医科院校生物技术综合实验课程体系改革

屠培培，路景涛，丁锐，夏觅真，王怡，吴琳梅

医科院校生物技术综合实验课程体系改革

屠培培1，2，路景涛1，丁锐1，夏觅真1，王怡1，吴琳梅1

（安徽医科大学 1. 生命科学学院，2. 基础医学院基础医学流动站，安徽 合肥 230032）

生物技术综合实验是生物技术专业的核心课程之一．为增强学生在实验过程中的实操能力和创新能力，培养出满足社会需求的高素质专业人才，通过更新实验教学内容、丰富教学方法、完善考核方式、教学与实践相结合、增加课后反馈环节等对课程体系进行了改革，结果提高了学生实验操作技能，激发了学生的科研热情，为未来从事科学研究或相关专业工作打下坚实的基础．

生物技术综合实验；教学内容；教学方法；考核方式

1　课程简介

安徽医科大学生命科学学院的生物技术综合实验课程属于专业核心课，也是一门考试课，共包括64学时，3学分，是面向本院生物技术专业本科生的实验课程，安排在大四第一学期开设．课程模拟了利用现代生物技术进行制药的全过程，实验的整体设计围绕基因重组多肽药物——重组人干扰素粉针剂的生产，将“大工程观”理念引进到生物技术综合实验中，设计出以医药生物为特色的生物技术综合实验课程体系[1-2]．生物技术综合实验课程具有全面性、系统性和连贯性，整体以科学问题为导向，引导学生综合运用已有知识，相互讨论和制定实验方案，在整个实验过程中随时发现、分析和解决问题，达到学以致用，最终完成全部实验操作内容并上交实验报告．本门课程相比传统实验课程而言，最突出的特色在于其综合了多门理论学科的知识点，并且所有实验环节是一个有机的不可分割的整体，通常前面一个实验是接下来后面实验的基础，实验与实验之间具有连贯性，环环相扣．通过本课程的教学，给本科生建立起“工业生产”的整体概念．学生在实际的实验操作中学会了如何系统地运用已有理论知识和实验技能解决问题，让学生一毕业就能尽快胜任专业相关的工作岗位．

近年来，随着产学研合作的飞速发展，当今社会希望高校也能快速培养出综合素质高、创新实践能力强、能更好服务于地方建设的技术人才，然而我校以往的生物技术综合实验教学体系远远不能满足这种要求，因此需要对该课程体系进行深度改革．生物技术综合实验的教学需与实际应用紧密结合，但以往的实验课程设置存在诸多问题，主要包括教材和教学内容设置陈旧；教学模式单一，学生形成思维定势；成绩评价体系不完善；教学与科研、社会实践相脱节；忽视学生对实验课程的反馈意见等．目前，在安徽医科大学生物学“双一流”学科建设的时代背景下，生物技术综合实验课程体系的改革也显得愈来愈重要[3]．通过课程体系的改革与建立，能够进一步完善生物技术综合实验的教学体系，培养高素质的具有创新精神的生物技术人才，这对于增强我国科技实力，促进生物产业发展，发展国民经济都具有深远意义．

2　建设方案

2.1　更新实验讲义内容

整个实验过程应更好地利用所学知识解决实验问题，并同时避免重复．教师主导、学生主体地位得到充分尊重，教学过程中充分发挥学生的积极性、互动性和创造性[4]．教师不断更新实验讲义，与时俱进，根据现有教学条件，编写可行的实验教材．让学生积极主动复习相关理论课程的知识点和实验技能，如微生物学、发酵工程、生物化学与分子生物学、基因工程、医学免疫学等，讨论并设计出可行的实验方案．已知生物技术综合实验是综合了生物技术专业几乎所有理论课程的知识，因此设计实验时要注意避免与已学课程的内容重复．教学内容设计上最终目的蛋白不仅可以是重组干扰素，也可换成其它重组多肽药物，如口服降糖防栓肽（5GLP-HV），并加上GFP标签（绿色荧光蛋白），更具有直观性．除了实验内容上的设计更新，实验方法也需要进一步更新．实验课上尤其需要避免出现不同环节重复使用同一种方法的情况，可以选择尝试在同一个实验中不同的实验小组分别采取不同方法，如同样是做细菌破碎实验，有的组采用化学法，其他组可选择超声波破碎法，后期的蛋白分离纯化，在同时使用离子交换层析时，可分别选用阴离子（DEAE）交换层析和阳离子（CM）交换层析，组间形成对比．知识是不断更新的，所以实验教学也要与时俱进，才能取得良好的教学效果．

