基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的生物技術(shù)實踐課程體系建設(shè)

楊清玲，周繼紅，陳素蓮，呂靜竹，陳昌杰

摘要：為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力，結(jié)合近年教育教學(xué)改革實踐，特色專業(yè)的培育，不斷探索科學(xué)完善的實踐教學(xué)體系。在生化與分子生物學(xué)課程群實踐教學(xué)中，從優(yōu)化課程體系、改革教學(xué)模式、加強科研訓(xùn)練三方面進(jìn)行了探索與實踐。突出了“厚基礎(chǔ)、強實踐、重創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)特點，構(gòu)建知識、素質(zhì)、能力三位一體的培養(yǎng)模式，對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的提高取得了明顯成效。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力培養(yǎng)；課程體系優(yōu)化；教學(xué)模式改革；科研訓(xùn)練加強

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0045-03

“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。而教育是知識創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的主要基地，也是培育創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的重要搖籃”[1]。培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高級人才是新時期高等教育的首要任務(wù)。2007年，教育部在教高[2007]1號文《教育部財政部關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》中指出“高等教育肩負(fù)著培養(yǎng)數(shù)以千萬計的高素質(zhì)專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才的重要使命”。其中，實驗教學(xué)是達(dá)到這一目的的重要手段，是對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性實踐能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。分子生物學(xué)、基因工程和酶工程是實踐性很強的生命科學(xué)核心學(xué)科，其實驗技術(shù)歸于生物技術(shù)類，生物技術(shù)成為新世紀(jì)科技革命的重要推動力量，作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)逐漸滲透影響人類生存和發(fā)展的方方面面，體現(xiàn)了一個國家高科技創(chuàng)新能力，而教育創(chuàng)新必須強化實踐教學(xué)[2]。這就要求實驗教學(xué)必須跟上學(xué)科發(fā)展的步伐，需認(rèn)真分析實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和特點，進(jìn)行有益的改革探索和嘗試，以達(dá)到激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新實踐熱情，著力于提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的目的。我們探討了通過多種形式、不同層次、多個角度的實驗實踐課程體系改革培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的醫(yī)學(xué)生物科學(xué)交叉人才。

一、優(yōu)化課程體系

1.修訂完善培養(yǎng)方案。生物科學(xué)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程。要有一套符合教育規(guī)律和突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方案。為21世紀(jì)適應(yīng)生命科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，滿足國家對生命科學(xué)與技術(shù)高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的需求，本著“加強基礎(chǔ)、拓寬口徑、強化實踐、注重能力、優(yōu)化體系、提高素質(zhì)，堅持以學(xué)生為本，融知識、能力、素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展”的教育思想觀念，以加強實踐教學(xué)作為提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，構(gòu)筑以能力培養(yǎng)為主線，分層次，相互銜接的科學(xué)、合理、優(yōu)化的實驗教學(xué)新體系。在現(xiàn)有生物科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，通過與相關(guān)學(xué)科、教研室溝通協(xié)調(diào)，建立三個水平的綜合實驗課程，即宏觀水平、細(xì)胞水平和分子水平，使學(xué)生在課堂上的理論知識能夠體現(xiàn)在實驗課程中。本教研室針對所任教的課程群，主要建立分子水平的綜合實驗課程。針對這部分綜合實驗課程，修訂的培養(yǎng)方案中在大學(xué)二年級完成理論驗證實驗、基本型實驗，保證學(xué)生基本專業(yè)素質(zhì)和基本實驗技能的培養(yǎng)；大學(xué)三年級上完成探索性實驗，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生分析問題、解決問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生的實際科研能力和科學(xué)的思維方式；大學(xué)三年級下完成創(chuàng)新型實驗，增加實踐環(huán)節(jié)，突出綜合創(chuàng)新性實踐內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力。并繼續(xù)開展畢業(yè)生跟蹤調(diào)查和用人單位調(diào)查，使培養(yǎng)方案適用社會經(jīng)濟發(fā)展需要。

