生物技术专业多学科综合实验教学改革研究

徐波　戴晨霞　陈明辉　周通　钟平安　钟其旺

[摘 要]目前生物技术专业实践教学面临诸多问题。学科综合实践教学模式主要体现在实验教学内容、教学方式和考核方式这几方面。结果表明，改革大大激发了学生的学习热情，使学生能更好地掌握实验理论知识和实验操作技能，提高了学生综合分析、解决实验问题的能力，有助于培养综合型、创新型人才。

[关键词]生物技术；综合实验；教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）06-0001-03

知识经济时代下，创新能力是个人和社会发展的关键。随着社会对创新型人才的需求逐步增加，培养创新型人才成为目前高等教育的重中之重。高等院校在实践教学过程中，应当着重培养学生的创新型思维能力和探索能力，增强学生解决实际问题的能力，以培养创新型人才。现如今，各学科之间的联系日益紧密，与生命科学相关的交叉学科、边缘学科发展迅速。生命科学类课程具有较强的实践性，开设实践教学课程对培养学生的动手实操能力、创新能力和综合能力具有极其重要的意义。

但是随着近年来高校的不断扩招，教育资源不足以及教育模式单一化的弊端日益突显出来。当前高校的实践教学模式已经无法达到培养创新型人才的要求。提高学生的实践能力和创新思维是当前实践教学改革的重要内容。目前开展的实验课仅仅是作为课堂教学的辅助内容和手段，虽然这可以与课堂的理论教学相衔接，但其弊端也很明显，其弊端主要体现在以下几个方面。第一，课程内容单一，课程安排的验证性实验以教科书中的理论为主，往往忽略各学科之间的联系，缺乏系统性、综合性、连贯性，对学生创新思维能力的培养不利。第二，传统的实验教学，让学生只会“照葫芦画瓢”，学生完全是被动地进行实验，只会按部就班地依据实验指导书上的实验目的、实验原理、实验步骤等来进行实验。这种如同按方抓药般进行的实验让学生缺乏发现问题、分析问题及解决问题等技能的锻炼，会影响到学生的学习兴趣、对学生的培养效率和学生全面素质的提高，学生潜在的自主学习能力和创新能力得不到充分的发挥。第三，实验内容重复老套，各门实验课程在实验课上自成体系，各课程实验性质和内容相似。第四，学生数量多，课程安排时间紧张，实验仪器设备、师资、实验空间、经费等教学资源配置无法充分利用。可见，面对当前实践教学的不足，实验教学改革势在必行。实践教学课程由开始的单一封闭的验证性实验逐步朝着多元开放的综合性实验和设计性实验方向转变，但是如何使各学科间紧密衔接，利用与之相关的交叉学科和关联学科，优化实践教学体系，在原基础上建立更具开放性的管理模式，这已经成为实践教学改革的重要目标之一。

开放性多学科综合实践课程应聚焦于创新型人才的培养。针对当前实践教学课程中综合性实验突显出来的问题，应打破实践教学原有的局限性，建立具有开放性的实验管理模式，提高实践教学的质量，优化教学资源配置，在专业实践教学的过程中培养学生独立自主的学习能力和创新能力，对开放性多学科综合实践教学理论进行更为深入地探讨，建立新型实践教学模式。

一、实验教学改革措施

（一）教学基地和师资队伍的完善

一方面，专业实验室应当整合各项实践教学资源，完善实验室的实验仪器设备，将实验室综合研究功能提升到一个新的层次。另一方面，教学经验丰富的教师可以教学团队的形式参与到实践教学中来，以科研小组的形式开展实践教学工作，监督指导实践教学的设计及实践，打造更具凝聚力的实践教学团队。

