陳珂珂, 陳丹娜, 劉 佳, 唐 亮, 羅 瓊, 趙 娟, 賀氣志

(長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院， 長(zhǎng)沙410219)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校理工科教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作技能和創(chuàng)造能力，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)求真的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型生物技術(shù)人才。為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性，我們?cè)诜肿由飳W(xué)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了導(dǎo)師制的探索和實(shí)踐。

1 導(dǎo)師制在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的必要性

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)涉及面廣、應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題及綜合應(yīng)用知識(shí)和創(chuàng)新的能力，旨在培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型生物技術(shù)人才。因此，近年來(lái)各高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中紛紛開(kāi)展及加大了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[1]。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)采取分組進(jìn)行的方式，每組4～5名學(xué)生，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)施方案、分析數(shù)據(jù)，查找原因、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展克服了傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，改變了教師灌輸式教學(xué)和學(xué)生機(jī)械模仿的學(xué)習(xí)方式，能夠讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。

《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中指出，“改革人才培養(yǎng)模式，實(shí)行導(dǎo)師制、小班教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才”。實(shí)施導(dǎo)師制有利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的制度化，有利于進(jìn)行個(gè)性化教育，有利于師生建立良性的溝通機(jī)制[2]。導(dǎo)師制和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)目標(biāo)一致，實(shí)施過(guò)程相似，以小組為單位，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位和教師的引導(dǎo)作用，注重因材施教和應(yīng)用型創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，因此導(dǎo)師制對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展具有切實(shí)性和可行性。導(dǎo)師可以把其教學(xué)、科研經(jīng)歷融入本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步以科研促進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量[3]。

2 導(dǎo)師制下設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展

我們?cè)?011級(jí)、2012級(jí)、2013級(jí)和2014級(jí)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的摸索和實(shí)踐?；蚩寺∈欠肿由飳W(xué)的核心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也是一門(mén)相當(dāng)成熟的技術(shù)，也是教師科研中涉及的部分內(nèi)容，被廣泛應(yīng)用到了基因功能研究、生物藥品的生產(chǎn)、動(dòng)植物新品種的改造中。以基因克隆為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主題，兼具研究性、整合性和開(kāi)放性的原則[1]。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)講究連續(xù)性，可以避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)周期片段化的缺陷。在基因克隆實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)容將包括引物設(shè)計(jì)、PCR擴(kuò)增、目的基因與載體的連接、酶切、轉(zhuǎn)化平板制備、轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大且耗時(shí)，因此開(kāi)設(shè)時(shí)間為學(xué)期末4～6周，既可以避開(kāi)學(xué)習(xí)高峰期，又能夠有足夠時(shí)間進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

3 導(dǎo)師制在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的實(shí)施

3.1 導(dǎo)師的選拔

導(dǎo)師素質(zhì)決定了導(dǎo)師制實(shí)施質(zhì)量，且分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)要求嚴(yán)謹(jǐn)，因此導(dǎo)師由講師及以上職稱(chēng)，從事相關(guān)的科學(xué)研究，有一定分子生物學(xué)的知識(shí)儲(chǔ)備和科研經(jīng)歷的教師擔(dān)任。由院系組織，號(hào)召青年教師積極參與到導(dǎo)師制的建設(shè)中，并由系部組織對(duì)導(dǎo)師統(tǒng)一進(jìn)行敬業(yè)精神和職業(yè)道德、教育教學(xué)技能的培訓(xùn)。每個(gè)導(dǎo)師指導(dǎo)一個(gè)小組，每小組4～5個(gè)學(xué)生。以導(dǎo)師科研項(xiàng)目為依托，選擇合適的基因進(jìn)行基因克隆。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠掌握基因克隆的操作技能，理解基因克隆的意義。

3.2 導(dǎo)師制在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的具體實(shí)施

導(dǎo)師圍繞設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)實(shí)際情況提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，例如克隆?actin基因。學(xué)生以小組為單位，相互協(xié)助，分工合作。首先要求學(xué)生利用一周時(shí)間分別進(jìn)行中英文文獻(xiàn)查閱，并要求每個(gè)同學(xué)挑選重要的文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)報(bào)告，導(dǎo)師答疑解惑進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；在第二周時(shí)間，學(xué)生根據(jù)理論知識(shí)和文獻(xiàn)及小木蟲(chóng)等專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站的資料收集，開(kāi)始以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)步驟完善及選定實(shí)驗(yàn)器材，并以書(shū)面報(bào)告的形式遞交導(dǎo)師把關(guān)審核。方案設(shè)計(jì)決定實(shí)驗(yàn)成敗，在此環(huán)節(jié)，導(dǎo)師與學(xué)生隨時(shí)可以通過(guò)微信、QQ等方式互通信息，查漏補(bǔ)缺，完善實(shí)驗(yàn)方案。依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，利用實(shí)驗(yàn)室耗材和設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，導(dǎo)師隨時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及學(xué)生實(shí)驗(yàn)習(xí)慣進(jìn)行指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。最后，小組進(jìn)行記錄分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告及進(jìn)行成果展示。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組進(jìn)行結(jié)果討論和分析，并以班級(jí)為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)交流[4]。

