論工科院校生物工程專業實驗技能歸類、分級的重要性

徐寧　胡勇　祁勇剛　王偉平

摘 要 文章對本校生物工程專業學生掌握實驗技能中存在的問題，提出將籠統和抽象的實驗技能細化歸類和分級，整合公共實驗教學、教師科研和企業實踐等資源按實驗技能分類標準按需為學生提供技能鍛煉平臺，同時完善實驗技能考核體系。

關鍵詞 生物工程專業 實驗技能 歸類分級

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.05.025

The Importance of Classification and Grading to Experimental Skills

for Bioengineering Specialty of Engineering Colleges

XU Ning， HU Yong， QI Yonggang， WANG Weiping

（Faculty of Light Industry， Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068）

Abstract The existing problems to master the experimental skills to students of ?bioengineering specialty in the university， the general and abstract experimental skills were detailed classified and graded. By the experiment skills classification standard， some resources such as public experiment course， teachers' scientific research project and enterprise practice were integrated to provide skills training platform for the students as needed. At ?the same time the experimental skills assessment system was ?improved an perfected

Key words bioengineering specialty; experimental skills; classification and grading

生物工程專業主要培養在工業生物技術產品生產領域從事生產、管理、設計、新產品與新技術研究開發、產品營銷等方面的高素質應用型人才。學生必須熟練掌握生物技術產品工業化生產的上游、中游和下游技術相關的專業基礎理論知識和技能。但現在大多數畢業生掌握的理論知識與實踐技能脫節，不能勝任或短時間無法達到工作崗位的實踐技能要求。目前國內高校相關研究實踐主要集中在以下四個方面：（1）更新教材、完善實驗計劃、增大選修實驗比例。①（2）通過學科競賽培養學生的實踐能力和創新精神。②（3）設置獨立實驗課，進行實驗內容的整合，增大綜合實驗的比例。③④（4）鼓勵學生進入到教師的科研中，鍛煉實驗能力。⑤通過對以上的研究現狀分析發現，關于工科院校生物工程專業實驗技能培養模式的改革與實踐的研究較少，大部分都是從宏觀層面和理論政策方面進行的研究，缺乏可操作的實踐或者可以量化評價體系支撐，如有研究論述通過生物化學實驗技能大賽，引導廣大學生崇尚科學、勇于實踐、敢于創新，激發學生學習的積極性，有利于提高學生分析問題、解決問題的能力，培養學生的實踐能力和創新能力，從而提高學生的綜合素質。但是大多數高校的現實狀況是學科大賽時間安排緊、實驗設備，資源有限，不能容納更多的學生參加決賽，在一定程度上影響了學生的積極性，難以推廣到大多數學生。又如更新教材和設置獨立實驗，這只是從教師的角度思考如何提高學生實驗技能，沒有思考學生在提高實驗技能方面缺的是什么？學生走向社會后的工作崗位需要的是什么技能？所以本研究旨在深入研究新的教育與就業形勢下工科院校生物工程專業新型實驗技能培養模式，提出切實可行的改革方案。

1 如何進行生物工程專業實驗技能歸類、分級

任何生物工程專業的實驗過程都是由若干個實驗操作單元組成，每一個操作單元都對結果的正確性、準確性起著關鍵作用。現有的實驗教學都是以實驗目的劃分，并沒有強調學生該掌握的具體實驗操作技能，或者并沒有對實驗的操作根據常用與否、難易程度、掌握深度等進行歸類與分級，導致學生基本實驗操作水平低下。本人帶過的三屆本科生畢業論文設計共17人，大二生物工程專業生物化學課程實驗120人，普遍存在該問題。另外本人與多家國內大型生物工程、食品企業進行交流，企業生產和研發部門主管對生物工程、食品專業應屆本科生實踐技能評價普遍不高。所以沒有正確的實驗操作技能，談創新人才和工程技術人才的培養只能空談。需要建立生物工程專業實驗技能分級、歸類體系，以此做為后續教學、實踐與考核的基礎。

以本校生物工程專業最為基礎和第一個開課的專業課程——生物化學實驗為例，該實驗課程教學的目的通過實驗課的教學，使學生能夠對生物化學基本理論和概念有更加深刻的認識，激發學生對探索生物化學規律的濃厚興趣。在實驗過程中培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，鍛煉學生的實際操作能力。課程的主要內容為生物大分子糖類、脂類、蛋白質（酶）、核酸等的基本性質、提取和檢測鑒定等。可以將該課程的實驗技能分為三類：基本操作、儀器操作和實驗數據分析。基本操作包括：實驗器皿用途（精度）、洗滌保存和規范操作等。儀器操作包括：儀器的基本原理（用途）、注意事項、操作規范。實驗數據分析包括：數據的科學處理、數據輸出規范和數據合理性分析等。在三類實驗技能中又可根據使用頻率和操作難易程度進行三個分級，如基本操作類中燒杯、三角瓶、燒瓶、量筒和試管等簡單器皿的相關操作為一級;容量瓶、酒精燈、碘量瓶和具塞試管等器皿的相關操作作為二級;滴定管（酸、堿）、蒸餾裝置、移液器和移液管等器皿的相關操作作為三級。儀器操作類中分析天平、pH計、恒溫水浴鍋、攪拌器和電爐等儀器的相關操作作為一級;離心機、蛋白核酸電泳設備、分光光度計、顯微鏡、消化爐、PCR儀和旋轉蒸發等設備的相關操作作為二級;電位滴定儀、高效液相色譜、氣相色譜和蛋白純化設備等設備的相關操作作為三級。實驗數據分析類中的word和excel表格建立作為一級，excel基本函數（加、減、乘、除、標準差）運算、excel或original數據作圖作為二級，方差分析、主成分分析和聚類分析等分析方法作為三級。endprint