2.構(gòu)建了獨立系統(tǒng)的實驗課程體系。針對生物科學(xué)專業(yè)課程的特點，將原有的高級生物化學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)、基因工程等實驗課進(jìn)行有機整合，形成一門“生物技術(shù)綜合實驗”實驗課程體系。覆蓋了生物化學(xué)、分子生物學(xué)、高級生物化學(xué)技術(shù)、基因工程等課程的核心內(nèi)容，具有系統(tǒng)性和科學(xué)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。并優(yōu)化與重組實驗教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容分兩部分：第一部分為基本實驗技術(shù)與技能訓(xùn)練。第二部分為綜合性設(shè)計性實驗，以基因工程技術(shù)為主線，內(nèi)容涵蓋分子生物學(xué)、高級生物化學(xué)、生物化學(xué)三個專業(yè)領(lǐng)域。在第一部分實驗課同時查閱資料選擇實驗內(nèi)容。主要以解決問題為目的，對不同實驗進(jìn)行整合。如怎樣在體外獲得神經(jīng)生長因子為例，把聚合酶鏈反應(yīng)，基因重組、基因?qū)搿l(fā)酵罐培養(yǎng)、蛋白質(zhì)分離純化和性質(zhì)測定等實驗串成一個整體。在此基礎(chǔ)上，后續(xù)開設(shè)了“探索性實驗”，并于2011年啟動實施了“大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃”，旨在培養(yǎng)大學(xué)生從事科學(xué)研究和探索未知的興趣，激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。在全校范圍內(nèi)選拔具有博士學(xué)位與副教授以上職稱的骨干教師擔(dān)任創(chuàng)新性實驗項目的指導(dǎo)教師。以指導(dǎo)教師在研科研項目為依托，按照“自主選題、自主設(shè)計、自主實驗、自主管理”的原則，擇優(yōu)遴選項目予以立項，項目來源于國家自然科學(xué)基金、衛(wèi)生部重點實驗室基金和省級科研項目，內(nèi)容涉及神經(jīng)生物學(xué)、腫瘤分子生物學(xué)、病原微生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)等多個學(xué)科。創(chuàng)新性實驗項目的實施，在提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，增強學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性等方面，起到了良好的效果，從而進(jìn)一步獲得多項國家級和省級大學(xué)生創(chuàng)新項目。

二、改革教學(xué)模式

實驗教學(xué)是高校教學(xué)工作中的重要組成部分，實驗教學(xué)方式對學(xué)生綜合素質(zhì)的提高以及自主能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)均有著重要的作用[3]。我們在對實驗教學(xué)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行教學(xué)模式的改革，增加教學(xué)活動形式的多樣性，激發(fā)學(xué)生積極主動的思維。

1.實施實驗室小班授課。邊講邊做，使教學(xué)由原來的形式簡單、內(nèi)容枯燥變?yōu)樾问届`活、內(nèi)容豐富，對知識點的剖析由表及里，深入淺出，一目了然，實現(xiàn)了課堂教學(xué)與實踐的完美統(tǒng)一。

2.PBL式實驗教學(xué)方法探索。開放實驗室，主要目的是通過學(xué)生自己設(shè)計、自己完成實驗把以前學(xué)到的理論、技術(shù)融會貫通地用到實際課題中去，使理論與實踐更好地結(jié)合，提高學(xué)生創(chuàng)新性思維和獨立分析并運用科學(xué)實驗解決問題的綜合能力。

3.將科研項目融入課堂教學(xué)和課程設(shè)計中。學(xué)生參與青年教師或研究生課題討論和操作中，提高了生物技術(shù)的實踐能力和科研開發(fā)能力，鍛煉了團隊合作精神。鼓勵和輔導(dǎo)學(xué)生撰寫科研論文，鍛煉學(xué)生論文撰寫能力。

4.轉(zhuǎn)變考試內(nèi)容和方式，建立一體化學(xué)習(xí)評價體系。將理論知識考核與綜合能力考核相結(jié)合，全面地考核學(xué)生對理論知識的掌握和實際動手能力的掌握情況。平時考核成績占20%，期末進(jìn)行占30%比重的實際操作綜合能力考核和比重占50%的試卷考核，使學(xué)生重視平時各知識點的學(xué)習(xí)和實際動手能力的提高，使學(xué)習(xí)評價體系更加合理和完善。

5.生物技術(shù)綜合實驗課程多媒體教學(xué)課件的制作。為使實驗教學(xué)更直觀，本課程所有實驗操作全程錄像，制作成網(wǎng)絡(luò)格式課件。本課件在安徽省第一屆教育軟件大賽中獲三等獎；并在此基礎(chǔ)上建立了分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程。

6.綜合性實驗教材建設(shè)和應(yīng)用。在開設(shè)這些實驗課程中，我們深感實驗指導(dǎo)教材的重要性。但由于當(dāng)時國內(nèi)還缺乏系統(tǒng)、有針對性的適合我校生物科學(xué)專業(yè)、實用的實驗指導(dǎo)教材，所以我們編寫了一套簡明實用、適合學(xué)生和初學(xué)者使用的《分子生物學(xué)實驗指導(dǎo)》（2006年12月，學(xué)校出版）和《生物技術(shù)實驗指導(dǎo)》（2008年8月，學(xué)校出版）。目前仍在繼續(xù)采用《生物技術(shù)實驗指導(dǎo)》作為生物科學(xué)專業(yè)、研究生和醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的“分子生物學(xué)技術(shù)”實驗教材。

