劉曉霞，羅小芳，廖云輝，王宗成，覃佐東 (湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南 永州 425199)

0 引言

自2015 年教育部、國家發(fā)展改革委和財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》以來，地方高等院校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變已正式進(jìn)入實(shí)施階段。地方本科院校承擔(dān)著為地區(qū)及周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)服務(wù)和應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的任務(wù)，如何樹立高素質(zhì)復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的理念和探索符合地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和行業(yè)特色發(fā)展需要人才的培養(yǎng)模式已迫在眉睫[1]。當(dāng)前，已建成的大規(guī)模高等教育體系在推動(dòng)我國的現(xiàn)代化建設(shè)過程中起著重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的快速轉(zhuǎn)型發(fā)展，使人才供需結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變化，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，產(chǎn)業(yè)升級(jí)的步伐不斷加快，推動(dòng)了社會(huì)文化建設(shè)的不斷進(jìn)步，尤其是實(shí)施的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，這使得高等教育的結(jié)構(gòu)性矛盾日益凸顯，存在畢業(yè)生就業(yè)難、就業(yè)質(zhì)量低等問題。而生產(chǎn)服務(wù)于一線緊缺的復(fù)合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的體制機(jī)制仍需要繼續(xù)完善，人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量與產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求需要繼續(xù)適應(yīng)。因此，只有找準(zhǔn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的突破口和著力點(diǎn)，才能增強(qiáng)地方高校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力。隨著生命科學(xué)技術(shù)的不斷突破，為人類面臨的食品、能源、資源、環(huán)境和健康等重大問題的解決提供了積極有效的措施，因此，國家和地方政府都已將生物產(chǎn)業(yè)作為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[2-6]。近年來，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在全球的產(chǎn)值成倍數(shù)增長的趨勢，而我國特別是改革開放以來其發(fā)展已進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，這使得對(duì)生物工程相關(guān)專業(yè)應(yīng)用型人才的需求不斷增加[7]。因此，地方本科院校生物工程專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)的目標(biāo)是：依托原有生物工程專業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合地方特色資源，注重生物工程理論知識(shí)與地方區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和行業(yè)特色相適應(yīng)的應(yīng)用能力的培養(yǎng)，使得培養(yǎng)的人才能在地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)改造中發(fā)揮作用。

生物化工是生物技術(shù)、化學(xué)和工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科交叉融合研究領(lǐng)域，是有生物體或者具有生物活性的物質(zhì)參與過程中的基本理論與工程相關(guān)技術(shù)[9-10]。它是一級(jí)學(xué)科化學(xué)工程與技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展的二級(jí)學(xué)科分支之一，在實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的過程中起著重要作用[11-13]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是理論課程內(nèi)容的拓展和延伸，更是高等院校生物工程專業(yè)高素質(zhì)綜合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一。實(shí)驗(yàn)課形式的實(shí)踐教學(xué)通過培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和發(fā)展能力，強(qiáng)化理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的結(jié)合。生物化工大實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行生物化工領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能的系統(tǒng)性訓(xùn)練，以往的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)存在創(chuàng)新乏力、跨學(xué)科交叉不足和科研與教學(xué)融合少等現(xiàn)象，導(dǎo)致課程教學(xué)和專業(yè)建設(shè)難以反映學(xué)科發(fā)展的前沿，不能更好適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)復(fù)合型應(yīng)用人才的需求。人才培養(yǎng)模式的變革是地方本科院校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的核心，而教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是人才培養(yǎng)模式變革的關(guān)鍵因素之一。我校為地方本科院校，結(jié)合永州豐富的農(nóng)業(yè)資源形成有地方特色的教學(xué)與科研體系是我校向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。本文以生物工程專業(yè)的生物化工大實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，探討基于課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的地方本科院校應(yīng)用人才培養(yǎng)的教學(xué)改革。

1 地方本科院校生物實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)綜合應(yīng)用型人才教學(xué)目標(biāo)的重要載體，然而“實(shí)踐操作能力差”是目前地方本科院校生物類畢業(yè)生普遍存在的問題，除受實(shí)驗(yàn)條件、學(xué)生實(shí)踐操作機(jī)會(huì)少和師資交叉整合不夠等客觀因素影響外，其課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)也存在很多問題，主要包括：(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件落后于實(shí)際教學(xué)的需求。部分教學(xué)儀器設(shè)備陳舊和不足，現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備和耗材不能滿足實(shí)際教學(xué)的需求，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課多為教師的“演示課”，學(xué)生自己動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)很少。(2)教學(xué)大綱制定不合理，存在與實(shí)際教學(xué)相脫離的現(xiàn)象。部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容充實(shí)，受實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件所限不能完全開出，有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡單，計(jì)劃課時(shí)超出實(shí)際教學(xué)時(shí)，致使學(xué)生動(dòng)手和科研能力的提高效果有限。(3)學(xué)生考核機(jī)制不完善[14-15]。以學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時(shí)考勤作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的方式缺乏相對(duì)客觀性，部分學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)不認(rèn)真、學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在抄襲和撰寫不規(guī)范的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成績得分高而實(shí)踐動(dòng)手操作能力差的情況突出。