將實驗技能分類和分級的目的是讓教師在教學過程中能有的放矢，讓學生明確學習目的。其分類和分級之間并無優劣之分，是相輔相成的關系。

2 公共實驗教學、教師科研和企業實踐有機整合

本校生物工程專業十分注重學生理論知識與實踐的結合，以2011級和2012級生物工程專業培養計劃為例，學科基礎課544學時，其中實驗課188學時，占34.5%;專業核心課464學時，其中實驗課152學時，占32.8%，此外還有生物工程工藝實驗、生產實習、畢業實習、畢業設計等實踐活動。雖然培養計劃中有較多的實驗技能課與實踐學習機會，但在學生四年的學習中分配不均衡，且連續性不強，考核機制不健全。恰恰生物工程專業是要求實踐技能非常強的學科，學生理論知識不足可以在課后參考教材，實驗技能不足如何來提升呢？除了固定的實驗課，學生在短短的時間里無法熟練掌握多種基礎的實驗技能，又無其他的訓練途徑。雖然也有部分同學聯系教師或研究生進入實驗室“幫忙”，但這種行為獲得的實驗技能具有一定的隨機性，不能全面培養學生的實驗技能。

所以通過已建立的生物工程專業實驗技能分級、歸類體系，將現有公共實驗課、學院教師科研以及校企實踐的資源，重新進行整合。以公共實驗課的掌握的技能作為基礎，教師科研實驗室和企業實踐作為加強和補充，繪制出生物工程專業公共實驗、教師科研項目、企業實踐能提供的實驗技能分布圖，讓學生根據自身實驗技能掌握情況，按需求融入到教師的科研項目中，通過項目帶動學生實驗技能和分析解決實際問題能力的提升，進而理論結合實踐，培養其創新思維。同時結合學校已有的實踐基地與企業實習單位，培養學生“實戰”操作能力。

3 學生實驗技能的考核

本校生物工程專業學生的考核主要以理論知識為主，即使有的課程有實驗技能考試，也是關于實驗操作的理論知識考試，沒有任何實踐動手能力的考試。畢業設計是對學生綜合分析解決能力的考查，但一般到這個階段，學生的很多不良的實驗習慣已經定型，無法在短時間進行糾正，同樣也無法學習和掌握好新的實驗技能。所以根據學生每年度理論課和實驗課的進度，通過已建立的生物工程專業實驗技能歸類、分級體系，明確學生需要掌握的實驗技能，研究設計實驗考核題目，制定細致嚴密的評分細則。將培養、鞏固和提高生物工程專業學生的實驗技能落到實處。

4 結論

通過建立的生物工程專業實驗技能分級、歸類體系，為生物工程專業學生的實驗技能培養提供綱要。通過公共實驗教學、教師科研和校企資源有機整合，以增強學生的實踐動手能力和創新精神為基本導向，以提高學生綜合素質，增強就業競爭力為目標，培養具有創新精神和創新能力的應用型高級人才。實驗技能考核的初衷是為了提高學生的綜合素質，培養學生的動手實踐能力，構建解決實際問題的思維意識，從人才培養的角度來講，可以說是溯本同源，目的一致。

基于工廠生產實踐的生物工程專業課“發酵工藝學”課程內容的改革和創新研究”（湖北工業大學教學研究項目200811）

注釋

① 楊華，賈士儒.關于生物工程專業實驗教材建設的體會. 新課程學習（綜合），2014：16-17.

② 郭恒俊，田明，王芳等.生物化學實驗技能大賽的實踐與思考.實驗室科學，2013.16（6）：151-153.

③ 張麗靖，靳挺，雷引林等.生物工程專業綜合性實驗的實踐探索.實驗科學與技術，2010.8（4）：111-113.

④ 靳挺，金慶超，李寧慧.生物工程專業實驗教學改革探討.現代農業科技，2014（2）：347.

⑤ 向福，劉亮，項俊等.導生制自主學習模式下生物工程下游技術實驗教學探索，2013（31）：27-28.endprint