生物工程技術類實驗教學改革的研究與探索

曹飛 任家強 張友杰 任俊 趙為

［摘要］為提高學生的設計能力、動手能力，培養學生實踐創新意識和專業綜合素質，以達到培養應用型技術人才為目的 ，從調整實驗內容入手 ，開設基礎實驗平臺、綜合實驗平臺，對生物工程技術類專業的實驗教學體系進行了改革嘗試。

［關鍵詞］生物工程技術實驗教學改革創新

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2012）04-0049-03

一、引言

培養適應21世紀社會發展需要的高素質創新人才已成為高等院校教育發展的重要趨勢，應用型人才的培養是重要的發展趨勢。實驗教學是培養適應市場需求應用型人才的重要組成部分，實驗教學在學校教學培養中起著重要作用，并成為學校教學的亮點。這就取決于學校對實驗教學大膽改革和創新，已取得了一些實驗教學改革成果，并將進一步推進，為培養具有寬口徑、重基礎、重技能、高素質綜合型應用型人才而努力[1]。

二、傳統實驗教學狀況

實驗課依附于理論課，實驗教學只是理論教學的補充，實驗課成績附屬在理論課成績當中，沒有獨立的地位，弱化了學生對實驗課的重視[2，3，4]；實驗課程門類多，實驗課程之間重復內容較多；實驗課程多，每門實驗課程一個實驗室，造成了表面上實驗場地少、實驗設備短缺的假象；驗證性實驗項目較多，綜合型、設計型實驗項目較少，實驗教學方式方法呆板 、單一、落后，教師“照單抓藥”、學生“依葫蘆畫瓢”，不能調動學生的積極性[3]；實驗內容陳舊、分散，缺乏系統性與整體性，學生難以受到本專業系統的、完整的實驗技能技巧的訓練，不利于學生創新能力的培養[4-7]；實驗室開放時間短，彼此獨立，難以實現學科之間的相互滲透。

三、實驗教學改革狀況

（一）管理體制

實驗室實行教學實驗中心管理體制，教學實驗中心實行校、系（中心）兩級管理，實行實驗中心主任負責制，實驗中心主任對中心的全部實驗教學工作、全部教育教學資源進行統籌調配，并建立以實驗中心主任為組長的實驗中心領導小組，對于實驗教學的重大事情 ， 在中心主任領導下進行集體決策。

（二）實驗室建設模式

根據學校、學科特點和課程的相關性 ，整合了分散建設、分散管理的實驗室 ，集中于實驗中心進行統籌規劃和建設。徹底改變了一課一室、封閉運行、教學資源低效使用、教學經費嚴重不足的傳統實驗室管理模式的弊端 ， 實現了一室多課、開放運行，可對多學科、多專業開設不同而又相關的實驗課，達到了任務飽滿、教學資源高效共享的目標。

（三）運行機制

生物實驗教學中心根據具體情況制定了必要的規章制度，再加上學校實驗室與設備管理處制定的一系列規章制度，使中心工作步入制度化、規范化、科學化、高效化運行軌道 ， 保障了實驗教學改革的深入發展和優質教學資源的充分共享。

（四）實驗課程已單獨成立體系

在實踐教學環節上，生物實驗教學中心徹底改變了實驗課依附于理論課，處于從屬地位的傳統實驗教學模式，已建立了單獨的實驗課程體系，與理論課平行開設，既相互協調，又相輔相成。正式出版實驗教材3本，分別為生物化學實驗指導、普通生物學實驗指導、酶工程實驗，已成稿校內印刷有7本，分別為微生物實驗、植物組織培養實驗、發酵工程實驗、生化工藝實驗、免疫學實驗、遺傳學實驗、基因工程實驗。但這種自成體系實驗課程仍存在實驗項目重復，設計型、綜合型實驗項目不足等缺陷，還有待進一步改革完善[8]。

四、實驗教學改革的研究探討

針對基礎實驗項目重復，設計型、綜合型實驗項目不足等缺陷，學校對生物工程技術類實驗教學體系進行了研究，現取得一定的進展。

（一）企業所需生物工程技術類人才知識結構調查問卷

本次調查問卷共發放了450份問卷，回收有效問卷402份，回收率為89.3％。調查問卷共分五個部分，分別為企業的所屬行業、企業所需人才類型、企業所需的生物工程技術、企業所需的生物技術、企業所需知識結構。

1.所屬行業調查結果。在402份問卷中，其中生物工程占43.2％，生物技術占29.7％，制藥工程占21.6%，科學研究和綜合技術服務業占2.7% ，其他占2.8%。結論：調查行業主要為生物工程技術類行業。

2.所需人才類型。在402份問卷中，其中應用基礎理論人才占73.8%，技能型人才占83.3%，市場開發型人才占70% 。結論：企業對三種人才均有需求，所需人才類型為應用型技能人才占多數。因此，綜合型應用型人才就業前景較好，也是學校的培養目標。

3.所需的生物工程技術。經調查分析：企業對細胞工程、酶工程、基因工程、生物工程、工業生物技術、微生物技術、農業生物技術、醫藥生物技術方面的知識需求較多。

4.所需人才知識結構。經調查分析，企業對具有下列知識的人才需求較大：測量誤差、電工基礎知識、水工基礎知識、物理常數、定性分析知識、定量分析知識、提取分離和制備知識、植物學知識、動物學知識、生物化學知識、酶學知識、微生物學知識、儀器設備操作知識等。

