應用型轉變形勢下分子生物學實驗教學體系的構建

張相鋒， 焦子偉， 楊曉絨， 任艷利， 恩特馬克·布拉提白

(伊犁師范學院 生物與地理科學學院， 伊寧 835000)

國家教育部于2015年出臺了《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》。隨之，各地也推出了一系列政策，鼓勵具備條件的普通本科高校向應用型轉變，有一批在應用型轉型做得比較好的高校，為全國普通高校轉型起到了示范帶頭作用。而普通高校要在轉型方面取得新成效、新進展，就必須聚焦專業(yè)建設、課程體系、培養(yǎng)模式、教師隊伍等4大重點，精準發(fā)力，強力推進，實現(xiàn)突破創(chuàng)新[1]。

新疆是一個少數(shù)民族集中的地區(qū), 伊犁師范學院作為新疆最西部的一所普通本科學校，為北疆乃至全疆基礎教育人才的培養(yǎng)做出了很大貢獻。目前在校生少數(shù)民族學生比例較大，這些學生來自新疆各地, 主要包括維吾爾族、哈薩克族、柯爾克孜族及塔吉克族等。由于新疆地域和人文環(huán)境的特殊性，在高等教育改革方面相對滯后，但是隨著國家援疆力度的加大，不論從資金還是人才方面都給予了大力支持，對新疆各項事業(yè)的發(fā)展起到了極大地推動作用。但是，新疆長期的發(fā)展穩(wěn)定，除了依靠國家的扶持以外，更需要新疆本地各族人民的共同努力。在國家人才援疆的大好形勢下，作為本地人才培養(yǎng)搖籃的新疆各高校，應該抓住機遇，積極做好轉型發(fā)展，努力培養(yǎng)更多更好、立足本地需求、能夠更好滿足新疆本地經(jīng)濟社會需求的高素質人才，為新疆各項事業(yè)的發(fā)展做出應有的貢獻。

分子生物學以核酸、 蛋白質等生物大分子作為研究對象，對其形態(tài)、 結構及功能、在生命活動中的基本規(guī)律及其相互關系進行深入研究的科學，是當今現(xiàn)代生物學領域里最具活力的科學之一[2]。隨著新疆各項事業(yè)的進步，新疆各族人民生活中會遇到與分子生物學有關的問題，比如轉基因，基因治療等，而且也出現(xiàn)了許多與分子生物學息息相關的企業(yè)。這些都需要相應的人才，一方面可以起到科普作用，提高各民族人民的科學素養(yǎng)，另一方面可以滿足地方相關崗位對人才的需求。分子生物學實驗是對理論知識的驗證，綜合運用和創(chuàng)新，實驗課和理論課兩者相互促進，讓學生既懂得理論知識，又不缺乏動手實踐能力。將實驗課和理論課有機結合，才能構成分子生物學完整的知識體系。應用是我們在轉型的新形勢下人才培養(yǎng)的一個重要目標，因此，對分子生物學實驗教學改革尤為重要。

結合本校的實際，以應用型人才培養(yǎng)為目標，對分子生物學實驗教學體系進行了構建。

1　實驗教學內(nèi)容體系的構建

普通高校向應用型轉變，基礎是課程體系教學內(nèi)容的重構[1]。普通高校應緊密結合當?shù)貙嶋H，關注行業(yè)發(fā)展、技術進步、社會建設的實際需求和發(fā)展趨勢，對教學內(nèi)容體系進行重新構建。以社會需求和學生就業(yè)為導向，遵循應用型人才培養(yǎng)的規(guī)律，推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。

我校生物科學專業(yè)分子生物學實驗修訂之前的教學大綱，實驗項目較多，共有12個實驗項目(表1)，但是這些項目只注重學生基本技能的培養(yǎng)，雖然看起來比較系統(tǒng)，但是缺乏向應用方面的延伸。雖然多而全，但是實際實施過程中很難提高學生學習的積極性。

基于以上原因，我們首先深入社會實際進行調研，走訪伊犁地區(qū)分子生物學相關行業(yè)，了解其技術需求，然后對其進行匯總凝練，在避免與其他課程實驗項目重復的條件下，重新構建分子生物學實驗教學的內(nèi)容體系，制定教學大綱。

