生物工程綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式改革

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[摘要]針對(duì)地方本科院校在向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型時(shí)期對(duì)生物工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)要求，分析目前生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，注入新的方法，提升教學(xué)水平，綜合提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新兩方面的能力，適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)對(duì)生物人才的需求。

[關(guān)鍵詞]生物工程專(zhuān)業(yè)；綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)；改革；實(shí)用型人才培養(yǎng)

生物工程專(zhuān)業(yè)是集多門(mén)學(xué)科和技術(shù)于一體的、實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的綜合性工程性學(xué)科?！吧锕こ虒?zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”課程是生物工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)核心內(nèi)容的重要組成部分，培養(yǎng)學(xué)生在生物領(lǐng)域綜合運(yùn)用工程技術(shù)、操作相關(guān)儀器設(shè)備，進(jìn)行生產(chǎn)的活動(dòng)的能力。在地方普通本科高校在向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，工科專(zhuān)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的培養(yǎng)模式，能否培養(yǎng)出活用技術(shù)技能的創(chuàng)新應(yīng)用型人才，是決定高校轉(zhuǎn)型成功與否的關(guān)鍵?！吧锕こ虒?zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)模式的改革是積極推進(jìn)高校生物工程專(zhuān)業(yè)“向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變”的重要環(huán)節(jié)[1]。圍繞生物工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，結(jié)合高校轉(zhuǎn)型時(shí)期提出的要求，我們對(duì)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式進(jìn)行一系列的改革探索，旨在捕捉和發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的探求欲，使學(xué)生獲得更有效的專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練，進(jìn)一步提升進(jìn)入企業(yè)從事生產(chǎn)實(shí)踐的能力和產(chǎn)品研發(fā)的能力。

1專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式現(xiàn)狀

生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，實(shí)際技能性操作性強(qiáng)，是鍛煉學(xué)生綜合性運(yùn)用專(zhuān)業(yè)相關(guān)知識(shí)，鍛煉專(zhuān)業(yè)操作技能和生產(chǎn)控制能力的重要途徑。一直以來(lái)，生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程是在大三下學(xué)期至大四上學(xué)期開(kāi)設(shè)，主要內(nèi)容包括菌種活化培養(yǎng)、種子擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵條件優(yōu)化、發(fā)酵過(guò)程監(jiān)測(cè)與控制、發(fā)酵產(chǎn)品分離純化及生物活性物質(zhì)的分離純化、鑒定檢驗(yàn)。該環(huán)節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料、論證實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作、進(jìn)行數(shù)據(jù)與結(jié)果分析，最后由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。但是在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，所開(kāi)實(shí)驗(yàn)局限在固定實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)容多為理論知識(shí)相關(guān)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單整合，不能與生物工程行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程有機(jī)結(jié)合，而且選題較為單一。一些舊的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的技術(shù)方法或工藝流程或許早就被生產(chǎn)企業(yè)淘汰，但在課堂實(shí)驗(yàn)室里，卻被當(dāng)做是經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目被實(shí)施很多年。因循守舊的教學(xué)模式在一定程度上束縛了學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)新能力的發(fā)揮。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的選題缺乏主動(dòng)性，依賴(lài)教師給出選題和具體方案，按部就班的執(zhí)行實(shí)驗(yàn)步驟，不去探索應(yīng)用新技術(shù)來(lái)拓展知識(shí)面和能力，這種情況不能充分體現(xiàn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的價(jià)值。其次，生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程強(qiáng)調(diào)從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，并且兼具“理論”和“工藝技術(shù)”兩方面的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程不僅需要學(xué)生對(duì)基本理論較深入的理解，并且活學(xué)活用，還需要學(xué)生了解并掌握典型儀器的構(gòu)造、操作特性以及分析處理的過(guò)程。在課堂教學(xué)時(shí)間有限的情況下，師生缺乏充分的交流探討過(guò)程，學(xué)生抓不住理論在真正工藝上的實(shí)現(xiàn)方式，造成遇到問(wèn)題時(shí)有為難情緒，回避問(wèn)題，其參與積極性大大降低。再者，實(shí)踐教學(xué)考核評(píng)分體系不完善，考核評(píng)分項(xiàng)目較為單一，缺乏科學(xué)性，難以真實(shí)反映出學(xué)生對(duì)實(shí)踐技能的掌握程度，影響了實(shí)踐教學(xué)的效果。專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的層次不易推進(jìn)，學(xué)生實(shí)用性的專(zhuān)業(yè)技能得不到鍛煉。為了達(dá)到生物工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型、復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，地方應(yīng)用型本科院校必須針對(duì)目前專(zhuān)業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式中不合理的現(xiàn)狀，適當(dāng)做出改革，提高教學(xué)水平，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，開(kāi)動(dòng)腦筋，不再是機(jī)械地做實(shí)驗(yàn)，各方面能力才能得到真正的鍛煉。

