賈士芳 段煒 趙曉霞 楊艷 孫紅艷

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核模式及實(shí)驗(yàn)條件五方面闡述了以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建思路，從而提高學(xué)生動(dòng)手、創(chuàng)新能力，更好的培養(yǎng)應(yīng)用型生物工程專(zhuān)業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：生物工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；應(yīng)用型人才

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）48-0263-02

生物工程專(zhuān)業(yè)作為一個(gè)多學(xué)科交叉的理論與實(shí)踐并重的新興學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在其整個(gè)教學(xué)過(guò)程中占有十分重要的地位。在生物工程實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)方案的實(shí)施過(guò)程中，實(shí)施素質(zhì)教育，深化教學(xué)改革，突出實(shí)踐技能，已成為當(dāng)今生物工程人才培養(yǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。作為以培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才為主的地方高等院校，積極探索應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方式，對(duì)生物工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)具有十分重要的意義。

一、目前我國(guó)生物工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系中存在問(wèn)題

目前我國(guó)大部分高等院校生物工程本科教學(xué)都是以“課程內(nèi)理論教學(xué)+課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的模式進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的輔助教學(xué)過(guò)程，附屬在各門(mén)理論課程中，教學(xué)方法比較單一。課程實(shí)驗(yàn)存在不同程度的重復(fù)現(xiàn)象，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)分散、孤立，不能串聯(lián)在一起，整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺乏連貫性、完整性和系統(tǒng)性。鑒于實(shí)驗(yàn)條件的限制，目前專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)在類(lèi)型上以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，綜合性或創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)較少，學(xué)生獨(dú)立思考、合理規(guī)劃及統(tǒng)籌安排等工程能力無(wú)法得到有效鍛煉，極大扼制了學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。綜合性實(shí)驗(yàn)教材缺乏，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核評(píng)價(jià)不夠科學(xué)合理，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足或不配套，設(shè)備陳舊和老化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不足，等等問(wèn)題均導(dǎo)致目前生物工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系難以滿(mǎn)足教學(xué)需求，不利于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，無(wú)法有效的培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)化

（一）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

生物工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)按照“通識(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”3個(gè)層次進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建出課堂理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)各自獨(dú)立的教學(xué)體系。

1.通識(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建：這一層面的教學(xué)主要是讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)室管理的相關(guān)規(guī)范及要求，加深其對(duì)通識(shí)類(lèi)四大化學(xué)基本知識(shí)的理解，通過(guò)基本化學(xué)單元的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作技能。

2.專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建：根據(jù)生物工程本科教學(xué)的要求，將原本分割過(guò)細(xì)、內(nèi)容重復(fù)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課有機(jī)的整合，以微生物學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、分子生物學(xué)、生物工藝學(xué)、生物工業(yè)分析、化工原理等課程為核心內(nèi)容。通過(guò)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)周等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)生物工程上中下游各環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程具備基本認(rèn)識(shí)，深化學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)。

3.專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建。第三層次以選修性開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)為主。這一層次的教學(xué)著力培養(yǎng)學(xué)生分工合作、統(tǒng)籌規(guī)劃、報(bào)告撰寫(xiě)、融會(huì)貫通及匯報(bào)答辯的能力，多層次、全方位、系統(tǒng)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，為學(xué)生進(jìn)一步深造或進(jìn)入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)時(shí)代需求的應(yīng)用型人才

1.系統(tǒng)整合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：以專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為主線，以工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，嘗試將目前普遍的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為以生物工程及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)理論、工藝原理、技術(shù)過(guò)程和工程設(shè)計(jì)的基本理論和基本技能為脈絡(luò)，縮減驗(yàn)證行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，精心安排綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，注重引入本學(xué)科最新研究方法手段，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，避免實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)，降低實(shí)驗(yàn)器材浪費(fèi)，提高實(shí)驗(yàn)效率，力求在實(shí)驗(yàn)中提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)組織、分析和解決問(wèn)題的能力。

2.增設(shè)系統(tǒng)性強(qiáng)的綜合性實(shí)驗(yàn)：以某一確定的生物產(chǎn)品為紐帶，將生物工程的上、中、下游技術(shù)有機(jī)融合進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如抗生素藥物的生物發(fā)酵這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生全程參與從菌種篩選、基因改良、種子活化、培養(yǎng)到發(fā)酵生產(chǎn)，再到后處理、發(fā)酵過(guò)程中間產(chǎn)物及產(chǎn)品分離純化與檢測(cè)的工業(yè)化生產(chǎn)所涉及的全過(guò)程。微生物學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、發(fā)酵工程、生物工藝原理、生化反應(yīng)工程、生物工程設(shè)備、生物分離工程、生物工程分析等課程的知識(shí)點(diǎn)均在這一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)中有所體現(xiàn)，避免了以前簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性試驗(yàn)的模式。這樣的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生對(duì)抽象的專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程形成較為具體的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的全局觀念和工程意識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，科研引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)新：在學(xué)生入學(xué)后，在自愿和雙向選擇的原則下，對(duì)部分學(xué)生實(shí)行導(dǎo)師制培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室協(xié)助開(kāi)展科研工作，熟悉和掌握學(xué)科前沿的新的理論知識(shí)和操作技術(shù)，有利于持續(xù)開(kāi)展研究、發(fā)展興趣。另外還要通過(guò)加分、評(píng)優(yōu)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)制度鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生科研創(chuàng)新計(jì)劃和相關(guān)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）競(jìng)賽等活動(dòng)，提升自身科研素養(yǎng)。

