基于科教融合思维的生物工程专业开放实验课程建设研究

房海燕

摘要：为加强科教融合背景下开放实验教学中生物工程专业学生的综合素质和创新能力的培养，通过分析开放实验项目优化筛选的原则，从新颖性、专业能力培养、精简全面、因材施教以及可行性等方面探讨能够实现创新人才培养的开放实验课程建设，完善生物工程专业实验课程体系，补充专业实验之不足，提高学生专业技能和人才培养质量，为生物工程专业开放实验教学提供参考。

Abstract： To strengthen the comprehensive quality and innovation ability of the bioengineering students in the open experiment teaching， the course construction of open experimental teaching based on the integration of science and education was explored. It was found that the experimental subject selection， reasonable arrange open experiment content and its scheme were the main items for course construction of open experiment. The perfect open experiment course could contribute to the improvement of the experimental course system for biological engineering and the supplement of professional experiment， and improve the students' professional skills.

關键词：科教融合；开放实验；课程建设

Key words： integration of science and education；open experimental teaching；course construction

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）28-0276-02

0 引言

生物医药产业是我国重点发展的高新技术专业之一，近年来处于大规模产业化发展阶段，行业的快速增长离不开创新性应用型专业人才的强力支撑。我国高等教育长期存在科教分离的现象，致使高校的大量先进的科技研究开发资源难于转化为人才培养优势。正确认识和理顺高校科学研究和人才培养的内在联系和密切关系，从科教分离转变为科教结合，再进一步升华为科教融合，对促进创新性应用型人才培养具有重要的作用。生物工程专业是高等教育学科门类中生物医药产业发展的关键依托专业之一，培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能，能在生物工程领域从事工厂设计、生产、管理和新产品研发的工程技术人才。主要学习生物工程方面的基础课程，接受生物工程基本训练，具备在生物工程领域从事工程设计、生产、管理和新产品研发的基本能力。生物工程技术主要采用发酵工程、酶工程、细胞工程和基因工程等技术手段，广泛应用于定向改造生物、改进传统发酵食品、分离生物产品、开发生物药物和生物质能源以及综合利用农产品等方面。由于该专业办学历史长、专业成熟度较高，与近年来高速发展的生物医药产业产生了一些不相协调的问题，这些问题的主要根源在于长期以来一定程度上的科教分离。因此高等教育从科教分离、科教并重转向科教融合是高等教育适应行业产业快速发展的必然趋势[1]。开放实验作为对课堂实验教学的有益补充和连接科教的桥梁之一，体现了以人为本的教学理念，近年来逐渐引起了国内高校的重视[2-4]。本文从开放实验课程选题等方面探讨了科教融合思维下我校生物工程专业开放实验课程建设思路。

1 科教融合思维对开放实验课程建设的要求

科教融合的根本目标是创新型专业人才的培养，通过教学过程中大幅引入科研实践，培养专业领域科学技术创新发明人才。目前我国通常仍把培养综合性研究型人才作为主要目标，一定程度上模糊了科学与技术的区别，而生活行业的快速发展却更需要创新型、实践型、通专结合的人才。高校传统专业实验教学体系往往由大量验证性的专业课跟课实验所构成，已有的综合性、设计性实验也是多年应用的成熟实验项目。传统实验设置往往以完整的学科体系为出发点，偏重理论知识的完整性、系统性和严密性，缺乏对社会需求的把握。由于课程设置墨守成规，缺乏创新，不能适应社会的发展。学生按照既定的实验内容和实验方案进行实验，实验过程缺乏对专业知识的综合应用和发散性、创新性思维的锻炼培养，一个实验一套方案，学生难以充分发挥主动性自行分析问题并提出解决问题的方法，自我探索、专题调研、讨论交流处于辅助地位，实验技能的培养也千篇一律，难以体现专业新技术、新方法成果，培养人才的专业知识体系与社会行业发展现状脱节。开放实验方式自由灵活，能够根据本校专业培养目标和专业特色设置实验项目、选择实验内容、设计多种实验方案，并通过教师指导下的自主实验和数据资料统计处理，最终形成论文或发明专利相关资料。整个过程既涉及学生分析、解决问题能力的培养，也涵盖实验技能、数据统计处理、科技论文资料写作、沟通交流协作等多方面综合能力的培养。总之，开放实验作为现有专业实验教学的有益补充，对本专业领域科学技术创新发明人才培养的具有重要价值。