2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使之緊跟當(dāng)前應(yīng)用技術(shù)

生物工程行業(yè)是處于蓬勃發(fā)展中的新興行業(yè)，不斷有新技術(shù)的突破并快速滲透到生產(chǎn)企業(yè)中廣泛利用，企業(yè)更加傾向于引進(jìn)新技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)效益。為了保證學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用性不脫節(jié)，生物專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置和實(shí)施也要緊跟當(dāng)前熱點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)，及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行更新和優(yōu)化。選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，不僅要強(qiáng)調(diào)“精”，而且要突出“新”?！熬痹谟谡J(rèn)真選擇一些理論含量高，并且能夠深刻鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，引起學(xué)生濃厚探究興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少重復(fù)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?！靶隆痹谟跁r(shí)刻跟蹤企業(yè)技術(shù)前沿狀態(tài)，把新理念、新技術(shù)、新的生產(chǎn)工藝引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，加以提煉，設(shè)置能體現(xiàn)生物行業(yè)當(dāng)前主流技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。當(dāng)實(shí)驗(yàn)遇到難點(diǎn)時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生有針對(duì)性的擴(kuò)充學(xué)習(xí)資源，查閱前沿資料，用新視點(diǎn)、新思路研究問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的辦法。對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，能充分利用教學(xué)資源，給學(xué)生提供開(kāi)拓性的平臺(tái)，有助于提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能和創(chuàng)新意識(shí)，適應(yīng)應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要。

3重視實(shí)驗(yàn)情景設(shè)定，與生產(chǎn)實(shí)踐掛鉤

真正的生物工程企業(yè)生產(chǎn)是一系列技術(shù)合理組合、緊密銜接而成的工藝流程。高校對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，是為生物行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)服務(wù)。為了鍛煉學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)際應(yīng)用技能，在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)安排上，盡量將真實(shí)的生產(chǎn)情景融入到教學(xué)中。例如，我院建有省級(jí)工業(yè)微生物資源與發(fā)酵重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在特色工業(yè)微生物菌種的篩選，發(fā)酵條件優(yōu)化、發(fā)酵工藝過(guò)程控制以及發(fā)酵產(chǎn)品分離純化方面有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。將教師科研向地方企業(yè)轉(zhuǎn)化的成果，更多的帶入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。把與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)，實(shí)驗(yàn)室條件具備的項(xiàng)目，引入專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中。設(shè)定生產(chǎn)情景，分派具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，用真實(shí)樣品為對(duì)象，以企業(yè)生產(chǎn)流程為參照，把實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)模擬成工廠車(chē)間，營(yíng)造真實(shí)的生產(chǎn)和市場(chǎng)情景，讓學(xué)生站在企業(yè)的角度來(lái)思考討論實(shí)驗(yàn)方案，解決問(wèn)題。與生產(chǎn)實(shí)踐掛鉤的實(shí)驗(yàn)情景設(shè)定，能夠引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)生物類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐，熟悉重點(diǎn)生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)特性和生產(chǎn)性能，學(xué)會(huì)發(fā)酵條件優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，以及從企業(yè)角度來(lái)論證方案，完成指標(biāo)[2]。重視實(shí)驗(yàn)情景設(shè)定，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的認(rèn)知，有利于學(xué)生專(zhuān)業(yè)實(shí)用技能以及企業(yè)適應(yīng)能力的鍛煉。

