生物科學專業綜合性大實驗教學改革與實踐

盧麗　陸幸妍　何崚　田素娟

摘 要：生命科學作為一門兼顧實驗性及應用性的學科，實驗教學在生命科學人才培養過程中起著重要作用。我院在近幾年的教學改革中，設立細胞生物學-遺傳學跨課程綜合性實驗，打破了以基礎性實驗教學為主導的局面。本文闡述了我院生命科學綜合性實驗的設計原則，實驗內容與教學管理，學習效果評價體系，為進一步推進綜合性實驗改革提供參考依據。

關鍵詞：生命科學，綜合性實驗，實驗教學改革

Abstract： Life science is a subject needs both experimental and applied techniques， experimental teaching plays an important role in the training process of life science student. In the recent years， we established the cell biology-genetics comprehensive experiment in our College， this reform had broken old situation in experimental teaching. To further promote the reform of the comprehensive experiment， we have summarized the design principles of comprehensive experiments， the teaching management and the evaluation system in our College.

Key words：Life science， comprehensive experiment， experimental teaching reform

引言

本院的生物科學專業旨在培養面向生物醫藥領域相關的科研、生產、醫院等企事業單位，具有堅實的生物科學和生物技術的基本理論和實驗技能，具備一定的創新素質，能夠在生物醫藥領域從事基礎研究、生物檢測及其技術開發、技術服務和管理工作的應用型創新性人才，以適應現代生物科學的發展需求。傳統的生物科學專業實驗教學多采用固定學時、以驗證性實驗為主體的教學模式。但是這種教學模式逐漸暴露出一些問題，比如：實驗內容簡單，相互融合較少；驗證性實驗較多， 學生被動地按照教師的講授或實驗指導的步驟驗證課堂的理論知識，而忽視了學生實驗操作以及科研思考分析能力的培養。因此，探索新的實驗教學模式逐步減少簡單驗證、演示和重復性實驗，設立綜合性大實驗是當前教學改革的重點。而生物科學專業作為一門實驗性及應用性較強的學科，不僅要求所培養的學生有堅實的理論基礎，更重要的是應具備較強的動手實踐能力，所以在專業建設過程中，如何規劃與開設能夠體現生物科學專業特點與培養方案的綜合性大實驗是我們在實驗教學改革中的關鍵。

1. 設計原則

所謂綜合性大實驗綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。是學生在掌握一定的基礎理論知識和基本操作技能的基礎上，運用某一課程或多門課程知識， 對實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合性實驗。而我院所實施的細胞生物學-遺傳學跨課程綜合性大實驗則是綜合了細胞生物學與遺傳學這兩門生物科學專業的基礎理論可得相關知識，在其基礎理論知識和基本操作技能的基礎上而開設的跨課程綜合性大實驗，本文將介紹本院生物科學專業跨課程綜合性大實驗的實施經驗與成效。

1.1 綜合性實驗與基礎性實驗相結合

細胞生物學-遺傳學跨課程綜合性大實驗的開設前提是學生要具備細胞生物學與遺傳學基礎實驗知識，具備無菌實驗技能，但如果不考慮學生的實際實驗操作技能與實驗知識，就強求學生去進行綜合性實驗，其結果只會“弄巧成拙”，從而失去開設綜合性實驗的原本的目的。對部分基礎性實驗內容進行優化和重組。充分利用現有的實驗資源，對實驗內容和方案進行優化，重組，從而設計出符合當前教學要求的綜合性實驗。

針對實驗項目中基礎性實驗技能，以學生能熟練掌握為目的，如培養基的配置，無菌接種的實驗技術，要求教師要手把手教，力求學生熟練掌握培養基的配置及無菌操作技術，確保后續綜合性實驗的順利進行。而在綜合性實驗階段，則以提高學生分析問題和解決問題的能力為目標，要求學生能根據實驗指導而獨立進行實驗操作，教師分階段進行結果分析和指導。

