優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 培養(yǎng)生物技術(shù)創(chuàng)新型人才

張彩平 龍石銀 蘇澤紅 佘美華 曹朝暉 喬新惠 田英

摘要：生物技術(shù)的飛猛發(fā)展及其廣泛應(yīng)用急需創(chuàng)新型人才。生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐操作能力較強(qiáng)，然而現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)影響了該專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，有必要在理論課外補(bǔ)充的前提下，分別從增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、TBL實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理方面進(jìn)行改革。通過以上幾方面的實(shí)施，為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)、輸送生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型人才奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革;創(chuàng)新型人才

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）44-0231-02

生物技術(shù)已使其與許多行業(yè)交錯(cuò)密集迅猛發(fā)展，僅靠傳統(tǒng)的應(yīng)用型生物技術(shù)人才不能滿足社會(huì)的需求，因此應(yīng)緊迫提升生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。實(shí)際操作能力很強(qiáng)是生物技術(shù)專業(yè)的主要特點(diǎn)，然而為了培養(yǎng)創(chuàng)新性生物技術(shù)專業(yè)人才，首先要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能[1]。在該專業(yè)學(xué)生技能培養(yǎng)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)起著決定性的作用[2]。提升學(xué)生的動(dòng)手能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題具備分析和解決能力，并著重使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)[3]。鑒于此，我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及方式形式多樣性及增設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式的選擇

隨著生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)手段日新月異的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式也要跟緊改革，本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也要進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)生物技術(shù)專業(yè)人才的需求，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。

1.增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)。理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是分篇章進(jìn)行的，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)來說僅僅橫向或者縱向?qū)W習(xí)，缺乏系統(tǒng)性綜合聯(lián)系。通過綜合性實(shí)驗(yàn)將理論知識(shí)縱向與橫向理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生系統(tǒng)、靈活地掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)與手段，如在基因工程實(shí)驗(yàn)中選擇DNA重組技術(shù)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作特別多，涉及的方面也較廣。如合成DNA鏈變性、退火形成雙鏈，限制性內(nèi)切酶酶切質(zhì)粒DNA，瓊脂糖凝膠分離大、小片段，凝膠回收，連接成重組體，感受態(tài)細(xì)胞的制備、轉(zhuǎn)化、篩選等，通過學(xué)生的自學(xué)及動(dòng)手操作充分了解、掌握DNA重組技術(shù)的意義及應(yīng)用。

2.適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，在系統(tǒng)掌握基本實(shí)驗(yàn)技能和方法的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生廣涉國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納出當(dāng)前研究現(xiàn)狀并提出自己的思路，把自己已掌握的實(shí)驗(yàn)原理與技能通過設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)導(dǎo)師及相關(guān)專家認(rèn)定可行后，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中難免會(huì)出現(xiàn)意外，對(duì)于問題的出現(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)積極思考，科學(xué)面前沒有對(duì)與錯(cuò)、應(yīng)該與不應(yīng)該，學(xué)會(huì)尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，客觀的分析問題，并積極解決問題。能力培養(yǎng)是一個(gè)研究人員基本的素養(yǎng)，通過適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)，改變當(dāng)前生物技術(shù)專業(yè)本科生對(duì)問題的分析和解決問題的認(rèn)識(shí)，在提升創(chuàng)新能力培養(yǎng)的同時(shí)也希望對(duì)知識(shí)的接受方式得以突破。

3.增加專業(yè)實(shí)驗(yàn)課。基因工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、酶工程等專業(yè)課程在農(nóng)、牧、漁、園林、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等眾多行業(yè)中廣泛應(yīng)用，然而當(dāng)前很多院校生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程如蛋白質(zhì)工程、酶工程、基因工程、細(xì)胞工程及發(fā)酵工程實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重不足，導(dǎo)致高校生物技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生與社會(huì)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫節(jié)。為此，需要足夠重視專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