實驗教學內(nèi)容的整體采用模塊固定項目開放的方法對實驗內(nèi)容進行構建。整個分子生物學實驗分3個模塊：基本技術模塊，全部為驗證性實驗；綜合性模塊，全部為綜合型實驗；應用性模塊,全部為設計性實驗?；炯夹g模塊內(nèi)容適當進行調整，縮小綜合型模塊內(nèi)容，加大應用型模塊的比例?；炯夹g模塊是分子生物學實驗的基本技術技能，學生必須全部掌握，因此內(nèi)容不能減少，但要結合實際更換為實際應用中需求較高的基本技術。綜合型模塊的內(nèi)容主要是訓練學生對前面基本技術的綜合應用能力，不需要太多項目。而應用型模塊主要涉及基本技術在地方經(jīng)濟和社會發(fā)展中的綜合應用，要適當加強比例。

用以上的方法，我們對現(xiàn)有實驗體系進行相應的調整。首先將不同類型核酸提取、含量純度檢測、核酸的酶切、目的核酸的擴增、核酸體外拼接、細胞的轉化、轉化子的鑒定這些具體的項目歸為基本技術模塊。對于綜合型模塊設立一到兩個項目，目前我們設立一個工程菌的構建，隨著實際需要也可以增加和調換。對于應用型模塊，結合地方生產(chǎn)生活的需要，設立4個項目：動植物病原體分子檢測、種子純度和質量分子檢測、轉基因產(chǎn)品的分子鑒定、物種多樣性的分子檢測。目前確定的實驗項目見表2。

以上所有模塊中的具體項目是開放的，不是一成不變的，隨著分子生物學實驗技術的不斷更新和實際的需要，可以對具體的實驗項目進行調整。

這樣構建的實驗內(nèi)容體系既符合應用型人才培養(yǎng)的規(guī)律，又能滿足社會的實際需求，同時還兼顧社會進步和技術發(fā)展。

2　實驗教學方法體系的構建

分子生物學教學方法體系的構建對分子生物學實驗總課程體系來說至關重要。因為分子生物學理論內(nèi)容抽象，專業(yè)詞匯較多，我們現(xiàn)在的班級多為民漢混編，漢語授課，對于少數(shù)民族同學來說，存在較大的語言障礙。另外，實驗課的課時量有限，但是實驗項目較多，實驗時間較長。為了很好地解決這兩個問題，我們對實驗課教學模式進行改革，采用翻轉課堂的形式，以微課為基本教學手段，采用課外課內(nèi)相結合，模擬和實作相結合，增強學生對理論的認知，提高學生應用能力培養(yǎng)的效率。

表1 分子生物學實驗修訂前的教學內(nèi)容

我們傳統(tǒng)的實驗課教學，首先講實驗原理，實驗目的，實驗步驟，儀器使用方法的演示，這些占用了實驗課的部分時間，使學生動手操作的時間變少，不能夠充分調動學生的積極主動性，實驗教學效果不明顯。同時在教學過程中無法照顧到每一個學生，不能對學生進行有效的管理，進而無法進行合理高效的評價。鑒于以上原因，我們對傳統(tǒng)實驗教學模式進行改革，依托學校爾雅平臺，建立課程網(wǎng)站，以翻轉課堂模式開展實驗課教學改革[3-6]。

表2 分子生物學實驗修訂后的教學內(nèi)容

對于實驗原理、實驗目的、實驗步驟及儀器使用方法的演示等內(nèi)容，我們錄制成微課，針對少數(shù)民族學生漢語水平不高，對專業(yè)詞匯理解難度大這一普遍現(xiàn)象，微課中添加民語言字幕，對于關鍵名詞添加民語言解釋，這樣可以有效地提高少數(shù)民族學生專業(yè)漢語的能力。制作好的微課上傳到課程網(wǎng)站，根據(jù)微課內(nèi)容及學習要求，設計相應任務，以任務驅動學生觀看微課，完成任務可以獲取相應分數(shù)計入實驗成績，比如學生根據(jù)微課內(nèi)容，自己定制實驗步驟及儀器使用方法，然后將此任務上傳課程網(wǎng)站，不完成此項任務既不能進實驗室，也不能獲得相應的分數(shù)，這樣可以克服傳統(tǒng)實驗課學生不認真聽講，實驗步驟演示及儀器使用演示無法兼顧到每位同學的弊端。另外，在課程網(wǎng)站中設立模擬實驗室，在學生對實驗原理，方法步驟有充分認識的基礎上，進行模擬操作，進一步熟悉實驗流程，注意到實驗過程中的關鍵步驟和事項，為課堂上的實際操作打下基礎。同時在課程網(wǎng)站開設討論版塊及時了解學生課外學習情況，及時解決學生學習中的問題，保證學生不帶著疑惑進入實驗室，同時發(fā)現(xiàn)學生學習中的創(chuàng)新性思維。

