生物技术专业模块化实验教学体系构建与实践
2018-01-31徐亚维薛健王俊玲刘晓丹
徐亚维?薛健?王俊玲?刘晓丹
摘 要:为了适应应用型人才培养需要,对生物技术专业相关实践课内容整合,设置模块化大实验,并对教学方法和评价体系进行改革,将教师科研项目和企业生产线引入实践教学,实现学生专业知识的融合,提升学生创新能力,效果显著。
关键词: 生物技术专业; 模块化实验; 实践
随着社会对创新型应用型人才的需求逐步增加,高等院校在实践教学中应着重培养学生的创新思维能力和探索能力,增强学生解决实际问题的能力,而开展基于项目模块化的大实验已成为可操作的新培养模式。通过模块化实验教学,学生的学习更有目标性、创新性和自主性。
一、生物实验教学的现状分析
现阶段我国高校生物实验课程教学内容间相对独立,缺乏必要的交流和联系,不利于学生对知识的梳理,且各门实验课自成体系,实验性质和内容相似,甚至个别出现重复现象。学生多处于被动学习状态,其主观能动性未得到很好发挥,不利于学生全面素质的提高,更无法发挥学生潜在的自主学习和创新能力。
二、 模块化实践教学内容体系的构建
模块化实验各环节间有着内在的联系,学生在实验中不再孤立地进行单元操作,而是将这些操作有机结合起来,各操作间的内容环环相扣,并有一定的自主创新和实验设计空间,最终达到解决一个具体问题或生产具体产品的目的。通过对生物技术专业关联实验课程的整合,构建了四位一体模块化课程体系,其中模块一是土壤中纤维素酶和淀粉酶产生菌的选育,此模块将微生物学、分子生物学、微生物工程、酶工程等相关课程内容整合,实验来源于教师和企业合作的科研项目,应用性极强。模块二是酵母蔗糖酶的分离纯化及酶活测定,此模块将细胞工程、微生物工程、酶与蛋白质工程等内容整合,此内容来自于教师科研项目。模块三是鸡胚成纤维细胞的制备和疫苗的开发,此模块将吉林正业生物制品公司的疫苗生产线引入到实践课堂,让企业人员参与课堂教学。模块四是玉米酪蛋白激酶I的基因克隆、表达及鉴定,此模块来自教师科研项目,其将分子生物学、基因工程和植物组织培养实验内容整合,锻炼学生的综合能力。
三、教学模式的革新与实践
改变从原理教学到分析实验步骤,最后学生依照步骤完成实验的传统教学方式。提前一周发给学生实验预习报告,按照报告查找相关实验步骤,带着问题到课题。同时一半的实验内容采用半自选式命题的形式,学生自主设计实验并独立完成实验内容,教师负责答疑指导。经过三年的实践,探索出了一条新型实验教学模式,达到较好的教学效果。此模式下,教师在授课过程中充当实验辅助者、耗材供应商及技术顾问的角色。整合后的模块一形成20学时的《微生物发酵综合实验》课程,设置产淀粉酶菌株的筛选;产淀粉酶菌株的诱变育种;高产淀粉酶菌株的复筛;高产淀粉酶菌株的发酵培养基优化4个大实验,从2016年至今已实践了6个学期,取得显著效果。模块二形成30学时的《酶制剂综合实验》课程,设置4个大实验,包括蔗糖酶的分离纯化与活性测定;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定酵母蔗糖酶分子量及纯度;酵母蔗糖酶的固定化;酵母蔗糖酶的化学修饰,目前已经从2016年实践了5个学期,取得显著效果。模块三形成20学时的《细胞操作技术》实习,使學生掌握细胞培养技术的理论基础与试剂配制;鸡胚成纤维细胞、犊牛睾丸细胞、仔猪肾细胞制备及观察;细胞复苏、冻存、传代、病毒繁殖技术及观察。整合后的模块四形成40学时的《基因操作技术(独立实验)》课,设置11个大实验,实验内容间环环相扣,上一个实验结果为下一步实验提供材料,主要有玉米总RNA的提取;PCR引物的设计;RT-PCR扩增玉米ZmCKI基因的cDNA;琼脂糖凝胶电泳分析cDNA;载体质粒DNA的小量制备及紫外分光光度计鉴定;载体和目的基因的酶切及鉴定;载体和目的基因的连接;大肠杆菌感受态细胞的制备;重组质粒转化大肠杆菌感受态细胞;重组质粒的筛选及鉴定;目的基因的诱导表达及SDS-PAGE鉴定。目前已从2016年至今实践了三年,取得显著效果。
四、实践教学评价体系的多元化
一般实验课的考核包括课堂表现、实验报告以及结果三部分,此考核方式不能综合考评学生的能力,实验报告写得工整规范印象分就容易偏高。因此,本课程实施时从5个方面考核学生的表现,力求从实验实施的每个环节考核学生的表现,给出综合性评判。包括出勤、提问、预习报告、课堂操作表现和实验报告。
五、 结语
改革后的教学过程以及各个模块教学内容间均实行循序渐进的进阶式教学,避免理论教学和实验教学脱节与重复现象,培养学生具有扎实的基本操作技能和较强的实际动手能力,逐步实现理论课与实验课开设的合理衔接。同时,模块化教学对于学生科研创新能力的培养将大大提高学生的综合能力。
参考文献:
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