了細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)這兩門生物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論可得相關(guān)知識，在其基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上而開設(shè)的跨課程綜合性大實(shí)驗(yàn)，本文將介紹本院生物科學(xué)專業(yè)跨課程綜合性大實(shí)驗(yàn)的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)與成效。

1.1 綜合性實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

細(xì)胞生物學(xué)-遺傳學(xué)跨課程綜合性大實(shí)驗(yàn)的開設(shè)前提是學(xué)生要具備細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識，具備無菌實(shí)驗(yàn)技能，但如果不考慮學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作技能與實(shí)驗(yàn)知識，就強(qiáng)求學(xué)生去進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果只會“弄巧成拙”，從而失去開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)的原本的目的。對部分基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和重組。充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)資源，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方案進(jìn)行優(yōu)化，重組，從而設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前教學(xué)要求的綜合性實(shí)驗(yàn)。

針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)技能，以學(xué)生能熟練掌握為目的，如培養(yǎng)基的配置，無菌接種的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，要求教師要手把手教，力求學(xué)生熟練掌握培養(yǎng)基的配置及無菌操作技術(shù)，確保后續(xù)綜合性實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。而在綜合性實(shí)驗(yàn)階段，則以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力為目標(biāo)，要求學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)而獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師分階段進(jìn)行結(jié)果分析和指導(dǎo)。

1.2 系統(tǒng)性原則

綜合性實(shí)驗(yàn)不能只是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的簡單重復(fù)，而是包括查閱文獻(xiàn)，撰寫“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案”與實(shí)驗(yàn)報(bào)告等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在我院安排的細(xì)胞生物學(xué)-遺傳學(xué)跨課程綜合性大實(shí)驗(yàn)中，圍繞植物愈傷組織培養(yǎng)的熱點(diǎn)問題，組織學(xué)生首先查閱相關(guān)文獻(xiàn)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出植物愈傷組織培養(yǎng)的意義，通過綜合性實(shí)驗(yàn)要達(dá)到什么實(shí)驗(yàn)?zāi)康模绾伍_展具體實(shí)驗(yàn)，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么，都要讓學(xué)生認(rèn)真思考與討論后，寫出實(shí)驗(yàn)方案交給指導(dǎo)教師，然后根據(jù)教師的建議，修改相應(yīng)的方案，然后綜合運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)方法得出的結(jié)果，并進(jìn)行結(jié)果分析討論，最終寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生不僅掌握了比較系統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)，遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作技能，更重要的是通過綜合性大實(shí)驗(yàn)，學(xué)生模擬了一次相對完整的科研試驗(yàn)過程，調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了其科研思維。

2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)管理

2.1主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

細(xì)胞生物學(xué)-遺傳學(xué)跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)課程總學(xué)時為51學(xué)時，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)兩部分?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是課程的基本知識點(diǎn)和關(guān)鍵技能訓(xùn)練，后者周則貫穿了植物細(xì)胞組織培養(yǎng)、遺傳操作及遺傳分析等知識點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

2.2 教學(xué)管理

在教學(xué)時間安排上，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)安排在綜合性實(shí)驗(yàn)之前，而且在開展同時基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)同時組織學(xué)生開展相關(guān)文獻(xiàn)的檢索，撰寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案，為后續(xù)綜合性實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。而由于綜合性實(shí)驗(yàn)中愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)耗時較長，所以我們安排了一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)穿插在綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)間隙中，包括：細(xì)胞膜的通透性，細(xì)胞減數(shù)分裂的觀察，細(xì)胞中多糖和過氧化物酶的定位，植物細(xì)胞骨架的光學(xué)顯微鏡觀察等。這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)既有助于進(jìn)一步鞏固相關(guān)理論知識，也體現(xiàn)了綜合性實(shí)驗(yàn)在時間安排上的合理性。學(xué)生實(shí)驗(yàn)分組：綜合性實(shí)驗(yàn)4人/組，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)2人/組。組員共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但須獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3. 學(xué)習(xí)效果評價體系

在細(xì)胞生物學(xué)-遺傳學(xué)跨課程的考核過程中，我們要求學(xué)生嚴(yán)格按照學(xué)術(shù)論文的格式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鍛煉學(xué)生的科研素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)總評成績占課程總評成績的35%，其中，各部分成績構(gòu)成如下：實(shí)驗(yàn)考核成績占10%，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平均成績占10%；綜合實(shí)驗(yàn)成績占15%。其中綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績主要針對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量以及綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫質(zhì)量進(jìn)行綜合評定?？己藘?nèi)容側(cè)重于對實(shí)驗(yàn)技術(shù)的操作能力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，已對學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ龀鲚^為準(zhǔn)確的評價。此外，我們還以知識競賽的形式考查實(shí)驗(yàn)中基礎(chǔ)知識與技能，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時鞏固教學(xué)效果，活潑教學(xué)氣氛。

4. 結(jié)束語

我院生物科學(xué)專業(yè)自2005年招生以來已培養(yǎng)8屆本科畢業(yè)生，近年來，隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，我院生物科學(xué)專業(yè)在人才培養(yǎng)事業(yè)中也取得了可喜的成績。通過對在華大基因研究院聯(lián)合培養(yǎng)的學(xué)生的交談記錄、實(shí)習(xí)單位對學(xué)生的評價、用人單位對學(xué)生的評價等調(diào)查結(jié)果中得出，本院生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐動手能力及科研素質(zhì)普遍得到實(shí)習(xí)單位、用人單位的贊賞，畢業(yè)學(xué)生的專業(yè)水平能夠滿足用人單位的基本需求。此結(jié)果表明加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，對于培養(yǎng)生物科學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才具有積極地推動作用。

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*通訊作者：田素娟， E-mail：sjtian2005@aliyun.com

基金項(xiàng)目：廣東藥學(xué)院2015年“創(chuàng)新強(qiáng)校工程”項(xiàng)目-直接與生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)對接的生物科學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)示范專業(yè)（GYZLGC201505，粵教高函[2015]133號）資助