論工科院校生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能歸類、分級的重要性

徐寧　胡勇　祁勇剛　王偉平

摘 要 文章對本校生物工程專業(yè)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能中存在的問題，提出將籠統(tǒng)和抽象的實(shí)驗(yàn)技能細(xì)化歸類和分級，整合公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教師科研和企業(yè)實(shí)踐等資源按實(shí)驗(yàn)技能分類標(biāo)準(zhǔn)按需為學(xué)生提供技能鍛煉平臺，同時完善實(shí)驗(yàn)技能考核體系。

關(guān)鍵詞 生物工程專業(yè) 實(shí)驗(yàn)技能 歸類分級

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.05.025

The Importance of Classification and Grading to Experimental Skills

for Bioengineering Specialty of Engineering Colleges

XU Ning， HU Yong， QI Yonggang， WANG Weiping

（Faculty of Light Industry， Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068）

Abstract The existing problems to master the experimental skills to students of ?bioengineering specialty in the university， the general and abstract experimental skills were detailed classified and graded. By the experiment skills classification standard， some resources such as public experiment course， teachers' scientific research project and enterprise practice were integrated to provide skills training platform for the students as needed. At ?the same time the experimental skills assessment system was ?improved an perfected

Key words bioengineering specialty; experimental skills; classification and grading

生物工程專業(yè)主要培養(yǎng)在工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、管理、設(shè)計、新產(chǎn)品與新技術(shù)研究開發(fā)、產(chǎn)品營銷等方面的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。學(xué)生必須熟練掌握生物技術(shù)產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的上游、中游和下游技術(shù)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識和技能。但現(xiàn)在大多數(shù)畢業(yè)生掌握的理論知識與實(shí)踐技能脫節(jié)，不能勝任或短時間無法達(dá)到工作崗位的實(shí)踐技能要求。目前國內(nèi)高校相關(guān)研究實(shí)踐主要集中在以下四個方面：（1）更新教材、完善實(shí)驗(yàn)計劃、增大選修實(shí)驗(yàn)比例。①（2）通過學(xué)科競賽培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。②（3）設(shè)置獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整合，增大綜合實(shí)驗(yàn)的比例。③④（4）鼓勵學(xué)生進(jìn)入到教師的科研中，鍛煉實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。⑤通過對以上的研究現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)于工科院校生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐的研究較少，大部分都是從宏觀層面和理論政策方面進(jìn)行的研究，缺乏可操作的實(shí)踐或者可以量化評價體系支撐，如有研究論述通過生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽，引導(dǎo)廣大學(xué)生崇尚科學(xué)、勇于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有利于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。但是大多數(shù)高校的現(xiàn)實(shí)狀況是學(xué)科大賽時間安排緊、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，資源有限，不能容納更多的學(xué)生參加決賽，在一定程度上影響了學(xué)生的積極性，難以推廣到大多數(shù)學(xué)生。又如更新教材和設(shè)置獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，這只是從教師的角度思考如何提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，沒有思考學(xué)生在提高實(shí)驗(yàn)技能方面缺的是什么？學(xué)生走向社會后的工作崗位需要的是什么技能？所以本研究旨在深入研究新的教育與就業(yè)形勢下工科院校生物工程專業(yè)新型實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)模式，提出切實(shí)可行的改革方案。

1 如何進(jìn)行生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能歸類、分級

任何生物工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)過程都是由若干個實(shí)驗(yàn)操作單元組成，每一個操作單元都對結(jié)果的正確性、準(zhǔn)確性起著關(guān)鍵作用。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是以實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭澐?，并沒有強(qiáng)調(diào)學(xué)生該掌握的具體實(shí)驗(yàn)操作技能，或者并沒有對實(shí)驗(yàn)的操作根據(jù)常用與否、難易程度、掌握深度等進(jìn)行歸類與分級，導(dǎo)致學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作水平低下。本人帶過的三屆本科生畢業(yè)論文設(shè)計共17人，大二生物工程專業(yè)生物化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)120人，普遍存在該問題。另外本人與多家國內(nèi)大型生物工程、食品企業(yè)進(jìn)行交流，企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)部門主管對生物工程、食品專業(yè)應(yīng)屆本科生實(shí)踐技能評價普遍不高。所以沒有正確的實(shí)驗(yàn)操作技能，談創(chuàng)新人才和工程技術(shù)人才的培養(yǎng)只能空談。需要建立生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能分級、歸類體系，以此做為后續(xù)教學(xué)、實(shí)踐與考核的基礎(chǔ)。

以本校生物工程專業(yè)最為基礎(chǔ)和第一個開課的專業(yè)課程——生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的目的通過實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)ι锘瘜W(xué)基本理論和概念有更加深刻的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對探索生物化學(xué)規(guī)律的濃厚興趣。在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力。課程的主要內(nèi)容為生物大分子糖類、脂類、蛋白質(zhì)（酶）、核酸等的基本性質(zhì)、提取和檢測鑒定等?？梢詫⒃撜n程的實(shí)驗(yàn)技能分為三類：基本操作、儀器操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析?；静僮靼ǎ簩?shí)驗(yàn)器皿用途（精度）、洗滌保存和規(guī)范操作等。儀器操作包括：儀器的基本原理（用途）、注意事項(xiàng)、操作規(guī)范。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析包括：數(shù)據(jù)的科學(xué)處理、數(shù)據(jù)輸出規(guī)范和數(shù)據(jù)合理性分析等。在三類實(shí)驗(yàn)技能中又可根據(jù)使用頻率和操作難易程度進(jìn)行三個分級，如基本操作類中燒杯、三角瓶、燒瓶、量筒和試管等簡單器皿的相關(guān)操作為一級;容量瓶、酒精燈、碘量瓶和具塞試管等器皿的相關(guān)操作作為二級;滴定管（酸、堿）、蒸餾裝置、移液器和移液管等器皿的相關(guān)操作作為三級。儀器操作類中分析天平、pH計、恒溫水浴鍋、攪拌器和電爐等儀器的相關(guān)操作作為一級;離心機(jī)、蛋白核酸電泳設(shè)備、分光光度計、顯微鏡、消化爐、PCR儀和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等設(shè)備的相關(guān)操作作為二級;電位滴定儀、高效液相色譜、氣相色譜和蛋白純化設(shè)備等設(shè)備的相關(guān)操作作為三級。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析類中的word和excel表格建立作為一級，excel基本函數(shù)（加、減、乘、除、標(biāo)準(zhǔn)差）運(yùn)算、excel或original數(shù)據(jù)作圖作為二級，方差分析、主成分分析和聚類分析等分析方法作為三級。endprint

