實驗項目設計理念與實驗室建設及人才培養途徑創新

李天星

(楚雄師范學院 化學與生命科學學院，云南 楚雄 675000)

·實驗室建設與科學管理·

實驗項目設計理念與實驗室建設及人才培養途徑創新

李天星

(楚雄師范學院 化學與生命科學學院，云南 楚雄 675000)

創新實驗項目設計理念，對于人才培養途徑的創新、遺傳學實驗室的建設和學生的學習效果、學習興趣、學生知識結構、學生專業知識體系的系統性、完整性及創新型人才的培養等方面都具有重要的影響，從而影響到本專業培養目標的實現。創造性地構建實驗項目是實現高校實踐教學可持續發展乃至整個高等教育可持續發展的一個重要舉措。

實驗項目； 實驗室建設； 實踐教學； 人才培養途徑； 高等教育改革； 遺傳學

0 引 言

在相當長的一段時間內，我國中部和西部地方高校還存在辦學經費籌措困難、實驗室建設投資經費不足、學生生源質量偏低的現象。如何科學而有效地降低實驗室壓力的同時，保證人才培養的數量和質量，走出一條差異化發展之路，提升辦學水平，實現學生的低進高出，是各個高校必須認真思考和研究的問題[1-2]。

由于種種原因，我國中部和西部地方高校畢業生大部分最終都要回到學生生源地所屬的省、州、市、縣工作或打工，能出國深造和繼續讀研究生的學生所占的比例不大，他們本科階段的畢業證和學位證往往就是他們這一生的最高學歷和最高學位。對于他們中的相當一部分學生而言，大學階段所學到的專業知識和技能就是他們找工作和應對社會選擇的全部專業知識和技能。同時，伴隨著中國社會經濟的飛速發展及其所誘發的地方高校不斷向應用型高校的轉變，傳統的地方高校人才培養方式和途徑受到了前所未有的挑戰，重實踐能力、重應用能力成為這個時代對人才消費的主流模式，地方高校能否在實踐教學體系的系列改革中實現人才培養途徑的多元化，以確保和社會對人才需求實用化、多元化的成功對接，成為關乎地方高校辦學興衰成敗的大事。

1 依據“規范”，系統設計遺傳學實驗項目

近年來，全國不少高校依據自己長期傳統的辦學經驗或照搬國內外一些著名高校的辦學模式和辦學理念來設計相應生物技術專業課程的實驗項目的做法，易導致經驗辦學和主觀辦學等不規范辦學現象的發生，給地方和全社會教育事業的發展帶來巨大的損失[1-2]。

“高等學校本科生物技術專業規范”(簡稱“規范”)等規范性文件規定了本專業培養目標和人才培養規格[3-6]，同時，明確了遺傳學教育是該專業人才培養專業知識體系中必不可少的一部分[3-6]，從而為遺傳學實驗室建設及遺傳學實驗項目的設計提供了依據。由此，我校對生物技術專業遺傳學實驗項目從項目設計理念到具體的項目選取進行了多年的探索與實踐[7-19]。

我校位于云南省楚雄州境內的楚雄市，2001年才從原來的楚雄師專晉升為一所本科院校。作為一個彝族自治州，楚雄州社會—經濟—文化的發展水平較低，這對我校新建的生物技術專業的建設和教學改革工作，是一個嚴峻的挑戰[7-19]。

以“規范”中的相關內容為依據，制訂了遺傳學實驗課程教學大綱。以大綱為準繩，通過多年的探索和實踐，從遺傳學實驗教學內容的特點出發，構建了經典遺傳學、細胞遺傳學、數量和群體遺傳學、分子遺傳學相關實驗和應用遺傳學相關實驗等實驗模塊。每一個模塊下設置相關的1個到多個實驗項目。從而實現了以“規范”為依據，以大綱為準繩，通過實驗模塊的構建，形成了一個系統、完整而科學的遺傳學實驗項目體系。

由于組成每一個實驗模塊的實驗項目在數量、類型、難易程度及投資成本等方面都有很大的差異。這樣，在以大綱為準繩的前提下，在具體每個實驗模塊里，都盡量選擇那些實驗投資少、在實驗室外、甚至直接通過社會調查(而不是一定要在實驗室內)就可以完成的、學生有興趣并且容易做成功的實驗項目。

