生物工程綜合大實驗課程改革范文

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摘要:

針對目前生物工程專業(yè)實驗課教學中面臨的問題，對《生物工程綜合大實驗》教學內(nèi)容、教學方法、教學管理方式和考核方式等進行了課程改革與實踐．結果表明，通過改革激發(fā)了學生的學習熱情，有效地提高了教學效果，有利于生物工程專業(yè)應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)．

關鍵詞:

生物工程;實驗教學;綜合實驗;教學改革

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)》提出，深化教學改革、強化實踐教學環(huán)節(jié)、全面實施高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵，從而明確了培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的教育改革發(fā)展目標［1］．在高校中創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關鍵是學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．高校實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要環(huán)節(jié)之一．實驗教學一方面有利于學生進一步理解和掌握基本理論知識、培養(yǎng)基本的實驗技能;另一方面通過開設一些綜合性、設計性、探究性的實驗，有利于培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決問題的能力，有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，能夠為學生踏入工作崗位，進行開拓性的工作打下良好的基礎，所以實驗教學在學生素質(zhì)教育中占有重要地位．實驗教學的質(zhì)量直接決定了人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低［1－3］．

1開設《生物工程綜合大實驗》的必要性

近年來，我國許多高校的生物類專業(yè)在人才培養(yǎng)模式、專業(yè)建設、課程建設等方面進行了空前的改革，隨著教學條件的改善，實驗教學改革步伐更快，實驗技術、實驗設備都有明顯的改進和更新［3－6］．一直以來，學校生物工程實驗課程主要依附于理論課教學，大部分專業(yè)基礎課和專業(yè)課都開設了相應的實驗課程，但是由于課程學時的限制，能開設的實驗項目主要是驗證性或演示性的實驗，無法開設綜合性、設計性的實驗．教學方式一般是任課教師要求學生提前預習實驗內(nèi)容，教師提前把實驗課所需的各種用品準備好，上實驗課時學生按照實驗步驟完成實驗．這是目前比較成熟的高校實驗教學組織形式［7］．這種實驗教學模式雖然有利于學生對專業(yè)課程的理解和基本技術方法的掌握，但是不能充分調(diào)動學生的學習積極性和創(chuàng)造性，也不利于學生綜合運用所學的理論與技術解決實際問題能力的培養(yǎng)．為了達到生物工程專業(yè)應用型、復合型人才培養(yǎng)目標，針對生物工程專業(yè)目前實驗課程體系不合理的現(xiàn)狀，我們對生物工程專業(yè)高年級學生設置了《生物工程綜合大實驗》課程．開設這門課程的主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識和基本實驗技能去解決實際問題的能力，要求學生查閱文獻資料、分組探討設計實驗方案、獨立完成實驗等，并對實驗結果進行綜合分析討論，使學生養(yǎng)成科學思維意識，具備初步的科研能力和創(chuàng)新意識．

2《生物工程綜合大實驗》教學內(nèi)容體系的構建

綜合實驗是將學生已學的基礎理論及實驗方法有效地融合后開設的實驗，各環(huán)節(jié)之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，學生在實驗過程中不再孤立地進行單元操作，而是將這些基本操作有機結合起來，并有一定的自主創(chuàng)新空間，最終實現(xiàn)的是解決一個具體問題或是生產(chǎn)出具體產(chǎn)品［8］．《生物工程綜合大實驗》的教學內(nèi)容組織要體現(xiàn)出生物工程專業(yè)的主干課程如生物化學、微生物學、發(fā)酵工程、酶工程和生物工程下游技術等所講授的基本理論知識和基本實驗技能．讓學生利用所掌握的這些基本技能，自行設計實驗方案并實施．選擇和設計《生物工程綜合大實驗》教學內(nèi)容時，盡量避免與基礎課程實驗內(nèi)容的重復，為了保證所學知識的系統(tǒng)應用，通常要求完成一個產(chǎn)品的制備，把實驗的各個環(huán)節(jié)貫穿在一起，構成一個完整的生物工程過程．結合生物工程專業(yè)的實際應用，《生物工程綜合大實驗》教學內(nèi)容可以設計成若干個實驗單元，由學生自主選擇．例如，筆者在教學實踐中設計了以下兩個實驗單元:(1)紅曲色素固態(tài)發(fā)酵，包括紅曲霉菌種的分離、菌種擴大培養(yǎng)、固態(tài)發(fā)酵、紅曲色素提取及含量測定;(2)動物血液中銅鋅超氧化物歧化酶的分離提純、活力測定及純度鑒定．設計這兩個實驗主要是因為:完成實驗所需時間和課時數(shù)較接近;學生已經(jīng)具備完成該實驗所需的基本理論和基本實驗技能;實驗內(nèi)容難度適宜，有利于調(diào)動學生的學習積極性，體會在一個完整實驗過程中如何運用所學知識和技能;該實驗內(nèi)容系統(tǒng)性較強，符合綜合實驗的特點，有利于學生對所學生物工程專業(yè)知識的融會貫通．