將實(shí)驗(yàn)技能分類和分級的目的是讓教師在教學(xué)過程中能有的放矢，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的。其分類和分級之間并無優(yōu)劣之分，是相輔相成的關(guān)系。

2 公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教師科研和企業(yè)實(shí)踐有機(jī)整合

本校生物工程專業(yè)十分注重學(xué)生理論知識與實(shí)踐的結(jié)合，以2011級和2012級生物工程專業(yè)培養(yǎng)計劃為例，學(xué)科基礎(chǔ)課544學(xué)時，其中實(shí)驗(yàn)課188學(xué)時，占34.5%;專業(yè)核心課464學(xué)時，其中實(shí)驗(yàn)課152學(xué)時，占32.8%，此外還有生物工程工藝實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐活動。雖然培養(yǎng)計劃中有較多的實(shí)驗(yàn)技能課與實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會，但在學(xué)生四年的學(xué)習(xí)中分配不均衡，且連續(xù)性不強(qiáng)，考核機(jī)制不健全。恰恰生物工程專業(yè)是要求實(shí)踐技能非常強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生理論知識不足可以在課后參考教材，實(shí)驗(yàn)技能不足如何來提升呢？除了固定的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生在短短的時間里無法熟練掌握多種基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技能，又無其他的訓(xùn)練途徑。雖然也有部分同學(xué)聯(lián)系教師或研究生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室“幫忙”，但這種行為獲得的實(shí)驗(yàn)技能具有一定的隨機(jī)性，不能全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。

所以通過已建立的生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能分級、歸類體系，將現(xiàn)有公共實(shí)驗(yàn)課、學(xué)院教師科研以及校企實(shí)踐的資源，重新進(jìn)行整合。以公共實(shí)驗(yàn)課的掌握的技能作為基礎(chǔ)，教師科研實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)實(shí)踐作為加強(qiáng)和補(bǔ)充，繪制出生物工程專業(yè)公共實(shí)驗(yàn)、教師科研項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)踐能提供的實(shí)驗(yàn)技能分布圖，讓學(xué)生根據(jù)自身實(shí)驗(yàn)技能掌握情況，按需求融入到教師的科研項(xiàng)目中，通過項(xiàng)目帶動學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和分析解決實(shí)際問題能力的提升，進(jìn)而理論結(jié)合實(shí)踐，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。同時結(jié)合學(xué)校已有的實(shí)踐基地與企業(yè)實(shí)習(xí)單位，培養(yǎng)學(xué)生“實(shí)戰(zhàn)”操作能力。

3 學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的考核

本校生物工程專業(yè)學(xué)生的考核主要以理論知識為主，即使有的課程有實(shí)驗(yàn)技能考試，也是關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的理論知識考試，沒有任何實(shí)踐動手能力的考試。畢業(yè)設(shè)計是對學(xué)生綜合分析解決能力的考查，但一般到這個階段，學(xué)生的很多不良的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣已經(jīng)定型，無法在短時間進(jìn)行糾正，同樣也無法學(xué)習(xí)和掌握好新的實(shí)驗(yàn)技能。所以根據(jù)學(xué)生每年度理論課和實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)度，通過已建立的生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能歸類、分級體系，明確學(xué)生需要掌握的實(shí)驗(yàn)技能，研究設(shè)計實(shí)驗(yàn)考核題目，制定細(xì)致嚴(yán)密的評分細(xì)則。將培養(yǎng)、鞏固和提高生物工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能落到實(shí)處。

4 結(jié)論

通過建立的生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能分級、歸類體系，為生物工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)提供綱要。通過公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教師科研和校企資源有機(jī)整合，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新精神為基本導(dǎo)向，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)，增強(qiáng)就業(yè)競爭力為目標(biāo)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型高級人才。實(shí)驗(yàn)技能考核的初衷是為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力，構(gòu)建解決實(shí)際問題的思維意識，從人才培養(yǎng)的角度來講，可以說是溯本同源，目的一致。

基于工廠生產(chǎn)實(shí)踐的生物工程專業(yè)課“發(fā)酵工藝學(xué)”課程內(nèi)容的改革和創(chuàng)新研究”（湖北工業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目200811）

注釋

① 楊華，賈士儒.關(guān)于生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)的體會. 新課程學(xué)習(xí)（綜合），2014：16-17.

② 郭恒俊，田明，王芳等.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽的實(shí)踐與思考.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013.16（6）：151-153.

③ 張麗靖，靳挺，雷引林等.生物工程專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐探索.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010.8（4）：111-113.

④ 靳挺，金慶超，李寧慧.生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（2）：347.

⑤ 向福，劉亮，項(xiàng)俊等.導(dǎo)生制自主學(xué)習(xí)模式下生物工程下游技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索，2013（31）：27-28.endprint