2.2　改进教学方法

2.2.1改变思维定势，建立第二课堂传统的实验课程是教师负责准备所有的实验仪器、设备及实验耗材等，为全面调动学生的学习热情，教师需正确引导学生综合运用已有的知识亲自设计实验，制定实验方案计划．实验课上，教师提供本门课程所需的工程菌和实验条件，提出实验要求和目的，学生合理安排实验内容、顺序，列出所需仪器设备、试剂等，在规定时间内（一般是连续2个星期），完成全部实验环节，得到蛋白产物，最后制备成粉针剂并上交实验报告．在学生准备实验的过程中，遇到问题教师不要立刻给出解决方案，改变以往学生依赖教师的习惯，引导学生自由讨论、自己解决问题，教师可以指出学生的不足或错误之处，并及时加以纠正．这样，不仅加深了学生对实验内容的深入理解与吸收，还进一步提高了实操能力，同时也能减轻实验课程中教师及教辅的工作量．第二课堂作为第一课堂的补充，能够承担更加丰富、灵活的教育形式和内容[5]．本课程在培养大学生研究兴趣、操作能力、创新能力等方面具有诸多优势，实验课上丰富的教学资源可转化成为开展第二课堂教学的支撑条件，满足学生个性化发展的要求．

2.2.2分小组教学传统的分组教学以学生的个人情况为参考标准，按照不同的标准将学生分为不同的类别，以这些类别为组进行针对性的教学活动[6]．本课程开展分小组（4～5人/组）实验教学，教师指导帮助每个小组自学，每组选出一名组长，带领大家学习，并汇总各组的学习效果．分小组教学的目的就是尽量让每个小组的成员都能参与到实验设计、准备、讨论和PPT的制作等过程中，使学生对本门实验课程内容具有全面、系统、充分的认识，不仅知其然，而且知其所以然，开阔学生的思路，增加他们实验动手的机会．此外，分小组教学方法还能提高学生分析问题、解决问题的能力，以及锻炼他们语言组织和表达的能力．课上教师要预留5～10 min时间进行点评，及时对操作认真的小组给予肯定和表扬，对于表现稍差的小组也要给予适当的引导及鼓励．

2.2.3采用多媒体教学传统的教学过程由教师决定，学生只能被动地参与．认知学习理论的观点认为人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的，必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知．多媒体教学是根据教学目标和对象的特点，通过教学设计，合理运用现代教学媒体，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果．在课程教学中对大屏幕投影仪、多媒体计算机、网络等进行整体的组合优化，具有交互性、集成性、可控性等特点．根据实际的教学情况制作相应的多媒体课件、幻灯片和电视教学片等教学软件．在实验教学过程中，穿插一些形象的动画和视频，演示实验室常用仪器的工作原理、实验流程，能够使学生获得直观的印象，加深对实验操作技术要领的掌握．此外，在多媒体课件最后可以选择性地附上一系列相关网站的链接，满足学有余力的学生课外学习的要求，进一步为学生指明知识的探寻途径[7]．

2.3　改进考核方式

以往生物技术综合实验课程传统考核方式过于单一，一般为平时出勤加实验报告的综合[8]．现在学生的期末总评成绩改成4部分，其中，实验报告分数占总评分的40%，包括实验设计的方案、步骤、结果及讨论分析．平时的考勤占10%，根据学生迟到、早退、缺课情况进行评分．实验态度和动手能力等占30%，考查学生的实验操作水平．在课程的最后，以小组为单位进行实验总结报告会，展示自己的实验结果，利用多媒体进行答辩，展示小组课件的全面性、丰富度、美观性，以及答辩过程中思路的清晰度和言语表达能力，这一部分主要考察学生的综合分析能力及独立思考能力，该部分同时取３位评委教师的平均分，占总评分的20%．改进后的考核方式更加灵活，也更加公平、公正．

2.4　综合实验与科研相结合

通过开放我校生命科学学院的教学实验室，吸引大量优秀学生进入实验室，提前接触科学研究和开展科技创新项目，此举为生物技术综合实验教学过程与具体的课题研究相结合提供了有力条件．本科生可以根据自己的爱好和专长选择合适的指导教师，设计研究课题，制定研究计划，在实验过程中，指导教师要严格要求学生规范操作、严谨记录、实事求是，树立严谨的科学态度，提高团结协作能力．

生物技术综合实验模拟了现代生物技术药物的生产全过程，将“大工程观”理念引进实验教学中，设计出以医药生物为特色的实验课程．教学实践是主体改造主观世界最基本的社会活动，并使主体不断创造出自身新的规定性[9]．当前，社会实践能力和科技创新能力已成为大学生的两项核心竞争力．社会实践作为高校实践育人的重要手段，对于提高大学生社会责任感、创新能力、实践能力具有显著的作用[10]．本课程更加重视情景教学，增加实践教学环节，在本科生教学体系中可以设立“暑期实践体系”，与一些生物技术公司、企业（如安徽伊普诺康生物技术股份有限公司）联合为本科生设立一些实践项目，也可直接带领学生去合肥周边的酒厂或制药厂观摩学习，帮助学生了解现代生物技术在社会生活中所扮演的不同角色，对大生产有更加直观性的认识，有助于实验教学的顺利开展．让学生更好地认识社会，体验社会，为学生将来进入基础研究、企业、社会等各个不同领域发展奠定基础．

