生物技術(shù)專業(yè)科教結(jié)合實踐教學(xué)模式研究

郭玉娟，陳學(xué)年，付 莉，梁盛年

（肇慶學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 肇慶 526061）

0 前言

實踐教學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它不僅是生產(chǎn)實踐與理論教學(xué)之間的橋梁，也是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、探究能力及科學(xué)思維等綜合素質(zhì)的有效途徑.國務(wù)院在《關(guān)于深化教育改革，全面推進素質(zhì)教育的決定》中，將“培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力”列為素質(zhì)教育的重點；胡錦濤總書記在清華大學(xué)校慶100周年的講話中也提出“要用高水平的科學(xué)研究支撐高水平的高等教育”.科研對高等教育的促進作用毋庸置疑，將實踐教學(xué)與科學(xué)研究進行有機結(jié)合，兩者的相互滲透、相互促進是實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵【1】.

隨著生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會對生物技術(shù)人才的需求結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，已逐漸從單一理論型向應(yīng)用型傾斜，實踐能力強、綜合素質(zhì)高并具有一定創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才，愈來愈受用人單位的歡迎.肇慶學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)始建于1988年，是國內(nèi)較早設(shè)立生物技術(shù)專業(yè)的高等院校之一，現(xiàn)已積累了一定的辦學(xué)經(jīng)驗.自2004年開始，該專業(yè)嘗試采用科研與實踐教學(xué)相結(jié)合的創(chuàng)新教學(xué)模式，目前已取得了一定成效，筆者將有關(guān)研究結(jié)果進行歸納總結(jié)，以期為同行提供參考和借鑒.

1 生物技術(shù)專業(yè)開展科教結(jié)合實踐教學(xué)的必要性

生物技術(shù)作為一門發(fā)展極其迅速的實驗學(xué)科,其實踐教學(xué)不能僅以驗證理論知識和掌握基本操作技能為目的,還應(yīng)致力于學(xué)生動手、科研能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng).實踐教學(xué)在生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生素質(zhì)和技能培養(yǎng)中起著決定性作用；但地方高等院校因教學(xué)實驗場所和經(jīng)費的限制,學(xué)生在校實踐機會較少,所做的實驗也多為驗證性實驗；而企業(yè)因保障生產(chǎn)秩序的需求，大多不愿意接納學(xué)生實習(xí),即使同意接受實習(xí)生,也只是讓學(xué)生走馬觀花地看一遍工作流程或?qū)⑵浒才旁谝恍┖唵蔚纳a(chǎn)部門,這樣的實踐教學(xué)難以達到培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識和能力的要求.而另一方面,學(xué)院的研究實驗室擁有大量先進的儀器設(shè)備,其使用者較少，使用頻率也不高，由此造成儀器設(shè)備的利用率低，一些教師有很多課題和創(chuàng)新性思維需要助手協(xié)同付諸實踐.若能將本科教學(xué)中的實踐教學(xué)和教師的科研進行有機結(jié)合，則可以有效提高設(shè)備的利用率，充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，達到培養(yǎng)學(xué)生和教師科研“雙贏”的目的.

科研型實踐教學(xué)在國外已經(jīng)比較流行，很多學(xué)生在進入大學(xué)不久就有針對性地聯(lián)系導(dǎo)師,利用課余時間參與簡單的科研實踐.各院系應(yīng)在這方面積極為學(xué)生提供必要的信息，學(xué)生通過這類實踐既強化了科研能力，增強了參與科研的主動性與積極性，又達到了勤工儉學(xué)的目的；同時，教師也能在學(xué)生的協(xié)同配合下順利完成科研任務(wù)，并可從中發(fā)現(xiàn)一些有潛質(zhì)的學(xué)生進一步加以培養(yǎng).目前，國內(nèi)少數(shù)高校的醫(yī)藥類專業(yè)已經(jīng)開展這方面的探索并積累了一定經(jīng)驗.肇慶學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)設(shè)立時間比較短，對科教結(jié)合方面的研究還不多，與之對應(yīng)的行之有效的模式也尚未建立起來，目前還沒有成熟經(jīng)驗可以借鑒.