三、加強科研訓(xùn)練

本著倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗改革，調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，提高創(chuàng)新實踐的能力培養(yǎng)水平的目的。將探索性實驗列為必修課程，通過學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師科研項目自主選擇并分組，采用“教師點撥為輔，學(xué)生自主實驗為主”的教學(xué)模式，要求學(xué)生從教材和參考書中尋找有關(guān)原理作為實驗設(shè)計依據(jù)，制定實驗方案，自己確定處理因素、實驗對象和儀器設(shè)備，自定實驗方法和步驟，最后完成實驗并撰寫科研論文，教師在過程中給予必要的指導(dǎo)和輔助，使實驗教學(xué)過程成為學(xué)生自己研究探索的過程。在國家級和省級大學(xué)生創(chuàng)新項目的資助下，全系60%學(xué)生參與創(chuàng)新性實驗研究。探索性、創(chuàng)新性實驗的開設(shè)，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，增強了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，增強了學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力，獲得一定的科研成果；參與的大學(xué)生動手能力增強，實踐技能突出，極大地提高了其就業(yè)競爭力；人才培養(yǎng)質(zhì)量得以提升，用人單位滿意度較好；大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐對教師提出了更高的要求，推動了教師從事科研工作的熱情和積極性，形成了教學(xué)與科研相互促進(jìn)、教與學(xué)雙向互動的良好氛圍；

四、創(chuàng)新性師資隊伍的建設(shè)

在生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中，教師是主導(dǎo)，沒有創(chuàng)新性師資，不可能培養(yǎng)出創(chuàng)新性人才，因此提高了教師素質(zhì)要求，培養(yǎng)和引進(jìn)了一批具有合理梯隊的教師隊伍；其次，由于教學(xué)方法、手段涉及討論式、研究式教學(xué)，類似于PBL教學(xué)模式，因此要求教師具有豐富的分子生物學(xué)、基因工程、酶工程、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)背景，我們一方面在遴選教師時注重交叉學(xué)科的知識背景，一方面不斷送出去培養(yǎng)，并且考慮到實驗技術(shù)人員隊伍建設(shè)是基礎(chǔ)，只有建設(shè)一支高素質(zhì)的高校實驗技術(shù)人員隊伍，才能更好地實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的教育目標(biāo)[4]，因此鼓勵青年教師和實驗技術(shù)人員參加各類培訓(xùn)，拓展知識面；再次，針對創(chuàng)新性能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，在師資隊伍建設(shè)中，擇優(yōu)選擇一直活躍在科研第一線的青年教師，以科研帶動教學(xué)。

教學(xué)實踐表明，生物技術(shù)綜合實驗課程教學(xué)，小班授課環(huán)境，教學(xué)與實驗相結(jié)合，教學(xué)與科研相結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教學(xué)模式，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)質(zhì)量和水平得到很大提高，學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實，生物技術(shù)實際動手能力和就業(yè)競爭力增強。生物技術(shù)綜合實驗課程體系建設(shè)，使學(xué)生在宏觀上對生物技術(shù)有較深入的理解，并把幾門課程實驗教學(xué)有機地結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生動手和創(chuàng)新性思維能力。已成為我校生物科學(xué)專業(yè)常規(guī)實驗教學(xué)內(nèi)容，并拓展到研究生和藥學(xué)、藥檢專業(yè)分子生物學(xué)技術(shù)課程的開設(shè)；培養(yǎng)的學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實，生物技術(shù)實際動手能力強，更符合社會需要。從實習(xí)單位和用人單位的調(diào)查反饋表中反映出對我校生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生思維能力和實踐能力的高度評價，畢業(yè)生深受用人單位歡迎。

參考文獻(xiàn)：

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基金項目：安徽省教學(xué)研究重點項目（NO：2012jyxm302）；安徽省專業(yè)綜合改革試點（NO：2012zy048）；蚌埠醫(yī)學(xué)院教學(xué)研究項目（NO：jyxm1147，1322，1325）。

作者簡介：楊清玲（1974-），女，安徽合肥人，碩士研究生，教授，研究方向：腫瘤分子生物學(xué)。

通訊作者：陳昌杰（1968-），男，安徽靈璧縣人，博士研究生，教授/系主任，研究方向：腫瘤分子生物學(xué)。