吳大暢 姜濤 張翠麗 鄒向陽 孫明忠 臧師 竹辛毅

大連醫(yī)科大學(xué)生物技術(shù)系，遼寧大連116044

生物技術(shù)專業(yè)生命科學(xué)自主實驗課程的教學(xué)研究與實踐

吳大暢 姜濤 張翠麗 鄒向陽 孫明忠 臧師 竹辛毅▲

大連醫(yī)科大學(xué)生物技術(shù)系，遼寧大連116044

為給醫(yī)藥生物技術(shù)領(lǐng)域培養(yǎng)、輸送具有實踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才，進而與研究型大學(xué)的發(fā)展目標接軌，筆者根據(jù)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學(xué)計劃要求，從實驗課程設(shè)置和實驗教學(xué)內(nèi)容等方面進行了探索，提出了醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)生命科學(xué)自主實驗課程教學(xué)改革的基本方案。通過自主實驗課程體系的構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)熱情，拓展專業(yè)知識領(lǐng)域，加強實踐與創(chuàng)新能力，使學(xué)生在基本技能、綜合能力、創(chuàng)新精神等方面得到充分訓(xùn)練，為學(xué)生在生物技術(shù)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的研究及就業(yè)奠定基礎(chǔ)。本文介紹了其實施過程及取得的效果。

生物技術(shù)；生命科學(xué)；自主實驗；研究與實踐

21世紀是生命科學(xué)的世紀，以信息科學(xué)和生命科學(xué)為特征的知識經(jīng)濟的飛速發(fā)展對高等學(xué)校人才的培養(yǎng)提出了更高的要求，作為以培養(yǎng)生命科學(xué)創(chuàng)新型人才為教育目標的大連醫(yī)科大學(xué)（以下簡稱“我校”）生物技術(shù)系[1]，如何才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新思維的人才，應(yīng)該創(chuàng)造何種軟、硬件環(huán)境和學(xué)術(shù)氛圍是值得深入思考的重要問題。其中實驗教學(xué)體系的構(gòu)建是至關(guān)重要的一個方面，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，是理論與實踐相結(jié)合的必然渠道，高校的實驗教學(xué)工作相對于理論教學(xué)更具有直觀性、實踐性、綜合性和創(chuàng)新性的特性[2-3]。對培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力、綜合應(yīng)用能力、科學(xué)研究能力、獨立分析問題的能力方面起著至關(guān)重要的作用。實驗也是學(xué)生認識生物世界的基礎(chǔ)、知識創(chuàng)新的源頭，任何新的科學(xué)創(chuàng)意都來源于科學(xué)實驗。傳統(tǒng)的對實驗教學(xué)的認識[4]，它只是教學(xué)的一個環(huán)節(jié)，是理論課的驗證和理論學(xué)習(xí)的補充。新的自主實驗體系建立在兩個全新的認識上，一是實驗教學(xué)與理論教學(xué)既是兩個獨立的環(huán)節(jié)，又是相互密切聯(lián)系的整體。把創(chuàng)新人才的培養(yǎng)放在實踐第一的基礎(chǔ)上。二是教學(xué)實驗的安排，要以學(xué)生為主體，以有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和意識，培養(yǎng)創(chuàng)新進取的科學(xué)精神為宗旨安排教學(xué)實驗的形式與內(nèi)容[5]。因此，要對現(xiàn)有的實驗內(nèi)容進行整體的優(yōu)化和集成整合，以保證學(xué)生創(chuàng)新精神培養(yǎng)的軟環(huán)境。