（二）实践教学课程的设置

传统的生命科学实践教学课程内容随着各学科理论知识的不断发展及科研技术的不断成熟已经逐步自成体系，但是这也使得各项实验资源的利用及其优化配置受到一定程度的影响，这给学生实验技术及创新能力的提高带来了一定的负面效果。在生命科学多学科实践教学改革中，应以分子生物学、与基因工程相关课程的实验为主，穿插综合运用生物信息学、微生物学、生物化学等课程的知识，将科学理论知识与科研实際操作相结合，遵循实验内容由易到难的原则，循序渐进地设置验证性实验、综合性实验以及创新性实验三者相结合的实验课程体系。此外，还应将各学科的知识整合到实践教学中，以培养全面、综合型人才。

1.验证性实验课程的设置

与传统的实践教学不同，验证性实验已逐步成为学生基本技能培训的主要形式。验证性实验课主要是在学生学习理论知识的同时相应地安排一些基础性实验，其主要开设在大二阶段。其是想让学生通过实验达到巩固课堂科学理论知识的目的，并使学生熟悉各类常规实验仪器设备的科学操作，掌握科研活动的基本实验技能。同时，也应当鼓励学生养成课前预习、熟悉实验流程的学习习惯，并在实验过程中培养学生及时准确地记录相关实验数据、对结果进行独立思考和分析及规范撰写实验报告等能力，为学生后期相关课程的学习夯实基础。

2.综合性实验课程设置

综合性实验课程是在验证性实验的基础上开展的一门对众多科学理论知识及科研技巧进一步学习、理解、掌握的课程。综合性实验课程的学习涉及各科理论知识，需要综合运用各类实验技能。综合性实验课程作为一个熔炉能将科学理论知识和具体的实践操作熔铸在一起，使两者之间的联系更为紧密，使学生能够更全面地吸收消化所学的知识。学生在连贯的实验过程中通过自己主动查阅相关资料，并在教师的监督指导下独立完成实验的设计和实验操作。在整个综合性实验课程中，导师只是扮演监督指导的角色，而学生才是自主独立地通过具体实践教学解决实际问题的主体。这能培养学生自主学习、独立分析问题和解决问题的能力。

3.创新性实验课程设置

创新性实验课程是在验证性及综合性实验课程的基础上开展起来的，它具有一定的挑战性，对于培养学生的科研能力及创新能力意义重大。在创新性实验课程中，导师为学生规划实验选题范围，由学生自主选题并组成科研小组，学生独立自主地查阅参考文献，设计实验方案，以 PPT的形式交流探讨并验证方案的可行性，进而确定课题的研究方案，开展实验。在实验开展中，小组成员积极参与课题的选择、设计、实操等过程，导师则从旁监督指导，为学生答疑解难，实验结果及分析以实验报告的形式提交。通过创新性实验课程的学习，学生的主观能动性和发散性思维得以发挥，独立自主的学习能力得到培养，学生的团队协作能力得以提高，科研小组的凝聚力得以增强，这为今后学生参与科研活动打下了坚实的基础。

（三）打造以学生为主体的教学模式

在新的实践教学模式中，学生是学习的主体，教师通过课题小组间的交流协作的教学模式，营造开放自主的学习氛围。在教学模式的设置中，教师应着眼于学生的主体地位，让学生独立自主地完成相关文献查阅、方案设计、实验开展、结果分析的整个流程，这能提高学生将科学理论知识与践操作相融合的能力，提高学生解决实际问题的能力。

在实践教学过程中，由教师组成的教学团队主要扮演监督指导的角色，从旁协助学生完成相关实验内容，规范学生在实践教学过程中对各类实验设备仪器的使用方法，对学生在实践教学过程中所遇到的疑难加以解答。教师通过举一反三的方式拓展学生的发散性思维，增强学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，不断提高学生的创新型思维能力，打造创新型人才。

