生物工程专业基础化学实验教学改革探索

李谷才

摘要：本文对生物工程专业基础化学实验教学模式改革进行了探讨，认为科学构建基础化学实验教学新体系，改革基础化学实验传统教学模式，创建适合生物工程专业发展需求的基础化学实验教学模式，对全面培养学生的工程应用能力具有重要意义。

关键词：生物工程；基础化学实验；教学模式；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0216-02

生物工程专业是我院的一个特色专业，该专业主要通过学习生物技术及其产业化的基本原理、工艺技术和工程设计等基础理论、基本技能，培养能在生物工程领域从事生产管理和新技术研究、新产品开发的工程应用型人才。基础化学实验包括无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验，是生物工程专业学生进入大学后首先接触的重要专业基础实验课，是培养高素质工程应用型生物工程人才的必修课程。深厚的化学基础知识、过硬的基础化学实验技能，符合我院“重基础、宽口径、擅应用”的人才培养模式，也将有利于生物工程专业学生在学科领域的就业和发展[1]。

实验教学是培养学生实验能力和综合素质的重要教学手段，也是培养学生实践能力和创新能力的重要手段[2]。通过实验教学，能系统地训练学生的基本操作技能，规范其基本操作，培养基本实验素养，使其养成良好的实验态度和科研态度，提升学生的综合素养和工程实践能力[3]。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学学科的发展离不开实验。因此，如何提高生物工程专业基础化学实验教学水平，更好地适应工程应用型本科院校人才培养需要，是基础化学实验教学研究与改革必须探索的重要课题。

一、直面现状，科学构建基础化学实验教学新体系

生物工程属于非化学类专业，基础化学实验是生物工程专业本科生的基础课程，是训练学生实验操作和技能的基础实验课程，是学生学习专业课的基础。但长期以来，受本科教学体系和教学模式的影响，非化学专业基础化学实验基本沿用了化学化工专业的课程模式，导致生物工程专业学生在基础化学实验教学中积极性不高，教学效果不理想。

1.注重基础操作培训与学生创新能力培养。工程应用型人才要求动手能力强，在工程实践中操作规范是最基本的要求。规范的实验操作是保障实验安全与成功的基础。只有熟练掌握基本操作，才能做到操作流畅、规范、标准，才能保证实验的成功。基础化学实验授课对象为大一、大二学生，课程教学对学生实验能力培养和个人实验习惯的养成影响深远。故在基础化学实验教学中，以基础操作为单元，以技术要素为纽带，从指导学生如何预习实验内容、撰写预习报告开始，认真抓好基本操作练习。通过实验内容预习，要求学生知道在这个实验中，我们要做什么、怎么做；通过实验现场指导，让学生明白怎么做才是正确的、规范的、可行的；通过撰写实验报告及批改，让学生知道为什么会得到这样的结果（结论），实验中有哪些需要完善的地方，如何总结提高，逐步帮助学生养成良好的实验习惯，培养他们的创新思维，达到工程应用型人才的培养目标。

2.整合教学资源，创新基础化学实验教学体系。传统的基础化学实验共有四门课程，分属不同实验室，由不同的教师承担教学任务。以生物工程专业基础化学实验教学改革为契机，在课程建设中，对这四门课程的教学资源进行整合，打破旧有基础化学实验教学体系附属于理论课程设置所形成的细而全的小系统，优化教学体系，共享实验教学资源，做到既突出基础化学实验课程特点，又体现生物工程专业特色，以达到增强学生的实验操作能力和工程实践能力之目的。

3.结合专业特点，优化基础化学实验教学内容。传统的生物工程专业基础化学实验教学，从内容安排上，忽视了学生学科内容的选择和科学素养的培育，实验教程不能与专业学习有机结合，压抑了学生学习的主动性和积极性，埋没了学生的创造力。为此，我们在设计适合生物工程专业基础化学实验内容时，首先选择与其专业相关联的实验内容，这样既能够提高学生的实验热情，又能有效地将所学知识运用到本专业上，达到学以致用的目的；其次，选择一些与生产生活相关联的实验课题，可以激发学生的学习兴趣，教学效果良好。如我们安排了钙片中钙含量测定；胶囊壳中铬含量测定；大米中铬、镉含量测定；牛奶中三聚氰胺含量测定；红枣中多糖提取与分离；黄连中黄连素的提取等实验项目；这些实验供学生在实验室开放时根据自己的兴趣和爱好选择。这些措施显著地提高了学生的实验热情，有利于学生综合素质的培养。

二、勇于创新，改革传统基础化学实验教学模式

基础化学实验教学是学生学习专业知识的基础，是提高学生综合素质的有效途径。在实验教学中，坚持以学生为主体，学生主动学习是学习过程中的主要活动。为此，我们在教学模式上进行了改革。

