轉(zhuǎn)型發(fā)展及應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的探索

張永芳，王明明，劉建霞，李俠，劉利敏

（山西大同大學(xué)，山西 大同 037006）

政策是引導(dǎo)高校教育轉(zhuǎn)型最好的導(dǎo)師。國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中提出：教學(xué)是高等學(xué)校的基礎(chǔ)性工作，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。國(guó)家教育部在“十一五”規(guī)劃中指出，實(shí)驗(yàn)課程在本科生培養(yǎng)期間占有舉足輕重的地位。山西大同大學(xué)是山西省本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變?cè)圏c(diǎn)高校、山西省首批高水平應(yīng)用型本科高校。為了更好地利用轉(zhuǎn)型這個(gè)契機(jī)，適應(yīng)我校發(fā)展需求，生命科學(xué)學(xué)院針對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行了大量的課程改革，包括人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置等。“分子生物學(xué)”作為生物科學(xué)、生物工程、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等理、工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，隨著生物產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，逐漸成為了一門(mén)核心課程，是學(xué)習(xí)遺傳學(xué)、基因工程的重要橋梁[1]?！胺肿由飳W(xué)實(shí)驗(yàn)”是“分子生物學(xué)”理論課程的有效輔助，是學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)理解和驗(yàn)證理論結(jié)果的重要手段，適應(yīng)當(dāng)今飛速發(fā)展的生命科學(xué)時(shí)代，掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)的重要途徑。

為了更好地達(dá)成應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生掌握分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及探究能力，自開(kāi)設(shè)“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程以來(lái)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)從2009 年的12 學(xué)時(shí)跳躍到了2013 年的30 學(xué)時(shí)，之后2015 年壓縮后為16 學(xué)時(shí)，但相比其他課程學(xué)時(shí)所占比例仍較大，可見(jiàn)，我校對(duì)“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)非常重視。而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)還是比較傳統(tǒng)，如教學(xué)內(nèi)容脫離社會(huì)，教學(xué)方式、方法單一，創(chuàng)新性不足等。這些均大大限制了技能操作在實(shí)踐中的靈活運(yùn)用。針對(duì)以上問(wèn)題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷實(shí)踐，在教學(xué)內(nèi)容、方法手段及教學(xué)反思、課程評(píng)價(jià)方面進(jìn)行了改革，探索出了適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的教學(xué)模式，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了從“會(huì)動(dòng)手，會(huì)操作”向“技術(shù)上層次，技能可上崗，工作能獨(dú)立”轉(zhuǎn)變，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革探索

1.1 重塑教學(xué)目標(biāo)

“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性極強(qiáng)的新興學(xué)科。隨著科學(xué)研究進(jìn)展的突飛猛進(jìn)，分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域，使其成為二十一世紀(jì)生物學(xué)高等教育的核心課程。

原“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)目標(biāo)注重學(xué)生掌握分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)。為更好地適應(yīng)專業(yè)課程設(shè)置的調(diào)整，體現(xiàn)培養(yǎng)實(shí)用性、創(chuàng)新性的生物人才目標(biāo)，教研組重塑教學(xué)目標(biāo)，具體包括以下三方面：一是通過(guò)熟悉分子生物學(xué)研究的基本方法，能夠?qū)嵤┭芯克婕暗膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識(shí)目標(biāo)；二是提升批判性閱讀文獻(xiàn)、科學(xué)分析能力、發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題、獲得知識(shí)遷移能力目標(biāo)；三是塑造科學(xué)精神、工匠精神，增強(qiáng)歷史使命、時(shí)代責(zé)任感的情感目標(biāo)。知識(shí)、能力、情感“三位一體”的目標(biāo)凸顯了培養(yǎng)人才的重點(diǎn)不僅僅只是專業(yè)知識(shí)，更注重三者合一。

1.2 拓寬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

原有“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容主要依據(jù)魏群主編的《“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”指導(dǎo)》教材進(jìn)行教學(xué)，案例教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)頗少，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生只需要在了解原理的基礎(chǔ)上按部就班做就可以做出結(jié)果，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)意義了解不夠深入，學(xué)生難以理解抽象的理論，無(wú)法產(chǎn)生共鳴，更不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系，定位保持原有學(xué)科完整性、科學(xué)性的同時(shí)，增加實(shí)用性、實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容至關(guān)重要[2，3]。