基因工程的應(yīng)用可謂是“處處留痕”。現(xiàn)代臨床中許多藥物如生長(zhǎng)素、干擾素、促紅細(xì)胞生成素、胰島素等都是基因工程的產(chǎn)物，同時(shí)在農(nóng)業(yè)方面也得到很大程度的應(yīng)用，比如抗蟲棉、抗高溫水稻。而我們食用的多年傳統(tǒng)的酸法水解工藝的味精也是利用酶工程中的雙酶法糖化工藝取代。我們?nèi)粘Ｋ秤玫娘嬃稀⑨u油、乳酸、啤酒是利用發(fā)酵工程、酶工程對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行加工的產(chǎn)物。在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量包含以上工藝，甚至開展興趣小組，激發(fā)學(xué)生深入研究以上工程技術(shù)的應(yīng)用。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革

1.拓寬實(shí)驗(yàn)原理理論知識(shí)。盡管操作是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，但掌握實(shí)驗(yàn)原理的理論知識(shí)是正確操作的保障，為此，在教學(xué)中教師應(yīng)用引導(dǎo)的方式講解實(shí)驗(yàn)原理，讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容以及結(jié)合原理，讓學(xué)生理解及掌握實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì)思路，并能預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行正確的分析。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中杜絕“灌輸式”和“綁架式”教學(xué)，學(xué)生的操作和結(jié)果不能都是按照教師的思路和認(rèn)定方式給予評(píng)價(jià)。通過學(xué)生自主性學(xué)習(xí)，啟發(fā)求知欲望，學(xué)生積極的思考狀態(tài)是我們要在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程中始終維護(hù)的精髓。通過拓寬實(shí)驗(yàn)原理，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的過程中帶著問題進(jìn)行思考，維護(hù)協(xié)商積極的思考狀態(tài)不僅提高了他們的自主學(xué)習(xí)能力，還培養(yǎng)了他們獨(dú)立思考的能力。

2.創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)多分組。每次實(shí)驗(yàn)的開展所用到的儀器設(shè)備為2～3種，但實(shí)驗(yàn)室的人數(shù)卻有25人左右，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，往往不能保證學(xué)生一人組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要多人合作，而此時(shí)有些學(xué)生借此可以不做或者少做實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生動(dòng)手能力的主動(dòng)培養(yǎng)。生物技術(shù)真是一個(gè)“燒錢”的專業(yè)，所用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備價(jià)格高、器材耗損大、試劑昂貴，為增加每生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室把整班分成幾個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式外，還單獨(dú)增設(shè)了實(shí)驗(yàn)室，讓有興趣的學(xué)生充分、認(rèn)真、仔細(xì)地自主完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，盡可能提高鍛煉的機(jī)會(huì)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

三、開放實(shí)驗(yàn)室管理

只有上實(shí)驗(yàn)課時(shí)才能進(jìn)實(shí)驗(yàn)室是目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問題，有些學(xué)生即使有這個(gè)積極性，卻經(jīng)常遇到實(shí)驗(yàn)室鎖門或是不知道找誰(shuí)來解決操作過程中碰到的有關(guān)試劑的配制、儀器的使用等問題，結(jié)果實(shí)驗(yàn)無法正常進(jìn)行，學(xué)生的積極性也逐漸消失了，嚴(yán)重影響了學(xué)生實(shí)際操作能力及綜合能力的培養(yǎng)和提高[4]。通過實(shí)驗(yàn)室開放式的管理，可以為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)時(shí)間上自由、實(shí)驗(yàn)條件充分的環(huán)境，讓學(xué)生既能在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，也可在實(shí)驗(yàn)課外利用實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間進(jìn)一步熟練實(shí)驗(yàn)操作，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮了他們的聰明才智。自2014年夏季學(xué)期起，我系單獨(dú)設(shè)立了實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放性，通過20天左右的時(shí)間，讓學(xué)生能獨(dú)自設(shè)計(jì)較小的科研課題并實(shí)施操作，完成培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的過程，大大提高了學(xué)生的積極能動(dòng)性。

綜上所述，生物技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)方式及內(nèi)容的改革是基于形勢(shì)發(fā)展需要，提升生物技術(shù)專業(yè)作為應(yīng)用型人才的根本[5]。在此基礎(chǔ)上，通過開放性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革，提升了生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，適應(yīng)了當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)。

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