生物工程專業(yè)《儀器分析實(shí)驗(yàn)》項(xiàng)目化教學(xué)的探討

肖新生

（湖南科技學(xué)院 生命科學(xué)與化學(xué)工程系，湖南 永州 425199）

0 引言

湖南科技學(xué)院生物工程專業(yè)是國家級(jí)一類特色專業(yè)、國家十二五綜合改革試點(diǎn)專業(yè)。該專業(yè)自組建以來，一直利用地方特色資源，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，走特色發(fā)展之路。儀器分析是生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，是后期的專業(yè)課程、三性實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)是根據(jù)理論課程設(shè)課，教學(xué)要求重在通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論和對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。

傳統(tǒng)的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一般采用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書＋教師講解＋學(xué)生操作的教學(xué)模式，所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為驗(yàn)證型的。同時(shí)受課時(shí)和儀器設(shè)備的限制，很多學(xué)生接觸儀器的機(jī)會(huì)很少。這種呆板的教學(xué)方法，使實(shí)驗(yàn)過程缺少思考、缺少提問、缺少討論，抑制了學(xué)生的思維積極性，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣[1,2]。

為了破解儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困境，我校生物工程專業(yè)結(jié)合專業(yè)特色，秉著服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的宗旨，整合課程教學(xué)隊(duì)伍，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，開展項(xiàng)目化課程教學(xué)模式改革，較大的提高的學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)效果，現(xiàn)將有關(guān)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

1 項(xiàng)目化課程教學(xué)隊(duì)伍的組建

傳統(tǒng)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)一般都是三五個(gè)老師組成。由于學(xué)生人數(shù)較多，課時(shí)量不多，老師精力有限，因此很難對(duì)每個(gè)學(xué)生的進(jìn)行實(shí)踐操作指導(dǎo)，一般開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是驗(yàn)證性的，整個(gè)流程下來，有點(diǎn)走馬觀花的味道。進(jìn)行項(xiàng)目化改革后，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都屬于三性實(shí)驗(yàn)，研究型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要指導(dǎo)老師付出更多的精力，因此教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)勢(shì)在必行。

生物工程專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的主要措施有：①教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)堅(jiān)持更新觀念、外引內(nèi)培相結(jié)合，形成了高學(xué)歷、高職稱、老中青相結(jié)合的特點(diǎn)；②儀器分析教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)以 “理工融合”為特點(diǎn)；③實(shí)行青年教師導(dǎo)師制，對(duì)青年教師實(shí)施傳、幫、帶，促進(jìn)青年教師快速成長；④以教學(xué)比武為契機(jī)，讓青年教師在教學(xué)第一線增長才干；⑤鼓勵(lì)教師參與教材建設(shè)，增強(qiáng)業(yè)務(wù)素質(zhì)，迅速提高教師教學(xué)水平。通過上述措施組建了由13位老師組成的高學(xué)歷、多學(xué)科、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)隊(duì)伍。

通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，形成了“理工融合”的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。以課程團(tuán)隊(duì)帶動(dòng)課程特色建設(shè)是我校《儀器分析》課程改革的主要思路之一。同時(shí)，通過經(jīng)驗(yàn)豐富的老師指導(dǎo)，讓年輕教師在教學(xué)第一線鍛煉，使教學(xué)團(tuán)隊(duì)的整體水平得到提高。

2 凸顯生物工程特色的“兼容并蓄”課程教學(xué)內(nèi)容改革

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多、有時(shí)代滯后性、學(xué)生主體性不突出，易造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)“依葫蘆畫瓢”，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力的培養(yǎng)極為不利，更不用說對(duì)創(chuàng)造能力的培養(yǎng)了。在這種情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，增加三性實(shí)驗(yàn)比例是大勢(shì)所趨。“兼容并蓄”指的是將以前不是非常相關(guān)的東西，把它拉攏組合在一起，進(jìn)行改造，從而形成一個(gè)有機(jī)的整體。而我們《儀器分析實(shí)驗(yàn)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)所開展的“兼容并蓄”是將以前分散在各個(gè)專業(yè)和研究方向的優(yōu)勢(shì)特色資源，通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)這一紐帶，將其整合到一起。取其精華，棄其糟粕，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)和特色的升華。

我校儀器分析實(shí)驗(yàn)針對(duì)五個(gè)不同專業(yè)開課。在課程特色培育方面，我們首先對(duì)各個(gè)專業(yè)所擁有的特色進(jìn)行分析：化學(xué)專業(yè)在錳礦分析和水質(zhì)分析方面有特色，生物工程專業(yè)在紅薯生料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇過程中微生物和酶活分析方面有特色，食品質(zhì)量與安全專業(yè)在茶油和江永香柚分析方面有特色，生物技術(shù)專業(yè)在高產(chǎn)油茶種苗選育過程中的遺傳學(xué)、分子生物和細(xì)胞生物學(xué)分析方面有特色，制藥專業(yè)在永州地區(qū)天然產(chǎn)物分析方面有特色。接下來的工作就是優(yōu)勢(shì)的轉(zhuǎn)化，將各個(gè)專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì)向不同專業(yè)轉(zhuǎn)化。