基于“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容整體性、連貫性較強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生完整的科研思路和創(chuàng)新能力的特點(diǎn)，近年來(lái)，教研組結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品將其內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化和整合。學(xué)期初，任課教師深入企業(yè)與專家交流，調(diào)查當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展需求，刪除陳舊、實(shí)用性不強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以需求為基礎(chǔ)，增加設(shè)計(jì)型、探究型、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的課題作為選題（相近的選3～4個(gè)）下發(fā)給學(xué)生。如山西大同地處山西省北部，作物多以小雜糧為主，具有抗寒抗旱的特點(diǎn)，因此以抗寒、抗旱基因作為研究對(duì)象，以普通苗和抗旱苗作為研究材料，設(shè)計(jì)DNA提取、PCR擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn)。一方面通過(guò)把教師科研方法滲透到教學(xué)中，提升學(xué)生科研能力；另一方面通過(guò)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展需求結(jié)合，讓學(xué)生感到學(xué)有所用、能用、會(huì)用，從而產(chǎn)生共鳴，降低了知識(shí)枯燥乏味感，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新性，從而提升學(xué)生的探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)、人文精神，實(shí)現(xiàn)了“三位一體”的教學(xué)目標(biāo)。

1.3 修訂教學(xué)大綱，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

教學(xué)大綱是教學(xué)綱目、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)學(xué)時(shí)的指導(dǎo)文件。根據(jù)教學(xué)定位，我們對(duì)教學(xué)大綱響應(yīng)進(jìn)行了調(diào)整。學(xué)期初依據(jù)教學(xué)大綱對(duì)教學(xué)進(jìn)度適當(dāng)做了修改，同時(shí)依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀正在同步編寫(xiě)《分子生物實(shí)驗(yàn)》教材。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改革探索

2.1 翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人

充分利用我校和地方產(chǎn)業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境在人才培養(yǎng)中的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)性地模擬企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，以實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目為主線，實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、案例討論式為主要方法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)適合企業(yè)需要的應(yīng)用型人才。

原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以教師為主，如教師配藥品，教師寫(xiě)板書(shū)，教師講解操作步驟原理，學(xué)生被動(dòng)地寫(xiě)報(bào)告，采用的是“獨(dú)角戲”和“填鴨式”教學(xué)法，老師拼命講，學(xué)生拼命記，不僅浪費(fèi)時(shí)間，還沒(méi)有將知識(shí)學(xué)透，創(chuàng)新更談不上，不注重“以生為本”。教學(xué)改革后，課前引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入企業(yè)了解地方特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程，通過(guò)調(diào)研，學(xué)生提出并收集問(wèn)題，指導(dǎo)教師匯總課題，將與教學(xué)相關(guān)的課題下發(fā)學(xué)生，學(xué)生課下通過(guò)“學(xué)習(xí)通”App、中國(guó)大學(xué)慕課等軟件學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)理論及操作視頻，之后10人一個(gè)小組討論后選擇課題，小組成員分工查閱教材、文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師審核并提出建議，小組更正，同老師確認(rèn)。小組分工配置藥品，預(yù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)；課堂上學(xué)生講解原理、材料、步驟、結(jié)果。教師隨時(shí)洞察學(xué)生掌握的情況，提問(wèn)、糾正、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，課后學(xué)生書(shū)寫(xiě)報(bào)告，互相批閱報(bào)告，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，教師總結(jié)反饋課程內(nèi)容，使之后續(xù)實(shí)驗(yàn)更加完善優(yōu)化，從而激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[4]。

2.2 線上線下教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)自由度

網(wǎng)絡(luò)輔助平臺(tái)為線上教學(xué)提供了現(xiàn)代信息技術(shù)資源，實(shí)現(xiàn)了跨時(shí)空資源共享，更具方便快捷的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了線下教學(xué)存在的不足。課程團(tuán)隊(duì)開(kāi)學(xué)初就建設(shè)了“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程門(mén)戶，包括線上視頻及線上活動(dòng)和線上資源，方便開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)活動(dòng)。其中線上視頻以“錄播”“直播”為主；線上活動(dòng)包括討論、隨堂測(cè)驗(yàn)；線上資源包括教學(xué)大綱、課件、進(jìn)度表、題庫(kù)、圖庫(kù)、課程思政材料等。豐富的教學(xué)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了教師線上個(gè)別輔導(dǎo)，線上線下互動(dòng)，課內(nèi)課外互動(dòng)的教學(xué)目標(biāo)。線上教學(xué)可以隨時(shí)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、討論、自由探索、自我回顧、自我提升，有利于帶動(dòng)每位學(xué)生全面發(fā)展，擴(kuò)展知識(shí)面，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)習(xí)效率。線下教學(xué)通過(guò)知識(shí)回顧、學(xué)生講解、教師引導(dǎo)、答疑，使課堂教學(xué)更加豐富，更具有靈活性和操作性，突出以學(xué)生為主體，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5-6]。

2.3 教師科研引領(lǐng)學(xué)生項(xiàng)目申報(bào)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維

