應用型人才培養模式下生物工程專業綜合實驗教學改革研究與探索

金裕華 鄒濤 徐玲花 曹芳 劉颋 楊裕啟

摘 要： 本文介紹了我校在國家倡導的應用型人才培養模式下對生物工程專業實驗教學體系進行的部分改革，構建了新的教學體系和培養方案。從教學模式、教學內容和成績評價體系三個方面闡述了我校生物工程專業綜合實驗教學改革的具體實施成果。

關鍵詞： 應用型人才；生物工程；專業綜合實驗；教學改革

教育部2014年發布的《關于地方本科院校轉型發展的指導意見》，提出“引導部分普通本科高校向應用技術型高校轉型”[1]，湖北理工學院是要求轉型發展的高校之一。生物工程是一門實驗性和應用性很強的學科，是我國重點發展的高新技術專業之一，也是我國應用型人才培養模式下重點專業之一，為社會培養出生物工程領域的高級工程技術人才[2-3]。近年來我校生物工程專業著眼于應用型人才培養，加強實踐教學的力度為周邊各大生物高新企業輸送了大批綜合素質優秀的畢業生，服務于地方經濟體。

生物工程專業綜合實驗是我院生物工程專業實踐教學的核心組成部分。經過幾年的探索和改進，目前已經形成了比較成熟的課程體系。對課程教學模式進行了一系列的改革和深化，對課程教學內容進行了凝練，對成績評價體系進行了調整，取得了一些成效，

1 生物工程專業綜合實驗教學改革前存在的問題

我校生物工程專業創辦于2006年，創辦之初我們就根據專業人才培養特點將生物工程專業綜合實驗作為一門獨立的課程開設，目的在于培養學生綜合運用專業知識和技能解決問題的能力。初始的目的非常明確，但是由于我們自身師資力量的局限，實驗設備的缺乏，實驗環境不是很理想，很大的制約了這門課程所發揮的作用。出現一系列不符合初衷的現象，比如：實驗項目簡單、與基礎課程的實驗內容重合、綜合性不強、深度不夠、與地方生物產業脫軌等，主要表現為以下三個方面。

1.1 課程教學模式簡單僵化

開始我們主要遵循的是老師制定實驗項目、準備實驗藥品、老師講解實驗內容、學生按已定步驟做實驗、學生書寫實驗報告、教師批改實驗報告的傳統教學模式進行。在這種教學模式下，學生很難形成自己的想法，像工廠的流水線工人，只會重復老師交代的步驟，不問為什么這么做？還能怎么做？怎么做是最佳的方法？出現問題不會自己主動思考，只是一味依賴老師。實驗注重結果，忽略過程的重要性。學生表現出對綜合實驗興趣不高，甚至存在一人做多人看的現象。

1.2 課程教學內容缺乏綜合性設計性

之前，該課程的教學內容由于受課程設置的限制，實驗時間短而分散，實驗內容和容量都受到限制，只能開設一些基礎實驗課未開設的基礎實驗，比如一些驗證性或經驗性實驗。實驗的連續性差，很難開設一些設計性、創新性的實驗，嚴重影響了學生綜合能力的培養。

1.3 課程評價體系落后

以往關于學生成績的評定主要是依靠考勤、提問、實驗報告和最終測試3個部分組成。實驗報告所占比重較大，導致學生不注重實驗過程，不認真做實驗，一人做多人看，為了寫好實驗報告，出現編撰實驗數據甚至抄襲的現象。

2 生物工程專業綜合實驗教學改革探索

經過幾年的實踐和探索，在學校的大力支持下，我校生物工程專業實驗室在實驗設備及師資配套上有了很大的改善，在實驗設置、實驗內容和考核辦法上進行了一系列改革。

2.1 創新型課程教學模式

目前，我們形成了在教師指導下學生分組自主選題、查閱資料、擬定實驗方案、準備實驗、進行實驗操作、討論完善實驗操作、完成小型實驗論文的創新模式。把原來規定時間地點的課堂實驗方式改為學年論文開放式實驗。充分利用PBL（problem-based learning）教學方式，培養學生問題搜集與深化、分析和探索、解決和執行、總結和反思的科學思維方式[4]。

在新的教學模式下，學生積極主動參與實驗，整個過程中各方面的能力都得到了鍛煉。首先通過自己查閱文獻熟悉研究內容，確定研究方向，學生鍛煉了科技文獻查閱和發現問題的能力；其次，在整個過程中老師的角色由原來的單純的教授知識變成了平等的討論切磋交流的關系，形成了以學生為主體的教學氛圍，學生查閱資料后分析形成自己實驗方案的基礎上與老師溝通交流，確定解決問題的方法，學生很大的鍛煉了解決問題的能力；再次，學生自己準備實驗和操作實驗，學生能夠自己發現問題并解決問題，提高學生的理論聯系實際的能力；最后，完成實驗獲得實驗結果，分析結果，撰寫簡單的實驗論文，鍛煉了學生分析思考的能力，以及科學論文的撰寫能力。我們在第7學期安排的生物工程專業綜合實驗為最后畢業論文做了很大的鋪墊工作，鍛煉了學生進行畢業論文工作所需的各項能力和技能，可以說是畢業論文的一次前期“演習”。

