生物工程實驗教學(xué)改革的探索

趙晴瀟，魏 群，屈成忠

(1.東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，吉林吉林132012;2.東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林吉林132012)

高校實驗教學(xué)作為教學(xué)工作的重要組成部分，相對于理論教學(xué)而言，具有一定的直觀性、實踐性、綜合性與創(chuàng)新性。它可以幫助學(xué)生驗證、理解相關(guān)知識理論，學(xué)習(xí)和掌握必要的技術(shù)、先進設(shè)備和學(xué)科的基本研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。因此實驗教學(xué)在加強學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面有著重要的、不可替代的作用［1］。

1 轉(zhuǎn)變理念，建立理論教學(xué)與實驗教學(xué)并重的新模式，實現(xiàn)實驗課單獨設(shè)課

長期以來，生物工程專業(yè)實驗教學(xué)一直定位于輔助教學(xué)的地位上，成為理論教學(xué)的附屬品。實驗課缺乏整體布局，跟著理論課教學(xué)走，理論課有多少門，實驗課就有多少門。各門課按自己課程的要求安排實驗，實驗內(nèi)容之間缺乏相互聯(lián)系與協(xié)調(diào)，致使實驗內(nèi)容脫節(jié)、遺漏、不系統(tǒng);實驗課成績常常僅占該門理論課成績的10%至20%，實驗成績差異不大，造成學(xué)生實驗積極性不高，應(yīng)付了事;因此，應(yīng)把實驗教學(xué)逐步從理論課教學(xué)中獨立出來，充分調(diào)動各方面的積極性和創(chuàng)造性，構(gòu)建實驗教學(xué)與理論教學(xué)并重的教學(xué)新模式。統(tǒng)籌協(xié)調(diào)理論教學(xué)與實驗教學(xué)，建立實驗教學(xué)中心，強化實驗教學(xué)。同時深化改革實驗教學(xué)各環(huán)節(jié)，提高學(xué)生參與實驗的興趣與積極性。通過實驗課程體系的改革，強化實驗教學(xué)，結(jié)合學(xué)生參與科研、實習(xí)、畢業(yè)論文形成完整的實踐教學(xué)體系，保證學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［2］。

2 建立新型實驗室管理模式

資金實力、專業(yè)規(guī)模的限制使得我們難以建立大型實驗教學(xué)中心，但是我們可以整合現(xiàn)有實驗設(shè)備，將大型設(shè)備從各個實驗室中剝離出來，實現(xiàn)實驗設(shè)備，實驗資源共享。緩解實驗儀器不足給實驗教學(xué)帶來的影響，例如將所有分光光度計、顯微鏡剝離出來，成立分光光度計室，顯微鏡室。

構(gòu)建實驗教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)信息中心，把有關(guān)實驗教學(xué)的電子教材、多媒體課件、動畫等掛在網(wǎng)上，學(xué)生免費使用機房里的計算機上網(wǎng)，在計算機上進行實驗課預(yù)約、預(yù)習(xí)、自學(xué)、查詢成績。各實驗室提供電腦及投影設(shè)備，使教師可以在實驗室很方便地進行多媒體輔助教學(xué)。實現(xiàn)開放式實驗室管理，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)約，可以通過一定的方式自行選擇時間進入實驗室進行實驗。通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)約，選定他們所感興趣的選修實驗項目［3］。目前我院已經(jīng)設(shè)置學(xué)生計算機中心，極大地方便了學(xué)生的網(wǎng)上學(xué)習(xí)。

3 深化改革生物工程實驗教學(xué)

生物工程是以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，綜合了基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程等新技術(shù)手段而成的新興學(xué)科。是一門實驗性和應(yīng)用性很強的學(xué)科，加強實踐教學(xué)是體現(xiàn)學(xué)科特點，提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［4］。