經(jīng)過(guò)3年的摸索和實(shí)踐，我們認(rèn)為導(dǎo)師制的實(shí)施促進(jìn)了師生之間的良性互動(dòng)，導(dǎo)師以身作則，指導(dǎo)的不僅僅是一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還是潛移默化地傳播科學(xué)求真的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，有利于教書(shū)和育人的有機(jī)結(jié)合[5]。而在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，了解實(shí)驗(yàn)室制度，熟悉儀器設(shè)備的操作方法，提高安全操作意識(shí)，教授數(shù)據(jù)記錄方法。充分的準(zhǔn)備和規(guī)范的操作能使實(shí)驗(yàn)高效順利完成，能節(jié)約學(xué)生和導(dǎo)師的大量時(shí)間和精力，這也是導(dǎo)師制順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)。

4 導(dǎo)師制實(shí)施的保障措施

4.1 實(shí)驗(yàn)教材修訂，為導(dǎo)師制的實(shí)施奠定基礎(chǔ)

經(jīng)過(guò)3年的摸索，并結(jié)合本專(zhuān)業(yè)實(shí)際情況，我們對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行了選編，并于2014年由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社出版了《生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》。2017年再一次對(duì)實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行修訂，由人民衛(wèi)生出版社出版并計(jì)劃于下半年投入使用。該教材建立了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)層次，更具系統(tǒng)性和針對(duì)性。將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)重組為驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)3個(gè)層次，各層次由易到難，循序漸進(jìn)，分別從鍛煉實(shí)驗(yàn)技能操作、綜合知識(shí)應(yīng)用、獨(dú)立解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新實(shí)踐能力等方面考察學(xué)生的綜合素質(zhì)[6]。有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)教材，保證了不同導(dǎo)師不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象，具有相同的培養(yǎng)目標(biāo)。

4.2 建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室制度[7]，保障導(dǎo)師制順利實(shí)施

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室制度保障了導(dǎo)師制在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中順利實(shí)施。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放引導(dǎo)學(xué)生能走進(jìn)來(lái)，坐下去，獨(dú)立思考和獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案是否可行。也進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力。具體做法：1)利用閑置設(shè)備和設(shè)備的閑置時(shí)間建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，安排專(zhuān)職教師值班；2)對(duì)全體生物技術(shù)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前培訓(xùn)，要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和儀器的基本使用方法；3)要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師審閱后，可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室；4)提前預(yù)約，服從安排。

5 建立科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)考核方法

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不同于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其評(píng)價(jià)更重過(guò)程，輕結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)特別注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)記錄分析及綜合分析問(wèn)題能力的考查[8]。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了多個(gè)指標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合考核(見(jiàn)表1)，考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、隨機(jī)抽查、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)論文匯報(bào)4個(gè)方面，分別考核了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度是否端正、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣是否良好、實(shí)驗(yàn)操作技能是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)是否重視、階段性實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否成功、文獻(xiàn)閱讀和理解是否充分、實(shí)驗(yàn)試劑耗材準(zhǔn)備是否到位、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是否合理且具有可操作性以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析是否科學(xué)、成果展示是否用心等。該考核方式相對(duì)公平公正，克服了傳統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告加考勤考核學(xué)生的片面性，能反映出學(xué)生的真實(shí)水平[9]。

注：實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣、數(shù)據(jù)記錄習(xí)慣等；隨機(jī)抽查包括實(shí)驗(yàn)操作、知識(shí)掌握、階段性實(shí)驗(yàn)結(jié)果等；實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備包括文獻(xiàn)閱讀、實(shí)驗(yàn)試劑耗材準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等；實(shí)驗(yàn)論文匯報(bào)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)處理與分析、成果展示等

