基于科教融合思維的生物工程專業(yè)開放實驗課程建設(shè)研究

房海燕

摘要：為加強科教融合背景下開放實驗教學(xué)中生物工程專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過分析開放實驗項目優(yōu)化篩選的原則，從新穎性、專業(yè)能力培養(yǎng)、精簡全面、因材施教以及可行性等方面探討能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的開放實驗課程建設(shè)，完善生物工程專業(yè)實驗課程體系，補充專業(yè)實驗之不足，提高學(xué)生專業(yè)技能和人才培養(yǎng)質(zhì)量，為生物工程專業(yè)開放實驗教學(xué)提供參考。

Abstract： To strengthen the comprehensive quality and innovation ability of the bioengineering students in the open experiment teaching， the course construction of open experimental teaching based on the integration of science and education was explored. It was found that the experimental subject selection， reasonable arrange open experiment content and its scheme were the main items for course construction of open experiment. The perfect open experiment course could contribute to the improvement of the experimental course system for biological engineering and the supplement of professional experiment， and improve the students' professional skills.

關(guān)鍵詞：科教融合；開放實驗；課程建設(shè)

Key words： integration of science and education；open experimental teaching；course construction

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0276-02

0 引言

生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是我國重點發(fā)展的高新技術(shù)專業(yè)之一，近年來處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，行業(yè)的快速增長離不開創(chuàng)新性應(yīng)用型專業(yè)人才的強力支撐。我國高等教育長期存在科教分離的現(xiàn)象，致使高校的大量先進的科技研究開發(fā)資源難于轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢。正確認(rèn)識和理順高?？茖W(xué)研究和人才培養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系和密切關(guān)系，從科教分離轉(zhuǎn)變?yōu)榭平探Y(jié)合，再進一步升華為科教融合，對促進創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要的作用。生物工程專業(yè)是高等教育學(xué)科門類中生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵依托專業(yè)之一，培養(yǎng)掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論、基本技能，能在生物工程領(lǐng)域從事工廠設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新產(chǎn)品研發(fā)的工程技術(shù)人才。主要學(xué)習(xí)生物工程方面的基礎(chǔ)課程，接受生物工程基本訓(xùn)練，具備在生物工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新產(chǎn)品研發(fā)的基本能力。生物工程技術(shù)主要采用發(fā)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程和基因工程等技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于定向改造生物、改進傳統(tǒng)發(fā)酵食品、分離生物產(chǎn)品、開發(fā)生物藥物和生物質(zhì)能源以及綜合利用農(nóng)產(chǎn)品等方面。由于該專業(yè)辦學(xué)歷史長、專業(yè)成熟度較高，與近年來高速發(fā)展的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了一些不相協(xié)調(diào)的問題，這些問題的主要根源在于長期以來一定程度上的科教分離。因此高等教育從科教分離、科教并重轉(zhuǎn)向科教融合是高等教育適應(yīng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的必然趨勢[1]。開放實驗作為對課堂實驗教學(xué)的有益補充和連接科教的橋梁之一，體現(xiàn)了以人為本的教學(xué)理念，近年來逐漸引起了國內(nèi)高校的重視[2-4]。本文從開放實驗課程選題等方面探討了科教融合思維下我校生物工程專業(yè)開放實驗課程建設(shè)思路。