（三）明確學(xué)生主體地位，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件

1.堅(jiān)持以學(xué)生為主體的原則：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中注重學(xué)生主觀能動(dòng)性的培養(yǎng)。低年級(jí)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中主要以輔助、引導(dǎo)、鍛煉為原則，對(duì)于高年學(xué)生則鼓勵(lì)其在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)藥品需求、實(shí)驗(yàn)儀器維護(hù)使用、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等環(huán)節(jié)承擔(dān)部分工作，通過(guò)文獻(xiàn)查閱、網(wǎng)絡(luò)討論交流、虛擬仿真演示、小組討論、團(tuán)隊(duì)分工、匯報(bào)反饋等過(guò)程，開(kāi)展以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。通過(guò)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行、結(jié)果獲取、討論反饋等具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不斷培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、統(tǒng)籌安排及團(tuán)隊(duì)合作的能力。

2.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)：在實(shí)驗(yàn)室管理方面，創(chuàng)造條件，盡可能的使實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、儀器、場(chǎng)所等全面開(kāi)放，學(xué)生課余時(shí)間可以隨時(shí)到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)；在完成必選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況選做選修性實(shí)驗(yàn)；對(duì)于大型貴重儀器的使用，可以通過(guò)學(xué)生導(dǎo)師簽字、學(xué)生個(gè)人申請(qǐng)、實(shí)驗(yàn)員培訓(xùn)等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生掌握大型貴重儀器設(shè)備的使用技能，學(xué)生也可參與教師科研工作開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，進(jìn)行業(yè)余科研。

3.采用先進(jìn)的現(xiàn)代化教學(xué)方法：由于生物實(shí)驗(yàn)所涉及到的儀器、藥品等價(jià)格較高，生物實(shí)驗(yàn)的技能性要求較高等特點(diǎn)，在正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，采用多媒體示范，利用幻燈片、flash、短片等方式，將實(shí)驗(yàn)原理、使用儀器設(shè)備、藥品配置、操作步驟、注意事項(xiàng)等進(jìn)行討論講解，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)具有感性認(rèn)識(shí)。采用自編實(shí)驗(yàn)教材和教學(xué)網(wǎng)站，使學(xué)生在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，先觀看虛擬演示，后進(jìn)行實(shí)體實(shí)驗(yàn)，再觀看多媒體視頻反復(fù)印證，這樣虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，有利于強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)整體過(guò)程的理解。

（四）改革實(shí)驗(yàn)考核方式，建立科學(xué)的多元化全程考核評(píng)價(jià)體系

公平合理的評(píng)價(jià)體系能夠增加學(xué)生的主動(dòng)性，客觀、全面、準(zhǔn)確的考核評(píng)價(jià)體系不僅能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還可以對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，為教學(xué)過(guò)程分析提供有價(jià)值的信息，為教學(xué)研究和教學(xué)改革提供有力的依據(jù)。

教師要注重學(xué)生日常實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)記錄，以確保對(duì)學(xué)生考核評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性、全面性和準(zhǔn)確性。首先做到加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)考核；其次，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考察記載，考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄單、結(jié)果準(zhǔn)確度、結(jié)果討論與分析等情況。在課程結(jié)束后對(duì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)提交的論文進(jìn)行考核，鼓勵(lì)學(xué)生從失敗的結(jié)果和數(shù)據(jù)中找出問(wèn)題，分析問(wèn)題，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題的解決途徑進(jìn)行有益的探索。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力、良好的科學(xué)素養(yǎng)及分析解決問(wèn)題能力的有效手段。許多高校對(duì)目前生物工程本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題已經(jīng)有了一定程度的認(rèn)識(shí)，也在積極努力的進(jìn)行相關(guān)教學(xué)改革。但生物工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的改革路程還很長(zhǎng)，我們還要不斷的積極探索和實(shí)踐，不斷的深入開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革。高效優(yōu)質(zhì)的培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力，必將對(duì)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)家人才培養(yǎng)做出有益的貢獻(xiàn)。

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