2 科教結(jié)合教學(xué)模式的探索與實踐

2.1 優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容，建立以綜合能力培養(yǎng)為主的實驗教學(xué)新模式

以往的教學(xué)實驗多以驗證性實驗為主，學(xué)生只是按照既定的實驗步驟進行操作，自主思考機會少，實驗效果也較差.從2004年起，肇慶學(xué)院生命科學(xué)院對生物技術(shù)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化改革，從生物技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標入手，精心構(gòu)建起以分子生物學(xué)實驗為基礎(chǔ)，以生物化學(xué)實驗、發(fā)酵工程實驗、食品檢驗技術(shù)實驗、微生物學(xué)實驗、細胞生物學(xué)實驗、遺傳學(xué)實驗、細胞工程實驗等為中心的實踐課程體系，增加了綜合性和設(shè)計性實驗內(nèi)容.例如：生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗中均有DNA的提取實驗，經(jīng)過協(xié)調(diào)和整合，DNA的提取與測定實驗統(tǒng)一安排在“生物化學(xué)與分子生物學(xué)大實驗”中.我們要求學(xué)生自己查閱資料并進行實驗準備，設(shè)計和探討不同植物和動物DNA的提取、純化和檢測技術(shù).將這2門課程內(nèi)容有機融合在一起，不僅避免了實驗內(nèi)容的重復(fù)，而且讓學(xué)生了解了基礎(chǔ)實驗在解決實際問題中的重要性，進一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.近8年來，生物技術(shù)專業(yè)共合并了16個實驗,增加了6個綜合設(shè)計實驗，實驗資源得到整合優(yōu)化.此外，我們還專門制定了實踐教學(xué)考核大綱，大幅度增加實踐環(huán)節(jié)的學(xué)時和學(xué)分數(shù).在生物技術(shù)專業(yè)新的培養(yǎng)方案中，實踐教學(xué)時間安排為36周，共計28學(xué)分，較2004年前增加10個學(xué)分，時間延長了10周，其中綜合性實驗6門（18周，12學(xué)分）；畢業(yè)論文20周（6學(xué)分）；畢業(yè)實習(xí)時間為8周（4學(xué)分）.開設(shè)的綜合性很強的實驗課程有“基因工程實驗”、“微生物與發(fā)酵工程實驗”、“生物化學(xué)與分子生物學(xué)大實驗”、“生物下游技術(shù)綜合實驗”、“水環(huán)境與水質(zhì)分析綜合實驗”和“植物組培與細胞工程實驗”.每個實踐環(huán)節(jié)都有具體考核指標，嚴格考核學(xué)生的實踐技能，對考核優(yōu)異者由學(xué)院頒發(fā)獎勵證書，以此激勵學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)的重視，強化學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的培養(yǎng).

在優(yōu)化生物技術(shù)實驗課教學(xué)內(nèi)容的過程中，我們逐漸建立和完善了以綜合能力培養(yǎng)為主的新實驗教學(xué)模式.其核心就是將實驗教學(xué)過程與具體的研究課題相結(jié)合：可以將教師的一些較成熟的科研成果開發(fā)為可供學(xué)生操作的實驗，突出和強化本專業(yè)綜合實驗的特色；或者讓學(xué)生參與教師的科研項目，在教師指導(dǎo)下完成科研工作.增設(shè)設(shè)計性實驗，可以使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)榉e極主動的探索，調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.這樣既能讓學(xué)生更好地理解和掌握理論知識，又能鍛煉他們的實踐、創(chuàng)新和綜合運用知識的能力，同時還能促使學(xué)生較好地掌握專業(yè)技術(shù)和實驗技能，引導(dǎo)學(xué)生初步實現(xiàn)由知識學(xué)習(xí)向科學(xué)研究的轉(zhuǎn)變.例如：釀酒是生物技術(shù)專業(yè)“發(fā)酵工程學(xué)”實驗教學(xué)中一個鍛煉學(xué)生動手能力的綜合性實驗，教師在實驗教學(xué)過程中，將課題內(nèi)容與實驗教學(xué)過程相結(jié)合，讓學(xué)生在參與教師科研課題的過程中掌握釀造技術(shù)，達到了良好的實驗效果.