3.1 實驗教學(xué)各環(huán)節(jié)改革

(1)選好教學(xué)內(nèi)容，編好實驗教材

專業(yè)主任應(yīng)當(dāng)在實驗課內(nèi)容方面同課程負責(zé)人會同有關(guān)專家認真研究實驗項目，保證專業(yè)特色，明確基本實驗項目，增加設(shè)計性和綜合性實驗的比率。實驗內(nèi)容應(yīng)劃分為三個階段，第一階段實驗:基本知識與基本技能訓(xùn)練階段。從簡單實驗開始，使學(xué)生掌握本課程常用儀器設(shè)備的基本操作，熟悉基本實驗設(shè)計原理與方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、記錄實驗結(jié)果及收集、整理實驗數(shù)據(jù)的能力。第二階段實驗:分析與綜合實驗階段［5］。通.過進行較復(fù)雜的、實驗項目較多的、難度較大的實驗，進一步強化實驗操作，掌握實驗方法，著重對實驗結(jié)果進行科學(xué)的分析、綜合與總結(jié)。第三階段實驗:探索性實驗階段。學(xué)生自選題目，查閱文獻資料，設(shè)計實驗方案，完成實驗，以小論文形式寫出實驗報告，最后進行答辯，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。除此之外，應(yīng)定期刪除一些落后的、重復(fù)的驗證性實驗項目，設(shè)立一些緊跟生物領(lǐng)域發(fā)展，具有應(yīng)用前景的新實驗，以啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到理論聯(lián)系實際的效果［6］。

(2)網(wǎng)上完成實驗預(yù)習(xí)

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中不僅告訴學(xué)生實驗項目、實驗原理、使用儀器及藥品、實驗步驟等等，實際上告訴了學(xué)生實驗的全過程。學(xué)生只須按要求的過程去操作，用不著查資料、思考及創(chuàng)新，嚴(yán)重影響了學(xué)生對實驗課的興趣。新型實驗教學(xué)中應(yīng)努力提高學(xué)生參與實驗的興趣與積極性。電子教材、多媒體課件應(yīng)從原有的文字敘述模式轉(zhuǎn)變?yōu)閯赢媹D片模式。動畫圖片應(yīng)盡量色彩豐富、生動有趣。課件以問題形式結(jié)尾，引發(fā)學(xué)生思考及查閱文獻。預(yù)習(xí)實驗報告可以以問題回答方式在網(wǎng)上完成，同時應(yīng)限定預(yù)習(xí)實驗問題的回答時間以避免抄襲現(xiàn)象的發(fā)生［7］。

(3)實驗過程監(jiān)管

教師講解時間應(yīng)不超過學(xué)時數(shù)的10%。應(yīng)重點講解實驗注意事項，提出問題，使學(xué)生則帶著問題進行實驗，既動手又動腦。教師從旁指導(dǎo)，絕不代替學(xué)生操作。實驗完后，教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析、綜合，作出恰如其分的結(jié)論，使感性認識提高到理性認識。對實驗所出現(xiàn)的一些問題進行討論分析，找出原因。適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生把實驗結(jié)果與實際問題聯(lián)系起來。這使學(xué)生對實驗興趣倍增，思維活躍，視野開闊。

(4)實驗成績評定

以往學(xué)生實驗成績的給定往往過分倚重實驗報告書寫的優(yōu)劣。造成學(xué)生不好好做實驗，好好寫報告就能拿高分的僥幸心理普遍存在。為改變這一情況，要求實驗教師在實驗過程監(jiān)管中細心觀察，作好記錄，對學(xué)生的遲到情況、著裝(是否穿白大褂)、實驗態(tài)度、實驗紀(jì)律、實驗結(jié)果進行詳細記錄，用以有效進行成績評定。盡量使成績評定做到客觀、公正。實驗報告的書寫應(yīng)一改往日機械抄襲實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗過程、實驗結(jié)果的方式，應(yīng)以實驗結(jié)果的分析為主，減輕學(xué)生壓力，啟發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生實驗課成績的最終評定采取平時成績(70-80%)和考試成績(30-20%)相結(jié)合，實驗技能與實驗素質(zhì)相結(jié)合的評分標(biāo)準(zhǔn)，做到全面客觀正確地評價學(xué)生實驗成績［8］。經(jīng)實踐后，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對實驗課的重視程度提高，基本知識技能的掌握牢固度有所提高。