1 實施簡況

結(jié)合我校特點，生物技術(shù)專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代生物科學(xué)和生物技術(shù)基本理論和基本技能，具有生物技術(shù)專業(yè)素質(zhì)，畢業(yè)后成為能夠滿足科研院所和技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)域要求的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。醫(yī)學(xué)院校得天獨厚的教育環(huán)境加之充分的生物技術(shù)技能訓(xùn)練為學(xué)生面對未來的挑戰(zhàn)打下了堅實的基礎(chǔ)。大學(xué)生自主實驗貫穿大學(xué)全過程。在專業(yè)建設(shè)中借鑒了國內(nèi)外優(yōu)秀大學(xué)的先進經(jīng)驗，尤其是北京大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系在實驗教學(xué)體系建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的做法。在實驗教學(xué)體系建設(shè)中提出了新思路、進行了一些嘗試。為適應(yīng)該培養(yǎng)方向的要求，于建系伊始就提出開設(shè)自主實驗課程，并從2006年起在我校生物技術(shù)系各專業(yè)、年級中實行，著力培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，加強專業(yè)知識的應(yīng)用和拓展。

自主實驗是一門獨立的課程，不同于某一門理論課程所配套的實驗課，這種創(chuàng)新形式的實驗課程是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的有效補充[6]，也成為生物技術(shù)系的特色課程之一。通過專項實驗訓(xùn)練使學(xué)生系統(tǒng)掌握生命科學(xué)領(lǐng)域的基本實驗方法，共分為六大方面內(nèi)容：實驗室常規(guī)項目訓(xùn)練，動物實驗訓(xùn)練，分子生物學(xué)方法訓(xùn)練，組織學(xué)方法訓(xùn)練，細胞學(xué)方法訓(xùn)練和微生物發(fā)酵技術(shù)訓(xùn)練。旨在全面提高學(xué)生實驗技能基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生具有較高的設(shè)計綜合性實驗?zāi)芰涂萍紕?chuàng)新能力。著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)科研線索，探究科研問題，尋找實驗方法解決問題的能力，使學(xué)生在走向畢業(yè)實習(xí)前，掌握扎實的實驗技能。

2 教學(xué)研究內(nèi)容

確立以“學(xué)生為主體、教師引導(dǎo)、分層次、開放與創(chuàng)新”的自主實驗課程體系，形成與理論教學(xué)有機結(jié)合的“基本技能訓(xùn)練、獨立實驗以及研究創(chuàng)新型實驗”的立體化課程體系，為培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提供有效途徑和保障。

2.1 構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的自主實驗課程體系

首先對生物技術(shù)專業(yè)本科生的教學(xué)計劃進行修改，對現(xiàn)有的實驗課進行優(yōu)化。刪減重復(fù)、驗證性與陳舊性內(nèi)容，增加設(shè)計型、綜合型實驗；增加“project”類自主實驗課的比重，多層次、以問題為主線、建立以“學(xué)生為主體、教師引導(dǎo)、分層次、開放與創(chuàng)新”的自主實驗課程，與理論教學(xué)有機結(jié)合的“基本技能訓(xùn)練、獨立實驗以及研究創(chuàng)新型實驗”的立體化實驗課程體系[7]。

