李 聰, 張連紅, 蔣林時(shí)

(遼寧石油化工大學(xué) 化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部， 遼寧 撫順 113001)

生物工程專業(yè)作為21世紀(jì)三大前沿學(xué)科之一，是在生命科學(xué)的基礎(chǔ)上，交叉融合化學(xué)工程、分離工程、反應(yīng)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)知識(shí)而形成的一門復(fù)合型學(xué)科[1， 2]。目前，生物工程在農(nóng)業(yè)、制藥、食品保健、環(huán)境保護(hù)及能源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。中國(guó)各大高校從20世紀(jì)80年代初相繼開(kāi)設(shè)生物工程專業(yè)[3]，近幾年由于生物工程產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展跟不上該專業(yè)招生人數(shù)的增長(zhǎng)速度，生物工程專業(yè)本科生就業(yè)率不容樂(lè)觀，畢業(yè)生在就業(yè)市場(chǎng)上出現(xiàn)了供大于求的現(xiàn)象[4, 5]，這就要求各高校在培養(yǎng)學(xué)生掌握過(guò)硬的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也要注重學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)，鍛煉學(xué)生形成自立自強(qiáng)的品格，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力，從而提升學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)促使高校在生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ缴线M(jìn)行改革[6-8]。

1 生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的改革創(chuàng)新

1.1 增加綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例

在目前的生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置上，綜合性實(shí)驗(yàn)約占總實(shí)驗(yàn)課程的40%，而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占比例還不到10%，因此應(yīng)增加綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，初步目標(biāo)是使綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的總比例達(dá)到70%以上，旨在讓學(xué)生更主動(dòng)、更積極地參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。從實(shí)驗(yàn)前期查閱相關(guān)文獻(xiàn)，到總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)流程，再到實(shí)驗(yàn)材料的選擇、相關(guān)試劑的配制，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，最后就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，這一系列的過(guò)程都需要學(xué)生獨(dú)立完成。要允許學(xué)生在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行“試驗(yàn)”，而不是從頭到尾參照講義進(jìn)行的“實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)的主角，積極發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，將所學(xué)知識(shí)更好的運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際中，真正做到學(xué)以致用，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立自主的能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維。

1.2 將非獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)改為獨(dú)立設(shè)課

中國(guó)的高等教育過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)的作用，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的附屬[9]。目前我校生物工程專業(yè)所設(shè)實(shí)驗(yàn)有微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)、分離工程實(shí)驗(yàn)以及生物工程綜合實(shí)驗(yàn)等。其中有些實(shí)驗(yàn)屬于非獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)課不單獨(dú)占學(xué)分，而是作為理論課的一部分，最終實(shí)驗(yàn)成績(jī)只占理論課總成績(jī)的10%～20%，基于這種情況，學(xué)生對(duì)非單獨(dú)設(shè)課的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有給予足夠重視，實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正，操作不認(rèn)真，大大影響了實(shí)驗(yàn)課的效果，因此，應(yīng)將專業(yè)課實(shí)驗(yàn)都改為獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)，制定相應(yīng)的學(xué)分，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)課的重要性。

1.3 更改個(gè)別實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)課時(shí)間

對(duì)于有些實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)時(shí)間也應(yīng)進(jìn)行必要的調(diào)整，比如生物工程綜合實(shí)驗(yàn)一般在大四上學(xué)期期末時(shí)開(kāi)設(shè)，但那時(shí)大四的學(xué)生有的忙于研究生、公務(wù)員考試，有的忙于找工作，最終能靜下心來(lái)好好作實(shí)驗(yàn)的學(xué)生只有很少一部分，而綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)于生物工程專業(yè)的學(xué)生是非常重要的，它是之前所學(xué)各門實(shí)驗(yàn)的匯總，也是對(duì)學(xué)生之前所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)，會(huì)加深學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的綜合能力，提升學(xué)生整體素質(zhì)，是學(xué)生大學(xué)四年來(lái)最為重要的一門實(shí)驗(yàn)課。因此，應(yīng)把生物工程綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)課時(shí)間提前到大三下學(xué)期期末或大四上學(xué)期開(kāi)學(xué)前兩周。

2 生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

2.1 讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等前期工作中

微生物實(shí)驗(yàn)和發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)是生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前教師需提前準(zhǔn)備的內(nèi)容較多，而學(xué)生真正動(dòng)手的部分較少，因此應(yīng)讓學(xué)生參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過(guò)程中，包括菌種的活化，實(shí)驗(yàn)器材的滅菌等工作，讓學(xué)生更好的掌握高壓滅菌鍋，培養(yǎng)箱，超凈工作臺(tái)等設(shè)備的操作方法及其使用原理，為以后從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。

2.2 使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更貼近生活

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)做到理論結(jié)合實(shí)際，使實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活相結(jié)合，比如增加“不同滅菌方式的牛奶中細(xì)菌含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)，以及釀造葡萄酒，發(fā)酵乳酸菌飲料等實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生每天都喝的牛奶、飲料等引入實(shí)驗(yàn)中，一方面激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，另一方面加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。