（三）建立了基礎實驗平臺教學模式

為構建科學合理的實踐教學體系，根據所需人才知識結構調查，組織編寫了《基礎實驗教學平臺指導書》，內容共分五個模塊，分別為實驗室基礎知識和基本技能模塊，化學基礎知識和技能模塊，動、植物基礎知識模塊，生物化學基本知識模塊，微生物基礎知識模塊。共224學時，周學時8學時，共12學分（上學期6學分，下學期6學分），授課對象為：生物工程專業、生物技術專業、微生物應用專業，在進校第１、２學期開出。

1.基礎實驗教學平臺的目標。改革實驗教學模式、創建實驗教學新體系、優化實驗教學內容和更新實驗教學方法，系統強化學生基本實驗技能的訓練，培養學生獨立實驗能力、自主獲取知識的能力，啟迪學生創新意識［１］。

2.遵循的原則。（1）拓寬基礎性實驗范圍，減少驗證性實驗內容，增加綜合性，自主性或創新性實驗項目的原則；（2）培養動手能力，實踐能力和發散性思維方法的原則；（3）以就業為導向，面向生產實際的原則；（4）實驗耗材無毒或低毒、低價格、低能耗的原則；（5）實驗內容和教學方法體現現代科技進步的原則；（6）各實驗項目必須精煉，不得重復的原則。

3.綜合實驗教學平臺模式的探討。在現有的管理體制和運行機制下，著手建設綜合實驗教學平臺模式。綜合實驗教學平臺模式結合細胞工程、基因工程、發酵工程、酶工程、生物工程等專業核心課程設計綜合實驗平臺項目。這些項目將基礎實驗各種實驗方法結合起來，從實驗項目選擇、實驗儀器選擇、實驗方法和操作規程到自己動手搭置流程、調試流程、測定實驗數據、撰寫實驗報告和實驗結論等[9]。這部分的教學內容本著加強基礎、拓寬專業口徑，旨在培養訓練學生從“原料”到“產品”知識技能的綜合運用能力，培養創新精神和實踐能力，提高實驗教學質量為原則。教師采取與學生平等討論、切磋交流、協同合作的方式，形成以學生為中心的教學氛圍。實驗教師對掌握了基本實驗技能的學生應實行“放手”，以充分保證學生的獨立自主，讓學生親自去體驗、感受、摸索、發現，從中品嘗艱辛、積累經驗、享受成功、獲取信心知識和心理方面的收獲。實驗教師還應估計學生會遇到棘手的幾個關鍵環節進行審視、輔導把關，重點提升綜合運用實踐能力，為學生畢業論文即研究探索型實驗打下堅實的基礎。這樣通過三個平臺的實驗教學模式的教學，可以培養出重基礎、寬口徑、抓綜合、謀創新的綜合應用型人才。

4.研究探索型實驗的研究探討。為了把好教學質量關，真正培養出綜合應用型人才，已經有本科畢業生430人啟動研究探索型實驗即畢業論文，設立了“研究探索實驗基金”，投資基金22萬元，基金運作從每年的10月到翌年的5月。該實驗項目由實驗教師結合自己科研實際，每個老師給出3-5個論文題目，由學生根據興趣自己選擇，經指導老師指導開題報告后，該項目由學生獨立完成，包括查閱文獻、制定實驗耗材計劃、藥品配制、常規儀器操作、實驗數據記錄與分析、畢業論文撰寫等，旨在培養學生獨立實踐操作和綜合運用能力。指導老師除對學生開題報告指導外，還要負責學生紀律、實驗室的安全教育、學生實驗中所遇到問題的解決、學生畢業論文的批閱等。

五、結束語

生物工程技術類實驗教學體系的實驗項目內容設計和綜合創新部分充分考慮了企業的需求，減少了重復性實驗項目，節約了資源；增加了綜合應用型實驗項目，培養了學生動手能力、綜合應用能力和創新能力，也是在落實科學發展觀，落實高等教育理念，突出實踐教學環節對學生科學思維能力、實踐探索能力、創新能力和綜合素質培養中的重要作用。但實驗教學改革不能一蹴而就，需要在實踐中不斷的探索和創新。因此，實驗教學改革將是一項常抓不懈的工作，不斷在實踐中提高實驗教學質量。［參考文獻］

［1］黃詩箋，謝志雄.生物學實驗教學中心的建設與發展［J］.實驗技術與管理，2006（23）：1-4.

［2］謝細香，張正棟等. 傳統實驗教學模式的改革與學生創新能力的培養［J］. 嘉應大學學報（自然科學），2002（20）：103-106.

［3］劉幸福，吳元喜等. 在實驗教學中 ，試行“以學生為主體” 的教學模式探討［J］. 實驗技術與管理，2002（19）：114-116.

［4］楊國亮. 突破傳統 建構實驗教學新模式［J］.理工高教研究，2005（1）：66-67.

［5］鄒偉，姜華，張冬艷等. 發揮“實驗中心”優勢 構建“科教結合”平臺［J］. 實驗室研究與探索，2010（10）:98-99.

［6］劉杰. 高等院校生物化學實驗教學改革淺析［J］.中國科教創新導刊，2011（26）:39.

［7］李延紅. 關于微生物實驗教學改革的探索［J］.科技咨詢，2011（26）:217-219.

［8］張技．生物化學實驗教學改革的思考［J］.成都中醫藥大學學報（教育科學版），20l0：5l-52.

［9］姜華，鄒偉，崔玉影．生物科學實驗教學與管理改革的探索［J］．實驗室研究與探索，2007（26）：124-125.

［責任編輯：雷艷］