工科院校生物專業學生創新性實驗改革與實踐

王晶妍, 蔡　祿, 鞏東輝, 趙秀娟

(內蒙古科技大學 數理與生物工程學院, 內蒙古 包頭　014010)

?

工科院校生物專業學生創新性實驗改革與實踐

王晶妍, 蔡祿, 鞏東輝, 趙秀娟

(內蒙古科技大學 數理與生物工程學院, 內蒙古 包頭014010)

以工科院校學生的培養特點為出發點,結合我校生物學專業學生的就業趨向和考研要求,該院對生物學專業的實驗教學內容、教學方法與教學手段做了一系列的改革,逐步建立了理論性和實用性并重的教學內容,構建了具有專業特色的創新性實驗教學體系和開放式教學模式,從而調動了學生學習的積極性,培養了學生自主實踐能力和創新能力,提高了學生的綜合素質。

實驗教學； 生物專業； 創新性實驗； 人才培養

21世紀是生命科學的世紀,我國已將生物學列為四大重點發展學科之一,國內許多工科高等院校相繼成立生物學科。生物學是一門以實驗為基礎的科學,目前工科院校生物專業實驗教學存在著諸多問題,所以開設創新性實驗,構建新型實驗教學體系,全力調動學生的學習積極性,激發大學生創新思維和發掘其創新能力的潛能,已成為各高校深化實驗教學改革的目標之一[1-2]。

我校是一所工科院校,生物學科成立至今有15年。目前我校生物學科教師承擔的各級在研科研項目(包括國家級、省部級項目、產學研的項目)達70多項。我校生物學科教師經過10多年的努力,對生物學科的生物技術綜合實驗、分子生物學實驗、環境生物技術實驗、植物生物技術實驗等實驗項目均進行了更新。實驗項目的更新主要體現在以下幾個方面:一是將教師科研成果轉化為實驗內容;二是結合學科專業方向和學生考研就業方向開設相關實驗項目;三是加大了創新性實驗的比例;四是每年的實驗項目可根據教師的研究背景和學生需求進行調整。經過上述實驗項目的更新,學生不僅可以鞏固加深自身生物學科專業知識,而且培養了學生對專業知識的應用能力[3]。以此調動學生對生物學科的學習積極性,提高學生的動手實踐能力,激發學生的創新意識和創新精神,培養學生創新能力、獨立思維能力和科研能力[4]。

生物技術綜合實驗是為生物技術專業學生開設的綜合性實驗課程,是一門具有較強實踐性的重要的專業實驗課程[5]。以生物技術綜合實驗的教學改革為例,闡述我校生物專業學生創新性實驗改革與實踐情況。

1　實驗教學內容改革

我校生物學科已將傳統的生物技術綜合實驗教學內容從原有的固定學時,側重驗證性實驗和側重基因工程和蛋白質工程的實驗內容轉變為涉及生物技術的五大工程的實驗內容,每一個實驗都具有一定的創新性,大大加大了創新實驗的比例。實驗內容不僅體現了我院教師的科研成果,而且聯系生活和生產實際,具有較強的實用性,從而很大程度調動學生的積極性。綜合實驗項目和教學內容如表1所示。

表1　生物技術綜合實驗項目

1.1實驗的創新性,更好地培養學生的科研能力和創新能力

經過改革后的實驗教學體系,學生不僅可以自主選定設計性實驗項目,自行完成實驗方案；而且可對必做實驗項目中的實驗內容進行設計,使實驗方案更細化合理,例如:外源蛋白在大腸桿菌中誘導表達及檢測的實驗,學生可自行設計優化制備和鑒定感興趣蛋白的實驗方案；實驗中的一些實驗材料(如菌株或酶等材料),可由學生自己制備等。通過這樣的一系列改革,學生不但對實驗的整體過程非常熟悉,而且可以更好的掌握和運用專業知識。

1.2實驗項目的豐富,拓展了學生的的知識面,達到了因材施教的教學效果

針對我校生物專業就業和考研趨向,我們進行了實驗項目改革,學生不僅系統掌握生物技術五大工程的基本操作技術,而且通過獨立自主搜集并學習實驗資料,不斷豐富了學生的知識面,拓展了學生視野[6-7]。例如，對于考研的學生,可根據考研方向,在設計相關實驗方案時,教師盡量指導這部分學生,將實驗方案更系統、更完善。對于就業的學生,教師會根據學生就業方向不同,選擇相關實驗,并指導學生將此實驗方案設計的更合理。

1.3學生可自主設計實驗方案,加大學生合作,更好地提高學生獨立思考能力

經過改革后的實驗項目,能夠讓學生直接接觸生產、生活及科研中遇到的實際問題,這些問題會引導學生自覺查閱相關資料。為解決這些問題,學生會利用課余時間相互討論或利用所查資料設計實驗方案并找到答案,同時教師會幫助其審核實驗方案,最終完成實驗。例如，改革后的實驗項目中有與實際生活和生產結合的選做實驗,學生可自主選擇感興趣的實驗項目,選做實驗的實驗方案均由學生自行設計,經指導老師審核實驗方案可行性后,方可實驗。這樣能夠更好地激發學生做好實驗和學習的興趣,并使學生從實驗中既能體會到研究的困難和艱辛,也能從中體會成功的樂趣。

