基于生物工程專業(yè)大一學(xué)生“創(chuàng)新技能訓(xùn)練”課程的建設(shè)和思考

高婷婷　崔振波　楊盛　于麗　劉佩勇

摘 要 針對大一新生增設(shè)的“創(chuàng)新技能訓(xùn)練”課程，旨在幫助學(xué)生建立實驗室安全防范意識，訓(xùn)練學(xué)生掌握實驗中心儀器設(shè)備的操作方法，以培養(yǎng)其基本科研素養(yǎng)。首年試教，取得了一定的教學(xué)效果，同時也暴露了一些問題。本文從課程內(nèi)容的設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)平臺的支撐作用和考評機制三個方面，詳細(xì)介紹了創(chuàng)新技能訓(xùn)練課程的運行管理模式，總結(jié)了實踐教學(xué)過程中的不足。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新技能訓(xùn)練 儀器設(shè)備培訓(xùn) 實驗室安全 實踐教學(xué)

中圖分類號：G714文獻標(biāo)識碼：A

實踐教學(xué)是高校教學(xué)方式的重要組成，旨在培養(yǎng)學(xué)生的研究和實踐能力，尤其對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有重要意義。生物學(xué)是一門基于實驗的學(xué)科，創(chuàng)新型生物學(xué)人才的培養(yǎng)更依賴于啟發(fā)式、開放式、探究式的實踐教學(xué)方法。傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，只側(cè)重對知識的灌輸，受限于書本，已經(jīng)不能適應(yīng)生命科學(xué)和生物高科技產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的需求。

國內(nèi)高校生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的實踐教學(xué)中一直存在的“重理論、輕實踐”的弊端。相比于對理論學(xué)習(xí)模式的快速適應(yīng)，大多數(shù)新生在接受實踐教學(xué)專業(yè)訓(xùn)練的入門階段往往存在著“慢熱”的尷尬情況。很多學(xué)生升入高年級后還會出現(xiàn)實驗室安全意識不強、儀器設(shè)備操作不規(guī)范等問題。究其原因，一是高中階段學(xué)生們重在學(xué)習(xí)理論，缺乏實踐經(jīng)驗;二是實踐教學(xué)缺乏獨立評價體系，地位上從屬于理論教學(xué)，學(xué)生不重視。

東北大學(xué)生命學(xué)院生物工程專業(yè)的大一新生身上存在的問題既有普遍性也有特殊性。近年來，本專業(yè)第一志愿錄取占比較少，而通過其他志愿以及自主招生和綜合評價錄取比例較高。一些學(xué)生對本專業(yè)的熱情本就不高，一遇困難便很容易產(chǎn)生畏難情緒，從而更加被動和機械。2019年暑期小學(xué)期，東北大學(xué)生命學(xué)院針對新生開設(shè)了“創(chuàng)新技能訓(xùn)練”課程。重點內(nèi)容是進行實驗室安全教育培訓(xùn)和實驗教學(xué)中心里現(xiàn)存的近百種儀器設(shè)備使用方法的培訓(xùn)。本次“創(chuàng)新技能訓(xùn)練”，生科院2018屆共84位學(xué)生全部參與，為期2周，主講教師由生科院8位實驗技術(shù)人員擔(dān)任。課后調(diào)查問卷結(jié)果顯示：23%的學(xué)生表示“感興趣，學(xué)習(xí)有動力”、79%的學(xué)生表示“全程學(xué)習(xí)很認(rèn)真”、74%的學(xué)生表示“學(xué)過的大部分儀器能夠上手操作”。調(diào)查結(jié)果表明新課程初步起到了“破冰”、“過渡”的作用，在夯實學(xué)生專業(yè)技能素養(yǎng)方面起到一定的效果。

1實驗室安全教育培訓(xùn)

安全教育培訓(xùn)的主體內(nèi)容突出了生物學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點。除去一般性的實驗室水、電、消防等安全問題，易制毒易制爆的生化藥品和試劑的使用，活體實驗動物操作，大型精密貴重儀器和特種設(shè)備的使用規(guī)范，壓縮氣體鋼瓶，實驗室“三廢”處理，還有近些年來越來越受重視的實驗室生物安全問題，生物學(xué)實驗室都有涉及，是安全教育培訓(xùn)的重點。

上述主要問題的講解內(nèi)容都各有側(cè)重點：

（1）消防安全部分著重指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會滅火器、滅火毯、洗眼器等應(yīng)急用具的使用方法;

（2）生物實驗室經(jīng)常用到的典型劇毒、強腐蝕性、致畸致癌的生化試劑，如溴化乙錠、秋水仙素、焦碳酸二乙酯等藥品，培訓(xùn)中重點講解，確保教會學(xué)生操作時如何細(xì)心防護、正確回收廢棄物;

（3）活體動物實驗過程中防護用品的選擇和穿戴、正確抓取和固定的方法、動物抓傷咬傷和動物逃逸等應(yīng)急處理辦法即是這部分的重點內(nèi)容;

（4）高壓蒸汽滅菌器、超低溫冰箱等是生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生經(jīng)常用到的特種設(shè)備，應(yīng)當(dāng)保證人人能做到熟練操作;

（5）實驗室“三廢”處理問題中，“廢液”的處理問題最為常見，也最為復(fù)雜和重要，應(yīng)重點詳細(xì)講解;

（6）面對實驗室生物安全這個重大問題，學(xué)生應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)了解生物危害，生物安全水平分級，安全屏障及要求，適當(dāng)了解生物安全措施及操作流程，重點學(xué)會生物安全設(shè)備，如生物安全柜，防護服的使用。