（四）完善考核方式，建立科学的成绩评价体系

在实验课程全部结束后，要全面且真实地检查学生的实验水平及综合素质，就必须建立科学的成绩考核体系，对学生学习理念及学习能力展开全方位考查，建立以科学理论、实验思路、实操能力、實践表现、分析解决问题能力、实验报告、创新能力等诸多元素组成的参考体系，对学生进行综合评价。其中应当重点考查学生将科学理论知识与实践操作相结合的能力，以及发现、分析和解决问题的能力。可以将成绩考核体系划分为平时成绩、期末成绩和综合创新能力成绩三大部分，其中平时成绩占20%，期末成绩占40%，综合创新能力占40%。平时成绩的考核内容包括出勤考核、实验预习、实操、实验结果分析及实验报告的撰写。期末成绩以期末实验考核及考试的形式展开。综合创新能力评价内容主要考查学生发现、分析和解决问题的能力。通过建立更为科学的成绩考核体系，突出实践能力、综合能力及创新能力的考核地位，其目的是培养学生严谨的科研态度及创新能力，同时激发学生对实践教学的兴趣，调动学生的主观能动性。这对培养学生的优良学风、提高学生动手实操能力及基本实验技能都具有重大作用。

二、教学质量评价

第一，增强学生的学习兴趣，拓展学生的创造性思维。实验课堂气氛活跃要归功于综合实验课程的开设及教学方法的改革，学生不再是被动地进行实验，而是通过主动查阅文献资料，通过小组间的团结协作来探讨实验过程和结果。这不仅激发了学生的求知欲，更激起了他们探索问题的兴趣，提高了学习的自觉性。综合实验课程教学使学生在实验过程中认识到各学科理论知识的重要性，极大地提高学生对理论知识的学习兴趣，使学生更易理解和掌握理论知识。学生能够综合、系统地把相关的专业课程的理论知识和基本技能充分融合到综合实验中，这有助于培养学生解决问题的能力。

第二，锻炼学生的思维方式，培养学生科研探索能力及科研素质。综合实践教学能培养学生查阅文献资料、独立设计实验方案及实操的能力，提高他们综合运用知识的能力及分析问题、解决问题的能力，使他们初步掌握寻找课题、开展课题研究的基本方法；使他们由被动学习转变为主动学习，能深化学生对理论知识的理解，让学生对科学研究的基本方法与思路有新的认识。

第三，培养学生的优良学风，提高学生的道德素养，增强学生的道德意识，为他们今后的学习和工作夯实基础。教学实验室的卫生、同学之间协作等都锻炼了学生们的个人道德素质以及处理事情的思维能力。学生的专业素质、创新能力在其积极参与的科研活动中得到相应的提高，团队协作能力也得到显著的提升。

第四，促进师生间的学术交流。增加教师与学生的交流，能拉近师生间的距离，继而营造出良好的教与学氛围，使师生关系朝着更为融洽的方向发展，为学生充分发挥创造力搭建平台，使教师教学知识与时俱进化。

三、结语

生物技术综合实践教学是专注于打造教师团队担任监督指导，而学生作为实践教学学习主体的平台。在此平台上，学生可以系统地将所学科学理论知识与科研技能融会贯通。这样不仅可以巩固学生的科学理论知识，同时可以让学生充分利用所学的理论知识去解决实际问题，培养具有专业技能的人才。

随着科学理论知识的不断发展以及社会对创新型人才标准的不断提高，实践教学需要与时俱进，不断地深入改革。在实践改革的一路上，我们依然会遇到种种矛盾与问题，我们应当正视这些问题。只有通过不断地发现问题、分析问题和解决问题才能不断推进实践教学改革的步伐。随着科学的发展和社会的不断进步，高校也对学生提出了新的要求。高校通过开展各类实践教学课程，充分给予学生将理论知识与实践相结合的机会。不仅如此，高校也对教师提出了新的要求，要求教师不仅需要具有丰富的业务知识，而且还要理论联系实际；同时要对实验教学模式及实验管理模式不断优化。因此，我们除了要整合生物综合实验教学的理念、 创新意识、实验内容和实验技能外，还需建立科学的实验室管理模式，加强实验教师队伍的建设力度，改善实验条件，这样才能不断推动生物综合实验改革发展的步伐，充分发挥生物综合实验在创新型人才培养中的作用。

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[责任编辑：陈 明]