1.将多媒体辅助教学和网络教学平台引入到实验教学。传统的实验教学模式通常是教师在黑板上讲解并进行部分操作演示，受实验场地的限制，离教师较远的同学可能没有注意到一些具体操作细节，也不明白实验成败的关键，实验过程中对教师依赖度高，只知道按部就班，照方抓药，不能掌握实验成功的操作要领，操作技能也不能得到提高。为了改变这种状况，基础化学课程组充分利用现代教学手段，将多媒体辅助教学和网络教学平台引入到实验教学中。

多媒体教学是一种现代的教学手段，它利用文字、实物、图像、声音等多种媒体向学生传递信息，具有图文并茂、生动直观等优点，能使教师讲课更生动，学生更爱听。基础化学实验教学可以采用多媒体教学，它不仅教学信息量大，而且可以非常直观地演示实验操作过程，很多实验可以采用多媒体技术进行辅助教学，如基本操作单元、仪器的使用等。

随着现代科学技术的发展，利用流媒体技术，在实验室环境下将所开的基础实验过程进行拍摄并制成视频教材，放在网络教学平台上，学生可以不受时间、空间的限制，反复观看，自主地开展预习、学习和复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性，而且增加了教师演示的可再现性，延长了学生的学习时间，从而提高了学生操作的规范性，使实验教学得到延伸。endprint

2.减少验证型实验，增加与专业相关的综合型、设计型与研究型实验。根据生物工程专业的人才培养目标，把基础化学实验课的要求定位在对基本操作的熟练和常规仪器的使用上，并将这些基本操作和技能用于生物工程专业后续学习和实践中。因此，在安排实验内容时，我们按照化学实验教学规律，打破原有的课程界限，将基础化学实验教学遵循由单元操作到技能组合，由综合型实验到设计型、研究型实验四个层次，循序渐进，由简单到复杂，选择实验课题，布置实验任务。

在综合型、设计型与研究型实验中，让学生学会自己查找文献资料，自行设计实验方案，独立开展实验，教师及时跟踪指导，以培养学生利用所学知识和实验技能开展实验及科研的能力。

3.实施开放型实验教学。开放型实验教学是对传统的封闭式教学的改革，是一种先进的现代化的教学方式，它有利于提高学生的学习热情，有利于调动学生的学习积极性，有利于培养学生的综合实践能力和创新能力，是一种体现能力培养、素质教育的实验教学新方式。在这种教学模式中，在现有实验条件下，学生以小组为单位，根据自己的理解、爱好，综合运用所学知识，自主选题，并鼓励学生提出可行的实验课题，设计实验方案进行实验。这种实验，具有新颖性、创新性和趣味性，学生主动性高，在整个实验过程中，学生处于主动地位，教师对学生只需进行科学引导与指导。

4.改革课程考核评价方法，注重学生实验素养。良好的实验技能和实验习惯，优良的实验素养，是高素质人才必备的条件。在基础化学实验教学考核的过程中，仅凭实验报告成绩和期末考试成绩，难以准确地衡量学生的实验能力和实验素养。为了科学地评估学生的实验技能，需要优化传统的实验课程考核体系，建立全面的基础化学实验综合考核办法。将学生的课程考核成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩，单项考核不合格，则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节，有效地提高了学生的综合素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中，根据学生实际操作情况、实验习惯和个人素养给出的评价；实验报告成绩主要是根据学生的实验预习报告和实验报告书写、数据处理及分析能力等情况来评判；在实验理论考试中，除了常见考题外，还结合基础化学实验和专业特点，增加了实验方案设计等考核内容，突出了综合实验能力和创新能力的考核，以促进学生实验能力的全面发展。

三、结语

为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求，基础化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院生物工程专业人才培养目标，对目前基础化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革，以全面培养学生的工程应用能力，适应经济社会发展对人才的要求。在全面提倡素质教育和培养创新型人才的今天，对传统的基础化学实验教学方法提出了新的挑战，对从事基础化学实验教学的教师提出了更高的要求。与时俱进，适应时代的要求和社会发展的步伐，因地制宜，因材施教，是每一位教师努力的方向。

参考文献：

[1]张廷红，霍翼川，何平.非化学化工专业基础化学实验体系的建立[J].广东化工，2011，38（12）：153，95.

[2]杨新斌，戚群，陈朝晖.非化学专业基础化学实验研究性教学的探索与实践[J].西南农业大学学报：社会科学版，2013，11（9）：168-171.

[3]任志宇，陈志敏，李明霞.材料化学“自主开放”实验教学模式的构建[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2015，（1）：1-2.endprint