應(yīng)用型本科院校生物技術(shù)綜合性大實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建

張家洋

摘要：為了提高本科生物技術(shù)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量，我們可以從合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、完善實(shí)驗(yàn)考核方式、建立實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放運(yùn)行體系等方面，構(gòu)建生物技術(shù)綜合性大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)：綜合性大實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生物技術(shù)是一門多學(xué)科互相交融和滲透的綜合性學(xué)科，具有涉及領(lǐng)域廣、涵蓋面寬、基礎(chǔ)性強(qiáng)等特點(diǎn)。而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作，觀察、分析實(shí)驗(yàn)等綜合能力的重要途徑；是加強(qiáng)學(xué)生拓寬知識(shí)面的重要手段；是開(kāi)展創(chuàng)新教育的重要保障。

一、構(gòu)建生物技術(shù)綜合性大實(shí)驗(yàn)體系的必要性

應(yīng)用型本科教育肩負(fù)著培養(yǎng)應(yīng)用型人才的使命，隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革步伐的加快，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在向綜合性、能力型、創(chuàng)新性等方向發(fā)展。生物技術(shù)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，尤其要有針對(duì)性地對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。首先，以往單獨(dú)設(shè)置生物技術(shù)各門實(shí)驗(yàn)課程存在較大弊端，不能兼顧各課程之間的互相聯(lián)系，難以形成系統(tǒng)的知識(shí)鏈條，從而無(wú)法使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能得到系統(tǒng)的訓(xùn)練。其次，由于各門實(shí)驗(yàn)課程自成體系，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置和實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的運(yùn)用上容易出現(xiàn)類似和重復(fù)的現(xiàn)象。鑒于以上原因，優(yōu)化、整合生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程，構(gòu)建綜合性大實(shí)驗(yàn)體系尤為必要。

二、科學(xué)構(gòu)建生物技術(shù)綜合性大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系

（一）合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

設(shè)置生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)，要精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)K，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整體上具有系統(tǒng)性、聯(lián)系性和創(chuàng)新性。可以在基因工程實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)以及生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重組，形成以基因工程大實(shí)驗(yàn)為上游、發(fā)酵工程大實(shí)驗(yàn)為中游、生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)為下游的超大實(shí)驗(yàn)?zāi)K，整合成一個(gè)更大更具有綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。例如，在生物技術(shù)上游模塊，通過(guò)實(shí)施PCR的擴(kuò)增、表達(dá)載體的構(gòu)建、感受態(tài)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化等一系列實(shí)驗(yàn)措施，得到目的菌；在生物技術(shù)中游模塊，對(duì)該菌種的發(fā)酵條件進(jìn)行合理優(yōu)化，發(fā)酵大量菌體；在生物技術(shù)下游模塊，對(duì)中游得到的菌體進(jìn)行蛋白的分離、純化、鑒定等。由此，學(xué)生經(jīng)過(guò)一系列綜合性大實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)到現(xiàn)代生物技術(shù)的實(shí)踐理念，基因克隆、質(zhì)粒構(gòu)建、細(xì)菌發(fā)酵、蛋白提取、純化和酶活性分析等分子生物學(xué)、微生物學(xué)和生物化學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法及原理。

（二）適當(dāng)多安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間

綜合性大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)長(zhǎng)，在有限分散的學(xué)時(shí)內(nèi)不利于完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，安排集中的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅利于學(xué)生集中精力專注進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，也利于各實(shí)驗(yàn)?zāi)K之間的連續(xù)性和連貫性。比如，可以在大四第一學(xué)期下半學(xué)期集中進(jìn)行，分別用3～4周時(shí)間連續(xù)進(jìn)行上游、中游、下游三個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)。這樣安排，學(xué)生既鍛煉了實(shí)驗(yàn)操作和思維的連貫性，又把科學(xué)研究融入了實(shí)驗(yàn)課堂，為即將在生物技術(shù)領(lǐng)域讀研或就業(yè)的學(xué)生提供很好的實(shí)踐機(jī)會(huì)。在以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以原理的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主體，專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多數(shù)是教師制定好的，學(xué)生只是按部就班地去完成。近年，特別是隨著“90后”大學(xué)生逐漸成為校園的主體，在傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)下，學(xué)生們旺盛的創(chuàng)造能力和潛在的自學(xué)能力得不到充分的發(fā)揮。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，綜合性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)過(guò)程中教學(xué)形式和手段都需要進(jìn)行改革。教師的角色是組織者與參與者，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果要有足夠的預(yù)見(jiàn)性，幫助學(xué)生分析并解決問(wèn)題。