實踐證明，這樣做，不僅可以提高學生對遺傳學相關理論知識的理解層次和應用水平，使他們感受到遺傳學就在他們身邊，與他們的學習和生活息息相關，遺傳學并不抽象而是非常感性和具體的，從而培養他們的遺傳學社會研究技能和研究興趣，增強他們調查和解決遺傳學實際問題的能力，保證了遺傳學實驗課程的教學質量；同時，從根本上緩解了遺傳學實驗室的壓力，解決了我校遺傳學實驗室儀器設備投資嚴重不足的問題，實現了遺傳學實驗教學的可持續發展。

可見，從大綱出發，以社會實踐來檢驗和評判高校人才培養的質量和高校辦學的水平為中心，創新實驗項目設計理念，使實驗課程走出校門，切入社會，在系統設計的基礎上大膽構建實驗項目，是緩解高校實驗室壓力和實現人才低進高出的有力舉措，從高校課堂教學這一源頭上開始并實現了高校人才培養途徑的多元化。

多年的教學實踐證明，在“規范”的框架下，從學生的實際情況和社會經濟發展對人才的要求出發，創新實驗項目設計理念，系統設計包括遺傳學實驗課程在內的各專業課程的實驗項目，為我校生物技術專業課程改革、人才培養途徑的創新乃至專業的建設和發展做出了重要的貢獻。

2 遺傳學實驗項目設計的探索與實踐

2.1 科學安排遺傳學實驗教學的時間和空間

我校生物技術專業2004年9月開始招生，遺傳學課程一直為學生的必修課，從2004級到2009級，遺傳學總課時為108課時，其中理論課54課時，實驗課54課時，和細胞生物學、微生物學(雙語課)、分子生物學等6門必修課(包括理論課和實驗課)均在第四學期開課；從2010級到2016級，為了適應教學改革的需要，總課時壓縮為90課時，理論課54課時，實驗課被壓縮為36課時，還是和細胞生物學、微生物學(雙語課)、分子生物學等6門必修課亦在第四學期開課。

但從2004級到2014級(2015級和2016級還未上課)11年的遺傳學教學實踐來看，把遺傳學和細胞生物學、微生物學、分子生物學都放在第四學期開課的做法是不科學的，會造成學生第四學期必修課程太多，學習任務太重，學習壓力太大，學生自學時間不夠，尤其是對于一所新建的應用型本科院校的學生認知能力和專業基礎來說，學生們就更是力不從心了。因為，從首屆學生(2004級)到現在2016級學生進校后，發現一個共性的問題，即長期應試教育的結果，學生中學生物基礎極差，高中3年大部分學生只學了2年的生物學，近三分之一的學生學習生物學的時間加起來還不到1年，中學生物學的遺傳學部分是他們平時聽不懂的部分，也是他們高考拿不到分的部分，自然也就成為他們最害怕的部分。對于他們的專業基礎和認知水平而言，在一學期內能把遺傳學理論課和實驗課學好都不容易，但是，現實是8門必修課(包括實驗課)在同一個學期開，所以，學生的學習效果非常差，每一門課都出現學生大面積補考的現象，而遺傳學因其綜合性強(要求學生的植物學、動物學、微生物學、生物化學和細胞生物學及分子生物學等課程的基礎都要好)、難度系數大(因為需要不少的概率計算和數理統計及嚴密的遺傳學分析等基礎)、非常抽象(基因的結構和功能等都需要學生有非常豐富的想象力)，而成為難中之難。

遺傳學實驗課就更是步履維艱了，由于無法避開的生物雜交實驗等，使遺傳學實驗耗時更長，對學生的實驗技能和實驗素養要求更高，對學生的非智力因素形成了更加嚴峻的挑戰，而這一切恰好又是這一層次學校的學生所缺失的。所以，生物技術專業無論是哪一屆的學生，真正能把遺傳學雜交實驗做成功的學生并不多，不少學生所做的雜交實驗最終都以失敗而告終，遺傳學實驗的教和學遇上了一個難以突破的瓶頸，學生的學習興趣在不斷下降。從2004級到2011級學生后續課程的學習狀況和他們最后考研及做畢業論文的情況來看，遺傳學實驗部分是他們普遍出問題的一個地方。而且，4門必修的實驗課在同一個學期開設，給實驗室造成了巨大的壓力，實驗室基本的儀器、設備和器材面對近年來每屆都招收雙班(共90人左右)的生物技術專業的學生來說，顯得非常稀缺。