2.2 培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力，注重科研與實踐教學(xué)相結(jié)合

在實踐教學(xué)改革中，我們充分利用生命科學(xué)學(xué)院科研力量比較雄厚及科研經(jīng)費較多的優(yōu)勢，增設(shè)了一些具有實用性、挑戰(zhàn)性的實踐教學(xué)內(nèi)容.例如：圍繞瓶裝飲用水水質(zhì)與安全的相關(guān)課題，我們在微生物學(xué)實驗中開設(shè)了“水質(zhì)細菌監(jiān)測”綜合性實驗，該實驗內(nèi)容涉及培養(yǎng)基制備、滅菌、平板分離、染色、鏡檢等綜合技能訓(xùn)練.在實驗前1個星期，先讓學(xué)生明確實驗任務(wù)和實驗?zāi)康?，然后讓他們自主查閱文獻資料，設(shè)計實驗步驟，擬定實驗所需的藥品及儀器，整個實驗方案經(jīng)指導(dǎo)教師審閱批復(fù)后，學(xué)生可申請進入學(xué)院開放式實驗室自主完成實驗.這類實驗從藥品稱量、配置、儀器使用、檢測到最后完成分析報告，都由學(xué)生自主完成，學(xué)生不再像以往那樣被動跟隨老師學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性得到明顯提高.再如：為配合“分析化學(xué)”、“生態(tài)學(xué)”及“污水處理技術(shù)”等課程的教學(xué)，我們開設(shè)了“水環(huán)境與水質(zhì)分析綜合大實驗”，對星湖水質(zhì)和水生生物等多項指標進行了分析、測定，并利用該科研課題的實驗基地，開展了“人工濕地污水處理”與“人工濕地生物多樣性調(diào)查”實驗，取得了較好的實際效果.學(xué)生通過親歷這些項目的研究過程，不僅學(xué)到了生物專業(yè)知識和科學(xué)實驗方法，還能及時了解生物技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)、熱點及新方法、新技術(shù)，切身體會到理論知識在解決實際問題中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，這種做法有利于增強學(xué)生的綜合分析問題能力和科學(xué)研究能力.

2.3 對學(xué)生開放研究室和研究所，注重學(xué)生早期科研素質(zhì)的培養(yǎng)

大學(xué)里的研究室和研究所通常只對做畢業(yè)論文的高年級學(xué)生和研究生開放，低年級學(xué)生常常被拒之門外.為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)其科研精神，提高其就業(yè)競爭力，我們學(xué)院在教學(xué)與科研結(jié)合的實踐教學(xué)方面做了一些嘗試.學(xué)院將學(xué)生早期科研素質(zhì)的培養(yǎng)納入本科教學(xué)計劃，并明確了2種操作性較強的科研與教學(xué)結(jié)合的實踐教學(xué)模式.一種是學(xué)生作為助手直接參與研究所的科研工作.具體實施辦法是在每學(xué)年開學(xué)之初，學(xué)院將各研究機構(gòu)承擔(dān)的科研項目、擬開展的科研計劃等信息提供給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣、專業(yè)特長從中選題.在與專業(yè)指導(dǎo)教師聯(lián)系并明確課題后，由學(xué)生自己獨立設(shè)計較為詳盡的實驗步驟，在交由指導(dǎo)教師審閱修改后，允許學(xué)生利用課余、假期及實踐教學(xué)的時間，進入研究所或?qū)嶒炇覐暮唵蔚目蒲星捌诠ぷ鏖_始學(xué)習(xí).期間，指導(dǎo)教師會安排學(xué)生參加科研小組的專題講座，讓學(xué)生逐步了解開展科學(xué)研究的方法；此外，教師還鼓勵學(xué)生作科研心得報告、階段工作總結(jié)報告等.通過這些實實在在的鍛煉,學(xué)生通常很快能夠把握工作要領(lǐng)，其實際動手能力、分析解決問題能力及撰寫科技論文水平都會得到明顯提高.在實踐教學(xué)計劃中，這一模式被安排在2年級的第1學(xué)期，并一直貫穿到大學(xué)4年級.學(xué)院對這一工作進行統(tǒng)一部署，2年級學(xué)生直接參與到3、4年級的科研小組，通過高年級學(xué)生的傳、幫、帶，熟悉實驗室的操作流程，特別是一些精密儀器的使用方法.這樣到他們真正進入畢業(yè)實習(xí)及論文寫作階段，學(xué)生不僅具備了獨立完成教師交予的部分科研任務(wù)的能力，也具備了進入生物技術(shù)相關(guān)企業(yè)和科研單位進行研究的綜合能力.另一種模式則是由學(xué)生自己提出課題申請，經(jīng)學(xué)校專家組審閱、討論并同意立項后，由學(xué)校撥發(fā)一定額度的研究經(jīng)費，然后在專業(yè)教師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成.這種對學(xué)生早期科研素質(zhì)的培養(yǎng)成效顯著，多名學(xué)生由此獲得省、市大學(xué)生科技創(chuàng)新大獎.在科研與教學(xué)相結(jié)合的創(chuàng)新模式促進下，學(xué)院研究工作也得到進一步發(fā)展，生命科學(xué)學(xué)院成為學(xué)?？蒲谐晒疃?、科研經(jīng)費最雄厚、社會效益較好、科研機構(gòu)較全的單位，院內(nèi)先后設(shè)立了生物研究所、特種水產(chǎn)研究所、生物醫(yī)藥工程中心、果樹研究所等多個研究機構(gòu)，先后承擔(dān)省、市科研項目數(shù)十項，為科研與教學(xué)結(jié)合奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)和良好的研究平臺.