實驗課過程中，將學生分成固定的小組，進行實驗操作，在操作過程中要求學生用圖片或視頻記錄本組實驗進展情況，尤其突出實驗過程中的關鍵環(huán)節(jié)。課后上傳課程網(wǎng)站，小組之間互評打分。在此過程中老師只需要對個別疑問的小組進行指導即可。

課程網(wǎng)站開設成果展示模塊，便于學生課后提交實驗過程中的成果，同時學生在實驗課后進行的實驗總結和延伸在此板塊進行展示。實驗課后總結主要要求學生對實驗項目有一個深刻的認識，總結實驗成敗的關鍵因素。另外結合本實驗的實驗技術，要求每位同學通過查閱資料寫一份1000字左右的小論文，加深對實驗項目的理解。

表3 分子生物學實訓考核標準

3　實操實訓基地體系的建設

高校要全面推廣系列“卓越人才培養(yǎng)計劃”的改革成果，深化產(chǎn)教融合、校企合作的人才培養(yǎng)模式改革，加強高校與實務部門、行業(yè)企業(yè)的融合發(fā)展、協(xié)同育人，共同制定應用型人才培養(yǎng)標準，共同完善人才培養(yǎng)方案，共同構建課程體系教學內(nèi)容，共同建設實習實訓基地，共同組建教學團隊，共同實施培養(yǎng)過程，共同評價培養(yǎng)質量，實現(xiàn)人才培養(yǎng)規(guī)格與產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展和用人部門實際需求無縫對接[1]。在充分了解政府關于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的政策導向,及本地區(qū)相關部門和單位人才需求的知識結構的基礎上[7],依托伊犁地區(qū)相關實務部門以及相關行業(yè)企業(yè)，與之建立人才培養(yǎng)和實踐教學指導委員會，加強校企聯(lián)合、產(chǎn)學研一體的大型實作實訓中心，實現(xiàn)高校與企業(yè)全方位、實質性合作，建立以基地導師對學生的評價體系(表3)。

通過學院實踐教學指導委員會與伊犁州質量監(jiān)督局、檢驗檢疫局、疾控中心及農(nóng)業(yè)科學研究所及相關部門就實作項目建立了合作基地，配套相應的運行機制、硬件條件、師資隊伍等。在實作基地建設過程中,針對生產(chǎn)與教學的矛盾、實訓運行成本偏高、整體管理難度較大等問題, 遵循教學為本、機制優(yōu)先、選擇性開放的原則，妥善進行解決[8-11]。

4　實驗評價體系的構建

基于傳統(tǒng)分子生物學實驗考核方式的局限性，在比較分析多個高校相關課程考核方法的基礎上，系統(tǒng)建立了該課程形成性評價體系，該體系能全面考查學生在實驗課程全過程中的實際表現(xiàn)，重點考核學生的實驗操作能力，并通過學生自評、互評和教師評價等環(huán)節(jié)，進一步培養(yǎng)學生動手操作、分析問題和解決問題的能力，能全方位、多層次客觀評價學生[12-15]。

1)課前考核(包括學生互評10%、學生自評10%和教師評價10%，共計30%)。

要求學生在課前完整地收集實驗相關的文獻資料，預習相關實驗理論知識，了解多種實驗操作的基本原理和儀器的基本操作。因此，我們將結合分子生物學實驗的網(wǎng)絡課程教學平臺，要求學生在實驗開始前1～2天網(wǎng)上提交預習報告(預習報告內(nèi)容多樣化，可以包括實驗原理、主要實驗流程和操作步驟、實驗注意事項等)，同時進行自我評分、互評和教師評價。