2　開放性實驗的建立

生物技術綜合實驗要求學生根據實驗方案不同,可自行支配安排實驗時間。這樣學生才有足夠的時間查閱文獻資料,獨立思考、分析問題、解決問題,從而調動學生學習的積極性和創新性[8-10]。每一個實驗開始后,每組學生可提前預約實驗室場地和儀器,教師適時指導,學生自主實驗,提高學生的動手能力和實踐能力。這樣,學生既可在實驗課內完成實驗任務,也可在實驗課外利用實驗室開放時間完成實驗任務。

3　改革考核方式

以平時操作技能考核為主,以評估學生自行設計實驗方案的可行性考核為輔,進行綜合考評。實驗考核不把學生的最后實驗結果作為實驗成功與否的唯一標準,而是更注意學生實驗思路,實驗過程,實驗結果分析。實驗總成績由平時成績、實驗報告成績、考核成績三部分組成。平時成績占60%,包括了實驗方案設計情況、綜合考勤、實驗操作熟練程度、儀器使用情況、與其他同學合作情況等方面,但是平時成績評分標準,主要側重實驗方案設計和實驗操作過程[11]。實驗報告成績占20%,包括了實驗題目、實驗原理、實驗步驟、實驗結果、結果分析和總結五個方面,但評分標準主要側重于實驗結果和實驗分析。考核成績占20%,包括理論和操作。

4　結語

我校生物學科在生物專業學生創新性實驗改革實施方面做了一定的工作。通過完善綜合實驗的實驗項目,加大創新性實驗的比例,從而加深學生對生物學理論知識的理解和掌握,并通過科學實驗在科研方面、實際生產生活中的應用激發學生學習興趣,提高學生獨立思考能力,培養學生的科研能力、實驗操作技能力和創新能力,從而提高大學生自身的綜合素質[12]。同時針對不同層次的學生,達到了因材施教的教學效果。今后我們會進一步完善生物專業學生創新性實驗的改革,為工科院校生物專業學生創新性實驗的改革和實施提供一些借鑒性的經驗。

References)

[1] 白廣梅,王小逸.創新性實驗教學的思考[J].實驗技術與管理,2008,25(2):154-156.

[2] 張則,蘇貴章,馬曉君,等.開展大學生創新性實驗計劃的實施策略與建議[J].中國科技信息,2015(11):1-3.

[3] 王晶妍,趙秀娟,鞏東輝,等.生物技術綜合實驗教學改革的初步探索[J].科技視野,2013(35):57.

[4] 李曉霞,汪暉,鄭丹,等.大學生創新性實驗計劃學生問題分析與改進探索[J].中國高等醫學教育,2014(1):40，129.

[5] 何慶元.吳萍.王松華,等.應用型本科院校生物技術專業實踐教學體系建設與思考[J].安徽科技學院學報,2014,28(6):80-82.

[6] 董婷,邵進,王唯.從“大學生創新性實驗計劃”的實施看學生創新素質的培養[J].高等理科教育,2012(5):100-102.

[7] 李勇軍,張海燕.大學生創新能力訓練模式探索與實踐[J].實驗技術與管理,2014,31(11):17-19,28.

[8] 傅允準.課程實踐教學的改革實踐與創新人才的培養[J].上海工程技術大學教育研究,2009(4):6-9.

[9] 崔芳.環境工程專業創新實驗教學體系改革[J].實驗技術與管理,2011,28(2):139-141,144.

[10] 周軍,張宏忠.環境工程專業教學改革初探[J].廣東化工,2011,38(4):244-245.

[11] 趙宏宇,季祥,張小利,等.生物工程專業綜合性大實驗體系探索[J].實驗科學與技術,2009,7(5):105-107.

[12] 曾令初,孫連鵬,張再利.環境工程專業實驗教學改革的探索[J].實驗室研究與探索,2008,27(3):89-92.

Reform and practice of innovative experiments for students of Biology-major in engineering colleges

Wang Jingyan, Cai Lu, Gong Donghui, Zhao Xiujuan

(School of Mathematics, Physics and Biological Engineering, Inner Mongolia University of Science Technology, Baotou 014010, China)

In order to establish an educational system that facilitates students with both theories and practical skills, this paper carries out a series of reforms in the teaching of laboratory classes for the students in Biology major in terms of contents, methods, and tools in the teaching, which has taken into consideration of special needs of students in engineering schools, job requirements, and furthering education. Characterized by encouraging creativity and openness in the classroom, the new system can stimulate interest of students in learning, promote independence in accomplishing a job and creativity in experimental design, and improve the students’ comprehensive quality.

experimental teaching； biology major； innovative experiments； cutivation of talents

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.04.009

2015- 10- 22

內蒙古科技大學教學改革項目(JY2013058)；內蒙古自治區教改項目(YJG20151012707)

王晶妍(1979—),女(蒙古族)，內蒙古突泉,碩士研究生,講師,研究方向為生物化學與分子生物學

E-mail:wangjingyan79@163.com

趙秀娟(1977—)，女，吉林，博士，教授，研究方向為生物化學與分子生物學.

E-mail：zhaoxiujuan@imust.cn

G642.0

B

1002-4956(2016)4- 0029- 03