科学构建生命科学类专业实践教学体系的研究与实践

刘剑利， 芦秀丽， 王秋雨， 何剑为， 曹向宇， 侯 潇， 贺 音

(辽宁大学 生命科学院，辽宁 沈阳 110036)

目前，生命科学类各专业学生的实践教学存在着多方面的不足，多数生命科学教学单位仍然把理论教学放在首位，实践教学依附于理论教学，没有得到足够的重视。实践教学仅以实验课程为主，辅以一定的野外实习等内容，结构单一，缺乏科学合理的设置和系统化安排，课程和内容设置相互独立，相互间的协调不足，造成课程内容陈旧、课程内容重复等现象的发生，导致学生实践能力不强，不能满足工作岗位和进一步深造的需要[1]。因此，实践教学亟待进行深入整合和系统建设，需要对生命科学类专业的实践教学内容进行整体规划，做到相互关联，相互衔接，相互配合，逐步递进，最终实现综合提高。

1 全面规划实践教学内容，均衡发展实践教学的各个方面

以往的实践教学偏重实验课程学习，而对于课程见习、实习实训、科研训练、毕业论文(设计)、创新创业训练等方面的学习训练不足。辽宁大学生命科学院在充分调研的基础上，掌握各个环节的教学特点，合理规划内容，增强实践教学的系统性、科学性和实用性。同时，了解不同方面实践教学内容的时间需求和阶段性特点，掌握不同环节的内在关联，统筹安排生命科学类专业实践教学的学习进度，由课题组老师进行分年级指导，定期讨论研究实施的进度及特点，密切配合，最终制定完整的教学方案。课题组在开展深入调研的基础上，科学制定生命科学类专业的人才培养方案，强化实践教学，并注重理论与实践相结合，调整实践教学环节的结构和形式，完善实践教学环节，使实践教学的各个方面在人才培养过程中均衡发展，相互配合，互为补充，切实提升生命科学类各专业实践教学的科学性和系统性，使培养方案充分体现办学特色和学科优势，满足学生自主学习和个性化发展的需求[2-3]。鉴于学院招生规模较小，可实施全程导师制，全员进行科研训练，加强学生在科研项目上的参与度，较早接触科研一线，在实际工作中锻炼能力。强化毕业论文的科研属性，而不仅仅作为一个学习阶段来进行，主张和鼓励学生探索未知。随着整个社会对于创新创业工作的进一步重视，积极扶持学生参加“互联网+” “挑战杯” “创青春”等相关竞赛，在比赛中积累经验，提升本领[4]。将这些科研训练和实验课程教学相互融合，有力地弥补以往实践教学的不足。

2 改革实践教学课程实验内容，与科学研究和实际需求相适应

通过借鉴世界一流高校生命科学相关学科的教学体系，结合自身现有条件，设计实践教学环节与课程，确定教学内容，明确不同课程实践教学的相互衔接，帮助学生构建完整、多层次的实践技能体系[5]。设置创新性综合实验项目，优化原有综合实验项目，同时在教师科研项目基础上发掘新的实验项目，既强调基础又具有较强实验可操作性，还要适应科研发展要求[6-7]。教学内容设置的立足点着重于内容的先进性，淘汰过于简单粗糙的实验内容，确保授课内容与科研所需方法相一致。针对不同年级的实验课程采用不同的教学方式，兼顾不同课程的实验内容，在不同学习阶段安排相应的课程和实验内容。低年级教学内容以“验证性”实验为主，着重培养基本方法和基本科研素养，强调基本操作的严格性、规范性，同时兼顾学习内容本身的实用性，每门实验课均可设置“课程内综合性实验”，使学生能够完整掌握和运用本门课程的技术和方法，学生既学习了实验技术，又建立了实验设计的完整思路，为更高阶段的实验奠定基础。高年级逐步增加“设计性、综合性”实验，加强综合性、创新性实验比重，提高学生综合运用能力，发掘实验课程和实验内容的内在联系[8]。通过进一步设置多门课程联合的综合实验内容，将理论知识应用于实践，使学生进一步巩固和掌握基本实验技能以及应对和处理实验过程中遇到的问题，从而提高学生独立分析问题和解决问题的能力[9]，提升学生的综合运用能力，培养科学的思维方式。在实习和毕业设计阶段，强调实验设计能力培养和科研的自主性，做到会选择、会利用实验方法解决实际问题。建立系统的实验教学体系，使各实验内容之间形成逐步递进的内在关联。整体把握实验课程，首先确定每一门课程的教学内容，然后，根据课程的开设顺序对课程内容逐步提升，教学方式方法相应调整，最终，利用毕业论文(设计)对各项工作进行检验，强调毕业论文在教学过程中的总体评价作用。同时，将“互联网+” “挑战杯”和“大学生创新创业大赛”等竞赛项目引入实践教学环节，检验学生的实际操作和分析能力，积极鼓励低年级学生参加竞赛活动，使学生早日投入到科研活动中，从而培养学生的科研能力、实践能力、思维能力、创造能力，激发学生的科研兴趣[10]。