2.2 建立基礎(chǔ)技能訓(xùn)練與創(chuàng)新型研究相結(jié)合的自主實驗課程內(nèi)容

構(gòu)建從基礎(chǔ)到綜合、從開放到創(chuàng)新的階段性實驗課程。實驗內(nèi)容分為三個階段：階段一，基本技能訓(xùn)練。主要目的是提高學(xué)生實驗技能和科學(xué)素養(yǎng)。實驗主要內(nèi)容為：實驗基本操作、常用儀器的使用，常用試劑的配制及科研見習(xí)?；緦嶒灱寄苁巧茖W(xué)其他技能的基礎(chǔ)。因此，該階段實驗項目的設(shè)計體現(xiàn)了這一特點，主要開設(shè)了“玻璃器皿的洗滌、消毒及滅菌、加樣器的使用、常用試劑母液的配制”、“微生物培養(yǎng)基配制、分裝與滅菌”等實驗內(nèi)容，增強了學(xué)生的基本實驗技能的培訓(xùn)。這些實驗項目實施過程中同時涉及到實驗室生物安全的教育，尤其是日后常用并容易引發(fā)安全隱患的設(shè)備，如高壓滅菌鍋、超凈工作臺和烘箱等的安全使用。教師通過講解、示范及一對一現(xiàn)場指導(dǎo)給學(xué)生嚴格規(guī)范的基礎(chǔ)實驗操作訓(xùn)練，既保證了學(xué)生能規(guī)范熟練的掌握各項基本技能，又保證了儀器設(shè)備的良好運行。階段二，獨立實驗。主要目的是激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和科學(xué)研究能力，同時也是對專業(yè)課理論學(xué)習(xí)的拓展。在這一階段各個基本操作不再是孤立的單元，而是將這些基本操作有機結(jié)合用以解決擬定的具體問題。此階段周期較長，是第一階段的提高，學(xué)生需要在指導(dǎo)教師的幫助下，設(shè)計自主實驗內(nèi)容、方案，在實驗內(nèi)容和技能訓(xùn)練方面進行自由選擇。這樣有利于增強學(xué)生對專業(yè)知識的深入理解和實際運用能力，同時也使學(xué)生初步了解科研的特點，為考研及畢業(yè)論文做準備。階段三，創(chuàng)新型實驗。強調(diào)發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，提高科學(xué)研究綜合能力。學(xué)生根據(jù)研究興趣以及實驗室條件，自己提出實驗課題、設(shè)計方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審核后獨立進行。比較好的項目可以參加校、省級本科生科研創(chuàng)新項目遴選、立項。若取得一定成果還可進一步申報遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽。

2.3 優(yōu)化其他相關(guān)專業(yè)實驗課內(nèi)容

以自主實驗課程體系為平臺，優(yōu)化其他相關(guān)專業(yè)實驗課內(nèi)容，從而加強學(xué)生對各學(xué)科知識整合和應(yīng)用的能力。通過科學(xué)問題的提出和研究性的學(xué)習(xí)過程，加強學(xué)生對理論知識、專業(yè)技能的整合能力和實踐能力，達到完整、系統(tǒng)的專業(yè)知識學(xué)習(xí)目的，提高學(xué)生對專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力[8]。專業(yè)實驗課更強調(diào)突出“專而精”的特點。主要讓學(xué)生掌握本專業(yè)必備的基本實驗技能，而拓展性的實驗將在自主實驗課程中完成，從而保證學(xué)生有充足的自主學(xué)習(xí)和實踐時間。此外，原來與理論課匹配的實驗課經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)容重疊、陳舊，阻礙實驗教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的提升。在自主實驗課程體系建立后，其他實驗課內(nèi)容將得到有效優(yōu)化與整合，節(jié)約教學(xué)成本，提高教學(xué)效率。

2.4 建立新的教學(xué)效果評價方法

教學(xué)評價是實現(xiàn)教學(xué)目標的一個重要手段，是教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)。從生物技術(shù)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標出發(fā)，自主實驗課程突出強調(diào)實驗教學(xué)的“實踐性”及“探索性”，學(xué)習(xí)效果以技術(shù)應(yīng)用能力、研究結(jié)果，論文等多種方式評價，并和最終的畢業(yè)論文成績掛鉤。