2.5　加强学生课后的问题反馈

生物技术综合实验作为一门独立的课程，已经得到了学生应有的重视．通过实验教学，让学生从方案设计、材料准备、实验实施及课后打扫卫生均能够独立完成操作．教学过程中学生的主观能动性得到了充分的调动，学习热情普遍提高．本门课程学生从一开始的实验设计到具体实施都要亲力亲为，有了初步做科研的体会．学生除了课上学习，课后还要积极反思，实验过程中建立《实验改进建议功臣簿》，并对提出好建议的学生给予奖励，如加分．实验结束后以调查问卷的形式开展调研等，及时了解学生的动态及实验反馈，并做出相应的调整，通过这样不断的改进，提高学生参与实验的积极性，对分析问题、讨论问题产生浓厚兴趣，同时切实提高学生的实验技能及解决问题的能力，从而提升教学效果．

3　结语

生物技术综合实验课程改革充分发挥了学生的主观能动性，自主设计实验方案，注重团队协作，提升了学生的创新能力和合作能力，对学生今后的学习和毕业论文的撰写都起到了重要作用．但该课程改革还存在一些问题需要解决，如建立科学安全的实验室管理模式，改善实验条件，这样才能不断推进生物技术综合实验课程改革，充分发挥出该课程在生物技术创新人才培养中的作用[11]．总之，本次课程教学的改革探索有效提升了学生的知识、技能和创新能力，有力地支撑了高水平应用型人才培养目标，也为其它相关高校专业课程提供了参考和借鉴．目前，学校持续推进一流专业和“金课”建设，教师团队将继续巩固现有的教学改革成果，围绕专业、学科和行业发展，持续改进，以切实保障并提高我校的本科教育教学水平．

[1] 薛绍礼，屠培培，吴琳梅，等．生物技术综合实验教学实践的一些体会[J]．科技创新导报，2019（7）：232-234．

[2] 薛绍礼，屠培培，吴琳梅，等．医用生物制品学实验教学课程建设及实践[J]．科技创新导报，2019（10）：221-223．

[3] 丁利，王锐萍，杨勇，等．生物技术综合实验开放性实验教学模式的探索[J]．教育现代化，2019，6（72）：49-51．

[4] 陆菁菁．生物技术专业优质实验课程教学改革探索[J]．实验室研究与探索，2021，40（1）：176-179．

[5] 赵善民，李煜，冯延，等．医科院校开展实验动物学第二课堂教学探讨[J]．基础医学教育，2022，24（2）：113-117.

[6] 李文凤，李龙．“互联网+分组教学”模式在高职计算机基础教学中的应用与研究[J]．现代教育技术，2020（3）：1-4.

[7] 庄学娥．传统教学法与领会教学法的比较研究[J]．闽南师范大学学报（自然科学版），2017，30（2）：98-102．

[8] 王莹，李佳楠，周理红，等．“生物技术综合实验”多元化考核体系的探索与实践[J]．教育教学论坛，2020（34）：226-228．

[9] 张华龙．教学实践自主变革若干关键问题的思考[J]．教育与教学研究，2019，33（1）：23-29．

[10] 张茜茜，杨莉．社会实践与科技创新融合下高校实践育人模式探索[J]．科技风，2022（6）：151-153.

[11] 崔兰玉，孙健，凌敏．生物技术综合实验课程改革研究[J]．广东化工，2020，47（23）：205．

Reform of curriculum system of biotechnology comprehensive experiment in medical university

TU Peipei1，2，LU Jingtao1，DING Rui1，XIA Mizhen1，WANG Yi1，WU Linmei1

（1. School of Life Science，2. Post-doctoral Research Station，School of Basic Medical Science，Anhui Medical University，Hefei 230032，China）

Biotechnology comprehensive experiment is one of the core courses of biotechnology major．In order to enhance the students′ ability of the actual operation and innovation in the process of experiment，cultivate high-quality professional talents to meet the social needs，the curriculum system has been reformed by updating experimental teaching contents，enriching teaching methods, improving assessment methods，combining teaching with practice，and increasing after-school feedback links．The results improved the experiment skills of students，and stimulated students′ enthusiasm for scientific research and laid a solid foundation for future scientific research or related professional work for them．

biotechnology comprehensive experiment；teaching content；teaching method；assessment method

1007-9831（2022）03-0102-04

Q81-4∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.03.022

2021-11-12

安徽省教学研究项目（2020jyxm0862）

屠培培（1985-），女，安徽合肥人，讲师，博士，从事糖尿病与肺癌免疫治疗研究．E-mail：tupeipei_2008@163.com