2 生物化工大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索

針對(duì)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)存在的問題，結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，我校生物化工大實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了5 個(gè)方面教學(xué)改革的嘗試。

2.1 更新教學(xué)內(nèi)容，完善課程結(jié)構(gòu)

生物化工是以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生不僅能鞏固和強(qiáng)化所學(xué)習(xí)的專業(yè)理論知識(shí)，還能提高基本實(shí)驗(yàn)操作、綜合分析和解決問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新性思維。以往生物化工大實(shí)驗(yàn)的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)缺乏整體連貫性和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更新不及時(shí)，滯后于地方生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，限制了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新性精神的培養(yǎng)。為使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)相契合，我校組織生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和化學(xué)等專業(yè)的教師共同編寫實(shí)驗(yàn)教材，將教師的最新科研成果融入到實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)中，通過結(jié)合地方特色生物資源構(gòu)建以突出基礎(chǔ)、注重實(shí)踐操作能力和科研素質(zhì)培養(yǎng)為特點(diǎn)的課程體系，引入生物學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)和新方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)探索的興趣和愛好，使學(xué)生盡快掌握專業(yè)前沿知識(shí)。

2.2 充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，體現(xiàn)地方特色

將教師的科研與專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合是地方本科院校綜合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本方式，這不僅能在充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的硬件條件下保證實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性及新穎性，還能使教師和學(xué)生共同組合成一個(gè)致力于尋求科學(xué)真理的學(xué)術(shù)共同體。永州是湘南地區(qū)的農(nóng)業(yè)大市，擁有豐富的生物資源，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上立足于永州地方特色資源，開設(shè)的生物多肽活性研究、生物多肽洗手液的制備、葛根素的提取和純化、葛根素的改性研究實(shí)驗(yàn)、酵母發(fā)酵過程中培養(yǎng)參數(shù)的測定、油茶果殼中纖維素的提取和生物質(zhì)材料的制造與分析等都是源于教師的省部級(jí)以上研究課題的科研成果。通過結(jié)合地方特色資源與教師科研協(xié)同培養(yǎng)應(yīng)用型人才，不僅能解決實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備不足問題，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 跨學(xué)科教師承擔(dān)教學(xué)，豐富教學(xué)手段

以往的生物化工大實(shí)驗(yàn)都是由生物專業(yè)的教師承擔(dān)教學(xué)，所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較單一，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果較差，束縛了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新性能力的發(fā)展。因此轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，啟發(fā)學(xué)生思維、激發(fā)主動(dòng)探索、提升實(shí)踐操作能力和綜合素質(zhì)是當(dāng)前生物化工大實(shí)驗(yàn)的當(dāng)務(wù)之急。我校建立以學(xué)生為主體的“學(xué)生自由選擇+自主設(shè)計(jì)+分組討論+綜合訓(xùn)練”教學(xué)模式，并組織擁有生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和化學(xué)等相關(guān)研究背景的教師團(tuán)隊(duì)承擔(dān)生物化工大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，打破不同學(xué)科間的壁壘以豐富學(xué)生的知識(shí)層面，全面開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的理論和實(shí)踐教學(xué)，提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

2.4 合理分組，提高教學(xué)和科研水平

生物化工大實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用分組的方式進(jìn)行，現(xiàn)有的班級(jí)人數(shù)一般在30～45 人左右，單憑一位教師指導(dǎo)不過來，導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)效果不理想。我校充分尊重學(xué)生意愿，由3～4 個(gè)學(xué)生自愿組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，最后在小組的基礎(chǔ)上將整個(gè)班級(jí)分為2 個(gè)大組，分別由不同專業(yè)背景的教師共同交叉指導(dǎo)。除開設(shè)相同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的項(xiàng)目外，開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)生均以小組為單位組合成一個(gè)小型科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行自主選題，在教師指導(dǎo)下學(xué)生進(jìn)行合作調(diào)研、利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)資料的查詢、分析整理歸納所搜集的文獻(xiàn)資料、提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論、規(guī)范撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和研究論文等學(xué)習(xí)過程。通過開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的師生互動(dòng)討論、方案的構(gòu)思與設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作的開展、結(jié)果的分析與討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及研究論文的撰寫過程，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)待生物化工大實(shí)驗(yàn)課程由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、科研能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.5 完善考核機(jī)制

