以專業(yè)認(rèn)證導(dǎo)向的生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

張書芹 楊細(xì)燕 劉智捷 李科學(xué)

摘要：生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校生命科學(xué)類專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程，對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成至關(guān)重要。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)以專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，對(duì)生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，在實(shí)際教學(xué)過程中進(jìn)行了以下方面的教學(xué)改革：一是以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，修訂教學(xué)大綱，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容;二是改革考核方式與評(píng)價(jià)方法;三是完善教學(xué)設(shè)施和師資隊(duì)伍，提升教學(xué)條件。實(shí)踐證明，這一系列教學(xué)改革對(duì)完善生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生對(duì)課程的重視度以及培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和實(shí)驗(yàn)技能具有顯著的促進(jìn)作用，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn);專業(yè)認(rèn)證;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）12-0151-03

《華盛頓協(xié)議》是國際上的本科工程學(xué)歷資格互認(rèn)協(xié)議，它是目前國際公認(rèn)最具權(quán)威和體系完整的工程教育專業(yè)協(xié)議。加入《華盛頓協(xié)議》，表明我國工程教育質(zhì)量及其保障能夠得到國際工程教育界的認(rèn)可[1]。根據(jù)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)建設(shè)“整體水平國內(nèi)一流，特色鮮明的世界知名研究型大學(xué)”的辦學(xué)定位，該校農(nóng)學(xué)類專業(yè)國家三級(jí)認(rèn)證明確指出，以培養(yǎng)圍繞國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，培養(yǎng)具有良好人文社科底蘊(yùn)與自然科學(xué)基礎(chǔ)、扎實(shí)的農(nóng)學(xué)專業(yè)理論和實(shí)踐能力、較好的溝通與交流能力，能夠?qū)鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)科學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)相融合，勝任現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)科研、經(jīng)營管理、技術(shù)推廣與開發(fā)等工作的高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新型或復(fù)合應(yīng)用型人才為目標(biāo)，注重學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)，優(yōu)化專業(yè)課程設(shè)置，建立完善的課程考核方式，為學(xué)生奠定扎實(shí)的農(nóng)科理論與專業(yè)基礎(chǔ)。

一、以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，修訂教學(xué)大綱，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院從2006年面向本專業(yè)開設(shè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，課程體系持續(xù)改進(jìn)，從傳統(tǒng)20學(xué)時(shí)的附屬理論教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拓展到現(xiàn)在60學(xué)時(shí)的獨(dú)立性綜合性實(shí)驗(yàn)課。傳統(tǒng)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是將“分子遺傳學(xué)”“發(fā)育生物學(xué)”及“植物生物技術(shù)”三門課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目簡單拼湊，有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、重復(fù)開設(shè)，不利于學(xué)生掌握最新的生物技術(shù)方法;而且，綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分散，缺乏連貫性，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，因此，學(xué)生課堂上只能完成實(shí)驗(yàn)中的部分環(huán)節(jié)，有些需要長時(shí)間觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法獲得，很多實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，如實(shí)驗(yàn)材料的培養(yǎng)、試劑的配制及實(shí)驗(yàn)器皿和器材的準(zhǔn)備等均由實(shí)驗(yàn)教師課前準(zhǔn)備。這種“掐頭去尾”的教學(xué)模式必然導(dǎo)致學(xué)生很難全面、系統(tǒng)地掌握這一綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，而且不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路指導(dǎo)下，依托教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科研成果，我們經(jīng)過多次討論，設(shè)計(jì)了擬南芥短根突變體遺傳分析和基因定位、基因克隆的基本操作技術(shù)、植物組織培養(yǎng)、遺傳轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因材料的驗(yàn)證三個(gè)綜合大實(shí)驗(yàn)，如表1所示。綜合大實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，不僅注重實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，還將科學(xué)研究的思路帶入本科實(shí)驗(yàn)課堂。課程教學(xué)內(nèi)容和團(tuán)隊(duì)科研課題相結(jié)合，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富、連續(xù)性強(qiáng)、難度較大的實(shí)驗(yàn)串成一個(gè)大實(shí)驗(yàn)，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的產(chǎn)物成為第二個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的材料，一環(huán)扣一環(huán)，使實(shí)驗(yàn)過程充滿懸念和期望，易于激發(fā)學(xué)生興趣?！皵M南芥短根突變體的遺傳分析和基因定位”這一綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)該校作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室油菜課題組的科研成果轉(zhuǎn)化而來，將相對(duì)性狀的觀察、顯隱性基因的判斷以及質(zhì)量性狀的分析方法——分離集團(tuán)混合分析法的研究思路和DNA提取、PCR擴(kuò)增、PAGE檢測等一系列實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合起來。學(xué)生不再是單純完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而是獨(dú)立進(jìn)行一個(gè)研究性的綜合生物類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生不僅掌握了實(shí)驗(yàn)技術(shù)和原理，而且較大地提高了綜合運(yùn)用能力?！爸参锝M織培養(yǎng)、遺傳轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因材料的驗(yàn)證”將植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)專利——一種提高棉花再生及轉(zhuǎn)化效率的方法及應(yīng)用引入課堂，學(xué)生通過再生能力強(qiáng)、農(nóng)藝性狀好的轉(zhuǎn)化受體材料Jin668轉(zhuǎn)化綠色熒光蛋白（GFP）和紅色熒光蛋白（RFP）基因，后續(xù)檢測轉(zhuǎn)基因的陽性率、拷貝數(shù)、表達(dá)量。整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生全程參與，實(shí)驗(yàn)前了解實(shí)驗(yàn)的目的和原理、操作過程以及注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立操作，教師起引導(dǎo)作用，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立工作能力，起到了很好的效果。

