优化实验教学模式 培养生物技术创新型人才

张彩平 龙石银 苏泽红 佘美华 曹朝晖 乔新惠 田英

摘要：生物技术的飞猛发展及其广泛应用急需创新型人才。生物技术专业的实践操作能力较强，然而现有的实践教学影响了该专业创新型人才的培养，有必要在理论课外补充的前提下，分别从增设综合性实验、设计性实验、TBL实验教学方法及加强实验室管理方面进行改革。通过以上几方面的实施，为适应社会经济发展新常态、输送生物技术专业创新型人才奠定了基础。

关键词：生物技术;实验教学;教学改革;创新型人才

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）44-0231-02

生物技术已使其与许多行业交错密集迅猛发展，仅靠传统的应用型生物技术人才不能满足社会的需求，因此应紧迫提升生物技术专业创新型人才的培养。实际操作能力很强是生物技术专业的主要特点，然而为了培养创新性生物技术专业人才，首先要加强学生的实践操作技能[1]。在该专业学生技能培养过程中，实验教学环节起着决定性的作用[2]。提升学生的动手能力，对实验中出现的问题具备分析和解决能力，并着重使学生的创新能力得到培养[3]。鉴于此，我们从实验教学内容及方式形式多样性及增设开放性实验室方面进行实验教学改革。

一、实验教学形式的选择

随着生物技术实验手段日新月异的发展，实验教学形式也要跟紧改革，本专业的实验教学内容也要进行实时更新，以适应经济社会对生物技术专业人才的需求，实验内容着重从以下几个方面进行改革。

1.增设综合性实验。理论知识的学习是分篇章进行的，各个知识点相对来说仅仅横向或者纵向学习，缺乏系统性综合联系。通过综合性实验将理论知识纵向与横向理论联系实际，使学生系统、灵活地掌握实验技术与手段，如在基因工程实验中选择DNA重组技术实验，该实验的动手操作特别多，涉及的方面也较广。如合成DNA链变性、退火形成双链，限制性内切酶酶切质粒DNA，琼脂糖凝胶分离大、小片段，凝胶回收，连接成重组体，感受态细胞的制备、转化、筛选等，通过学生的自学及动手操作充分了解、掌握DNA重组技术的意义及应用。

2.适当增加设计性实验。学生创新能力的培养离不开设计性实验的设置，在系统掌握基本实验技能和方法的基础上，让学生广涉国内外相关文献资料，归纳出当前研究现状并提出自己的思路，把自己已掌握的实验原理与技能通过设计新的实验方案，经导师及相关专家认定可行后，独立完成实验。在实验过程中难免会出现意外，对于问题的出现，让学生学会积极思考，科学面前没有对与错、应该与不应该，学会尊重实验结果，客观的分析问题，并积极解决问题。能力培养是一个研究人员基本的素养，通过适当增加设计性实验的培养，改变当前生物技术专业本科生对问题的分析和解决问题的认识，在提升创新能力培养的同时也希望对知识的接受方式得以突破。

3.增加专业实验课。基因工程、蛋白质工程、发酵工程、细胞工程、酶工程等专业课程在农、牧、渔、园林、工业、环保、医药、食品等众多行业中广泛应用，然而当前很多院校生物技术专业的专业课程如蛋白质工程、酶工程、基因工程、细胞工程及发酵工程实践教学严重不足，导致高校生物技术专业毕业生与社会生产、经济发展脱节。为此，需要足够重视专业课程的实践教学环节。

基因工程的应用可谓是“处处留痕”。现代临床中许多药物如生长素、干扰素、促红细胞生成素、胰岛素等都是基因工程的产物，同时在农业方面也得到很大程度的应用，比如抗虫棉、抗高温水稻。而我们食用的多年传统的酸法水解工艺的味精也是利用酶工程中的双酶法糖化工艺取代。我们日常所食用的饮料、酱油、乳酸、啤酒是利用发酵工程、酶工程对农副产品进行加工的产物。在实验课程设计中应尽量包含以上工艺，甚至开展兴趣小组，激发学生深入研究以上工程技术的应用。

二、实验教学方式的改革

1.拓宽实验原理理论知识。尽管操作是实验教学的主要环节，但掌握实验原理的理论知识是正确操作的保障，为此，在教学中教师应用引导的方式讲解实验原理，让学生明白实验的主要内容以及结合原理，让学生理解及掌握实验操作的设计思路，并能预测实验结果，进行正确的分析。实验教学过程中杜绝“灌输式”和“绑架式”教学，学生的操作和结果不能都是按照教师的思路和认定方式给予评价。通过学生自主性学习，启发求知欲望，学生积极的思考状态是我们要在整个实验操作过程中始终维护的精髓。通过拓宽实验原理，让学生在实验操作的过程中带着问题进行思考，维护协商积极的思考状态不仅提高了他们的自主学习能力，还培养了他们独立思考的能力。

2.创造实验操作机会多分组。每次实验的开展所用到的仪器设备为2～3种，但实验室的人数却有25人左右，因为实验学时的限制，往往不能保证学生一人组进行实验，需要多人合作，而此时有些学生借此可以不做或者少做实验，不利于学生动手能力的主动培养。生物技术真是一个“烧钱”的专业，所用实验仪器设备价格高、器材耗损大、试剂昂贵，为增加每生的动手机会，除了现有的实验室把整班分成几个小组进行实验，使课内实验与课外实验相结合的方式外，还单独增设了实验室，让有兴趣的学生充分、认真、仔细地自主完成整个实验操作，尽可能提高锻炼的机会，充分调动了学生学习的积极性和主动性。

三、开放实验室管理

只有上实验课时才能进实验室是目前实验教学中普遍存在的问题，有些学生即使有这个积极性，却经常遇到实验室锁门或是不知道找谁来解决操作过程中碰到的有关试剂的配制、仪器的使用等问题，结果实验无法正常进行，学生的积极性也逐渐消失了，严重影响了学生实际操作能力及综合能力的培养和提高[4]。通过实验室开放式的管理，可以为学生创造一个时间上自由、实验条件充分的环境，让学生既能在实验课内完成实验任务，也可在实验课外利用实验室开放时间进一步熟练实验操作，大大调动了学生的学习积极性，发挥了他们的聪明才智。自2014年夏季学期起，我系单独设立了实验室对外开放性，通过20天左右的时间，让学生能独自设计较小的科研课题并实施操作，完成培养学生创新能力的过程，大大提高了学生的积极能动性。

综上所述，生物技术专业实践教学方式及内容的改革是基于形势发展需要，提升生物技术专业作为应用型人才的根本[5]。在此基础上，通过开放性实验、设计性实验教学方式的改革，提升了生物技术专业创新人才的培养，适应了当前社会经济发展新常态。

参考文献：

[1]黄霞.解读《“十二五”生物技术发展规划》——访科技部中国生物技术发展中心政策协调处处长邱宏伟[J].中国科技投资，2012，（3）：18-20.

[2]王彦杰，王伟东，晏磊，刘权，高亚梅，韩毅强.以校企共建工程中心为依托的生物技术实践教学的研究与实践[J].大学教育，2014，（1）：135-136.

[3]周立宁，李密，许劲松，任安经.军医院校生物技术本科生实践教学改革探讨[J].西北医学教育，2014，22（1）：20，34.

[4]野津，付双.高校实验室管理改革的几点思考和建议[J].科技创新导报，2015，（5）：174-176.

[5]马宇亮.高校生物技术与应用专业实践教学改革初探——以黑龙江工业学院环境工程系生物技术与应用专业为例[J].鸡西大学学报，2013，13（12）：21-23.