2.3 緊密聯(lián)系企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合

建立學(xué)校與企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略聯(lián)盟，為學(xué)生的理論創(chuàng)新和實(shí)踐探索搭建更廣闊的平臺(tái)，提供更豐富的機(jī)會(huì)，創(chuàng)造更有利的條件。例如在“活性污泥中生物相的觀察”實(shí)驗(yàn)中，可以帶領(lǐng)學(xué)生直接去污水處理廠取樣，讓學(xué)生了解活性污泥的培養(yǎng)過(guò)程，及利用活性污泥處理污水的流程及原理等。通過(guò)深入到與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的企業(yè)或其他科研部門不僅使學(xué)生更理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還讓學(xué)生對(duì)相關(guān)企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)的環(huán)境有整體的認(rèn)識(shí)，為將來(lái)從事相關(guān)行業(yè)做準(zhǔn)備。

3 生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革

3.1 將多媒體引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是由實(shí)驗(yàn)教師將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容寫在黑板上，形式呆板且有一定的局限性，重點(diǎn)部分和需要注意的問(wèn)題無(wú)法更多的引起學(xué)生關(guān)注。而生物工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及面廣，一次實(shí)驗(yàn)課教師講解的時(shí)間有限，不能將所有內(nèi)容都一一呈現(xiàn)，通過(guò)進(jìn)行多媒體授課，教師可將平時(shí)收集到的實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文檔、圖片、音頻、視頻等素材很好的整合起來(lái)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作成多媒體課件，使其更生動(dòng)形象、直觀易懂[10]，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

3.2 讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中來(lái)

在教師進(jìn)行多媒體授課的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)。比如，可從每門實(shí)驗(yàn)課中選出一到兩個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組討論，首先由每個(gè)小組分別提出具體的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案，然后集體討論該實(shí)驗(yàn)方案的邏輯嚴(yán)密性和實(shí)際可操作性，以完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思，確保每一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，并由老師加以引導(dǎo)，各小組分別按探討完善過(guò)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后各小組將實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等做成PPT課件，并讓學(xué)生在講臺(tái)上向老師和其他同學(xué)講解，學(xué)生共同探討，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，這種方式不僅提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，也增?qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，對(duì)個(gè)人素質(zhì)的提高也有很大幫助，使學(xué)生“敢想、敢做、敢說(shuō)”。

4 生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)考核方式改革

考核方式采取每個(gè)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)計(jì)分，最后將每個(gè)實(shí)驗(yàn)的平均分作為該門實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)。將學(xué)生的預(yù)習(xí)情況納入考核體系，在實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)讓學(xué)生需上網(wǎng)登錄系統(tǒng)，回答老師實(shí)現(xiàn)提出的與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問(wèn)題，來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，預(yù)習(xí)成績(jī)占總成績(jī)的10%。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)態(tài)度占10%，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能占40%，此項(xiàng)考核需要實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中悉心觀察每一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，對(duì)于實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真的同學(xué)應(yīng)及時(shí)督促，使其盡快改正。實(shí)驗(yàn)報(bào)告可檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)考核中占總成績(jī)的40%。

5 提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

教育引導(dǎo)學(xué)生勇于創(chuàng)新創(chuàng)造，進(jìn)一步營(yíng)造尊重創(chuàng)新、注重創(chuàng)新的良好氛圍，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和訓(xùn)練。采取導(dǎo)師責(zé)任制，讓學(xué)生自由選擇導(dǎo)師，加入感興趣的科研課題組，鼓勵(lì)學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)業(yè)大賽等各種競(jìng)賽。建立完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度，對(duì)于貴重或易損壞的實(shí)驗(yàn)儀器，安排專人看管，做好實(shí)驗(yàn)記錄，一定程度的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，使實(shí)驗(yàn)資源得到更充分、更合理的利用。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提升，學(xué)生更主動(dòng)、積極地參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生的整體素質(zhì)普遍提高，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生具備了獨(dú)立思考，提出問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生在就業(yè)市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這會(huì)對(duì)日后學(xué)生走出校園，走向社會(huì)發(fā)揮自身才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然，在教學(xué)改革過(guò)程中也遇到了一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，這就需要我們?cè)谶M(jìn)一步探索中完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]李江華, 房 峻, 鄭飛云, 等. 生物工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新體系的構(gòu)建[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2009, 28(4)：222-224.

[2]莢 榮, 尹若春. 生物技術(shù)復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 生物學(xué)雜志, 2013, 30(1)：103-105.

[3]王亞林. 中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及未來(lái)[J]. 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 2001(3)：49-52.

[4]段德君, 梁運(yùn)祥, 陳守文, 等. 生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2011, 30(7)：111-114.

[5]夏金蘭. 生物工程與技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 高等教育研究學(xué)報(bào), 2009, 32(4)：62-63.

[6]陽(yáng)太林. 以學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為中心改革高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2005, 22(10)：34-38.

[7]趙建華. 實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)的系統(tǒng)思考[J]. 高教探索, 2005(3)：58-59.

[8]王國(guó)強(qiáng), 傅承新. 研究型大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建[J]. 高等工程教育研究, 2006(1)：125-128.

[9]留嵐蘭. 實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2007, 24(1)：36-38.

[10]戢 峻, 戶業(yè)麗, 張佑紅. 多媒體技術(shù)在工科特色的生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 軟件導(dǎo)刊, 2011, 10(1):190-191.