二、改革考核方式與評(píng)價(jià)方法

教學(xué)大綱能夠有效落實(shí)畢業(yè)要求，課程考核則能夠有效落實(shí)教學(xué)大綱的要求，并反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程和結(jié)果考核，是影響教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生積極性、主動(dòng)性的重要因素之一[2]。在專業(yè)國家三級(jí)認(rèn)證中，考核內(nèi)容、方法與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與課程目標(biāo)相關(guān)聯(lián)，要能證明學(xué)生相關(guān)能力的實(shí)際達(dá)成情況。

（一）平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程的考核

生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)的考核應(yīng)全面、公平地反映學(xué)生的實(shí)際達(dá)成情況。過程考核包括學(xué)生的出勤、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)中的態(tài)度，動(dòng)手能力等因素。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂上的積極性和主動(dòng)性，要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前主動(dòng)預(yù)習(xí)，了解整個(gè)大實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚煜?shí)驗(yàn)操作流程，提出自己的問題;實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)用品的準(zhǔn)備、藥品試劑的配制到實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的清場等，全程參與，教師只是起指導(dǎo)和輔助的作用。實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)操作是否規(guī)范準(zhǔn)確，過程的有序性、合理性、安全性，以及結(jié)果的觀察和分析。

（二）實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)，是對(duì)學(xué)生綜合思維能力的培養(yǎng)[3]。學(xué)生要提交原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄本和綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告。綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括摘要、前言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論及參考文獻(xiàn)等6個(gè)部分，考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)在聯(lián)系的整體把握，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出正確分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的差錯(cuò)做出客觀評(píng)價(jià)。通過查閱原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，增加對(duì)學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程的考核評(píng)價(jià)要素，培養(yǎng)學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)過程觀察、原始數(shù)據(jù)記錄及保存等良好習(xí)慣。尤其是實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論部分的撰寫，要求學(xué)生在查閱參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)果分析、討論，最后提出自己的見解。這些措施明顯加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生獨(dú)立分析問題和創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng);同時(shí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的心得體會(huì)。

（三）期末課程考試

期末課程考試檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握和綜合應(yīng)用能力?？荚囍饕疾閷W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握和對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的了解，還對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考核。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，教師考核設(shè)計(jì)的合理性和創(chuàng)新性。

（四）考核效果的評(píng)價(jià)

通過對(duì)學(xué)生連續(xù)5年的跟蹤考核，現(xiàn)有的多方面考核體系提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。學(xué)生在課前、課中和課后都表現(xiàn)出濃厚的興趣。平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程的考核、實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核和期末課程考試相結(jié)合，保證了成績?cè)u(píng)定的客觀性和公正性，大大提高課程教學(xué)效果。在每次提交的綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，很多學(xué)生認(rèn)為，“在這門實(shí)驗(yàn)課上學(xué)習(xí)到非常多的知識(shí)和方法”“在這門實(shí)驗(yàn)課上能知其然，也知其所以然”“在這門實(shí)驗(yàn)課上明白了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性”“在本科論文的基礎(chǔ)上更接近于科研實(shí)際”“有機(jī)會(huì)把理論運(yùn)用于實(shí)踐”等。

三、完善教學(xué)設(shè)施和師資隊(duì)伍，提升教學(xué)條件

該校注重學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練、培養(yǎng)，重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的投入，每年的校撥教學(xué)經(jīng)費(fèi)、中央高校改善基本辦學(xué)條件專項(xiàng)、中央高校教育教學(xué)改革專項(xiàng)等充分滿足教學(xué)需求。在實(shí)驗(yàn)室硬件上，不斷改善實(shí)驗(yàn)條件，大量增加超凈工作臺(tái)、離心機(jī)、PCR儀、移液器等儀器設(shè)備，滿足學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)要求;在實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)上，由學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)成效顯著的年輕有為的教授或副教授組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，依托作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資源，大力開展教學(xué)改革，申請(qǐng)“生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”校級(jí)百門精品實(shí)驗(yàn)課，錄制實(shí)踐教學(xué)視頻，供學(xué)生提前預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，還承擔(dān)了校級(jí)教改項(xiàng)目“生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”PPT課件的優(yōu)化。團(tuán)隊(duì)成員還開展了“以棉花科研團(tuán)隊(duì)支撐農(nóng)學(xué)類本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐”的省級(jí)教改項(xiàng)目，不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究相結(jié)合，把各科研實(shí)驗(yàn)室的成熟技術(shù)和科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容[4]。

四、結(jié)語

實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)的重要組成部分，是教學(xué)過程中不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)實(shí)用型、技能型人才的重要途徑[5]。通過近年來在實(shí)踐教學(xué)方面的持續(xù)改進(jìn)，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、考核評(píng)價(jià)手段和實(shí)踐教學(xué)支持條件方面都有了長足的進(jìn)步和發(fā)展。在農(nóng)學(xué)專業(yè)國家三級(jí)認(rèn)證的契機(jī)下，該校將進(jìn)一步探索有利于實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)模式。

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