所以，從2015級開始，果斷地把遺傳學(理論課54課時，實驗課36課時)推遲到第六學期，和推遲到第五學期的分子生物學及第四學期開設的細胞生物學、微生物學(雙語課)等必修課在時間上和空間上都獨立開來，從根本上為學生學習遺傳學知識、進行遺傳學實驗夯實了必要的專業基礎和充分的實驗技能準備，使學生各學期和各學年的知識結構更加合理；同時，從源頭上解決了學生第四學期學習任務太重的問題。

2.2 創新實驗項目設計理念，大膽設計切入社會層面的遺傳學實驗項目

從2004級～2009級，生物技術專業遺傳學實驗課都是54學時，2學分；從2010級～2016級，為了適應教學改革的需要，遺傳學實驗課減少到36學時，1學分。

在學校對遺傳學實驗室儀器設備的投資幾乎為零的情況下，由于學時的壓縮，使得本來就難教、難學、難做的遺傳學實驗更加困難，伴隨著我校向應用型高校的快速轉變，對遺傳學實驗的教和學形成了更加嚴峻的挑戰。為了實現遺傳學實踐教學的可持續發展，逐步放棄了傳統的遺傳學實驗項目設計理念，以學科發展和社會發展的需求為導向，以社會實際應用結果來檢驗和驗證學科的理論和原理，大膽設計一系列能切入社會層面的遺傳學實驗項目，從中篩選出符合我們的教學實際情況的社會調查研究項目作為實驗項目(表1)，從而在遺傳學實踐教學與社會發展需要之間搭建起一座橋梁，使遺傳學實驗課程走出實驗室，進入社會，把學生的注意力聚焦到遺傳學的理論原理與社會實踐應用的關系上來，使理論和理論的實際應用形成了鮮明的對比，在更深層次上強化了學生對遺傳學理論原理的理解和認知，在最短時間內以最直接的但又不同于傳統人才培養模式的另外一種方式實現了人才的低進高出。這一切證明了無需經過大量的專業見習和專業實習同樣可以培養創新型和應用型人才，創新了人才培養的途徑，實現了高校人才培養途徑的多元化。

為此，將遺傳學實驗項目分解成了室內實驗項目和室外實驗項目及社會調查研究項目三大部分[7-15](見表1)，社會調查研究項目的課時數占總課時數的1/3以上。從2012級開始，36課時遺傳學實驗課的9個實驗項目中(2個選做實驗只選其中之一)，有5個共24課時的必做實驗和1個3課時的選做實驗，可以不依賴于實驗室在室外和通過社會調查直接進行，而無需過多的實驗儀器和設備；實驗室內僅剩下3個共9課時的必做實驗和1個3課時的選做實驗(表1)，即“果蠅的伴性遺傳” 、“果蠅唾腺染色體的觀察”、“數量性狀實驗” 和“體細胞Barr小體觀察”這4個室內實驗，用普遍學生都非常熟悉的果蠅作為實驗材料，以及從學生自己口腔取材，因此，也無需過多的實驗儀器和設備，但實驗結果明顯，實驗非常成功。結果，學生實驗技能考試和學生期末考試的情況都比前面各級的學生好了，學生大面積補考的現象沒有了，從而保護和培養了學生的學習興趣，保證了學生專業知識結構的系統性和完整性。

表1 《遺傳學實驗》的實驗項目

2.3 實驗室建設與人才培養成效

在學校對遺傳學實驗室儀器設備的投資非常有限的情況下，從“規范”出發，依據教學大綱，創新實驗項目設計理念，把室內實驗和室外實驗及社會調查研究有機地結合起來，大膽構建實驗項目，有效地減輕了實驗室的壓力，降低了實驗教學和人才培養的成本，保證了實驗教學質量，實現了我校生物技術專業遺傳學實驗課程教學的可持續發展，為我校生物技術專業的建設和發展做出了應有的貢獻。