1.2 系統性原則

綜合性實驗不能只是基礎性實驗的簡單重復，而是包括查閱文獻，撰寫“設計性實驗方案”與實驗報告等實驗內容。在我院安排的細胞生物學-遺傳學跨課程綜合性大實驗中，圍繞植物愈傷組織培養的熱點問題，組織學生首先查閱相關文獻，自主設計實驗方案，寫出植物愈傷組織培養的意義，通過綜合性實驗要達到什么實驗目的，如何開展具體實驗，預期實驗結果是什么，都要讓學生認真思考與討論后，寫出實驗方案交給指導教師，然后根據教師的建議，修改相應的方案，然后綜合運用多種實驗方法得出的結果，并進行結果分析討論，最終寫出實驗報告。通過這樣的訓練，學生不僅掌握了比較系統的細胞生物學，遺傳學的實驗操作技能，更重要的是通過綜合性大實驗，學生模擬了一次相對完整的科研試驗過程，調動了學生自主學習的積極性，培養了其科研思維。

2. 實驗內容與教學管理

2.1主要實驗內容

細胞生物學-遺傳學跨課程綜合性實驗課程總學時為51學時，實驗課程內容設置基礎實驗和綜合實驗兩部分。基礎實驗項目是課程的基本知識點和關鍵技能訓練，后者周則貫穿了植物細胞組織培養、遺傳操作及遺傳分析等知識點及實驗技術。

2.2 教學管理

在教學時間安排上，基礎性實驗安排在綜合性實驗之前，而且在開展同時基礎性實驗同時組織學生開展相關文獻的檢索，撰寫設計性實驗方案，為后續綜合性實驗做好準備。而由于綜合性實驗中愈傷組織的誘導培養耗時較長，所以我們安排了一些驗證性實驗穿插在綜合性實驗的實驗間隙中，包括：細胞膜的通透性，細胞減數分裂的觀察，細胞中多糖和過氧化物酶的定位，植物細胞骨架的光學顯微鏡觀察等。這些驗證性實驗既有助于進一步鞏固相關理論知識，也體現了綜合性實驗在時間安排上的合理性。學生實驗分組：綜合性實驗4人/組，基礎性實驗與驗證性實驗2人/組。組員共享實驗結果，但須獨立完成實驗報告。

3. 學習效果評價體系

在細胞生物學-遺傳學跨課程的考核過程中，我們要求學生嚴格按照學術論文的格式撰寫實驗報告，鍛煉學生的科研素養。實驗總評成績占課程總評成績的35%，其中，各部分成績構成如下：實驗考核成績占10%，基礎實驗平均成績占10%；綜合實驗成績占15%。其中綜合實驗報告成績主要針對實驗方案設計，實驗進度，實驗完成質量以及綜合性實驗報告撰寫質量進行綜合評定。考核內容側重于對實驗技術的操作能力，對實驗結果的分析能力，已對學生的綜合實驗能力做出較為準確的評價。此外，我們還以知識競賽的形式考查實驗中基礎知識與技能，提高學生學習興趣的同時鞏固教學效果，活潑教學氣氛。

4. 結束語

我院生物科學專業自2005年招生以來已培養8屆本科畢業生，近年來，隨著實驗教學改革的不斷推進，我院生物科學專業在人才培養事業中也取得了可喜的成績。通過對在華大基因研究院聯合培養的學生的交談記錄、實習單位對學生的評價、用人單位對學生的評價等調查結果中得出，本院生物科學專業學生的實踐動手能力及科研素質普遍得到實習單位、用人單位的贊賞，畢業學生的專業水平能夠滿足用人單位的基本需求。此結果表明加強綜合性實驗的教學改革，對于培養生物科學專業應用型人才具有積極地推動作用。

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*通訊作者：田素娟， E-mail：sjtian2005@aliyun.com

基金項目：廣東藥學院2015年“創新強校工程”項目-直接與生物醫藥產業對接的生物科學應用型人才培養示范專業（GYZLGC201505，粵教高函[2015]133號）資助