应用型本科院校生物科学专业课程群实验内容体系构建的探索

马红梅+张燕+李东哲

摘要：针对生物科学专业实验教学内容中存在的问题，组建课程群实验教学团队，修编课程群实验内容，构建“立体化”的课程群实验内容体系，并就新的实验教学内容体系的教学安排提出了应对之策。

关键词：生物科学专业；课程群；实验内容体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）15-0096-03

应用型本科教育与一般普通本科相比具有鲜明的技术应用性特征。在培养模式上，应用型本科以满足社会需求为目标，重点培养学生的应用技术能力，构建学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以实际应用为主旨设计课程和教学内容体系，提高学生的实践应用能力。实验课程是训练学生对所学知识与技能的综合运用与分析研究能力的重要平台。与理论课程相比，实验课程一般是以实验项目的形式，通过学生的学习、研究与实践，达到训练分析与解决实际问题能力的目的[1，2]。因此更具直观性、实践性、综合性与创新性，在加强学生素质教育与能力培养方面有着不可替代的重要作用。

琼州学院属于地方性高等院校，其生存与发展同地方政府的支持紧密相关。只有服务于地方经济与社会发展，培养大批能适应于地方经济与社会发展需要的合格人才，才能得到地方政府的大力支持，学院的生存与发展才有基础和空间。因此，生物科学专业只有立足三亚，服务海南，面向基层，服务于基础教育的改革和地方经济社会建设发展，在质量、特色上下功夫，培养出具有创新精神的中等学校生物教育专业教师和为地方经济建设服务的复合型应用型中高级专门技术人才，生物科学专业才能长足发展下去。

近年来，随着生物学科不断发展，学科间交叉与融合现象越来越显著，很多高校围绕此类相关课程的实验作了很多探索，也取得了显著成绩。但在教学过程中仍存在实验课程单独列项，课程交叉重复，试验药品重复使用浪费，教学体系不够完善，教学手段单一等诸多问题，课程群的建设和改革逐渐提到高校教改日程上。

一、生物科学专业实验内容体系中存在的主要问题

课程群建设是近几年课程建设改革的一个发展趋势。一方面由于国家“面向21世纪教学内容和课程体系的改革，推动了学校课程的全面优化整合，从而改变了过去课程改革中单兵作战的习惯；另一方面随着高校课程管理改革，师资队伍管理改革以及教学资源的优化配置等，课程建设开始注重建设的辐射作用、规模效应。然而，由于该项活动尚处在起步阶段，存在各高校对课程群建设的概念、基本内容以及评估体系尚未达成共识，一定程度上影响了课程群建设的质量的问题[3]。生物科学类专业课程的设置沿袭了原苏联模式，学科分支众多，自成系统，追求单课的完备性，还没有形成一个以课程群为单位的实验教学管理模式，致使实验教学中出现诸多问题，归纳起来有如下几点。（1）实验课包含在理论课中，实验课时少，学生对很多理论缺少直观理解和操作验证，难免对课程的理论内容一知半解。（2）专业实验课的设置也与相应的理论课程挂钩，相近的课程彼此独立，内容重复，学生难以对该课程体系形成一个整体清晰的概念。（3）开设的实验项目内容陈旧，实验项目设置不合理，演示性、验证性的实验过多，不能适应学科发展对实验教学的要求。（4）学生对实验课缺乏应有的正确认识，大部分学生虽对实验课持有积极的态度，但不少学生仅把完成实验报告作为最终目的，少数学生则完全无视实验课的重要性。（5）实验课时虽少，但很多实验非常耗时，但其课酬也不比理论课酬高，教师上实验课的积极性不高，这也直接影响了实验课的质量。