從2012級開始到現在，各級學生遺傳學實驗技能考試和期末考試的情況一屆比一屆好，學生期末考的卷面成績及格率已達90%以上，期末成績總評時期末考的卷面及格成績可以60分來記，而不再是通過總評才能使他們的最終成績達到合格的要求，學生大面積補考的現象沒有了。同時，也培養起了學生對遺傳學實驗的興趣，終于有一部分學生想做遺傳學方向的畢業論文，還敢去考重點大學遺傳學專業的研究生，本科畢業后去從事與遺傳學有關的工作，按他們的話說就是“遺傳學實驗原來是那么的有意思”。而這一切對于2012級以前的學生來說簡直就是不可思議的事情。由此，實現了人才的低進高出，創新了人才培養的途徑，實現了高校人才培養途徑的多元化。

3 實驗項目設計理念的創新本質是人才培養途徑的創新

創新實驗項目設計理念核心是創新高校人才培養理念，是人才培養途徑創新的具體體現和真實表達，是人才培養途徑創新的一個有效機制。

生物技術專業遺傳學實驗課程設計與遺傳學實驗教學的可持續發展及遺傳學實驗室建設和發展的實際經驗表明，發現以實驗室為中心的傳統的實驗項目設計理念已經無法解決我校該專業實驗課程教學所面臨的各種問題。相反，在優化各專業課程時空結構的同時，在區域乃至全社會背景下因地制宜、因時制宜地不斷創新實驗項目設計理念，走出實驗室，切入社會，實現實驗項目從實驗室內項目到實驗室外項目再到社會調查研究項目三者的有機協調和統一，是保護和培養學生的學習興趣、保證學生專業知識體系的系統性、完整性及培養創新型和應用型人才的重要舉措，對實現各實驗課程和整個專業的可持續發展都有非常重要的意義和價值。

因此，“對于全國各高校各個理科專業的建設和發展來說，各門實驗課的實驗項目設計都是一件大事，是高等教育改革中一個不容忽視的問題[1-2]。”

4 結 語

中國高等教育發展的現狀注定了中國高等教育改革將是一次長期的革命，教育思想和教學理念的革命首當其沖，創新實驗項目設計理念只是高等教育系列改革中的一個環節。

創新實驗項目設計理念，不斷優化各專業課程的時空結構，大膽、系統地設計和構建遺傳學實驗項目，克服了我校遺傳學實驗室現有條件的限制，保證了遺傳學實驗教學的質量，保護和培養了學生的學習興趣，實現了生物技術專業遺傳學實驗課程教學的可持續發展，為生物技術專業的建設和發展及人才培養途徑的創新做出了應有的貢獻。這對于一所地處西部、邊疆、民族地區的新建的應用型本科院校是非常重要的。

感謝：對云南大學葉輝教授、楊樹華教授給予的幫助表示感謝！

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Experiment Items Design Idea and Laboratory Construction and the Innovation of Talents Training Ways

LI Tianxing

(Department of Chemistry and Life Sciences, Chuxiong Normal University, Chuxiong 675000, Yunnan, China)

There are important effects of the innovation of experiment items design idea of genetics. The effects contain the innovation of talents training ways, genetics laboratory construction, records of studies of students, learning interest of students, structure of knowledge of students, systematicness and integrity of their professional knowledge, and the training of innovative talents, as well as implementation of professional train objective. Ingenious construction of experiment items is an important measure of the sustainable development of practice teaching in universities and higher education in China.

experiment items; laboratory construction; practice teaching; talents training ways; higher education reform; genetics

2016-11-25

國家自然科學基金項目(31360102)；云南省應用基礎研究計劃項目(2011FB089)；楚雄師范學院主干課程建設項目(201305)；楚雄師范學院教學改革立項研究項目(1311)

李天星(1968-)，男，彝族，云南永仁人，博士，教授，研究方向：植物生理生態學、景觀生態學和生物學教育研究。

Tel.: 15887517910；E-mail：lxyhx@163.com

G 642.0

A

1006-7167(2017)08-0259-04