2)課中考核(包括學生互評20%、學生自評10%和教師評價20%，共計50%)。

要求學生實驗開始前合理規(guī)劃實驗步驟，有效安排實驗時間，使用正確的操作手法和規(guī)范的操作程序，以科學認真的態(tài)度得到真實合理的實驗結果(不考慮最后實驗結果是否成功)。其中，學生的實驗態(tài)度(不遲到、不早退或無故缺勤)和實驗動手操作是否標準化(參考已制定好的實驗標準操作規(guī)范)各占10% ，這兩部分都屬于小組成員互評成績(即學生互評20%)；每個獨立的實驗都要有詳盡的實驗記錄(包括數(shù)據(jù)或圖像分析等)，要求學生在實驗結束后1～2天網(wǎng)上提交實驗記錄，同時進行自我評價(即學生自評10%)。另外，在課間考核過程中，實驗指導教師也應實時觀察和記錄學生在實驗過程中的整體表現(xiàn)，即實時跟蹤學生實驗過程，準確掌握學生的實驗結果和實驗操作情況，及時指出學生存在的問題，對學生存在疑問現(xiàn)場指導和解答，使學生有成就感的同時認識到不足，學習更加主動，同時給予評價(即教師評價20%)。

3)課后考核(小組互評10%，教師評價10%，共計20%)。

要求學生課后提交規(guī)范格式的紙質版實驗報告，并能科學合理地進行實驗結果的分析和討論(教師評價10%)。課程網(wǎng)站提交的課后任務完成的效果(小組互評10%)。

4)期末總評成績(平時成績70%，筆試成績30%)。

期末總評成績=各實驗項目的平均成績×70%+實作成績×30%

實作成績由校外導師評價。

5　結束語

以上是我們基于本校的實際情況，對分子生物學實驗教學體系的總體構思，部分已付諸實施，提高了學生學習的興趣，增強了學生的參與意識，使學生的動手能力、綜合應用能力得到了很好地訓練，最主要增強了學生對崗位的適應能力。但面對應用型轉變的新形勢，普通本科院校，尤其是處于少數(shù)民族地區(qū)的普通本科高校，在課程教學體系改革方面還有很長的路要走。希望我們的構思和方案，能對少數(shù)民族地區(qū)實驗教學改革有所幫助，讓我們共同努力推動少數(shù)民族地區(qū)高教事業(yè)的發(fā)展。

[1]張大良. 普通本科高校向應用型轉變聚焦四大重點[J]. 中國高等教育, 2016(8):1.

[2]高利臣, 肖 璐, 馮 濤,等. 分子生物學實驗教學改革的幾點思考[J]. 實驗室研究與探索, 2010, 29(4):104-107.

[3]楊九民, 邵明杰, 黃 磊. 基于微視頻資源的翻轉課堂在實驗教學中的應用研究——以“現(xiàn)代教育技術”實驗課程為例[J]. 現(xiàn)代教育技術, 2013, 23(10):36-40.

[4]邵明杰. 基于微視頻資源的翻轉課堂在實驗教學中的應用研究[D]. 武漢：華中師范大學, 2014.

[5]吳本英, 周錫武. 翻轉課堂實驗教學模式設計[J]. 高等建筑教育, 2016, 25(3):148-150.

[6]章宗標. 基于翻轉課堂的實驗教學系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 浙江樹人大學學報(自然科學版), 2014(4):10-14.

[7]曹軍衛(wèi), 侯漢娜. 通過實習實訓基地建設反思應用型大學人才培養(yǎng)[J]. 山東化工, 2016, 45(13):165-167.

[8]王 林. 基于“技能應用型人才培養(yǎng)”的護理實訓基地建設[J]. 企業(yè)導報, 2016(17):124,176.

[9]沈利劍. 服務于應用型人才培養(yǎng)的校內(nèi)開放性實訓基地建設策略[J]. 職業(yè)技術教育, 2016, 37(2):53-56.

[10]曹軍衛(wèi), 侯漢娜. 應用型大學實習實訓基地建設基礎初探——以武漢東湖學院生物技術本科專業(yè)為例[J]. 湖北第二師范學院學報, 2016, 33(8):103-106.

[11]陳曉東, 高銀橋. 淺析應用型本科大學實訓基地建設[J]. 時代報告(學術版), 2016(1):46.

[12]杜喜玲, 李珊, 崔香環(huán),等. 植物生物學實驗課程考核評價模式的探索和完善[J]. 高校生物學教學研究(電子版), 2016, 6(1):39-42.

[13]陸善興. 高職院校實習實訓質量評價指標體系構建[J]. 職業(yè)技術教育, 2010, 31(2):59-62.

[14]時會美, 張殿明. 高職學生實習實訓質量評價體系的構建[J]. 職教論壇, 2010(9):67-69.

[15]周偉斌, 方謐, 龔琦,等. 大學實驗教學評價體系研究[J]. 高等理科教育, 2016(1):92-95.