3 教學(xué)研究與實踐取得的經(jīng)驗

通過幾輪自主實驗課程的教學(xué)實踐積累，總結(jié)主要經(jīng)驗如下：

3.1 課程開設(shè)取得的效果

自主實驗課程的開設(shè)取得了良好的效果。實踐證明，學(xué)生對這種自主實驗的形式非常感興趣，而且投入了極大的熱情，大大激發(fā)了學(xué)生的科研興趣，也給他們提供了自己動手、展示創(chuàng)新性和才能的平臺。例如在微生物學(xué)方面，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下嘗試開展了“酸奶中乳酸桿菌的分離、鑒定及計數(shù)”、“市售鮮牛奶中抗生素殘留的檢測及方法比較”、“健康及疾病狀態(tài)下腸道菌群的變化”等實驗。這些內(nèi)容都是游離于正常實驗教學(xué)計劃之外的，通過查閱文獻，學(xué)生們在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，設(shè)計實驗方案、利用自主實驗課及課余等時間完成科研計劃，每周1～2次。這樣既賦予了學(xué)生課外活動專業(yè)特色，也增加了課程實踐的趣味性，避免了課程實踐在教學(xué)計劃和教材內(nèi)容方面的局限性，提高了他們學(xué)習(xí)微生物學(xué)理論課的主動性和創(chuàng)造性。這對于讓學(xué)生系統(tǒng)全面地掌握各學(xué)科知識并加以合理運用到實際生活學(xué)習(xí)中具有重要作用，同時提高了學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。目前，多數(shù)大學(xué)生均來自獨生子女家庭，以自我為中心，組織協(xié)調(diào)及團隊合作意識薄弱等問題比較突出[9]。培養(yǎng)學(xué)生和諧的團隊精神就是要培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和協(xié)作能力，這是科研群體交流和科研團隊合作必不可少的支撐條件[10]。自主實驗的完成是不可能由一個人自始至終全程獨立進行的，需要課題組成員間的密切配合、通力合作。例如，有的同學(xué)負責(zé)立項申請書的書寫，有的同學(xué)負責(zé)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，有的負責(zé)樣本采集及處理，有的負責(zé)動物實驗等等。因此，通過自主實驗的實施過程增強了本科生團結(jié)協(xié)作、嚴謹細致的科研精神，努力求索的積極態(tài)度，豐富了課外生活，有助于綜合素質(zhì)的提高。

幾年來生物技術(shù)系共獲得?！按髮W(xué)生科技創(chuàng)新”活動資助100余項、校大學(xué)生科技獎勵40余項、“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎、一等獎等多項獎項。以學(xué)生為第一作者發(fā)表SCI論文1篇及中文核心期刊30余篇，同時學(xué)生在就業(yè)以及考研中的優(yōu)勢也非常突出，近年考研率及質(zhì)量大幅提升，培養(yǎng)的學(xué)生得到了研究生導(dǎo)師及就業(yè)單位的歡迎和普遍認可。

青年教師是高校教師隊伍的重要組成部分，是推動高等教育事業(yè)發(fā)展、提升高等教育教學(xué)質(zhì)量、辦好人民滿意的教育的中堅力量[11-12]。學(xué)高為師，身正為范，教師的思想政治素質(zhì)和職業(yè)道德水平，是培養(yǎng)社會主義合格建設(shè)者和可靠接班人的先決條件，直接關(guān)系到學(xué)生的健康成長。積極開展青年教師道德實踐活動使青年教師在實踐鍛煉和服務(wù)學(xué)生中提升道德價值感和社會責(zé)任感具有重大的現(xiàn)實意義。鼓勵青年教師指導(dǎo)學(xué)生自主實驗（科技創(chuàng)新實踐活動），即使得專業(yè)師資的科研能力得到提升，督促他們不斷學(xué)習(xí)，也使其在指導(dǎo)學(xué)生的過程中從各方面提高自己的素質(zhì)能力，更新教育觀念，使自己具有容納異己的胸懷和與學(xué)生真誠合作的態(tài)度。

進入21世紀以來，科技的進步日新月異，進入到全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化的時代。只有培養(yǎng)出具有時代特征的高素質(zhì)人才，才能在種種挑戰(zhàn)和競爭中求得生存和發(fā)展。高校大學(xué)生與網(wǎng)絡(luò)和高科技的接觸越來越多，因此，對于知識的傳授具有更高的要求，希望教學(xué)過程是教師和學(xué)生一起構(gòu)建、創(chuàng)新知識的活動，期待知識的形成是師生視界融合的結(jié)果，而不是教師單方面?zhèn)魇诘漠a(chǎn)物[13]。自主實驗課程體系的構(gòu)建恰恰滿足了學(xué)生這方面的需求，徹底擺脫了傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的束縛，通過開展探索性實驗，豐富和更新實驗教學(xué)內(nèi)容，拓展了學(xué)生視野，培養(yǎng)了學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生了解生物技術(shù)專業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[14]，使學(xué)生畢業(yè)后能夠很快進入工作角色。

