朱龍寶,陶玉貴,湯斌,葛飛,魏勝華,李婉珍

摘 要：針對(duì)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)特點(diǎn)，遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的教育規(guī)律，構(gòu)建一體化多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成循序漸進(jìn)、前后銜接、交叉滲透，由單一到綜合，自主設(shè)計(jì)至研究開發(fā)四個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。實(shí)踐結(jié)果表明，采用一體化的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置后，學(xué)生創(chuàng)造性思維和綜合素質(zhì)有較大程度的提高。

關(guān)鍵詞：生物工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2012）08-0273-02

引言

在深化高等教育改革中，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力是一個(gè)根本性的指導(dǎo)思想，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，它包含實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)等一系列實(shí)訓(xùn)性教學(xué)環(huán)節(jié)，具有很強(qiáng)的直觀性和操作性，是對(duì)理論教學(xué)的補(bǔ)充和拓展，是為學(xué)生提供一個(gè)將書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為行為能力的重要場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的基礎(chǔ)，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施創(chuàng)新教育的最重要環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)的“重理論、輕實(shí)踐”的教學(xué)理念培養(yǎng)出來的人才專業(yè)理論知識(shí)較扎實(shí)，但動(dòng)手能力、適應(yīng)能力、創(chuàng)新能力較差，特別在生物工程領(lǐng)域?qū)θ瞬诺膭?chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ筝^強(qiáng)的行業(yè)，尤其需要學(xué)生在有穩(wěn)固的專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

當(dāng)前生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置存在以下幾個(gè)方面的不足：各門實(shí)驗(yàn)課自成體系，為了各自的系統(tǒng)性和完整性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)龐雜；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占的比例大，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少；內(nèi)容陳舊，經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，研究、探討型實(shí)驗(yàn)少，不利于學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；教學(xué)方法單一，抑制了思維和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。為此，我校生物工程專業(yè)進(jìn)一步深化課程改革，構(gòu)建新型的實(shí)踐課程體系，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

一、構(gòu)建一體化多層次實(shí)訓(xùn)課程體系

一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是整合各實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的實(shí)訓(xùn)教學(xué)作為一個(gè)整體考慮，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃與大綱，構(gòu)建綜合實(shí)踐能力整體培養(yǎng)目標(biāo)體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和分析解決問題能力，遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的教育規(guī)律，加強(qiáng)基礎(chǔ)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在聯(lián)系、相互滲透和整體設(shè)計(jì)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，開設(shè)自主性、研究性實(shí)驗(yàn)。依據(jù)學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)能力，設(shè)置了由兩類課程、三個(gè)階段、四個(gè)層次構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，形成循序漸進(jìn)、前后銜接，交叉滲透，由單一到綜合到自主設(shè)計(jì)至研究開發(fā)，貫穿整個(gè)本科教育過程的縱向教學(xué)體系?？梢詮乃膫€(gè)層次來構(gòu)建：

第一層次：

對(duì)低年級(jí)學(xué)生首先通過理論教學(xué)建立學(xué)科的系統(tǒng)概念，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中以過程認(rèn)知教學(xué)為主，通過大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（以演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主），使學(xué)生對(duì)學(xué)科有初步的感知、掌握基本儀器的使用及基本實(shí)驗(yàn)方法，訓(xùn)練其基本技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣與方法。

第二層次：

在第一層次的基礎(chǔ)上增加專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，逐步減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例，同時(shí)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。

此時(shí)，學(xué)生在掌握了一定基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，加上實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練力度加大，作為進(jìn)一步的措施和發(fā)揮，一方面學(xué)校向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新，逐步接觸科學(xué)研究；另一方面，學(xué)?？梢越M織學(xué)生到校外的教學(xué)基地去見習(xí)，讓學(xué)生熟悉專業(yè)學(xué)科在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用及整個(gè)生產(chǎn)流程。

第三層次：

主要針對(duì)高年級(jí)學(xué)生，這類學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)有相當(dāng)程度的掌握，主要教學(xué)目標(biāo)為在基本實(shí)驗(yàn)技能、方法的基礎(chǔ)上，促進(jìn)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的提高，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中可以適當(dāng)穿插跨課程甚至是跨學(xué)科的綜合性大實(shí)驗(yàn)，促使不同課程間的知識(shí)融合；同時(shí)，進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，培養(yǎng)的學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

學(xué)生在有一定科研基礎(chǔ)訓(xùn)練的情況下，專業(yè)導(dǎo)師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研論文的寫作方法，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間廣泛涉獵相關(guān)專業(yè)的科研論文，關(guān)注學(xué)科的發(fā)展，完成綜述，嘗試將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室開放所完成的實(shí)驗(yàn)課題形成論文，并鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)表，完成從基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)積累到專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練的過渡。

第四層次：

此時(shí)，學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)階段，通過校內(nèi)校外、專業(yè)實(shí)習(xí)畢業(yè)實(shí)習(xí)等多層次的實(shí)習(xí)，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，充分培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。此階段，學(xué)校各級(jí)實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放、充分利用教學(xué)基地的資源來完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）將是工作的重點(diǎn)。通過該層次的訓(xùn)練，學(xué)生不但能體會(huì)自身知識(shí)、能力如何在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用與發(fā)揮，而且完成了學(xué)以致用的過渡，也了解了學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展動(dòng)向、科研論文的研究和寫作方法等。

以上四個(gè)層次的一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建過程中，從基礎(chǔ)教學(xué)逐步過渡到專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及最后的畢業(yè)實(shí)習(xí)階段，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿整個(gè)教學(xué)階段，必須樹立培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的帶教意識(shí)；無論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都必須堅(jiān)持啟發(fā)式、問題式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。

二、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建

構(gòu)建一體化多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，堅(jiān)持理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究三位一體（橫向滲透），分層次全程培養(yǎng)學(xué)生的能力（縱向滲透），逐步推進(jìn)體系內(nèi)各個(gè)模塊的實(shí)施和完善，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系各層次教學(xué)質(zhì)量的保證，全面推進(jìn)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

結(jié)束語

安徽工程科技學(xué)院生物工程專業(yè)是省示范專業(yè)，對(duì)如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才進(jìn)行了積極的探索。該專業(yè)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改革，探討了提高生物工程專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)、強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)等教學(xué)理念。通過幾年的教學(xué)嘗試和改革實(shí)踐，顯著提高了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力。2006年，生物工程專業(yè)構(gòu)建了兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和一個(gè)生物參數(shù)檢測(cè)中心。其中，一個(gè)是耗氧發(fā)酵平臺(tái)，學(xué)生利用三聯(lián)發(fā)酵罐模擬生產(chǎn)天然色素、酶制劑、氨基酸、抗生物等生物工程產(chǎn)物，掌握耗氧生物反應(yīng)過程控制、產(chǎn)品提取整套生產(chǎn)技術(shù)；另一個(gè)是利用厭氧平臺(tái)發(fā)即啤酒實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)模擬生產(chǎn)啤酒、功能性發(fā)酵食品。通過校內(nèi)模式生化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置實(shí)習(xí)基地的建立，學(xué)生克服了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)缺乏動(dòng)手操作的局限。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，能夠強(qiáng)化學(xué)生設(shè)計(jì)能力和工程意識(shí)，也對(duì)學(xué)生思維能力、分析判斷能力和綜合運(yùn)用知識(shí)能力起到了良好的促進(jìn)作用。

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