3.2 鼓勵學(xué)生從事科學(xué)研究

(1)建立導(dǎo)師制，引領(lǐng)學(xué)生進入科研領(lǐng)域

從大二下學(xué)期即可鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)在課外時間進入專業(yè)相關(guān)導(dǎo)師的實驗室，參與導(dǎo)師課題組活動。熟練基本操作，深入某一領(lǐng)域的科學(xué)研究之中。并鼓勵學(xué)生將自己的科研成果在各類期刊上發(fā)表。經(jīng)過幾年對個別學(xué)生的培養(yǎng)后，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)造性思維，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力得到了很大的提高。

(2)鼓勵學(xué)生積極參與綜合性、設(shè)計性實驗項目

面向大三、大四學(xué)生開展綜合性、設(shè)計性、研究性、自主開放型實驗項目評比工作。通過宣傳招募的方式吸收學(xué)生積極參與。全面向?qū)W生開放實驗室及各種設(shè)備，為學(xué)生創(chuàng)造良好的創(chuàng)新實踐平臺。在課題立項方面，鼓勵學(xué)生總結(jié)所學(xué)知識技能，凝練自己感興趣的題目，在教師的指導(dǎo)下進行教學(xué)大綱以外的、有一定深度的創(chuàng)新型實驗［9］。以我院為例，櫻花園科技創(chuàng)新項目的啟動，幾年來已經(jīng)為學(xué)生提供了很多參與綜合性、設(shè)計性實驗項目的機會。

(3)創(chuàng)造實習(xí)機會

與相關(guān)企業(yè)保持緊密聯(lián)系，為同學(xué)們在寒暑假創(chuàng)造實習(xí)機會，使他們能夠深入現(xiàn)場，理論聯(lián)系實際。同時，積累工作經(jīng)驗，使其在日后的擇業(yè)過程中更具有優(yōu)勢。

我校生物工程專業(yè)實習(xí)安排在大三的下學(xué)期。經(jīng)幾年嘗試，我們發(fā)現(xiàn)集中實習(xí)容易使學(xué)生產(chǎn)生疲勞感，走馬觀花，遺忘速度快。因此，應(yīng)該盡量將實習(xí)時間分散，做到體腦結(jié)合，充分激發(fā)學(xué)生的興趣。此外，應(yīng)盡量多的聯(lián)系實習(xí)場所，爭取覆蓋生物工程專業(yè)的各個主要領(lǐng)域。爭取更多的學(xué)生親臨操作現(xiàn)場機會。

4 結(jié) 語

深入開展實驗課教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革，培養(yǎng)學(xué)生動手能力、思考問題、解決問題、獨立開展科學(xué)研究能力是我們的最終目標(biāo)。我們正在逐步嘗試進行改革實踐，有許多問題需要不斷探索和實踐。隨著學(xué)科的發(fā)展以及社會對人才需求標(biāo)準(zhǔn)的提高，我們的實驗教學(xué)改革還有待進一步深化和完善。

［1］張建麗，范蕾.生物工程綜合實驗教學(xué)改革研究與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2006，25(5):144-146.

［2］喬長晟，賈士儒，譚之磊，等.生物工程專業(yè)實踐教學(xué)改革探討［J］.中國輕工教育，2006，10(3):65–66.

［3］陳瑜，吳世衛(wèi).《生物化學(xué)》實驗教學(xué)改革之探討［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報，2008，14(17):221-223.

［4］巴素英，周士杰.本科實踐教學(xué)改革探索［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2006，4(4):53–56.

［5］任宏偉.高職《食品微生物》實驗教學(xué)改革初探［J］.科教研究，2008，19(3):111-112.

［6］張金莉.改革生物化學(xué)實驗教學(xué)方法提高學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)［J］.農(nóng)墾醫(yī)學(xué)，2008，30(4):345-346.

［7］張智鈞.工科專業(yè)實踐教學(xué)的問題分析與改革探討［J］.中國高教研究，2005，6(6):81–82.

［8］孫康寧，李愛菊.深化實踐教學(xué)改革、構(gòu)筑實踐教學(xué)新體系［J］.金工研究，2006，7(3):1-41.

［9］常景玲，李蘭，郭丹釗，等.生物工程實驗課程教學(xué)改革探索［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2008，9(4):78-79.