在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室是全天開(kāi)放的，時(shí)間上具有很大的靈活性，對(duì)于失敗的實(shí)驗(yàn)同樣有機(jī)會(huì)進(jìn)行修正。在綜合實(shí)驗(yàn)的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生可以一直在實(shí)驗(yàn)室工作，在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間是充分的，可以完整地完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)循環(huán)。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生是課堂的主角，要求學(xué)生能夠從配制試劑開(kāi)始，經(jīng)過(guò)生物材料培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作，到實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析為止，這個(gè)過(guò)程能夠獨(dú)立完成。這種綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方式激發(fā)了學(xué)生的求知欲和探索興趣。

（三）完善實(shí)驗(yàn)考核方式

完善的實(shí)驗(yàn)考核方式，是通過(guò)衡量學(xué)生綜合素質(zhì)來(lái)評(píng)判實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的有效手段。以前的考核制度往往是平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)各占一定比列，兩者相加進(jìn)行評(píng)定。其中，平時(shí)成績(jī)主要由考勤、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等部分組成；實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)是最后對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)定某一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成績(jī)。這種考核方式過(guò)于陳舊和片面，對(duì)于生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)來(lái)講，我們不僅考查學(xué)生對(duì)每個(gè)模塊各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的掌握程度，而且也注重學(xué)生對(duì)模塊間相互聯(lián)系的把握，所以考核方式也要兼顧以上兩個(gè)方面。首先，對(duì)各模塊進(jìn)行獨(dú)立考核；其次，要求學(xué)生綜合三個(gè)模塊，提交開(kāi)題報(bào)告、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果；再次，進(jìn)行答辯，結(jié)合兩方面的情況給出最終的評(píng)判結(jié)果。

三、建立實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放運(yùn)行體制

有效開(kāi)展生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)，不僅要對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合，也要對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行優(yōu)化和重組。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的調(diào)整、設(shè)備的添置，建立具有綜合性功能的生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)室，真正為學(xué)生搭建一個(gè)科研創(chuàng)新平臺(tái)。通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，學(xué)生學(xué)到的厚重的生物技術(shù)理論知識(shí)可以得到夯實(shí)，也可以進(jìn)一步把這些理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成扎實(shí)的實(shí)踐技能。在這個(gè)平臺(tái)上不僅要確保學(xué)生可以順利完成實(shí)驗(yàn)課題研究任務(wù)，還可以和其他實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有效銜接，發(fā)揮其更大的作用。

在生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)實(shí)施的過(guò)程中，有部分實(shí)驗(yàn)需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)進(jìn)行，如果按照常規(guī)上課的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就過(guò)于刻板，不利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，因此，需要建立合理的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放運(yùn)行體制，讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的時(shí)間自主安排實(shí)驗(yàn)，自行管理實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，適時(shí)向老師匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況。這樣做，不僅有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

四、小結(jié)

生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，非常明確該專業(yè)學(xué)科實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，因而都相當(dāng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力、拓寬學(xué)生知識(shí)范圍、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性的最佳途徑。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)室資源的優(yōu)化組合，建立以基因工程為核心，生物技術(shù)上游、中游、下游三大模塊組成的生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)。不同模塊間互相滲透，逐步深入，最終成為連貫的整體，讓學(xué)生能夠通過(guò)這樣的綜合性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)，盡可能大地鍛煉和提升實(shí)踐和科研能力。然而，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不是一蹴而就的，只有不斷地探索和積累，才能使生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)更加完善。endprint