3《生物工程綜合大實驗》的教學實踐

3．1時間安排

《生物工程綜合大實驗》課程設置在三年級下學期，采用集中授課的方式進行．

3．2實驗分組

改變實驗以班級為單位的分組習慣，綜合實驗安排每小組3～4名學生，使每個學生都有充分動手的機會．

3．3組織實施

(1)課前準備:課前集中時間把實驗任務布置給學生，包括實驗內(nèi)容、主要要求及注意事項，通常在實驗前的2～3周進行，要求學生搜集資料，充分理解實驗原理，小組成員一起討論比較多種實驗方法和實驗步驟的優(yōu)缺點及可行性，每小組都要提交實驗方案，再經(jīng)過學生的充分討論，最后制定一套可行的實驗方案．(2)實驗操作:在實驗過程中，學生是主要完成人，教師的作用是指導學生、糾正錯誤，并扮演安全員的角色．由學生獨立完成試劑的配置、儀器的選用、實驗的組織與實施等．我們開設的紅曲色素固態(tài)發(fā)酵實驗，學生要完成從上游的生產(chǎn)菌種篩選到下游的產(chǎn)品紅曲色素提取分離、檢測的完整過程．由學生自己動手完成培養(yǎng)基制備、菌種的分離及擴大培養(yǎng)、發(fā)酵參數(shù)控制、紅曲色素提取以及色價檢測等各個環(huán)節(jié)．在安全的范圍內(nèi)，可以滿足學生按自己的想法和推理進行操作．(3)實驗結果處理:要求學生如實記錄實驗過程與原始實驗數(shù)據(jù)，實驗結束后以小組為單位討論整理實驗結果，要求學生應用學過的生物統(tǒng)計學知識對實驗結果進行分析討論，注意實驗過程中異?，F(xiàn)象和異常數(shù)據(jù)的處理，引導學生分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．實驗報告寫成學術論文的形式．引言部分要介紹實驗目的、研究方法、實驗設計和研究意義等．結果與分析中要對所記錄的實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象進行合理的組合處理和分析判斷．小組討論分析實驗成功的關鍵步驟，交流實驗中的收獲與體會等，在實驗過程中學生初步了解了生物工程專業(yè)科研特點，為今后的畢業(yè)論文(設計)打好基礎．

4《生物工程綜合大實驗》教學管理

4．1組建實驗管理隊伍

開設綜合性、開放性的實驗課，對任課教師和實驗員都提出了更高的要求，在學生實驗過程中教師要保證堅守崗位，對學生實驗過程中遇到的問題給予及時解決．學生有時遇到實驗某個環(huán)節(jié)失敗容易半途而廢，這時教師要鼓勵學生，認真分析問題，找出原因，保證完成實驗．另外，綜合實驗課所需的設備儀器、藥品比較多，實驗過程中一些易耗品、玻璃器皿可能隨時都需要補充，實驗員應做好后勤保障，使學生能順利開展實驗課．實驗時間除了課內(nèi)，可能還包括課外時間，這就要求實驗室要在任課教師和實驗員的監(jiān)管下實現(xiàn)多方位開放［9］．

4．2編寫實驗講義

在《生物工程綜合大實驗》課程改革實施過程中，要以學生為中心，激發(fā)學生的學習興趣，注重學生獨立思考、科學研究、綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［10］．依據(jù)現(xiàn)有的實驗條件和專業(yè)特點在設計相關實驗的同時編寫實驗講義，并在教學實踐中不斷地予以修改完善．