3 配合实践教学改革, 建设高效运行的实践教学中心平台

根据“优化配置、资源共享”的原则强化实践教学[11]。充分利用辽宁大学生命科学院现有实验设备和条件，如食品生物技术实验室、营养与慢性疾病预防实验室、细胞分子生物学实验室等13个专业实验室，满足实践教学需要。在现有实验室和本科实验中心的基础上，抓住学校加快推进理工科振兴的契机，争取在学校学科建设经费和辽宁省高等学校本科教学综合实验实训中心及辽宁省实验实训平台建设经费的支持下，利用各种资源和项目经费，引进先进设备，建设一个相对完备和系统的本科生、研究生教学和科研实验平台，充分满足大学生创新创业实践需要，提高人才培养质量。满足不同实验课程的需求，做到实践教学平台共享，同时做到专项设备专项使用，补充实验仪器和用品不足，避免科研仪器冲突的现象发生。

在使用现有条件的基础上，加快建设开放性实践平台，为学生实践能力、综合素质以及创新能力的培养提供必要条件[12]。依托辽宁大学新药研发重点实验室、辽宁省食品生物加工工程技术研究中心、分析测试中心等现有实践教学基地，以及辽宁省动物资源与疫病防治重点实验室、辽宁省生物大分子计算模拟与信息处理工程技术研究中心及教师科研实验室等学院实践教学基地，面向全院学生开放生物学创新创业实验室及实验教学示范中心，为学生参与实践活动提供良好的条件。通过以上举措，构建多层次、全方位的实践教学研究平台，确保学生在各个阶段和不同项目中均能得到研究条件的支持。

加强实习基地建设，增强实习实训依托单位的参与深度，扩大实习范围，充分发挥学生的特长，激发学生的兴趣[13]。通过整合和新建各种实习实训基地，建立综合实践教学平台，强化学生职业技能训练，培养学生的综合能力和从业能力。实习单位不仅能为学生提供充分的实践机会，也有专门的技术人员对学生进行从业指导。学生通过在生命科学相关企事业单位实习，对课堂教学内容有了更加深入的理解，同时深刻清晰地了解要成为一名高层次专业化人才所具备的必要条件，并针对自己的缺点与不足查缺补漏，为将来走向社会做好铺垫。积极鼓励学生在校期间深入社会，了解社会，从而丰富自己的人生阅历，培养沟通交流、团结协作的能力[14]。安排假期社会实践活动，鼓励学生针对生命科学相关产业进行市场调研，使学生更深层次了解相关产业发展现状与前景，更加明确职业生涯规划，为今后职业发展奠定良好基础。

近年来，辽宁大学生命科学院注重实践教学与校企合作相结合，积极开展与相关企业和用人单位之间的交流与合作[15]。目前，拥有十余家校外产学研合作基地及实训基地，其中包括微生物发酵、食品加工和特色农产品生产等相关企业，并处于不断发展与扩大中[16]。学校与企业的交流合作，为生命科学类专业的发展创造了便利条件，不仅为学生提供了实践平台，提高了学生的实践能力，而且促进了相关企业人才的培养，实现了校企双赢，促进了学校和企业的共同发展[17]，为生命科学院本科生的教学、实习实践、未来就业与创业提供了更多的便利条件。

