生物學(xué)創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的探索與建立

解麗芳，林宏輝，王茂林

生物學(xué)創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的探索與建立

解麗芳，林宏輝，王茂林

（四川大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)實驗教學(xué)中心，成都 610065）

生物學(xué)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)必須以創(chuàng)新實驗教學(xué)體系作為支撐，四川大學(xué)生物實驗教學(xué)中心通過改革實驗教學(xué)內(nèi)容，建立了多層次化、多元模塊化的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系，并在本科實驗教學(xué)中不斷完善改進(jìn)，取得了良好的教學(xué)效果。

創(chuàng)新性人才；創(chuàng)新實驗教學(xué)體系；生物學(xué)；本科實驗教學(xué)

近年來教育部對本科教育的關(guān)注度越來越高，對本科教學(xué)的要求也越來越嚴(yán)。如何能培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的本科人才，是各個高校都在深入思考的問題。四川大學(xué)一直高度重視本科教學(xué)，根據(jù)生物科學(xué)實驗教學(xué)中心（以下簡稱中心）創(chuàng)新實驗教學(xué)需要，投入經(jīng)費購置了配套的實驗設(shè)備及儀器使中心實驗教學(xué)條件得到了有效改善。

要想提高本科實驗教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)更多創(chuàng)新性人才，除了要有硬件設(shè)備的支持，還必須著重進(jìn)行實驗教學(xué)體系的改革［1－2］。為此，我中心經(jīng)過幾年的探索，初步建立了適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求的多層次化、多元模塊化的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系，并在本科實驗教學(xué)中不斷完善改進(jìn)，取得了良好的教學(xué)效果。

1 創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的建立

高等學(xué)校作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主要場所，必須為創(chuàng)新人才茁壯成長提供肥沃的土壤。除了良好的硬件設(shè)備，中心在課程體系方面也做了很多的努力。經(jīng)過幾年的探索和實踐，逐步建立了以能力培養(yǎng)為核心的多層次化、多元模塊化的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系，并與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合［3］。

四川大學(xué)生物實驗教學(xué)中心在建立創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的過程中，綜合考慮各個層次學(xué)生的培養(yǎng)需要，以能力培養(yǎng)為核心，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點。在該創(chuàng)新實驗教學(xué)體系中：（1）我們分別建立了基礎(chǔ)性（訓(xùn)練）實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究創(chuàng)新性實驗等3個課內(nèi)實驗訓(xùn)練層次；（2）課外訓(xùn)練部分則注重有地域特色野外實習(xí)基地、企業(yè)實訓(xùn)基地加教師科研課題或者是其他研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)擬定的創(chuàng)新項目；（3）我們也著重考慮學(xué)生個性化、多元化人才培養(yǎng)模式需要，形成了多元化實驗?zāi)K。

2 生物學(xué)實驗課程內(nèi)容改革

在該體系建設(shè)過程中，我們對實驗課程內(nèi)容進(jìn)行了一系列改革。

2.1 減少驗證性實驗項目，保留經(jīng)典實驗項目

全面梳理已有的232個實驗項目，取消重復(fù)項目、過時陳舊項目，保留了經(jīng)典的、對基本技能培訓(xùn)有顯著成效的項目。將原有實驗課程進(jìn)行整合與優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上革新，使實驗教學(xué)內(nèi)容更為豐富，知識結(jié)構(gòu)更為合理，不但涵蓋生物科學(xué)骨干課程的主要內(nèi)容，而且各內(nèi)容之間做到融會貫通。

改革后，開出實驗項目168項，新增實驗項目36項，綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目100余項，占實驗項目總數(shù)的60。