2.4 加強實踐教學(xué)師資隊伍建設(shè)，努力打造優(yōu)秀指導(dǎo)教師團隊

生物技術(shù)被公認為21世紀最具活力的學(xué)科，隨著生物科技日新月異的發(fā)展，學(xué)科分化日漸細微，各學(xué)科間的交叉、融合、滲透現(xiàn)象愈來愈明顯[5].在此形勢下，打造一支能把握生物技術(shù)各學(xué)科前沿知識，素質(zhì)高且富有科研工作經(jīng)驗的優(yōu)秀實踐教師團隊，是實現(xiàn)科研與教學(xué)結(jié)合的重要保證，也是關(guān)系學(xué)生實踐能力培養(yǎng)成效的關(guān)鍵.為此，學(xué)院積極加強師資隊伍建設(shè)，明確并實施了科研導(dǎo)師制，導(dǎo)師主要由學(xué)術(shù)水平高且富有科研工作經(jīng)驗的教授、副教授組成.由這些學(xué)術(shù)骨干牽頭把相關(guān)專業(yè)的教師組織起來，形成一支研究型、合作性的科研團隊，以團隊方式申報項目；導(dǎo)師作為課題主持人，將一個大的科研項目分解為若干子項目后，逐一落實到團隊中的每位教師.這樣一來，不同學(xué)科、不同層級的課題參與者為了共同的科研目標共擔(dān)責(zé)任，加強聯(lián)合互助，學(xué)科發(fā)展的整體合力得到明顯增強，保證了科研項目的順利實施，同時也給科研經(jīng)驗不足的青年教師提供了良好的鍛煉機會.此外，學(xué)院還聘請了一些知名院士作為客座教授，這一舉措不僅增強了學(xué)院的科研力量，提升了學(xué)院的科研層次，同時活躍了學(xué)院的科研氛圍.目前，肇慶學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)有外聘院士1名，專職教師12人；其中教授3人，副教授6人，講師3人；研究生以上學(xué)歷教師8人.該專業(yè)還組建了生物工程科研創(chuàng)新團隊、生態(tài)學(xué)科研創(chuàng)新團隊、果樹科研創(chuàng)新團隊，形成了一支學(xué)術(shù)造詣深厚、專業(yè)能力強、職稱結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍；同時，學(xué)院還大膽引入競爭機制，實行導(dǎo)師負責(zé)制，定編定崗，建立科學(xué)合理的崗位聘任條件，激勵教師勇于承擔(dān)導(dǎo)師工作任務(wù)，勤奮、敬業(yè)、踏實地工作.