4 加强实践教学队伍建设

目前，辽宁大学生命科学院已经实现了实验课任课教师专业化、专职化、一线化，专职任课教师均具有良好的专业知识背景，这利于实验内容的选择和讲授，选择科研一线教师进行实验教学，使实验内容、实验方案、实验目的与实验意义的讲授密切联系科研实践，将研究方法融入科学研究的大框架，有利于增强学生的学习兴趣，使学生对实验方法的应用有了更深的理解[18]。同时，鼓励教师自我学习，深入研究本科实践教学的特点和规律，利用学校和其他平台提供的一切资源进行培训和学习，定期参与教学研讨和交流。

创新实践教学的教学手段。实践教学应注重学生创造能力和创新能力的培养，注重创建创新创业平台的建设，为学生提供相关信息和政策[19]。充分利用教师的科研项目，鼓励学生参加竞赛和科研活动，以激发学生的科研兴趣。对取得竞赛成果的学生予以奖励和宣传，培养学生的竞争意识。同时，举办创新创业相关讲座，针对创新创业问题进行交流，使学生进一步了解创新创业，增强学生对创新创业的信心，鼓励学生积极参与创新创业实践活动[20]。

5 实践教学改革的初步成效

生命科学是实践性科学，实验、实践在教学过程中具有重要的地位，近年来加强了对生命科学类本科专业实践教学体系研究的探索，取得了初步成效。

由于原有的各个课程的具体实验项目是相对独立的，所以在全面梳理各实验课程教学大纲的基础上，全盘考量和调整各门课程的教学内容，删除了落后实验项目和重复内容，减少了定性实验内容，丰富了定量实验内容，增加了实习实践内容的比重，加强了对实习实践的考核，初步确定了完善的实践课程教学内容，突出了各个课程之间的呼应和递进关系，建立了从基础到综合，再到提升和应用的实践教学体系，形成了系统性、多层次的实践教学体系，使实验课程内容设置更趋系统，实验课程整体布局更加合理。学生掌握了基本实验原理和扎实的基本操作技能，建立起了系统的生命科学实验、实践方法知识网络。学会了利用不同的实验方法和手段验证科研假设，学会了组织不同的方法用于科学问题的系统研究，使学生在毕业实习(设计)中独立进行科研设计。

通过科学构建生命科学类专业实践教学体系的研究与实践，生物技术、生物科学等专业学生实践技能得到了大幅度提高。综合性实验比例大幅度增加，创新的开放实验室模式使得学生随时可以进入实验室开展工作，而专业的导师队伍为学生的科研工作提供了学术保障，在导师的指导下，学生接触科研的时间明显提前，许多学生二年级开始进入实验室开展工作。通过以上工作的开展，促进了学生学术和实践思维的形成，为将来从事科研工作、生产实践提供了思路，奠定了理论基础，学生还通过直接参与科研项目，将科研方法和科研思路运用于科学研究的实践，不仅极大激发了学生的研究兴趣，还培养了学生严谨的科研作风，全面提升了学生的创新能力和科研素质。通过参与项目，本科生也获得了相应的科研成果，对于其专业发展起到了重要的推动作用。同时，开阔了学生视野，增强了学生适应社会、服务社会的能力。在密切融入科研项目的过程中，可以与指导老师直接接触，得到教师面对面指导。在日常的实验室工作和阶段性总结中，学生能够不断加深对课题的理解和对专业的认识，开阔了学生的眼界，从而使大部分本科学生能明确专业发展的阶段性目标和长远规划，使许多学生产生本科毕业后进一步深造的愿望。除专业素养得到提升外，科研实验室的经历，使学生在协调能力、组织能力、专业报告撰写及表达能力得到极大地提升。通过增加企业实习实践，增强了学生的实践能力，增加了学生就业的竞争力，学生能够在毕业后尽快适应社会，在岗位上迅速成长，做出成绩。通过与企业联合，有助于学院了解用人单位的人才需求，并根据需求调整专业课程设置，更新实验内容。