1 科教融合思維對開放實驗課程建設(shè)的要求

科教融合的根本目標(biāo)是創(chuàng)新型專業(yè)人才的培養(yǎng)，通過教學(xué)過程中大幅引入科研實踐，培養(yǎng)專業(yè)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)明人才。目前我國通常仍把培養(yǎng)綜合性研究型人才作為主要目標(biāo)，一定程度上模糊了科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別，而生活行業(yè)的快速發(fā)展卻更需要創(chuàng)新型、實踐型、通專結(jié)合的人才。高校傳統(tǒng)專業(yè)實驗教學(xué)體系往往由大量驗證性的專業(yè)課跟課實驗所構(gòu)成，已有的綜合性、設(shè)計性實驗也是多年應(yīng)用的成熟實驗項目。傳統(tǒng)實驗設(shè)置往往以完整的學(xué)科體系為出發(fā)點，偏重理論知識的完整性、系統(tǒng)性和嚴(yán)密性，缺乏對社會需求的把握。由于課程設(shè)置墨守成規(guī)，缺乏創(chuàng)新，不能適應(yīng)社會的發(fā)展。學(xué)生按照既定的實驗內(nèi)容和實驗方案進行實驗，實驗過程缺乏對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用和發(fā)散性、創(chuàng)新性思維的鍛煉培養(yǎng)，一個實驗一套方案，學(xué)生難以充分發(fā)揮主動性自行分析問題并提出解決問題的方法，自我探索、專題調(diào)研、討論交流處于輔助地位，實驗技能的培養(yǎng)也千篇一律，難以體現(xiàn)專業(yè)新技術(shù)、新方法成果，培養(yǎng)人才的專業(yè)知識體系與社會行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀脫節(jié)。開放實驗方式自由靈活，能夠根據(jù)本校專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特色設(shè)置實驗項目、選擇實驗內(nèi)容、設(shè)計多種實驗方案，并通過教師指導(dǎo)下的自主實驗和數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計處理，最終形成論文或發(fā)明專利相關(guān)資料。整個過程既涉及學(xué)生分析、解決問題能力的培養(yǎng)，也涵蓋實驗技能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理、科技論文資料寫作、溝通交流協(xié)作等多方面綜合能力的培養(yǎng)。總之，開放實驗作為現(xiàn)有專業(yè)實驗教學(xué)的有益補充，對本專業(yè)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)明人才培養(yǎng)的具有重要價值。

2 科教融合教育理念下開放實驗的選題原則

科教融合教育理念下，開放實驗作為連接科教的橋梁之一，其選題和內(nèi)容選取對確保開放實驗教學(xué)效果具有重要意義。

2.1 開放實驗選題要“新”

選題要建立在已有科研成果基礎(chǔ)之上，通過系統(tǒng)查閱有關(guān)專著文獻，選題要新穎且具有一定的理論或應(yīng)用價值。調(diào)研后經(jīng)過分析鑒別、歸納整理、篩選優(yōu)化，提出研究課題、撰寫綜述，將能夠與時俱進、代表最新科技發(fā)展成果、體現(xiàn)專業(yè)最前沿的知識，寫進教材講義。開放實驗內(nèi)容應(yīng)及時根據(jù)科技發(fā)展的新知識、新技術(shù)新方法而發(fā)展，不斷推陳出新，建成一套與時俱進的、動態(tài)的開放實驗教學(xué)體系。

2.2 開放實驗選題范圍要“準(zhǔn)”

開放實驗選題緊密結(jié)合專業(yè)知識，突出專業(yè)技能的培養(yǎng)，體現(xiàn)培養(yǎng)方案中設(shè)立的培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，畢業(yè)生應(yīng)掌握生物化學(xué)、微生物學(xué)、化工原理及生物工程等方面的基礎(chǔ)理論知識；具備在生物工程領(lǐng)域從事細(xì)胞培養(yǎng)與微生物菌株選育、工藝流程設(shè)計、物料衡算、熱量衡算、設(shè)備設(shè)計選型等基本技能；熟悉與生物工業(yè)發(fā)展有關(guān)的方針、政策和法規(guī)。因此選題、實驗內(nèi)容乃至實驗方案不宜過于寬泛，需要瞄準(zhǔn)專業(yè)技能培養(yǎng)、本專業(yè)理論或生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域需要迫切解決的問題，明確其理論價值或社會和經(jīng)濟效益。

2.3 開放實驗選題要“精”

