生物工程技术类实验教学改革的研究与探索

曹飞 任家强 张友杰 任俊 赵为

［摘要］为提高学生的设计能力、动手能力，培养学生实践创新意识和专业综合素质，以达到培养应用型技术人才为目的 ，从调整实验内容入手 ，开设基础实验平台、综合实验平台，对生物工程技术类专业的实验教学体系进行了改革尝试。

［关键词］生物工程技术实验教学改革创新

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2012）04-0049-03

一、引言

培养适应21世纪社会发展需要的高素质创新人才已成为高等院校教育发展的重要趋势，应用型人才的培养是重要的发展趋势。实验教学是培养适应市场需求应用型人才的重要组成部分，实验教学在学校教学培养中起着重要作用，并成为学校教学的亮点。这就取决于学校对实验教学大胆改革和创新，已取得了一些实验教学改革成果，并将进一步推进，为培养具有宽口径、重基础、重技能、高素质综合型应用型人才而努力[1]。

二、传统实验教学状况

实验课依附于理论课，实验教学只是理论教学的补充，实验课成绩附属在理论课成绩当中，没有独立的地位，弱化了学生对实验课的重视[2，3，4]；实验课程门类多，实验课程之间重复内容较多；实验课程多，每门实验课程一个实验室，造成了表面上实验场地少、实验设备短缺的假象；验证性实验项目较多，综合型、设计型实验项目较少，实验教学方式方法呆板 、单一、落后，教师“照单抓药”、学生“依葫芦画瓢”，不能调动学生的积极性[3]；实验内容陈旧、分散，缺乏系统性与整体性，学生难以受到本专业系统的、完整的实验技能技巧的训练，不利于学生创新能力的培养[4-7]；实验室开放时间短，彼此独立，难以实现学科之间的相互渗透。

三、实验教学改革状况

（一）管理体制

实验室实行教学实验中心管理體制，教学实验中心实行校、系（中心）两级管理，实行实验中心主任负责制，实验中心主任对中心的全部实验教学工作、全部教育教学资源进行统筹调配，并建立以实验中心主任为组长的实验中心领导小组，对于实验教学的重大事情 ， 在中心主任领导下进行集体决策。

（二）实验室建设模式

根据学校、学科特点和课程的相关性 ，整合了分散建设、分散管理的实验室 ，集中于实验中心进行统筹规划和建设。彻底改变了一课一室、封闭运行、教学资源低效使用、教学经费严重不足的传统实验室管理模式的弊端 ， 实现了一室多课、开放运行，可对多学科、多专业开设不同而又相关的实验课，达到了任务饱满、教学资源高效共享的目标。

（三）运行机制

生物实验教学中心根据具体情况制定了必要的规章制度，再加上学校实验室与设备管理处制定的一系列规章制度，使中心工作步入制度化、规范化、科学化、高效化运行轨道 ， 保障了实验教学改革的深入发展和优质教学资源的充分共享。

（四）实验课程已单独成立体系

在实践教学环节上，生物实验教学中心彻底改变了实验课依附于理论课，处于从属地位的传统实验教学模式，已建立了单独的实验课程体系，与理论课平行开设，既相互协调，又相辅相成。正式出版实验教材3本，分别为生物化学实验指导、普通生物学实验指导、酶工程实验，已成稿校内印刷有7本，分别为微生物实验、植物组织培养实验、发酵工程实验、生化工艺实验、免疫学实验、遗传学实验、基因工程实验。但这种自成体系实验课程仍存在实验项目重复，设计型、综合型实验项目不足等缺陷，还有待进一步改革完善[8]。

四、实验教学改革的研究探讨

针对基础实验项目重复，设计型、综合型实验项目不足等缺陷，学校对生物工程技术类实验教学体系进行了研究，现取得一定的进展。

（一）企业所需生物工程技术类人才知识结构调查问卷

本次调查问卷共发放了450份问卷，回收有效问卷402份，回收率为89.3％。调查问卷共分五个部分，分别为企业的所属行业、企业所需人才类型、企业所需的生物工程技术、企业所需的生物技术、企业所需知识结构。

1.所属行业调查结果。在402份问卷中，其中生物工程占43.2％，生物技术占29.7％，制药工程占21.6%，科学研究和综合技术服务业占2.7% ，其他占2.8%。结论：调查行业主要为生物工程技术类行业。

2.所需人才类型。在402份问卷中，其中应用基础理论人才占73.8%，技能型人才占83.3%，市场开发型人才占70% 。结论：企业对三种人才均有需求，所需人才类型为应用型技能人才占多数。因此，综合型应用型人才就业前景较好，也是学校的培养目标。

3.所需的生物工程技术。经调查分析：企业对细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程、工业生物技术、微生物技术、农业生物技术、医药生物技术方面的知识需求较多。

4.所需人才知识结构。经调查分析，企业对具有下列知识的人才需求较大：测量误差、电工基础知识、水工基础知识、物理常数、定性分析知识、定量分析知识、提取分离和制备知识、植物学知识、动物学知识、生物化学知识、酶学知识、微生物学知识、仪器设备操作知识等。