以生物工程專業(yè)為例，在茶油的分析過程中，傳統(tǒng)的分析方法主要是物理、化學(xué)指標(biāo)法和感官分析法。物理法即分析茶油的密度、旋光度、色澤、煙點(diǎn)等指標(biāo)，化學(xué)法即分析酸價(jià)、碘價(jià)、過氧化值等化學(xué)指標(biāo)。在這些方面，生物工程方面的老師不及化學(xué)專業(yè)老師，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展就由化學(xué)和生物工程專業(yè)的老師共同制定實(shí)驗(yàn)方案和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。在茶油的脂肪酸組成方面，主要采用色譜分析，由食品質(zhì)量與安全專業(yè)的老師負(fù)責(zé)。隨著生物技術(shù)的現(xiàn)代化，茶油中的脂肪氧化酶、脂肪水解酶的分析變得越來越重要，這些是生物工程專業(yè)老師的強(qiáng)項(xiàng)，于是各個(gè)專業(yè)的此類分析主要與生物工程聯(lián)合。隨著基因技術(shù)、免疫技術(shù)的不斷進(jìn)步，轉(zhuǎn)基因食用油的鑒定、有毒有害物質(zhì)的免疫分析技術(shù)逐漸進(jìn)入了我們的視野。因此，我們抓住機(jī)遇，將生物技術(shù)專業(yè)在基因技術(shù)和免疫技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用到油茶的分析中，占據(jù)油茶分析的至高點(diǎn)。

通過這種兼容并蓄的模式，生物工程專業(yè)的儀器分析課程已經(jīng)形成立足于永州及周邊地區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)，以物理和化學(xué)分析為基礎(chǔ)，以色譜等現(xiàn)代儀器分析為主力，以酶技術(shù)、免疫技術(shù)和基因技術(shù)為前沿的課程特色。

3 結(jié)合生物工程教學(xué)改革要求的項(xiàng)目化課程教學(xué)管理

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，只有當(dāng)一個(gè)人已有的知識(shí)無法解決他所面臨的問題時(shí)，真正的學(xué)習(xí)才會(huì)發(fā)生。學(xué)習(xí)不是由教師向?qū)W習(xí)者傳遞知識(shí)的活動(dòng)，而是學(xué)習(xí)者自己建構(gòu)知識(shí)的過程，而且這種建構(gòu)教師不能代替。具體地說，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法就是在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求的教學(xué)方法，可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題和解決問題的能力[3]。

為了實(shí)行儀器分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化教學(xué)，我校以生物工程專業(yè)為示范點(diǎn)，經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)，建立項(xiàng)目化教學(xué)管理體系。具體介紹如下：

1-項(xiàng)目指南的制定；2-項(xiàng)目的申報(bào)；3-項(xiàng)目的批準(zhǔn)；4-項(xiàng)目的實(shí)施；5-項(xiàng)目的考核；6-課程成績的評(píng)定。

3.1 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

（1）項(xiàng)目指南的制定 課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員以永州地區(qū)特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)為主線，結(jié)合教師的課題等，提出一些與此相關(guān)的儀器分析檢測(cè)項(xiàng)目。近幾年來，一些老師開展了永州地區(qū)的油茶及其副產(chǎn)品的成分檢測(cè)，一些老師開展了紅薯生料發(fā)酵制備乙醇過程中產(chǎn)品成分的檢測(cè)，還有一些老師開展了銀杏樹葉、零陵香、香芋、江永香柚等分析檢測(cè)工作。值得一提的是，針對(duì)永州地區(qū)的錳礦及其伴生礦的提煉，微生物法選礦法項(xiàng)目激起了學(xué)生極大地?zé)崆?。各個(gè)老師將項(xiàng)目中涉及的分析檢測(cè)內(nèi)容分解為一個(gè)個(gè)子項(xiàng)目，并提出相關(guān)的要求。課程負(fù)責(zé)人將各位老師的項(xiàng)目綜合起來編制一個(gè)項(xiàng)目指南，供學(xué)生進(jìn)行選題和申請(qǐng)。

（2）項(xiàng)目的申報(bào)

2011年以生物工程專業(yè)為試點(diǎn)，要求學(xué)生根據(jù)自己的愛好和特長，作為項(xiàng)目主持人申報(bào)項(xiàng)目一項(xiàng)，同時(shí)至少參與兩項(xiàng)不同類別的研究項(xiàng)目。一個(gè)項(xiàng)目研究方案中采用的分析儀器種類盡可能多。課程小組集體討論學(xué)生上交的項(xiàng)目申報(bào)書，對(duì)相似的研究項(xiàng)目進(jìn)行并項(xiàng)，對(duì)項(xiàng)目研究路線提出修改意見，對(duì)項(xiàng)目組成員進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.2 項(xiàng)目的實(shí)施