隨著我校對(duì)學(xué)生自主探索的重視，我院“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的不斷推進(jìn)，分子生物學(xué)相關(guān)任課教師也在嘗試鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生組建科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，參與教師科研課題，申報(bào)科研課題，開(kāi)展科研鍛煉，同時(shí)要求定期開(kāi)展騰訊會(huì)議直播學(xué)子論壇或科技講座，從而帶動(dòng)更多的學(xué)生參與到科研中來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生探索未知，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，也為學(xué)生進(jìn)一步申請(qǐng)項(xiàng)目、參加各種生命科學(xué)競(jìng)賽奠定良好基礎(chǔ)。目前我院通過(guò)改革，主持兼參與課題學(xué)生人數(shù)達(dá)50 人，參加生命科學(xué)科學(xué)探究類競(jìng)賽達(dá)4項(xiàng)，2 項(xiàng)獲國(guó)家獎(jiǎng)，近三年學(xué)生參與發(fā)表論文達(dá)15 篇左右，極大地提升了學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維[7-8]。

3 加強(qiáng)教師課后反思，加快教師成長(zhǎng)步伐，推動(dòng)“教”與“學(xué)”的同步改革

反思包括正面反思成功的教學(xué)行為及負(fù)面反思不足的教學(xué)行為，通過(guò)對(duì)比二者教學(xué)效果，可以加深教師對(duì)存在問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和思考能力，加快教師成長(zhǎng)的步伐，鞏固教學(xué)改革成果。由于“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程屬于不同班級(jí)由多個(gè)老師教授的課程，這為教學(xué)反思提供了便利條件。比如講解DNA 的提取實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的老師采取灌輸式直接講解提取原理、步驟、注意事項(xiàng)；有的老師會(huì)從細(xì)胞組成引入，通過(guò)已學(xué)的理論知識(shí)利用排除法引導(dǎo)學(xué)生獲得純DNA需要利用何種試劑除去DNA之外的成分，啟發(fā)學(xué)生提取DNA需要注意哪些問(wèn)題，從而提高學(xué)生探究能力以及學(xué)習(xí)的成就感，給學(xué)生留下深刻印象。而有的老師通過(guò)模型進(jìn)一步讓學(xué)生了解DNA的構(gòu)型，讓學(xué)生了解步驟里動(dòng)作力度的重要性，這樣教師通過(guò)交流、互相學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短，教學(xué)水平就會(huì)指數(shù)增長(zhǎng)，從而在改革中不斷凝練教師智慧的結(jié)晶，積累教書(shū)育人的寶貴財(cái)富。如何將這筆寶貴財(cái)富傳承下去，使后人少走彎路，不走彎路，是教學(xué)反思是否深刻的重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。只有不斷的反思，才能將好的強(qiáng)化并發(fā)展，不好的思考并修正，最終達(dá)到適應(yīng)新時(shí)期新教育優(yōu)質(zhì)教學(xué)的目的，轉(zhuǎn)型才會(huì)無(wú)障礙，才能不斷提高教師們的教學(xué)水平。

4 完善教學(xué)考核

傳統(tǒng)的““分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)””課程考核以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，包括出勤（10%）、實(shí)驗(yàn)操作（60%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30%），考核方式非常單一，無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生能力的培養(yǎng)，也不能滿足教育改革中培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才的要求，無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的要求[9-10]。

改革后，采用多種方式進(jìn)行課程考核，加強(qiáng)過(guò)程考核評(píng)價(jià)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)化為“我要學(xué)”“我想學(xué)”。過(guò)程性評(píng)價(jià)主要以實(shí)驗(yàn)操作為主，實(shí)驗(yàn)操作從之前的20%增加到60%，具體包括線上視頻學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)次數(shù)5%、討論5%、隨堂測(cè)試5%、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作業(yè)30%、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范度5%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果10%）。

總而言之，本次教學(xué)改革充分利用當(dāng)?shù)刭Y源進(jìn)行教學(xué)，使得“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容知識(shí)結(jié)構(gòu)更加完善、系統(tǒng)化；通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生在干中學(xué)、學(xué)中干的學(xué)習(xí)興趣，推動(dòng)了學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升；多種形式的教學(xué)方式極大程度實(shí)現(xiàn)了把分子生物學(xué)內(nèi)容抽象概念具體化、枯燥問(wèn)題趣味化的教學(xué)目的，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)結(jié)合作能力，使得考核兼具靈活性和客觀公正性；通過(guò)教學(xué)反思，進(jìn)一步提高了授課教師的教學(xué)水平，縮短了教師專業(yè)成長(zhǎng)周期，但是也存在一些問(wèn)題，比如翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后，由于實(shí)驗(yàn)儀器臺(tái)套數(shù)不足、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)及實(shí)驗(yàn)室有限、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足等的制約，分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，有個(gè)別學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)或不主動(dòng)參與到項(xiàng)目，導(dǎo)致考核時(shí)成績(jī)偏低。后續(xù)課改中可以采取小組評(píng)價(jià)方式隨機(jī)抽取學(xué)生進(jìn)行講解、操作，依據(jù)實(shí)際情況判定為小組成績(jī)，以提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力以及整體學(xué)習(xí)水平，讓更多的學(xué)生在教學(xué)改革中受益。