以海洋學(xué)科發(fā)展為導(dǎo)向的生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

◇河北科技師范學(xué)院 郭艾英 蔡愛(ài)軍 秦保平 李紅強(qiáng)

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，依托我校海洋學(xué)科發(fā)展規(guī)劃，對(duì)我院生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。為突出應(yīng)用型海洋生物教學(xué)特色，從實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、授課模式和課程評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提升和應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)起到積極作用。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，對(duì)能源資源消耗持續(xù)增多。海洋資源在沿海國(guó)家中的戰(zhàn)略地位日益突出，海洋生物技術(shù)也受到各沿海國(guó)家高度重視，開(kāi)發(fā)和利用海洋生物資源意義重大。不僅發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本等先后制定了國(guó)家海洋發(fā)展計(jì)劃，許多發(fā)展中國(guó)家也將海洋生物技術(shù)的研究提到日程上來(lái)[1-2]。我國(guó)于1996年將海洋生物技術(shù)研究正式納入“國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃”（863計(jì)劃）[3]，預(yù)示著我國(guó)海洋生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入新階段。

我校坐落于渤海灣中心地帶河北省秦皇島市，具有得天獨(dú)厚的發(fā)展海洋資源優(yōu)勢(shì)。為發(fā)展海洋學(xué)科，我校于2020年成立了海洋資源與環(huán)境學(xué)院，生物技術(shù)專業(yè)作為與海洋生物資源直接相關(guān)的一個(gè)專業(yè)被劃撥過(guò)去，這為發(fā)展海洋生物技術(shù)奠定了基礎(chǔ)條件。但是，在依托學(xué)校海洋學(xué)科發(fā)展的前提下，如何保證生物技術(shù)專業(yè)基本要求，同時(shí)注重海洋生物為背景和材料，突出應(yīng)用型海洋生物教學(xué)特色研究顯得尤為重要。同時(shí)，如何培養(yǎng)出具有較強(qiáng)實(shí)踐能力與知識(shí)開(kāi)發(fā)能力的應(yīng)用型人才是值得深入思考的重要問(wèn)題。其中構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和與之相適應(yīng)的實(shí)踐技能培養(yǎng)至關(guān)重要，是創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。為此，培養(yǎng)學(xué)生科研思維、實(shí)驗(yàn)操作技能、綜合各學(xué)科知識(shí)應(yīng)用能力、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力至關(guān)重要。因此，不僅要對(duì)現(xiàn)有課程實(shí)驗(yàn)和單獨(dú)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化，還要增加與海洋資源相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改革傳統(tǒng)課程考核方式，為創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

一、課程基本情況

在高等院校教學(xué)中，各個(gè)專業(yè)都有自己具體的培養(yǎng)方案和明確的培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)培養(yǎng)方案中基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)完成[4]。雖然目前我院生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中課程設(shè)置能夠直接或間接的為海洋生物開(kāi)發(fā)利用服務(wù)，但由于受到專業(yè)課程培養(yǎng)方案限制或?qū)I(yè)局限性，各教學(xué)科目涉及與海洋生物相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容很少，涉及到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則更少或沒(méi)有。為此，要發(fā)展海洋生物技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才，課程建設(shè)中必須增加相關(guān)與海洋生物資源相關(guān)理論授課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

二、優(yōu)化課程內(nèi)容

生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程主要包括：植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、酶工程及發(fā)酵工程、基因工程、細(xì)胞工程、生物分離工程、生物制藥工藝等。為培養(yǎng)海洋生物技術(shù)人才，在理論和實(shí)驗(yàn)授課中，我們適時(shí)地增加了與海洋生物資源相關(guān)內(nèi)容。例如：動(dòng)物學(xué)教學(xué)中在講解各類動(dòng)物知識(shí)時(shí)適當(dāng)增加海洋動(dòng)物介紹的占比，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容也增加了海產(chǎn)品的觀察與解剖；微生物學(xué)教學(xué)中增加介紹海洋微生物獨(dú)特的嗜鹽、嗜高壓、嗜低溫和低營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn)；酶工程及發(fā)酵工程課程理論教學(xué)中增加海洋微生物分離中取樣方法及篩選技術(shù)。生物分離工程教學(xué)中增加海洋生物活性物質(zhì)多糖提取工藝，并在實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行實(shí)際操作；生物制藥工藝課程中增加以海洋生物為載體，制造生物藥物。理論授課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整豐富了學(xué)生海洋生物知識(shí)，為培養(yǎng)海洋技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)。