4．3建立合理的成績評定辦法

建立多元化的實驗考核辦法，能夠充分調(diào)動學生的學習熱情［11－12］，我們在制定綜合實驗課成績評定辦法時堅持了三結合的原則:課前方案設計、課中執(zhí)行和課后總結相結合(占該門課程總成績的40%);實驗操作和實驗結果相結合(占該門課程總成績的40%);小組個人能力發(fā)揮和團隊的協(xié)作情況相結合(占該門課程總成績的20%)．調(diào)查結果顯示，95%的學生對《生物工程綜合大實驗》的這種教學形式和成績評定辦法表示十分滿意。

5結語

實踐證明，開設《生物工程綜合大實驗》這一課程，學生能夠綜合性、系統(tǒng)性地把相關的專業(yè)課程的理論知識和基本技能充分融合到綜合實驗中，有助于培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，比較符合生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標．在教學過程中突出了學生的主體性，學生比較積極主動地設計實驗方案，分工合作地完成實驗，有效地培養(yǎng)了學生的動手能力和創(chuàng)新意識．學生在獲得初步科研能力的同時，專業(yè)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到明顯提高，團隊意識也得到了加強［13］．目前，開設的《生物工程綜合大實驗》課程還需要進一步完善，有一些問題需要解決，隨著實驗室硬件條件的逐步改善，進一步充實和拓展實驗內(nèi)容，如生物技術上游技術的內(nèi)容進一步擴充到實驗內(nèi)容中去．另外，在教學計劃中應逐步減少相關基礎課程的驗證性實驗，多增加一些綜合實驗課程的學時，使學生有機會獨立設計實驗．隨著社會對創(chuàng)新人才需求標準的提高，教學工作應該促進學生的學科知識、綜合能力和創(chuàng)新能力的全面協(xié)調(diào)發(fā)展．《生物工程綜合大實驗》課程教學改革與實踐，對其他專業(yè)課程教學改革具有一定的借鑒意義．

參考文獻

［1］國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要工作小組．國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)［M］．北京:人民出版社，2010．

［2］李永久．談基于建構主義理論的高校實驗教學［J］．中國成人教育，2010(17):140－141．

［3］周文富．地方高校實驗教學模式改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)［J］．實驗室研究與探索，2009，28(7):97－102．

［4］李梅，趙冬梅，肖萍．加強實踐教學改革，全面提高學生的綜合素質(zhì)［J］．實驗室研究與探索，2011，30(6):261－263．

［5］田運生，劉維華，王景春．綜合性實驗項目建設的探索與實踐［J］．實驗技術與管理，2012，29(2):126－128．

［6］張麗靖，靳挺，雷引林，等．生物工程專業(yè)綜合性實驗的實踐探索［J］．實驗科學與技術，2010(4):111－113．

［7］劉艷，魏洽．環(huán)境工程專業(yè)綜合性設計性實驗教學的改革與實踐［J］．實驗技術與管理，2007，24(11):131－133．

［8］蔣群，李志勇，張雪洪．生物工程綜合實驗教學的探索與實踐［J］．實驗室研究與探索，2007，26(9):88－90．

［9］高云鵬，滕臺勝，黎福海，等．開放實驗室與學科競賽平臺相結合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式［J］．實驗技術與管理，2012，29(4):360－366．

［10］龔淑玲，黃馳，侯安新，等．以學生為中心，激發(fā)學習興趣，提高化學實驗教學效果［J］．實驗技術與管理，2012，29(8):1－3．

［11］宋智勇，涂敏，崔鴻．生物科學專業(yè)實驗課教學模式及評價體系思考［J］．中國大學教學，2011(1):80－81．

［12］孟慶祥．改革實驗考核辦法培養(yǎng)創(chuàng)新型人才［J］．實驗室科學，2007(4):23－25．

［13］李大力．基于建構主義的生物工程專業(yè)綜合實驗教學實踐［J］．高等理科教育，2013(3):109－112

作者：張彩瑩 夏敏 周索 單位：南陽師范學院生命科學與技術學院