2.2 應(yīng)用新技術(shù)和方法改進(jìn)傳統(tǒng)實驗

在整合實驗項目的同時，我們對某些傳統(tǒng)實驗項目進(jìn)行新方法與新技術(shù)的改進(jìn)。例如：“植物生物學(xué)實驗”中將氣孔運動觀察及鉀離子對氣孔開度影響、過氧化物酶和多酚氧化酶活性的測定、過氧化物酶和多酚氧化酶活性的測定等實驗改進(jìn)為植物抗病性反應(yīng)的檢測實驗；將葉綠素的提取、分離及含量測定實驗改進(jìn)為突變體大麥類囊體膜的分離和溫和電泳；靜態(tài)觀察變形蟲、草履蟲、眼蟲和水螅的結(jié)構(gòu)改為動態(tài)觀察生命活動特點和加入化學(xué)物后測定其應(yīng)激性；解剖蛙類動物由只觀察其結(jié)構(gòu)改革為觀察蛙的結(jié)構(gòu)同時又通過心臟結(jié)扎，了解心臟自律性活動的規(guī)律。

2.3 實驗課程內(nèi)容劃分為必選項目與開放性項目

作為此次改革的龍頭，我們將“細(xì)胞生物學(xué)實驗”分為必做實驗和開放性實驗，其中必做實驗包括：光學(xué)顯微鏡及高級顯微鏡的使用；動物細(xì)胞的原代和傳代培養(yǎng)；葉綠體的密度梯度離心與熒光觀察；酸性磷酸酶的細(xì)胞化學(xué)檢測；小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬作用的觀察。開放性實驗包括：免疫熒光染色觀察腫瘤細(xì)胞骨架；正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞常規(guī)核型的標(biāo)本制備；細(xì)胞凋亡；S期細(xì)胞檢測等。

2.4 模塊化設(shè)置實驗課程

將實驗項目進(jìn)行差異化多模塊式設(shè)計，以適應(yīng)不同專業(yè)方向來源及學(xué)生不同興趣的選課需要。例如：“植物生物學(xué)實驗”劃分為三個模塊：植物細(xì)胞、組織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)；植物的觀察識別；植物生理生化。同時將實驗項目按照功能模塊在相應(yīng)的實驗室開設(shè)。

2.5 緊跟學(xué)科發(fā)展，引入新技術(shù)及新方法

為幫助學(xué)生緊跟學(xué)科前沿發(fā)展，掌握學(xué)科先進(jìn)技術(shù)方法，生物實驗教學(xué)中心不斷的將新的技術(shù)及方法引進(jìn)到實驗教學(xué)過程中。例如：隨著顯微熒光技術(shù)在科研中的普及應(yīng)用，我們特建立了高級顯微鏡實驗室，同時在“細(xì)胞生物學(xué)實驗”中新增了高級顯微鏡的基本使用方法、葉綠體的密度梯度離心與熒光觀察、鬼筆環(huán)肽標(biāo)記法觀察微絲的分布等實驗項目。為了彌補中心在發(fā)育生物學(xué)教學(xué)方面的不足，新建了模式生物實驗室，將模式生物斑馬魚引入實驗教學(xué)中，并設(shè)置了斑馬魚發(fā)育相關(guān)基因時空表達(dá)譜構(gòu)建、斑馬魚發(fā)育相關(guān)基因過表達(dá)對胚胎發(fā)育的影響等實驗項目。在其他實驗課程內(nèi)容設(shè)置過程中，我們也不斷引進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，積極促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。

2.6 有效利用西部特色資源，增加綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目

首先，在創(chuàng)新實驗教學(xué)體系建設(shè)過程中，我們非常注重科研項目向教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化，同時鼓勵學(xué)生參加國家級、省級、校級的創(chuàng)新實驗項目，并且引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計實驗項目，加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

另一方面，在創(chuàng)新性、綜合性實驗項目設(shè)置的過程中注重實驗內(nèi)容與地域特色資源的有效結(jié)合，在西部特有生物資源保護(hù)、開發(fā)及利用等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)掘適合本科生的實驗內(nèi)容，并轉(zhuǎn)化為相關(guān)的實驗項目。例如：四川地區(qū)城市濕地保護(hù)與利用研究；大熊貓促卵泡激素（FSH）β基因多態(tài)性研究；四川不同污水生境能源微藻的分布及多樣性研究等。這一系列具有明顯西部特色的實驗項目極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的科研精神及創(chuàng)新能力。