2.2 綜合性設計實驗教學內容

綜合性試驗的教學內容知識面涉及的比較廣泛，比如：微生物學、細胞工程、生物化學、發酵工程、酶工程等課程基礎知識的靈活應用。幫助學生全面、立體地學習本專業的基本技能，鍛煉動手能力和自主思維的綜合應用的能力。目前，我們的綜合實驗內容主要由四個模塊組成，包括發酵、天然產物提取、植物組織培養、功能微生物篩選鑒定。學生根據自己的興趣各自從以上4個研究方向選擇老師擬定的綜合實驗，每個方向一個指導老師，同一實驗要求同學根據自己查閱資料和思考的情況，擬定不同的實驗方案分組進行，實驗分組一般為4-5人一組，顯著增加學生的動手機會。

實驗完成后要求撰寫小型實驗論文，要求寫出實驗相關研究的文獻綜述，國內外研究現狀，存在的問題，分析實驗結果。結果討論實驗成功的關鍵、失敗的原因和實驗過程中出現現象的解釋。通過學生撰寫實驗論文，鍛煉學生語言組織和表達能力，對實驗方法和結果的討論培養學生獨立思考的能力和嚴謹求實的科研作風。

在綜合實驗的基礎上對有能力及有求知欲望的學生進一步引導參與到老師的科研課題中，根據課題要求設計實驗，提高解決問題分析問題的能力。

2.3 科學嚴謹的教學評價體系

生物工程綜合實驗的核心目標是培養和提高學生的綜合實驗能力。因此，有別于基本實驗成績的考察，基本技能不作為實驗成績的主要考察指標，而將學生如何將自己掌握的基本實驗技能有效的應用于一個系統性的實驗作為主要的評價指標。[5]

學生的最終成績包括考勤、實驗預習、實驗原始記錄、數據分析與處理、實驗論文和實驗室常規管理等指標?？记?0%，采用獎勵制到課1次（簽到）得5分；預習報告10%，包括實驗名稱、實驗目的、實驗原理、實驗儀器設備、實驗內容、實驗流程，不得照抄實驗指導書；實驗原始記錄20%，包括實驗材料、實驗方法、實驗過程、實驗結果和實驗討論；數據分析和處理10%，要求數據可靠分析得當；實驗論文40%，要求內容完整，文獻綜述全面，結果真實可靠，包括材料方法、結果與討論，注重實驗結果的分析；實驗室常規管理10%，要求遵守實驗室的各項紀律，按時值日，愛護實驗室的各項設備和用品。

3 結語

我院生物工程綜合性實驗教學經過一系列改革后，收到了良好的效果。學生參與課程的熱情高漲，自我能動性更強，創新能力和綜合能力有了很大的提高，畢業論文的質量上升了一個很大的層次。另外，教師的教學水平及產學研能力也得到了明顯的提升，教師和企業合作更加緊密，加強了校企合作的氛圍，學生和老師更受企業的歡迎，為周邊企業輸送了更多優秀的畢業生。但是，在教學改革的同時也遇到了一些問題和挑戰，比如由于開放式實驗，實驗時間延長了，增加了教師的教學任務和實驗室的管理負擔等，這就需要我們進一步改革和完善。

參考文獻：

[1]周明輝，楊代虎.新建地方應用型本科院校微生物實驗教學改革與實踐——以合肥師范學院為例[J].安徽農學通報，2017，23（05）：131-134.

[2]趙樂，鄭曉珂，馬利剛，等.生物工程綜合性實驗教學改革探索[J].實驗教學，2016，10（130）： 130-131.

[3]杜翠紅，劉靜雯，邱曉燕，等.生物工程專業綜合性實驗教學體系改革探索[J].集美大學學報， 2008，9（4）：86-88.

[4]吳瓊英，賈俊強，錢平，等.關于生物工程專業實驗體系中PBL教學模式的探索和實踐 [J].教學研究，2017，4：110-112.

[5]李大力，單丹，楊成麗，等.探究式教學模式下生物工程專業實驗成績評價體系的構建 [J].高校生物學教學研究（電子版），2014，4（3）：23-25.

基金項目：湖北理工學院教學教改研究重點項目（2015B12）

作者簡介：金裕華（1982-），女，江蘇鹽城人，湖北理工學院化學與化工學院講師，博士，主要從事環境微生物生態教學與研究。