2.5 加強與企業(yè)的橫向合作，整合科研與教學(xué)結(jié)合的社會資源

學(xué)院自開設(shè)生物技術(shù)專業(yè)以來，十分重視“產(chǎn)、學(xué)、研”合作培養(yǎng)模式，先后建立廣州大觀農(nóng)業(yè)科技有限公司實習(xí)基地、肇慶藍帶啤酒集團實習(xí)基地、黑石頂省級自然保護區(qū)實習(xí)基地、星湖風(fēng)景名勝管理局、九龍湖風(fēng)景區(qū)、高要恒興水產(chǎn)科技有限公司、四會貞山鱷魚養(yǎng)殖有限公司等教學(xué)實習(xí)基地；此外，還與廣州楊氏生物技術(shù)有限公司、逸舒制藥有限公司、肇慶農(nóng)業(yè)良種示范推廣中心等數(shù)十家企事業(yè)單位建立科研合作關(guān)系，共同攻關(guān)，讓學(xué)生參與教師的科研活動，走“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合之路.一方面，教師通過參與科研可以為企業(yè)解決許多實際問題；另一方面，教師利用企業(yè)的設(shè)備條件可以開展綜合性、設(shè)計實驗或者科技創(chuàng)新活動.以生產(chǎn)促進科研，科研推動教學(xué)，再將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，以此形成良性循環(huán).學(xué)生通過參與“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合活動，鞏固了理論知識，提高了綜合素質(zhì)，就業(yè)競爭力也顯著提高.

3 結(jié)束語

隨著新世紀生命科學(xué)的快速發(fā)展及生物產(chǎn)業(yè)的逐步興起，許多高等院校都增設(shè)了生物技術(shù)專業(yè)，無論從辦學(xué)規(guī)模還是從招生人數(shù)看，該專業(yè)都得到了巨大發(fā)展[3].據(jù)不完全統(tǒng)計,近5年全國每年招收生物技術(shù)類新生高達4萬多人[4].大規(guī)模擴招有可能造成實踐性教學(xué)資源不足，使生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量下降，低層次生物技術(shù)人才相對過剩，畢業(yè)生就業(yè)壓力加大.有調(diào)查顯示,關(guān)于當今大學(xué)生需要培養(yǎng)的能力,64%的用人單位首推實踐動手能力，而現(xiàn)有生物技術(shù)人才多數(shù)不能滿足用人單位的要求[5].肇慶學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院在過去20年的專業(yè)建設(shè)歷程中，不斷進行教學(xué)改革，注重實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過科研與教學(xué)結(jié)合解決了師資、經(jīng)費、實驗設(shè)施不足等難題，保證了教學(xué)質(zhì)量，畢業(yè)生普遍受到用人單位的歡迎，一次就業(yè)率保持在97%以上.

實踐證明，科研與教學(xué)相結(jié)合作為實踐性教學(xué)創(chuàng)新模式，不僅在某種程度上緩解了擴招帶來的教學(xué)資源緊張等問題，還突破了以驗證理論知識和掌握基本操作技能為目的的傳統(tǒng)實踐模式.實踐教學(xué)新模式更注重對學(xué)生分析問題、實際動手和科研能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，這對新世紀創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要意義.實施科研與教學(xué)相結(jié)合的實踐教學(xué)模式，應(yīng)該循序漸進、因地制宜，首先要組建一支具有科研創(chuàng)新能力的優(yōu)秀師資隊伍，實行導(dǎo)師負責(zé)制，以研究所（中心）為依托，以科研項目為基礎(chǔ)，組織學(xué)生開展相關(guān)課題的研究，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，實現(xiàn)科研與教學(xué)的互動，最終達到培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的生物技術(shù)人才的目標.

[1]劉寶存.美國研究型大學(xué)本科生科研的基本類型與模式[J].教育發(fā)展研究,2004(11):93-95.

[2]劉振中.面向21世紀加強醫(yī)學(xué)生科研能力培養(yǎng)[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育.1999,16(2):48-49.

[3]韓新才,潘志權(quán),丁一剛,等.構(gòu)建化工特色的生物技術(shù)人才培養(yǎng)方案的探討[J].化工高等教育,2005(3):26-29.

[4]生物科學(xué)與教學(xué)工程教學(xué)指導(dǎo)委員會.生物學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略報告[EB/OL].（2005-11-21）[2012-05-12].http://www.edu.cn/20051121/3161918.shtml.

[5]向靜,張建設(shè),羅永蘭.生物技術(shù)專業(yè)與教學(xué)相結(jié)合的實踐教學(xué)模式[J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,31（2）：199-201.