基于生物工程專業大一學生“創新技能訓練”課程的建設和思考

高婷婷　崔振波　楊盛　于麗　劉佩勇

摘 要 針對大一新生增設的“創新技能訓練”課程，旨在幫助學生建立實驗室安全防范意識，訓練學生掌握實驗中心儀器設備的操作方法，以培養其基本科研素養。首年試教，取得了一定的教學效果，同時也暴露了一些問題。本文從課程內容的設置、網絡平臺的支撐作用和考評機制三個方面，詳細介紹了創新技能訓練課程的運行管理模式，總結了實踐教學過程中的不足。

關鍵詞 創新技能訓練 儀器設備培訓 實驗室安全 實踐教學

中圖分類號：G714文獻標識碼：A

實踐教學是高校教學方式的重要組成，旨在培養學生的研究和實踐能力，尤其對培養學生的創新能力有重要意義。生物學是一門基于實驗的學科，創新型生物學人才的培養更依賴于啟發式、開放式、探究式的實踐教學方法。傳統的“填鴨式”教學，只側重對知識的灌輸，受限于書本，已經不能適應生命科學和生物高科技產業飛速發展的需求。

國內高校生物學相關專業的實踐教學中一直存在的“重理論、輕實踐”的弊端。相比于對理論學習模式的快速適應，大多數新生在接受實踐教學專業訓練的入門階段往往存在著“慢熱”的尷尬情況。很多學生升入高年級后還會出現實驗室安全意識不強、儀器設備操作不規范等問題。究其原因，一是高中階段學生們重在學習理論，缺乏實踐經驗;二是實踐教學缺乏獨立評價體系，地位上從屬于理論教學，學生不重視。

東北大學生命學院生物工程專業的大一新生身上存在的問題既有普遍性也有特殊性。近年來，本專業第一志愿錄取占比較少，而通過其他志愿以及自主招生和綜合評價錄取比例較高。一些學生對本專業的熱情本就不高，一遇困難便很容易產生畏難情緒，從而更加被動和機械。2019年暑期小學期，東北大學生命學院針對新生開設了“創新技能訓練”課程。重點內容是進行實驗室安全教育培訓和實驗教學中心里現存的近百種儀器設備使用方法的培訓。本次“創新技能訓練”，生科院2018屆共84位學生全部參與，為期2周，主講教師由生科院8位實驗技術人員擔任。課后調查問卷結果顯示：23%的學生表示“感興趣，學習有動力”、79%的學生表示“全程學習很認真”、74%的學生表示“學過的大部分儀器能夠上手操作”。調查結果表明新課程初步起到了“破冰”、“過渡”的作用，在夯實學生專業技能素養方面起到一定的效果。

1實驗室安全教育培訓

安全教育培訓的主體內容突出了生物學專業的學科特點。除去一般性的實驗室水、電、消防等安全問題，易制毒易制爆的生化藥品和試劑的使用，活體實驗動物操作，大型精密貴重儀器和特種設備的使用規范，壓縮氣體鋼瓶，實驗室“三廢”處理，還有近些年來越來越受重視的實驗室生物安全問題，生物學實驗室都有涉及，是安全教育培訓的重點。

上述主要問題的講解內容都各有側重點：

（1）消防安全部分著重指導學生學會滅火器、滅火毯、洗眼器等應急用具的使用方法;

（2）生物實驗室經常用到的典型劇毒、強腐蝕性、致畸致癌的生化試劑，如溴化乙錠、秋水仙素、焦碳酸二乙酯等藥品，培訓中重點講解，確保教會學生操作時如何細心防護、正確回收廢棄物;

（3）活體動物實驗過程中防護用品的選擇和穿戴、正確抓取和固定的方法、動物抓傷咬傷和動物逃逸等應急處理辦法即是這部分的重點內容;

（4）高壓蒸汽滅菌器、超低溫冰箱等是生命科學專業學生經常用到的特種設備，應當保證人人能做到熟練操作;

（5）實驗室“三廢”處理問題中，“廢液”的處理問題最為常見，也最為復雜和重要，應重點詳細講解;

（6）面對實驗室生物安全這個重大問題，學生應當系統了解生物危害，生物安全水平分級，安全屏障及要求，適當了解生物安全措施及操作流程，重點學會生物安全設備，如生物安全柜，防護服的使用。