2 科教融合教育理念下开放实验的选题原则

科教融合教育理念下，开放实验作为连接科教的桥梁之一，其选题和内容选取对确保开放实验教学效果具有重要意义。

2.1 开放实验选题要“新”

选题要建立在已有科研成果基础之上，通过系统查阅有关专著文献，选题要新颖且具有一定的理论或应用价值。调研后经过分析鉴别、归纳整理、筛选优化，提出研究课题、撰写综述，将能够与时俱进、代表最新科技发展成果、体现专业最前沿的知识，写进教材讲义。开放实验内容应及时根据科技发展的新知识、新技术新方法而发展，不断推陈出新，建成一套与时俱进的、动态的开放实验教学体系。

2.2 开放实验选题范围要“准”

开放实验选题紧密结合专业知识，突出专业技能的培养，体现培养方案中设立的培养目标。根据培养目标，毕业生应掌握生物化学、微生物学、化工原理及生物工程等方面的基础理论知识；具备在生物工程领域从事细胞培养与微生物菌株选育、工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备设计选型等基本技能；熟悉与生物工业发展有关的方针、政策和法规。因此选题、实验内容乃至实验方案不宜过于宽泛，需要瞄准专业技能培养、本专业理论或生产技术领域需要迫切解决的问题，明确其理论价值或社会和经济效益。

2.3 开放实验选题要“精”

因学生课时、学分限制，内容要精心挑选、杜绝那种实验过程中实验步骤不紧凑、等待间隔时间长、动手效率低、专业技能应用不具有代表性的实验选题。争取在有限的实验时间中能得到高效锻炼。针对选定的实验项目实验过程中可能发生的故障、异常现象，指导教师应该有提前设计的预案，及时引导学生运用所学专業知识、自己分析问题、排除故障，提高开放实验效率。也可在学生预习时，在实验讲义中对学生可能运用的实验方案涉及到的关键实验技术操作，重点讲述，以掌握实验的基本方法和技能，利于在规定的时间内完成开放实验项目。

2.4 开放实验选题要“全”

开放实验作为专业综合性、设计性实验，在学生能力培养方面，不仅仅要注重动手能力和专业技能的培养，还要考虑到培养一个具有自主科研意识和独立科研能力的专业人才。因此所设置开放实验最好能够“麻雀虽小五脏俱全”，在有限学分限制下，分析问题、解决问题、实验技能和论文写作等方面要得到综合锻炼，设置内容尽量涵盖科学研究的完整环节。

2.5 开放实验选题要“因材施教”

参加开放实验的学生专业知识基础和基本技能存在差异，对不同年级、不同层次的学生应该区别对待、因材施教，以便获得理想的实验效果。对于基础略差的学生，实验选题难度要适当放低、实验方案更应简便易行；对于实验能力理想的学生，实验选题难度要适当加大、实验方案要尽可能地融入更多新技术、新成果，鼓励其大胆创新。

2.6 开放实验选题要“可行”

开放实验选题要遵循可行性原则，结合实验室现有条件和学生现有水平，对课题进行可行性分析。尽量做到除大型分析测试之外，足不出户，即能完成实验的主要过程。科学研究不仅需要提出有价值的问题，而且总是期望通过研究找到解决这个问题的答案。因此只对课题本身进行考察是不够的，还需要考察决定科学研究能否顺利进行的其它因素，诸如经费来源、师资科研力量配置、实验设备条件、团队协作情况等，对于技术研发类课题还要考虑研制条件、测试条件、材料以及仪器设备元器件条件等。上述方面都应在选题及其研究规划中有所体现。

开放实验课程建设的关键是实验项目，开放实验选题又是开放实验能够取得成功和理想效果的关键因素之一，选题不仅要体现科技发展成果、体现专业能力培养、精简全面，而且要注重因材施教、操作可行。在充分筛选的基础上进行初步论证，写出选题报告，然后经过专家评议与论证，选出最佳课题、确定实验内容、指导学生拟定系列实验方案。充分利用现有科研条件，强化学生科研实践，加强开放实验课程建设，促进创新性应用型专业人才培养。

参考文献：

[1]谢川，等.深化实验教学改革全面开放实验教学[J].化工高等教育，2004（79）：107-108.

[2]王晓岗，等.开放实验教学管理研究[J].实验技术与管理，2012，29（04）：155-157.

[3]龙燕，等.生物学实验教学中心开放实验的运行模式探索[J].实验技术与管理，2016，33（6）：165-167.

[4]刘景艳，等.基于开放实验室的大学生创新能力培养[J].实验科学与技术，2015，13（6）：166-168.