本研究還發(fā)現(xiàn)，自主實驗課程的設(shè)置，有利于新型師生關(guān)系的建立。師生關(guān)系是伴隨著教學(xué)活動的開展而自然形成的，通過自主實驗這種新型實驗課程的開展，提高教學(xué)活動的吸引力，師生對教學(xué)活動的興趣就會提高，對自己和對方的信心就會增強，師生情感即向積極方向轉(zhuǎn)化[15]。

3.2 存在的問題及努力的方向

在取得以上優(yōu)秀教育成果的同時也總結(jié)了問題及今后的努力方向。首先，仍要切實提高學(xué)科之間的銜接和過渡，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率；其次，增加前沿性實驗內(nèi)容，引入新發(fā)展的實驗技術(shù)，將系里比較成熟的科學(xué)研究成果進行整合，轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)，設(shè)計出貼近科研前沿的學(xué)生實驗項目，使學(xué)生置身于創(chuàng)新的環(huán)境中。最后，進一步優(yōu)化課程體系，確立以“學(xué)生為主體、教師引導(dǎo)、分層次、開放與創(chuàng)新”的自主實驗課程體系，形成與理論教學(xué)有機結(jié)合的“基本技能訓(xùn)練、獨立實驗以及研究創(chuàng)新型實驗”的立體化課程體系，為培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提供有效途徑和保障。

4 小結(jié)

生命科學(xué)自主實驗教學(xué)體系的建立有效加強了對學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)、科研能力的訓(xùn)練和創(chuàng)新精神的提高，更有利于推動教學(xué)改革工作的整體開展，最終實現(xiàn)我校教學(xué)-研究型大學(xué)的發(fā)展目標。

[1]茅衛(wèi)鋒，殷玉玲，陳楊，等.生命科學(xué)專業(yè)本科生Seminar教學(xué)模式的探討[J].教育教學(xué)論壇，2013，43：94-95.

[2]王洪振，郝錫聯(lián)，周曉馥.生命科學(xué)“四層次”創(chuàng)新實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與探索[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報：上旬，2013，29（7）：41-42.

[3]侯潔，張翠麗，吳大暢，等.提高生物制藥專業(yè)本科生創(chuàng)新能力的教學(xué)改革方法初探[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2013，10（27）：143-145.

[4]黃永蓮，孫世軍.生命科學(xué)實驗教學(xué)體系的改革與創(chuàng)新[J].湛江師范學(xué)院學(xué)報，2004，3：320-321，520-521.

[5]朱道立.強化精品課程建設(shè)注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].黑龍江教育，2009，4：320-321，53-55.

[6]嚴云志，儲玲.創(chuàng)新性實驗對培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力

Research and practice on the teaching of life science independent experiment course in biotechnology specialty

WU DachangJIANG TaoZHANG CuiliZOU XiangyangSUN MingzhongZANG ShizhuXIN Yi▲Department of Biotechnology,Dalian Medical University,Liaoning Province,Dalian116044,China

In order to cultivate and delivery application-oriented talents with practical ability and innovative spirit for pharmaceutical biotechnology field,and line with the development goal of research university,according to the biotechnology professional training objectives and teaching plan requirements in medical university,the authors explore from experimental curriculum setting and experimental teaching contents,etc.,then put forward the basic scheme of life science independent experiment teaching reform for biotechnology major in medical university.Through the construction of independent experimental curriculum system,stimulate students'active learning enthusiasm,expand professional knowledge,strengthen the practice and innovation ability,so to make students get sufficient training in basic skills, comprehensive ability and innovative spirit,etc.Finally,lay the foundation for students'study and employment in biotechnology and related fields.This paper introduces the implementing process and the effect achieved.

Biotechnology;Life Science;Independent experiment;Research and practice

G642.0

B

1673-7210（2014）11（b）-0130-04

遼寧省高等教育本科教學(xué)改革研究項目（編號[2012]130-772）。

吳大暢（1977-），女，碩士，副教授，主要從事微生物學(xué)教學(xué)與研究。

▲通訊作者