2 儀器設(shè)備使用規(guī)范培訓(xùn)

在儀器設(shè)備使用培訓(xùn)中，起初教師們普遍采取的方法是先用課件講解儀器設(shè)備的原理、操作規(guī)程和注意事項，之后播放儀器操作的視頻，左后讓學(xué)生動手操作。這種教學(xué)方式能保證講解內(nèi)容體系完整，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，但對于原理和操作都非常復(fù)雜的儀器不適用，如果講解內(nèi)容過多，課堂時間有限，留給學(xué)生動手實踐的時間被擠壓，學(xué)生容易喪失興趣。針對這些問題，教師們從以下兩個方面進行了調(diào)整：

（1） 將所有儀器規(guī)范操作的視頻、微課掛在網(wǎng)絡(luò)平臺供學(xué)生課前預(yù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，供學(xué)生課后隨時查看復(fù)習(xí)。鼓勵學(xué)生自主思考，帶著問題走入課堂，課堂的寶貴時間重點用在講解較難理解的儀器設(shè)計原理和特殊注意事項上，留出更多的時間供學(xué)生實際上手操作練習(xí);

（2）梳理儀器的講解順序，把原理接近、用途互通的儀器串聯(lián)到一起，如：紫外分光光度計、Nanodrop、酶標(biāo)儀等。把不同類型的儀器整合成一個具體的實驗項目，起到事半功倍的效果。

3網(wǎng)絡(luò)平臺對本課程的支撐作用

將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺融入到生物學(xué)實踐教學(xué)中可以發(fā)揮巨大作用。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不受教學(xué)時間和空間的限制，在學(xué)習(xí)資源共享、方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和加強師生交流方面具有天然優(yōu)勢。教師可將課件，實驗微課及其它相關(guān)資料上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺供學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，不僅能大量節(jié)約課堂上原本用灌輸知識點的時間，給實操環(huán)節(jié)留出更大空間，還能更好地澄清各種復(fù)雜實驗的技術(shù)細(xì)節(jié)，提高實踐教學(xué)效果。

虛擬仿真實驗平臺的建設(shè)更是為使用到精密復(fù)雜大型儀器的工程技術(shù)教學(xué)提供了絕佳的途徑。目前本門課程已經(jīng)在高教出版社數(shù)字課程云平臺（ICC平臺）開設(shè)了網(wǎng)課，名為“科研技能訓(xùn)練”，實驗教學(xué)中心的多項虛擬仿真項目基本建設(shè)完成，為以上目標(biāo)的實現(xiàn)打下了堅實基礎(chǔ)。

4創(chuàng)新技能訓(xùn)練課程的考評機制

建立合理的考評機制是保證課程教學(xué)效果的重要前提。在本門課程的教學(xué)過程中，本著激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的初衷，課前發(fā)給每位學(xué)生一本羅列著實驗中心所有儀器設(shè)備清單的“儀器使用證”。每次課程結(jié)束后，教師會地在每位學(xué)生的使用證上蓋名章，以示該學(xué)生該儀器設(shè)備“培訓(xùn)合格”。實踐表明，該種方法在一定程度上消弭了大一學(xué)生對本專業(yè)的“陌生感”和“畏難情緒”，有助于初步建立學(xué)生們的專業(yè)自信心，切實增強了學(xué)生們的“獲得感”，有一定的可取之處。

5實踐教學(xué)過程中存在的不足

本門課程首年試教，取得了一定的教學(xué)效果，同時也暴露了一些不足之處。

（1）本門課程的考評機制不夠完善：教師給學(xué)生的“蓋章”是無差別的，有些學(xué)生蒙混過關(guān)，過程中存在“丟證”、“竄證”現(xiàn)象。本人以為應(yīng)該搭配上根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容而量身打造的更為詳細(xì)的考評辦法，按照課前預(yù)習(xí)，隨堂測驗，小作業(yè)，結(jié)課考試這四部分按比例給出成績。

（2）本課程在輔助教材的方面還是空白。實驗教學(xué)中心應(yīng)當(dāng)編寫內(nèi)容全面細(xì)致、可操作性強的的實驗室安全手冊，方便學(xué)生系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。

（3）本門課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)置上很充分地體現(xiàn)了“技能訓(xùn)練”的特點，但在針對學(xué)生創(chuàng)新力的培養(yǎng)上稍顯欠缺，課程內(nèi)容的廣度和深度都亟待繼續(xù)挖掘。

6結(jié)語

重視實踐教學(xué)，從新生入校的起步階段做起。生命學(xué)院針對大一新生開設(shè)的創(chuàng)新技能訓(xùn)練課程是對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的補充，技能訓(xùn)練既是傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ降难由?，也是對驗證性實驗的突破，對學(xué)生創(chuàng)新力的培養(yǎng)起到啟發(fā)作用。它的核心在于對技術(shù)要點的掌握，要求“會做”，不是簡單的“做過”，允許反復(fù)練習(xí)，寬容失敗，鼓勵重做。為了達(dá)到這一目標(biāo)，教師們需要對初學(xué)者給予更多的耐心和更詳細(xì)的指導(dǎo)，創(chuàng)新技能訓(xùn)練課程內(nèi)容的建設(shè)和運行管理模式也值得教師們深入思考和探索，靈活運動各種教學(xué)手段，建立更符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的技能訓(xùn)練方法，配合合理的考評機制，不斷自我完善更新，尤其是要配合課程內(nèi)容的不斷挖掘和積極探索，才能始終走在時代前沿，充分啟發(fā)學(xué)生的潛在創(chuàng)新力，為社會培養(yǎng)更優(yōu)秀的人才。

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