2010年來，每年立項(xiàng)項(xiàng)目26項(xiàng)，每個(gè)項(xiàng)目組8～10名學(xué)生。13個(gè)指導(dǎo)老師每人具體負(fù)責(zé)監(jiān)督2個(gè)項(xiàng)目的開展與實(shí)施，同時(shí)協(xié)助所有項(xiàng)目中涉及到自己所管儀器的教學(xué)與指導(dǎo)。

為了保證有效的管理，課程組每周召開全體課程組老師和學(xué)生的見面會(huì)，各課題負(fù)責(zé)人匯報(bào)項(xiàng)目進(jìn)展、取得的成果和存在的問題，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出問題解決的方案，對(duì)于難以解決的問題，及時(shí)調(diào)整研究思路。2011年，經(jīng)過一個(gè)月的申報(bào)，三個(gè)月的研究，18個(gè)項(xiàng)目能在期末完成預(yù)定研究任務(wù)。所以項(xiàng)目都撰寫了研究報(bào)告，一些項(xiàng)目還撰寫了學(xué)術(shù)論文進(jìn)行了發(fā)表。

3.3 項(xiàng)化教學(xué)效果的考核評(píng)價(jià)

如何評(píng)價(jià)學(xué)生在項(xiàng)目教學(xué)過程中對(duì)本門學(xué)科知識(shí)的掌握情況，是課程組不斷探索的問題。有兩個(gè)問題需要解決：一是項(xiàng)目研究成果好，不代表學(xué)生對(duì)各類儀器設(shè)備操作技能高；二是同一個(gè)項(xiàng)目中如何區(qū)分各個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的差異。為此，課程組制定了如下措施：

①每個(gè)學(xué)生每兩周上交一次周記，記錄自己在主持和參與項(xiàng)目中所做過的事情，以及感受和心得；②各項(xiàng)目組成員定期交替向指導(dǎo)老師匯報(bào)項(xiàng)目研究情況；③儀器管理老師記錄項(xiàng)目組各成員在儀器操作過程中的表現(xiàn)情況；④項(xiàng)目組每名學(xué)生單獨(dú)上交自己的研究報(bào)告，并撰寫使用過的各臺(tái)儀器的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。⑤期末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)技能抽查考試。

通過上述措施，學(xué)生較好的掌握的儀器分析的實(shí)驗(yàn)技能。

4 生物工程專業(yè)“儀器分析實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目化教學(xué)改革的討論

（1）提高了學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。項(xiàng)目化課程實(shí)施以后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，尤其是后進(jìn)生也能加入到教學(xué)活動(dòng)中來。學(xué)生把平時(shí)感興趣但無法實(shí)施的想法變成了項(xiàng)目，通過自己的實(shí)踐，將書本上死的理論變成活的應(yīng)用，將單調(diào)的技能訓(xùn)練變成學(xué)生的情感體驗(yàn)。在教師的引導(dǎo)、點(diǎn)撥下，學(xué)生能夠觸類旁通，點(diǎn)面結(jié)合，充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，因此調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。為了解決研究中所遇到的問題，學(xué)生的思考能力和創(chuàng)新能力得到了充分的挖掘[4]。

（2）儀器分析項(xiàng)目化教學(xué)體系有待進(jìn)一步完善。開展項(xiàng)目化教學(xué)，為了保證項(xiàng)目的順利開展，除了要用到大型儀器設(shè)備以外，還會(huì)用到一系列的常規(guī)儀器設(shè)備。因此項(xiàng)目研究的配套設(shè)施的服務(wù)跟進(jìn)，需要制定相應(yīng)的措施。有些項(xiàng)目是企業(yè)關(guān)注并且急需解決的問題，但難度很大，這些項(xiàng)目難用于課堂教學(xué)，在實(shí)施過程中常讓學(xué)生產(chǎn)生挫折感，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生畏難心理。一般選擇與實(shí)際生活或工作相關(guān)的，同時(shí)易實(shí)施的項(xiàng)目比較可行。

（3）教師的理工融合等綜合能力有待提高。項(xiàng)目化教學(xué)模式對(duì)教師也提出了很高的要求，教師不僅在生物工程專業(yè)知識(shí)方面有很高的把握，同時(shí)在分析檢測(cè)、天然產(chǎn)物提取等實(shí)踐方面、跨專業(yè)能力以及項(xiàng)目管理能力都提出了很高的要求，老師要博而專，同時(shí)學(xué)生也必須具備一定的理論基礎(chǔ)知識(shí)，這樣實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)才能真正達(dá)到教學(xué)目的，培養(yǎng)出適合現(xiàn)時(shí)代復(fù)合型高級(jí)應(yīng)用型人才[1]。

[1]徐亞維.生物工程專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系的構(gòu)建 [J] .化學(xué)工程與裝備, 2010, (10):201-202.

[2]楊小林,葉愛英,丁敬敏.《儀器分析》課程的項(xiàng)目化教學(xué)探討[J].常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 63(1):6-10.

[3]葛飛,陶玉貴,湯斌,等.生物工程專業(yè)儀器分析課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào), 2009, 15(12):212-213,245.

[4]李麗清.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在高職儀器分析課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 31 (1): 69-70.