2 儀器設備使用規范培訓

在儀器設備使用培訓中，起初教師們普遍采取的方法是先用課件講解儀器設備的原理、操作規程和注意事項，之后播放儀器操作的視頻，左后讓學生動手操作。這種教學方式能保證講解內容體系完整，符合學生認知規律，但對于原理和操作都非常復雜的儀器不適用，如果講解內容過多，課堂時間有限，留給學生動手實踐的時間被擠壓，學生容易喪失興趣。針對這些問題，教師們從以下兩個方面進行了調整：

（1） 將所有儀器規范操作的視頻、微課掛在網絡平臺供學生課前預習，引導學生自主學習，供學生課后隨時查看復習。鼓勵學生自主思考，帶著問題走入課堂，課堂的寶貴時間重點用在講解較難理解的儀器設計原理和特殊注意事項上，留出更多的時間供學生實際上手操作練習;

（2）梳理儀器的講解順序，把原理接近、用途互通的儀器串聯到一起，如：紫外分光光度計、Nanodrop、酶標儀等。把不同類型的儀器整合成一個具體的實驗項目，起到事半功倍的效果。

3網絡平臺對本課程的支撐作用

將網絡教學平臺融入到生物學實踐教學中可以發揮巨大作用。網絡教學不受教學時間和空間的限制，在學習資源共享、方便學生自主學習和加強師生交流方面具有天然優勢。教師可將課件，實驗微課及其它相關資料上傳到網絡平臺供學生預習和復習，不僅能大量節約課堂上原本用灌輸知識點的時間，給實操環節留出更大空間，還能更好地澄清各種復雜實驗的技術細節，提高實踐教學效果。

虛擬仿真實驗平臺的建設更是為使用到精密復雜大型儀器的工程技術教學提供了絕佳的途徑。目前本門課程已經在高教出版社數字課程云平臺（ICC平臺）開設了網課，名為“科研技能訓練”，實驗教學中心的多項虛擬仿真項目基本建設完成，為以上目標的實現打下了堅實基礎。

4創新技能訓練課程的考評機制

建立合理的考評機制是保證課程教學效果的重要前提。在本門課程的教學過程中，本著激發學生學習興趣的初衷，課前發給每位學生一本羅列著實驗中心所有儀器設備清單的“儀器使用證”。每次課程結束后，教師會地在每位學生的使用證上蓋名章，以示該學生該儀器設備“培訓合格”。實踐表明，該種方法在一定程度上消弭了大一學生對本專業的“陌生感”和“畏難情緒”，有助于初步建立學生們的專業自信心，切實增強了學生們的“獲得感”，有一定的可取之處。

5實踐教學過程中存在的不足

本門課程首年試教，取得了一定的教學效果，同時也暴露了一些不足之處。

（1）本門課程的考評機制不夠完善：教師給學生的“蓋章”是無差別的，有些學生蒙混過關，過程中存在“丟證”、“竄證”現象。本人以為應該搭配上根據具體教學內容而量身打造的更為詳細的考評辦法，按照課前預習，隨堂測驗，小作業，結課考試這四部分按比例給出成績。

（2）本課程在輔助教材的方面還是空白。實驗教學中心應當編寫內容全面細致、可操作性強的的實驗室安全手冊，方便學生系統性學習。

（3）本門課程在教學內容和教學方法的設置上很充分地體現了“技能訓練”的特點，但在針對學生創新力的培養上稍顯欠缺，課程內容的廣度和深度都亟待繼續挖掘。

6結語

重視實踐教學，從新生入校的起步階段做起。生命學院針對大一新生開設的創新技能訓練課程是對實踐教學環節的補充，技能訓練既是傳統實驗模式的延伸，也是對驗證性實驗的突破，對學生創新力的培養起到啟發作用。它的核心在于對技術要點的掌握，要求“會做”，不是簡單的“做過”，允許反復練習，寬容失敗，鼓勵重做。為了達到這一目標，教師們需要對初學者給予更多的耐心和更詳細的指導，創新技能訓練課程內容的建設和運行管理模式也值得教師們深入思考和探索，靈活運動各種教學手段，建立更符合學生認知規律的技能訓練方法，配合合理的考評機制，不斷自我完善更新，尤其是要配合課程內容的不斷挖掘和積極探索，才能始終走在時代前沿，充分啟發學生的潛在創新力，為社會培養更優秀的人才。

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