4利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)，拓寬專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)平臺(tái)

課堂實(shí)驗(yàn)室與實(shí)際生產(chǎn)還存在較大距離，高校在轉(zhuǎn)型時(shí)期，以對(duì)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練為目標(biāo)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，需要拓寬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐鍛煉的平臺(tái)。專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)承擔(dān)的任務(wù)較大，是集專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)、技能實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新鍛煉等于一體的綜合化實(shí)踐教學(xué)體系。因此僅僅依賴(lài)課堂實(shí)驗(yàn)室是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要利用綜合性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)資源，模擬企業(yè)運(yùn)行機(jī)制，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)中鍛煉提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)作為高校的學(xué)術(shù)交流、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)和產(chǎn)品研發(fā)的重要場(chǎng)所，與多家企業(yè)、工廠建立合作關(guān)系，更好的搭建學(xué)生與企業(yè)的接觸途徑[3]。教學(xué)中的一些成果能更快的與企業(yè)接軌，使教學(xué)更具實(shí)踐性。把專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目放在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工場(chǎng)中實(shí)施，幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變角色，從被動(dòng)學(xué)習(xí)變主動(dòng)探索，多接觸生產(chǎn)實(shí)際，熟練生產(chǎn)設(shè)備的操作，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

5采用多元化成績(jī)?cè)u(píng)定方式，考學(xué)考察實(shí)訓(xùn)效果

在生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要評(píng)估的是學(xué)生面對(duì)實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維能力、操作技能等，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自主能動(dòng)性和特長(zhǎng)[4]。單一的憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況和出勤率的打分有可能忽視對(duì)最重要的操作技能和創(chuàng)新能力的考核。在以往的綜合實(shí)驗(yàn)考評(píng)中，發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生雖然能保證出勤率，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中并未真正動(dòng)手參與；還有一些實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在抄襲現(xiàn)象，這些情況會(huì)影響到成績(jī)?cè)u(píng)定的公平性，難以反映學(xué)生的動(dòng)手能力。因此需要對(duì)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的考核體系進(jìn)行調(diào)整，采用多元化的成績(jī)?cè)u(píng)定方式，不僅對(duì)出勤率，實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分，并且設(shè)立文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作技術(shù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、創(chuàng)新拓展能力等多環(huán)節(jié)的評(píng)分考察模塊，突出考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、思維能力、操作技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告表述能力。對(duì)于在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)參與、態(tài)度認(rèn)真負(fù)責(zé)、勇于創(chuàng)新的學(xué)生，給以肯定和鼓勵(lì)，成績(jī)從優(yōu)。用新的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)方法來(lái)激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真參與到實(shí)訓(xùn)鍛煉中，積極進(jìn)取，并且勇于創(chuàng)新。

6結(jié)語(yǔ)

生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式進(jìn)行積極改革，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置，改進(jìn)教學(xué)手段和方法，加強(qiáng)與生產(chǎn)應(yīng)用的聯(lián)系，拓展學(xué)生實(shí)際專(zhuān)業(yè)能力的鍛煉平臺(tái)，使之更具有系統(tǒng)性、實(shí)用性及更能反映生物行業(yè)發(fā)展的要求，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，從而培養(yǎng)出在社會(huì)上具有競(jìng)爭(zhēng)力的應(yīng)用型人才。這在方普通本科院校在向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型時(shí)期，對(duì)生物工程專(zhuān)業(yè)的建設(shè)起到重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

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作者:陳平 仝飛飛 張希 于海彥 單位:南陽(yáng)理工學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院