二、组建课程群实验教学团队，提高教师的双师业务素质

实验课程内容缺乏时代性与整体性，课程结构不合理等问题与教师专业素养有着直接的关系[2]。因此，调整、改变现有的课程群实验教学团队是首先要考虑的问题。因生物科学专业多门课程为实践性很强的学科，因此实验讲义与教材的编写，实验课程的教学与指导都需要一支具有专业技能过硬的实验教学团队。对于专职实验教师队伍，一是改变师资录用渠道，积极引进既有一线实践经验，又有较扎实理论基础的专家配技术人员作为专业带头人。二是对原有教师加强实践训练，提高实际技能。三是将教学、科研与生物教育、生物技术应用相结合，提高教师的业务素质。四是给教师以充足的时间，鼓励教师主动走出校园，学习掌握本专业发展的前沿知识，吸取最新科技信息。五是建立企业双师培训基地。选择部分企业作为双师培训基地，可通过结合学生的中学生物教育实习，企业实习指导，参与学校教育改革，企业技术研发等途径，选派教师参与学校教育科研和企业实践。具体来说，就是以项目负责人、课程负责人为团队核心，组建“立体化”的改革师资队伍，强化实践课程的团队学习能力。新体系对参与改革的团队提出了更高的要求，不但要求他们具备高度的责任心，拥有扎实的专业理论基础和实验技能，还要求他们博览国内外同类优秀的微生物学实验教材，了解学科发展动态、新技术、新思想，不断更新教育理念，调整实验内容，经常参与课题的开发研究工作。要达到这样的要求，不仅要有执教多年的专职实验教师、实验技术人员，还要有长期活跃在教研一线的教师和从科研机构及企业借调的专业技能人才，以及熟练掌握计算机运用软件技术和充满激情干劲的年轻老师，鼓励他们将生产中的新技术、新工艺、新方法、新材料引进教研，编入实验讲义中。

三、修编课程群实验内容

如前所述，现有的生物科学专业课程群实验内容存在诸多问题，一些高校也采取了一些措施解决[4-7]，但问题仍很多。我们根据教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的文件（即4号文件）关于高等学校本科实验教学评估标准和面向21世纪教学内容和课程体系改革的要求，对生物科学专业实验教学内容作了几次较大幅度的调整：将实验分为三大部分，植物生物学实验、动物生物学实验、生物技术实验。其中植物学实验包括植物学、植物组织培养、药用植物学，内容涵盖植物分类、生理、植物细胞与器官的分离培养、植物药用成分的提取分离；动物学实验包括动物学实验、遗传学、人体解剖与生理，内容涵盖动物分类、形态、动物的饲养与繁殖、人体形态学实验及机能学实验；生物技术实验包括生物化学实验、微生物学实验、分子生物学实验、细胞工程、基因工程。

以基础性、综合性、研究设计性实验内容为教学大纲修订导向，以提高学生独立思考问题和解决问题及创新能力为目的，以实验教学为理论联系实际的纽带，使学生掌握整个专业课程的基本操作技术，具备解决生物科学研究和生产领域中实际问题的基本能力，并在科学研究态度、实验技能技巧、探索与综合实践能力等方面得到训练。其主要设计思路如下：a适当压缩理论教学，增加实践教学。b、整合基础实验，开设综合性、设计性实验、创新性实验，培养学生的综合能力。基础实验为实验课程核心内容，它是综合性实验和设计性实验的基础，如植物的形态与分类，动物的形态与分类，微生物的形态与分离培养。基础实验中很多内容重复，如植物学实验中其中一个项目为：显微镜的使用、植物细胞的结构，微生物学实验中的一个项目为油镜的使用与微生物个体形态的观察，遗传学实验中的一个项目果蝇染色体的观察。可将这三个实验综合为一个实验：显微镜的使用，这里观察的对象分为植物、动物、微生物，这样可节省实验的次数，器材的准备工作次数，能有效地利用实验的资源。

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验，是学生在掌握一定的基础理论知识和基本操作技能的基础上，运用某一门课程或多门课程的知识，对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。特别是生物技术实验的课程可将原来孤立的一个个小的基础实验串联成一个综合性系列实验，使之遵循教学的有序性。例1：将微生物学实验内容整合成系列实验：玻璃器皿的洗涤与包扎→培养基的制作→高压蒸汽灭菌→摆斜面、倒平板→分离培养→四大菌落形态的观察→染色镜检→生理生化鉴定→菌体分子形态的鉴定→菌种保藏。

例2：将基因工程、生物化学和分子生物实验实验整合成系列性的综合实验：细菌基因组DNA的提取→琼脂糖凝胶电泳检测DNA→外源基因的PCR扩增→外源基因体外克隆及转化→阳性重组子的筛选。大型综合性实验涉及多门学科知识的融会贯通，多个实验原理和实验方法技术的应用，实验过程本身具有一定的连续性和系统性，为设计性实验的开展提供了很好的基础。

设计性实验是以培养学生的实践能力、创新能力为目的。作为实验教学内容中的一部分，学生可以投入的时间有限。因此，想要在有限的教学时间内取得预期的实验目的，在选题上就要尽量选择与实践联系密切或选择教师成熟课题中的子课题且实验周期较短的小课题作为实验内容。因设计性实验多为教师科研项目中的子课题，因此部分课题不可能在纸质教材中得到反映，但可作为实验讲义的一部分，要求学生按照设计性实验的要求来完成。设计性实验要求学生查阅文献，填写选题目的和意义、技术路线、可行性分析、实验器材、实验方案，并按照实验方案实施实验，最后撰写实验论文。