2.7 加強中心網(wǎng)站和實驗室網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

實驗教學(xué)中心設(shè)置專職信息人員，負(fù)責(zé)中心網(wǎng)站建設(shè)和維護(hù)，加強各實驗課的多媒體輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)平臺的建立，讓每門課的電子課件以及設(shè)備說明、操作規(guī)程、基本實驗技能實驗背景資料等多媒體實驗相關(guān)資料上網(wǎng)，豐富中心網(wǎng)站內(nèi)容，為學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)選課、選實驗項目、預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)相關(guān)實驗內(nèi)容、討論、提問及提交報告、答疑等提供方便。同時，建立中心局域網(wǎng)，連接所有實驗室和主要大型設(shè)備，以便實驗資源共享，充分發(fā)揮優(yōu)勢實驗資源的作用，并實現(xiàn)實驗室的信息化管理。

3 結(jié)束語

實驗教學(xué)質(zhì)量的提升必須以學(xué)生具備扎實的基本實驗技能作為前提，在創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的建設(shè)過程中，我們在注重創(chuàng)新教學(xué)同時，注重對學(xué)生基本實驗技能和良好實驗習(xí)慣的培養(yǎng)。通過實驗內(nèi)容的更新、創(chuàng)新性和自主性實驗的開設(shè)來提升學(xué)生獨立思考和解決問題的能力［4－5］。

通過多層次化、多元模塊化創(chuàng)新實驗教學(xué)體系建立，大力提升了我中心對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)能力。近年來培養(yǎng)了大量優(yōu)秀的畢業(yè)生，每年升研率達(dá)60左右，并且先后有400余位同學(xué)到生物技術(shù)及制藥企業(yè)工作，表現(xiàn)出很強的研發(fā)能力，獲得了用人單位一致好評。

［1］胡錦濤.高舉中國特色社會主義事業(yè)偉大旗幟為奪取全面建設(shè)小康社會新勝利而奮斗［J］.求是，2007（21）：10.

［2］吳元喜，謝青，周蓬蓬，等.本科生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)［J］.實驗室研究與探索，2009，28（3）：227－229.

［3］曾萍，張雅君，蔣華.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探究［J］.實驗室研究與探索，2009，28（5）：8－10.

［4］肖利，曹麗華，劉梅.創(chuàng)建創(chuàng)新型實驗室，培養(yǎng)創(chuàng)新人才［J］.實驗技術(shù)與管理，2007，24（10）：13－14，21.

［5］甘露，何玉池，薛小橋，等.“金字塔－棋盤復(fù)合式”細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)體系的創(chuàng)建［J］，中國校外教育，2011（8）：134.

Exploration and Establishment of the Biology Innovative Experimental Teaching System

XIE Lifang，LIN Honghui，WANG Maolin
（Bioscience Experiment Teaching Center，School of Life Science，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

The cultivation of the innovative talents should take the innovation of experimental teaching system as the support.Through reforming experiment teaching contents，the Biological Teaching Experimental Center of Sichuan University established the“3+2+ X”innovative experimental teaching system which ismulti-level and multimodule.Then，we constantly improved in undergraduate teaching，and have obtained the good teaching effect.

innovative talents；innovative experiment teaching system；biology；undergraduate experiment teaching

G642.423；Q－33

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.055

2013－11－25

國家自然基金委條件建設(shè)基金資助項目（J1210013）；國家自然基金委能力提高基金資助項目（J1103518）；高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程“專業(yè)綜合改革”基金資助項目；四川大學(xué)2013年實驗技術(shù)基金資助項目（2013－11－2）。

解麗芳（1982－），女，碩士，實驗師，主要從事細(xì)胞及遺傳和生物化學(xué)實驗的教學(xué)工作。

林宏輝（1968－），男，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事植物逆境分子生物學(xué)及植物代謝工程方面研究。