結(jié)合我校生物化工大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐情況，完善并形成科學(xué)的平時(shí)成績(60%)和期末考試成績(40%)的課程成績評(píng)價(jià)方法。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是一種用于描述、記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)開展的過程與結(jié)果的科技文體，同時(shí)也是平時(shí)成績的重要組成部分，其評(píng)定主要包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫是否認(rèn)真規(guī)范、客觀記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫實(shí)驗(yàn)討論等基本內(nèi)容。平時(shí)成績的考核除實(shí)驗(yàn)報(bào)告外，還增加開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的報(bào)告答辯及可行性分析等方式，通過組內(nèi)自評(píng)和組間互評(píng)等多種評(píng)定方法相結(jié)合促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)形式的多樣化，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。期末考試由理論和操作考試兩個(gè)部分組成，并采用隨機(jī)抽取考題的形式。理論考試以實(shí)驗(yàn)小組為單位隨機(jī)抽取2 項(xiàng)簡答題，組內(nèi)同學(xué)共同討論完成考題作答，按分組打分；操作考試每人完成1～2 項(xiàng)實(shí)驗(yàn)基本操作，根據(jù)每個(gè)學(xué)生操作的熟練程度及實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與分析給予打分。通過期末考試，使學(xué)生對(duì)生物化工大實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)和操作技術(shù)起到鞏固的作用，學(xué)生的應(yīng)用能力得到一定的提升。

3 教學(xué)實(shí)踐效果

3.1 豐富學(xué)生的知識(shí)層面，提高學(xué)生利用理論知識(shí)分析和解決問題的能力

跨學(xué)科教師承擔(dān)教學(xué)后，生物化工大實(shí)驗(yàn)打破了不同學(xué)科之間的界限，將生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和化學(xué)等專業(yè)的科學(xué)和思維方法相融合，體現(xiàn)了多學(xué)科的知識(shí)和技能的交叉及綜合運(yùn)用，使學(xué)生在碰到實(shí)踐問題時(shí)思維不僅局限于某一門課程或?qū)W科領(lǐng)域，從而更利于形成生物技術(shù)、化學(xué)和工程學(xué)的整體概念。特別是在開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的自主選擇上，學(xué)生要對(duì)項(xiàng)目從團(tuán)隊(duì)的協(xié)作、資料的查閱、方案的設(shè)計(jì)、可行性分析、項(xiàng)目的開展、結(jié)果的分析與討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和研究論文的撰寫等整個(gè)學(xué)習(xí)過程涉及的相關(guān)理論知識(shí)需有深入理解，才能制定合理可行的實(shí)驗(yàn)方案，以提高學(xué)生分析和解決問題的綜合能力。

3.2 激發(fā)學(xué)生的科研興趣，促進(jìn)創(chuàng)新性應(yīng)用人才的發(fā)展

生物化工大實(shí)驗(yàn)的教材是由我校教師編寫實(shí)驗(yàn)教材，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容源于教師的省級(jí)以上科研項(xiàng)目，同時(shí)結(jié)合地方特色生物資源，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性很高，由原來的“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。在實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，部分學(xué)生對(duì)科研產(chǎn)生了極大的熱情，主動(dòng)聯(lián)系任課教師進(jìn)行后續(xù)的研究。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行舉一反三，對(duì)生化產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的過程有了感性的認(rèn)識(shí)，為畢業(yè)后從事生物專業(yè)相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。

3.3 初步建立了教師科研與專業(yè)實(shí)驗(yàn)水平相促進(jìn)的模式

生物化工大實(shí)驗(yàn)開設(shè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是建立在教師科研課題的基礎(chǔ)上，由于任課老師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容和學(xué)科研究前沿非常熟悉，在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)的各類問題有充分把握。通過與學(xué)生的深入探討，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，從而提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。另一方面學(xué)生在參與教師的科研項(xiàng)目工作中，隨著實(shí)踐操作的進(jìn)一步深入新問題將不斷呈現(xiàn)，由此激發(fā)學(xué)生獲取新知識(shí)和探索科學(xué)奧秘的熱情，對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)也起到了事半功倍的效果。

4 結(jié)語

我校通過生物化工大實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的教學(xué)改革，構(gòu)建了培養(yǎng)服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新型應(yīng)用人才的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、技術(shù)操作和方法。綜合性、設(shè)計(jì)性和開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展突出對(duì)生物工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新思維、實(shí)踐動(dòng)手能力、分析和解決問題等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，拓寬學(xué)生自主學(xué)習(xí)的領(lǐng)域和踐行以學(xué)生綜合能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)理念，進(jìn)一步推動(dòng)我校向應(yīng)用性大學(xué)建設(shè)的轉(zhuǎn)變和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。盡管我校生物化工大實(shí)驗(yàn)的課程改革取得了一些經(jīng)驗(yàn)但教改的路程還很長，仍需在教師自身的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力的提高以及生物專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備條件完善的前提和保障下，通過不斷研究與實(shí)踐，探索出適合我校生物工程專業(yè)特色的對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)模式，以滿足現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)對(duì)生物工程專業(yè)人才的需求。