提示性设计性实验给定实验目的、实验室可提供的器材、实验前要求的掌握的问题、实验要求查询的内容以及实验报告要求记录的内容。非提示性设计性实验完全由学生自主设计实验的框架，内容多为学生感兴趣的生产实践问题，培养学生的独立思考能力、创新能力和实践能力，为本科学生的学年论文和毕业论文及大学生创新创业训练项目的设计打下良好的基础。

四、建立“立体化”的课程群实验内容体系

立体化教材内容主要指立足于现代教育理念和现代信息网络平台，以传统纸质教材内容为基础，以计算机、网络、数据库和开发工具为手段，以多媒介、多形态、多用途、多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套的教学出版物集合[8]。立体化实验教学内容体系主要由实验教学用书，实验教学参考书、实验讲义、投影、实验报告等纸质材料，以及试题库、光盘、电子教案及网络课件等电子材料组成。

根据新的课程群实验内容体系，我们学院编写了（有的正准备编写相关课程群实验教材）部分本专业需要的相关课程群实验教材和讲义，并以此为参考，制作电子教案，以幻灯片的形式教学，考虑到纸质教材和电子教案及幻灯片都是单向向学生传递信息，其中学院的精品课程已经实现网络挂靠，学生和老师可随时浏览，部分课程也正准备将它制作成网络课件，以此实现信息的双向流通。

五、实施课程群实验内容体系的对策

在“新”的课程群实验教学体系中，因为实验内容的整合改变了传统的实验项目编排，对学生的学习要求与培养的目标与传统的差别，再加上学生的个体差异，如仍采用传统的实验教学方法，难以在专业或在规定课程的教学计划应用系统完成所有的教学工作，因此需要对课程群实验内容体系的实施进行必要的改变。

1.灵活安排实验教学进度。以往实验教学往往安排在单周或双周，且一次实验为2个课时，这种实验教学的安排方式对微生物学实验来说极为不合理，对作了如上调整后的微生物学实验体系来说更为不合理。根据新的体系内容，传统验证内容最好能够跟进教材理论内容，可以根据理论课的进度计划安排实验课；综合实验内容涉及几个章节的内容，时间跨度较长，因此最好集中在一个时间段内连续完成；设计型实验只有在学生掌握了验证实验的基本原理和操作以及综合实验的设计思路和技能之后，方可进行，建议安排在理论课结束后。

2.建立在线课程群实验教学平台。基于校园网络，在原有精品课程的基础上，逐渐建立课程群实验在线内容，并开发相应的课程群中心平台为单位的课程群实验模块，课程模块分为三个部分：学生预习、教学互动、测试反馈，最终建立“学生、实验教师和管理员”功能区域，及时了解学生对实验项目的学习动态。与此同时，将信息技术和教育技术的应用配置于课程群实验教学内容中，如视频、动画、显微镜成像技术在网络数字程序上运行，可以实现生物科学专业课程群实验项目在线实验教学平台。

3.建立多样化的实验室管理体制。为适应开放式教学的需要，改革实验教学管理模式，建立开放式创新型实验室是新型教学的必然要求[9]。在新的教材内容体系中，验证性实验安排在课堂教学时间内，实验教师和实验室的管理人员可按照常规方法对其进行管理；综合实验持续时间长，课堂内完成主要操作部分，重复性的实验内容、实验现象及实验结果的记录多半是在课余时间由学生自行完成。当课余时间实验室工作人员下班，但实验又不得不进行的情况下，可从做实验的学生中挑选认真负责的同学管理所用的实验室。设计性实验多半是由几个学生完成，他们自己统筹安排实验时间，宜在开放实验室进行，可由本系相关专业的勤工俭学的学生负责开放实验室管理。

综上所述，生物科学专业实验内容体系的改革是一项系统工程，涉及人才规格及知识结构、教学内容、教师队伍建设等方方面面。实施新的实验内容体系须打破传统生物科学实验课程内容体系的束缚，把传授实验技能与培养创新能力、提高科学素养三者有机结合起来，并融为一体。

参考文献：

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[3]高瞩.工业设计专业课程群建设的实践[J].常州工学院学报，2005，18（5）：71-72.

[4]卜宁，陶思源.实施“三高”教学，创建“微生物学实验”课程新体系[J].微生物学通报，2006，33（1）：169-172.

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[8]张映光.试论立体化教材建设[J].中国大学教育，2006，（3）：60-62.

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