生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐課程包括：動(dòng)物學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)、植物學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)、酶工程及發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)、生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)和生物技術(shù)專業(yè)實(shí)習(xí)等。實(shí)踐課程能夠拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)面，將理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供保障。例如：動(dòng)物學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)和植物學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生到海邊觀察植物品種和分布情況、海鳥(niǎo)生活習(xí)性，并進(jìn)行簡(jiǎn)單海洋生物標(biāo)本制作；酶工程及發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加產(chǎn)酶海洋微生物的篩選及酶活力測(cè)定，將酶活力特性與從土壤中分離得到菌株進(jìn)行比較；生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)中增加海洋活性物質(zhì)多糖的分離及純化技術(shù)等；生物技術(shù)專業(yè)實(shí)習(xí)課程帶領(lǐng)同學(xué)們到附近生物技術(shù)公司參觀，實(shí)地考察，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中則安排學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，將理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中，提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

三、教學(xué)模式的優(yōu)化

目前高等院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式多為教師按照講義準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品、講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械完成；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為理論教學(xué)的驗(yàn)證和補(bǔ)充，以鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力、驗(yàn)證已知推理，加強(qiáng)學(xué)生理解記憶為主要目標(biāo)。雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相互貫通，但機(jī)械填鴨式的教學(xué)模式，很難在學(xué)生頭腦中形成深刻印象。因此，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才就要在現(xiàn)行教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程中盡可能讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，例如，配制藥品用量的計(jì)算，藥品配制、分裝、滅菌，儀器的簡(jiǎn)單組裝等，學(xué)生參與前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生從整體上把握實(shí)驗(yàn)方向，而不僅僅是機(jī)械式完成任務(wù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師應(yīng)嚴(yán)格課堂紀(jì)律，保證每位同學(xué)都積極參與。同時(shí)，為提高學(xué)生自身科研素養(yǎng)，可開(kāi)設(shè)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)，由教師給定課題大概方向，學(xué)生自由結(jié)組選定課題、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié)。例如，我院生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐課程《酶工程及發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)》就是采用此種授課模式，不僅鍛煉了學(xué)生查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，也提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、科研素養(yǎng)及其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這種授課模式也得到學(xué)生一致好評(píng)。

四、改革考核方式

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)考核大多以學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為基礎(chǔ)，這種評(píng)價(jià)方式太過(guò)單一，不能全面考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握情況，不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[5]。眾所周知，實(shí)驗(yàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的好機(jī)會(huì)，學(xué)生只有用心去做、去思考，在參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才能有所收獲。實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生動(dòng)手操作情況、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題自主分析問(wèn)題解決問(wèn)題情況、儀器設(shè)備的使用情況一覽無(wú)余，老師根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)能夠直觀判斷學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容掌握情況。因此，鑒于實(shí)驗(yàn)課程由學(xué)生基本操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)兩部分構(gòu)成，其成績(jī)中應(yīng)包含學(xué)生技能操作部分。由此，綜合實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和組織形式，實(shí)驗(yàn)課程總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、技能操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分構(gòu)成，分別占10%、50%和40%。平時(shí)成績(jī)主要考察學(xué)生課堂表現(xiàn)和出勤情況。這種結(jié)合學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核方法，大大提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

海洋生物技術(shù)發(fā)展是21世紀(jì)科技發(fā)展的要點(diǎn)，生物技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革順應(yīng)我校發(fā)展海洋學(xué)科建設(shè)。不僅有利于提高教師教學(xué)水平，也有利于提高學(xué)生的動(dòng)手設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)，團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提升以及創(chuàng)新應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用。