（三）建立了基础实验平台教学模式

为构建科学合理的实践教学体系，根据所需人才知识结构调查，组织编写了《基础实验教学平台指导书》，内容共分五个模块，分别为实验室基础知识和基本技能模块，化学基础知识和技能模块，动、植物基础知识模块，生物化学基本知识模块，微生物基础知识模块。共224学时，周学时8学时，共12学分（上学期6学分，下学期6学分），授课对象为：生物工程专业、生物技术专业、微生物应用专业，在进校第１、２学期开出。

1.基础实验教学平台的目标。改革实验教学模式、创建实验教学新体系、优化实验教学内容和更新实验教学方法，系统强化学生基本实验技能的训练，培养学生独立实验能力、自主获取知识的能力，启迪学生创新意识［１］。

2.遵循的原则。（1）拓宽基础性实验范围，减少验证性实验内容，增加综合性，自主性或创新性实验项目的原则；（2）培养动手能力，实践能力和发散性思维方法的原则；（3）以就业为导向，面向生产实际的原则；（4）实验耗材无毒或低毒、低价格、低能耗的原则；（5）实验内容和教学方法体现现代科技进步的原则；（6）各实验项目必须精炼，不得重复的原则。

3.综合实验教学平台模式的探讨。在现有的管理体制和运行机制下，着手建设综合实验教学平台模式。综合实验教学平台模式结合细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程、生物工程等专业核心课程设计综合实验平台项目。这些项目将基础实验各种实验方法结合起来，从实验项目选择、实验仪器选择、实验方法和操作规程到自己动手搭置流程、调试流程、测定实验数据、撰写实验报告和实验结论等[9]。这部分的教学内容本着加强基础、拓宽专业口径，旨在培养训练学生从“原料”到“产品”知识技能的综合运用能力，培养创新精神和实践能力，提高实验教学质量为原则。教师采取与学生平等讨论、切磋交流、协同合作的方式，形成以学生为中心的教学氛围。实验教师对掌握了基本实验技能的学生应实行“放手”，以充分保证学生的独立自主，讓学生亲自去体验、感受、摸索、发现，从中品尝艰辛、积累经验、享受成功、获取信心知识和心理方面的收获。实验教师还应估计学生会遇到棘手的几个关键环节进行审视、辅导把关，重点提升综合运用实践能力，为学生毕业论文即研究探索型实验打下坚实的基础。这样通过三个平台的实验教学模式的教学，可以培养出重基础、宽口径、抓综合、谋创新的综合应用型人才。

4.研究探索型实验的研究探讨。为了把好教学质量关，真正培养出综合应用型人才，已经有本科毕业生430人启动研究探索型实验即毕业论文，设立了“研究探索实验基金”，投资基金22万元，基金运作从每年的10月到翌年的5月。该实验项目由实验教师结合自己科研实际，每个老师给出3-5个论文题目，由学生根据兴趣自己选择，经指导老师指导开题报告后，该项目由学生独立完成，包括查阅文献、制定实验耗材计划、药品配制、常规仪器操作、实验数据记录与分析、毕业论文撰写等，旨在培养学生独立实践操作和综合运用能力。指导老师除对学生开题报告指导外，还要负责学生纪律、实验室的安全教育、学生实验中所遇到问题的解决、学生毕业论文的批阅等。

五、结束语

生物工程技术类实验教学体系的实验项目内容设计和综合创新部分充分考虑了企业的需求，减少了重复性实验项目，节约了资源；增加了综合应用型实验项目，培养了学生动手能力、综合应用能力和创新能力，也是在落实科学发展观，落实高等教育理念，突出实践教学环节对学生科学思维能力、实践探索能力、创新能力和综合素质培养中的重要作用。但实验教学改革不能一蹴而就，需要在实践中不断的探索和创新。因此，实验教学改革将是一项常抓不懈的工作，不断在实践中提高实验教学质量。［参考文献］

［1］黄诗笺，谢志雄.生物学实验教学中心的建设与发展［J］.实验技术与管理，2006（23）：1-4.

［2］谢细香，张正栋等. 传统实验教学模式的改革与学生创新能力的培养［J］. 嘉应大学学报（自然科学），2002（20）：103-106.

［3］刘幸福，吴元喜等. 在实验教学中 ，试行“以学生为主体” 的教学模式探讨［J］. 实验技术与管理，2002（19）：114-116.

［4］杨国亮. 突破传统 建构实验教学新模式［J］.理工高教研究，2005（1）：66-67.

［5］邹伟，姜华，张冬艳等. 发挥“实验中心”优势 构建“科教结合”平台［J］. 实验室研究与探索，2010（10）:98-99.

［6］刘杰. 高等院校生物化学实验教学改革浅析［J］.中国科教创新导刊，2011（26）:39.

［7］李延红. 关于微生物实验教学改革的探索［J］.科技咨询，2011（26）:217-219.

［8］张技．生物化学实验教学改革的思考［J］.成都中医药大学学报（教育科学版），20l0：5l-52.

［9］姜华，邹伟，崔玉影．生物科学实验教学与管理改革的探索［J］．实验室研究与探索，2007（26）：124-125.

［责任编辑：雷艳］