生物技術(shù)專業(yè)模塊化實驗教學(xué)體系構(gòu)建與實踐

徐亞維?薛健?王俊玲?劉曉丹

摘 要：為了適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，對生物技術(shù)專業(yè)相關(guān)實踐課內(nèi)容整合，設(shè)置模塊化大實驗，并對教學(xué)方法和評價體系進行改革，將教師科研項目和企業(yè)生產(chǎn)線引入實踐教學(xué)，實現(xiàn)學(xué)生專業(yè)知識的融合，提升學(xué)生創(chuàng)新能力，效果顯著。

關(guān)鍵詞： 生物技術(shù)專業(yè); 模塊化實驗; 實踐

隨著社會對創(chuàng)新型應(yīng)用型人才的需求逐步增加，高等院校在實踐教學(xué)中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和探索能力，增強學(xué)生解決實際問題的能力，而開展基于項目模塊化的大實驗已成為可操作的新培養(yǎng)模式。通過模塊化實驗教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)更有目標性、創(chuàng)新性和自主性。

一、生物實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段我國高校生物實驗課程教學(xué)內(nèi)容間相對獨立，缺乏必要的交流和聯(lián)系，不利于學(xué)生對知識的梳理，且各門實驗課自成體系，實驗性質(zhì)和內(nèi)容相似，甚至個別出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象。學(xué)生多處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，其主觀能動性未得到很好發(fā)揮，不利于學(xué)生全面素質(zhì)的提高，更無法發(fā)揮學(xué)生潛在的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

二、 模塊化實踐教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建

模塊化實驗各環(huán)節(jié)間有著內(nèi)在的聯(lián)系，學(xué)生在實驗中不再孤立地進行單元操作，而是將這些操作有機結(jié)合起來，各操作間的內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，并有一定的自主創(chuàng)新和實驗設(shè)計空間，最終達到解決一個具體問題或生產(chǎn)具體產(chǎn)品的目的。通過對生物技術(shù)專業(yè)關(guān)聯(lián)實驗課程的整合，構(gòu)建了四位一體模塊化課程體系，其中模塊一是土壤中纖維素酶和淀粉酶產(chǎn)生菌的選育，此模塊將微生物學(xué)、分子生物學(xué)、微生物工程、酶工程等相關(guān)課程內(nèi)容整合，實驗來源于教師和企業(yè)合作的科研項目，應(yīng)用性極強。模塊二是酵母蔗糖酶的分離純化及酶活測定，此模塊將細胞工程、微生物工程、酶與蛋白質(zhì)工程等內(nèi)容整合，此內(nèi)容來自于教師科研項目。模塊三是雞胚成纖維細胞的制備和疫苗的開發(fā)，此模塊將吉林正業(yè)生物制品公司的疫苗生產(chǎn)線引入到實踐課堂，讓企業(yè)人員參與課堂教學(xué)。模塊四是玉米酪蛋白激酶I的基因克隆、表達及鑒定，此模塊來自教師科研項目，其將分子生物學(xué)、基因工程和植物組織培養(yǎng)實驗內(nèi)容整合，鍛煉學(xué)生的綜合能力。

三、教學(xué)模式的革新與實踐

改變從原理教學(xué)到分析實驗步驟，最后學(xué)生依照步驟完成實驗的傳統(tǒng)教學(xué)方式。提前一周發(fā)給學(xué)生實驗預(yù)習(xí)報告，按照報告查找相關(guān)實驗步驟，帶著問題到課題。同時一半的實驗內(nèi)容采用半自選式命題的形式，學(xué)生自主設(shè)計實驗并獨立完成實驗內(nèi)容，教師負責(zé)答疑指導(dǎo)。經(jīng)過三年的實踐，探索出了一條新型實驗教學(xué)模式，達到較好的教學(xué)效果。此模式下，教師在授課過程中充當(dāng)實驗輔助者、耗材供應(yīng)商及技術(shù)顧問的角色。整合后的模塊一形成20學(xué)時的《微生物發(fā)酵綜合實驗》課程，設(shè)置產(chǎn)淀粉酶菌株的篩選;產(chǎn)淀粉酶菌株的誘變育種;高產(chǎn)淀粉酶菌株的復(fù)篩;高產(chǎn)淀粉酶菌株的發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化4個大實驗，從2016年至今已實踐了6個學(xué)期，取得顯著效果。模塊二形成30學(xué)時的《酶制劑綜合實驗》課程，設(shè)置4個大實驗，包括蔗糖酶的分離純化與活性測定;SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定酵母蔗糖酶分子量及純度;酵母蔗糖酶的固定化;酵母蔗糖酶的化學(xué)修飾，目前已經(jīng)從2016年實踐了5個學(xué)期，取得顯著效果。模塊三形成20學(xué)時的《細胞操作技術(shù)》實習(xí)，使學(xué)生掌握細胞培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)與試劑配制;雞胚成纖維細胞、犢牛睪丸細胞、仔豬腎細胞制備及觀察;細胞復(fù)蘇、凍存、傳代、病毒繁殖技術(shù)及觀察。整合后的模塊四形成40學(xué)時的《基因操作技術(shù)（獨立實驗）》課，設(shè)置11個大實驗，實驗內(nèi)容間環(huán)環(huán)相扣，上一個實驗結(jié)果為下一步實驗提供材料，主要有玉米總RNA的提取;PCR引物的設(shè)計;RT-PCR擴增玉米ZmCKI基因的cDNA;瓊脂糖凝膠電泳分析cDNA;載體質(zhì)粒DNA的小量制備及紫外分光光度計鑒定;載體和目的基因的酶切及鑒定;載體和目的基因的連接;大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備;重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)細胞;重組質(zhì)粒的篩選及鑒定;目的基因的誘導(dǎo)表達及SDS-PAGE鑒定。目前已從2016年至今實踐了三年，取得顯著效果。

四、實踐教學(xué)評價體系的多元化

一般實驗課的考核包括課堂表現(xiàn)、實驗報告以及結(jié)果三部分，此考核方式不能綜合考評學(xué)生的能力，實驗報告寫得工整規(guī)范印象分就容易偏高。因此，本課程實施時從5個方面考核學(xué)生的表現(xiàn)，力求從實驗實施的每個環(huán)節(jié)考核學(xué)生的表現(xiàn)，給出綜合性評判。包括出勤、提問、預(yù)習(xí)報告、課堂操作表現(xiàn)和實驗報告。

五、 結(jié)語

改革后的教學(xué)過程以及各個模塊教學(xué)內(nèi)容間均實行循序漸進的進階式教學(xué)，避免理論教學(xué)和實驗教學(xué)脫節(jié)與重復(fù)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生具有扎實的基本操作技能和較強的實際動手能力，逐步實現(xiàn)理論課與實驗課開設(shè)的合理銜接。同時，模塊化教學(xué)對于學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將大大提高學(xué)生的綜合能力。

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