6 實(shí)施效果分析

6.1 滿意度調(diào)查

導(dǎo)師制實(shí)施以來(lái)，我們共向?qū)W生發(fā)放滿意度調(diào)查問(wèn)卷101份(見(jiàn)表2)。調(diào)查結(jié)果顯示，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為以導(dǎo)師制為支撐的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置更加科學(xué)合理，能夠與理論和科學(xué)前沿掛鉤，更多地體現(xiàn)了學(xué)科交叉，同時(shí)初步學(xué)習(xí)了科研設(shè)計(jì)的思路，增進(jìn)了團(tuán)隊(duì)的感情及合作意識(shí)，提高了責(zé)任心。在導(dǎo)師是否具有積極引導(dǎo)作用的調(diào)查中，滿意度更是達(dá)到95.05%。

青年教師在擔(dān)任導(dǎo)師過(guò)程中，綜合素質(zhì)包括教育教學(xué)技能都得到了很大的提高，對(duì)課程的見(jiàn)解和專(zhuān)業(yè)的發(fā)展也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和針對(duì)性明顯增強(qiáng)，避免部分學(xué)生的渾水摸魚(yú)。但教師也認(rèn)為導(dǎo)師制占用教師時(shí)間過(guò)多，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，必須從制度上保障導(dǎo)師制的實(shí)行，在政策上對(duì)教師進(jìn)行激勵(lì)。

6.2 學(xué)生科研課題的申報(bào)情況

導(dǎo)師制的實(shí)施在一定程度上也極大地激發(fā)和促進(jìn)了學(xué)生參與課題申報(bào)的熱情和積極性，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的科研設(shè)計(jì)能力。各年級(jí)學(xué)生申報(bào)校級(jí)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱(chēng)大學(xué)生創(chuàng)新性課題)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。在大學(xué)期間，2011級(jí)、2012級(jí)、2013級(jí)、2014級(jí)學(xué)生分別提交了7份、13份、15份、25份大學(xué)生創(chuàng)新課題申報(bào)表，申報(bào)成功率分別達(dá)到了42.85%、46.15%、53.33%、68%，其中2011級(jí)、2012級(jí)和2014級(jí)學(xué)生分別成功申報(bào)省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新課題一項(xiàng)，2014級(jí)學(xué)生還成功申報(bào)了一項(xiàng)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性課題。學(xué)生申報(bào)課題的積極性很高，申報(bào)成功率也逐年上升，這與導(dǎo)師的引導(dǎo)密不可分。同時(shí)從側(cè)面也反映出導(dǎo)師制的實(shí)行更加成熟和系統(tǒng)，能更好地為應(yīng)用型和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的目標(biāo)服務(wù)。

表2 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)反饋情況(n=101)

6.3 畢業(yè)課題開(kāi)展及畢業(yè)論文撰寫(xiě)情況

我們還對(duì)2011級(jí)、2012級(jí)、2013級(jí)生物技術(shù)學(xué)生畢業(yè)課題的開(kāi)展及畢業(yè)論文的撰寫(xiě)情況進(jìn)行了摸底分析。教師普遍認(rèn)為，學(xué)生的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)思路越來(lái)越清晰，進(jìn)度安排更加合理有序。論文撰寫(xiě)格式規(guī)范，數(shù)據(jù)記錄及處理能力較好，能較為準(zhǔn)確地分析課題實(shí)施過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，并能提出解決問(wèn)題的辦法與建議。

表3 大學(xué)生創(chuàng)新性課題申報(bào)情況

7 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)探索和實(shí)踐，初步證明了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)行導(dǎo)師制，能更進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)知識(shí)的消化吸收，提高教學(xué)質(zhì)量；有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和創(chuàng)新能力；提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此，在師資力量充足的條件下，應(yīng)重點(diǎn)推廣導(dǎo)師制，使其制度化、常態(tài)化，以更進(jìn)一步推進(jìn)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)。但導(dǎo)師制的實(shí)施，也加大了教師的工作量，增加了實(shí)驗(yàn)室的日常管理工作。如何保障導(dǎo)師制順利實(shí)施，同時(shí)保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，我們需進(jìn)一步做到：1)補(bǔ)充青年教師數(shù)量，提高教師綜合素質(zhì)[10]；2)建立科學(xué)合理的導(dǎo)師考核和評(píng)價(jià)體系，減免工作量；3)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。另外，可進(jìn)一步探索與實(shí)習(xí)基地合作，利用其先進(jìn)設(shè)備、高素質(zhì)的生物人才和良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，促進(jìn)分子生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)高質(zhì)量的進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)[11]。