因?qū)W生課時、學(xué)分限制，內(nèi)容要精心挑選、杜絕那種實驗過程中實驗步驟不緊湊、等待間隔時間長、動手效率低、專業(yè)技能應(yīng)用不具有代表性的實驗選題。爭取在有限的實驗時間中能得到高效鍛煉。針對選定的實驗項目實驗過程中可能發(fā)生的故障、異?，F(xiàn)象，指導(dǎo)教師應(yīng)該有提前設(shè)計的預(yù)案，及時引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)專業(yè)知識、自己分析問題、排除故障，提高開放實驗效率。也可在學(xué)生預(yù)習(xí)時，在實驗講義中對學(xué)生可能運用的實驗方案涉及到的關(guān)鍵實驗技術(shù)操作，重點講述，以掌握實驗的基本方法和技能，利于在規(guī)定的時間內(nèi)完成開放實驗項目。

2.4 開放實驗選題要“全”

開放實驗作為專業(yè)綜合性、設(shè)計性實驗，在學(xué)生能力培養(yǎng)方面，不僅僅要注重動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，還要考慮到培養(yǎng)一個具有自主科研意識和獨立科研能力的專業(yè)人才。因此所設(shè)置開放實驗最好能夠“麻雀雖小五臟俱全”，在有限學(xué)分限制下，分析問題、解決問題、實驗技能和論文寫作等方面要得到綜合鍛煉，設(shè)置內(nèi)容盡量涵蓋科學(xué)研究的完整環(huán)節(jié)。

2.5 開放實驗選題要“因材施教”

參加開放實驗的學(xué)生專業(yè)知識基礎(chǔ)和基本技能存在差異，對不同年級、不同層次的學(xué)生應(yīng)該區(qū)別對待、因材施教，以便獲得理想的實驗效果。對于基礎(chǔ)略差的學(xué)生，實驗選題難度要適當(dāng)放低、實驗方案更應(yīng)簡便易行；對于實驗?zāi)芰硐氲膶W(xué)生，實驗選題難度要適當(dāng)加大、實驗方案要盡可能地融入更多新技術(shù)、新成果，鼓勵其大膽創(chuàng)新。

2.6 開放實驗選題要“可行”

開放實驗選題要遵循可行性原則，結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件和學(xué)生現(xiàn)有水平，對課題進行可行性分析。盡量做到除大型分析測試之外，足不出戶，即能完成實驗的主要過程。科學(xué)研究不僅需要提出有價值的問題，而且總是期望通過研究找到解決這個問題的答案。因此只對課題本身進行考察是不夠的，還需要考察決定科學(xué)研究能否順利進行的其它因素，諸如經(jīng)費來源、師資科研力量配置、實驗設(shè)備條件、團隊協(xié)作情況等，對于技術(shù)研發(fā)類課題還要考慮研制條件、測試條件、材料以及儀器設(shè)備元器件條件等。上述方面都應(yīng)在選題及其研究規(guī)劃中有所體現(xiàn)。

開放實驗課程建設(shè)的關(guān)鍵是實驗項目，開放實驗選題又是開放實驗?zāi)軌蛉〉贸晒屠硐胄Ч年P(guān)鍵因素之一，選題不僅要體現(xiàn)科技發(fā)展成果、體現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng)、精簡全面，而且要注重因材施教、操作可行。在充分篩選的基礎(chǔ)上進行初步論證，寫出選題報告，然后經(jīng)過專家評議與論證，選出最佳課題、確定實驗內(nèi)容、指導(dǎo)學(xué)生擬定系列實驗方案。充分利用現(xiàn)有科研條件，強化學(xué)生科研實踐，加強開放實驗課程建設(shè)，促進創(chuàng)新性應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]謝川，等.深化實驗教學(xué)改革全面開放實驗教學(xué)[J].化工高等教育，2004（79）：107-108.

[2]王曉崗，等.開放實驗教學(xué)管理研究[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（04）：155-157.

[3]龍燕，等.生物學(xué)實驗教學(xué)中心開放實驗的運行模式探索[J].實驗技術(shù)與管理，2016，33（6）：165-167.

[4]劉景艷，等.基于開放實驗室的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2015，13（6）：166-168.