工科院校生物专业学生创新性实验改革与实践

王晶妍, 蔡　禄, 巩东辉, 赵秀娟

(内蒙古科技大学 数理与生物工程学院, 内蒙古 包头　014010)



工科院校生物专业学生创新性实验改革与实践

王晶妍, 蔡禄, 巩东辉, 赵秀娟

(内蒙古科技大学 数理与生物工程学院, 内蒙古 包头014010)

以工科院校学生的培养特点为出发点,结合我校生物学专业学生的就业趋向和考研要求,该院对生物学专业的实验教学内容、教学方法与教学手段做了一系列的改革,逐步建立了理论性和实用性并重的教学内容,构建了具有专业特色的创新性实验教学体系和开放式教学模式,从而调动了学生学习的积极性,培养了学生自主实践能力和创新能力,提高了学生的综合素质。

实验教学； 生物专业； 创新性实验； 人才培养

21世纪是生命科学的世纪,我国已将生物学列为四大重点发展学科之一,国内许多工科高等院校相继成立生物学科。生物学是一门以实验为基础的科学,目前工科院校生物专业实验教学存在着诸多问题,所以开设创新性实验,构建新型实验教学体系,全力调动学生的学习积极性,激发大学生创新思维和发掘其创新能力的潜能,已成为各高校深化实验教学改革的目标之一[1-2]。

我校是一所工科院校,生物学科成立至今有15年。目前我校生物学科教师承担的各级在研科研项目(包括国家级、省部级项目、产学研的项目)达70多项。我校生物学科教师经过10多年的努力,对生物学科的生物技术综合实验、分子生物学实验、环境生物技术实验、植物生物技术实验等实验项目均进行了更新。实验项目的更新主要体现在以下几个方面:一是将教师科研成果转化为实验内容;二是结合学科专业方向和学生考研就业方向开设相关实验项目;三是加大了创新性实验的比例;四是每年的实验项目可根据教师的研究背景和学生需求进行调整。经过上述实验项目的更新,学生不仅可以巩固加深自身生物学科专业知识,而且培养了学生对专业知识的应用能力[3]。以此调动学生对生物学科的学习积极性,提高学生的动手实践能力,激发学生的创新意识和创新精神,培养学生创新能力、独立思维能力和科研能力[4]。

生物技术综合实验是为生物技术专业学生开设的综合性实验课程,是一门具有较强实践性的重要的专业实验课程[5]。以生物技术综合实验的教学改革为例,阐述我校生物专业学生创新性实验改革与实践情况。

1　实验教学内容改革

我校生物学科已将传统的生物技术综合实验教学内容从原有的固定学时,侧重验证性实验和侧重基因工程和蛋白质工程的实验内容转变为涉及生物技术的五大工程的实验内容,每一个实验都具有一定的创新性,大大加大了创新实验的比例。实验内容不仅体现了我院教师的科研成果,而且联系生活和生产实际,具有较强的实用性,从而很大程度调动学生的积极性。综合实验项目和教学内容如表1所示。

表1　生物技术综合实验项目

1.1实验的创新性,更好地培养学生的科研能力和创新能力

经过改革后的实验教学体系,学生不仅可以自主选定设计性实验项目,自行完成实验方案；而且可对必做实验项目中的实验内容进行设计,使实验方案更细化合理,例如:外源蛋白在大肠杆菌中诱导表达及检测的实验,学生可自行设计优化制备和鉴定感兴趣蛋白的实验方案；实验中的一些实验材料(如菌株或酶等材料),可由学生自己制备等。通过这样的一系列改革,学生不但对实验的整体过程非常熟悉,而且可以更好的掌握和运用专业知识。

1.2实验项目的丰富,拓展了学生的的知识面,达到了因材施教的教学效果

针对我校生物专业就业和考研趋向,我们进行了实验项目改革,学生不仅系统掌握生物技术五大工程的基本操作技术,而且通过独立自主搜集并学习实验资料,不断丰富了学生的知识面,拓展了学生视野[6-7]。例如，对于考研的学生,可根据考研方向,在设计相关实验方案时,教师尽量指导这部分学生,将实验方案更系统、更完善。对于就业的学生,教师会根据学生就业方向不同,选择相关实验,并指导学生将此实验方案设计的更合理。

1.3学生可自主设计实验方案,加大学生合作,更好地提高学生独立思考能力

经过改革后的实验项目,能够让学生直接接触生产、生活及科研中遇到的实际问题,这些问题会引导学生自觉查阅相关资料。为解决这些问题,学生会利用课余时间相互讨论或利用所查资料设计实验方案并找到答案,同时教师会帮助其审核实验方案,最终完成实验。例如，改革后的实验项目中有与实际生活和生产结合的选做实验,学生可自主选择感兴趣的实验项目,选做实验的实验方案均由学生自行设计,经指导老师审核实验方案可行性后,方可实验。这样能够更好地激发学生做好实验和学习的兴趣,并使学生从实验中既能体会到研究的困难和艰辛,也能从中体会成功的乐趣。

2　开放性实验的建立

生物技术综合实验要求学生根据实验方案不同,可自行支配安排实验时间。这样学生才有足够的时间查阅文献资料,独立思考、分析问题、解决问题,从而调动学生学习的积极性和创新性[8-10]。每一个实验开始后,每组学生可提前预约实验室场地和仪器,教师适时指导,学生自主实验,提高学生的动手能力和实践能力。这样,学生既可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完成实验任务。

3　改革考核方式

以平时操作技能考核为主,以评估学生自行设计实验方案的可行性考核为辅,进行综合考评。实验考核不把学生的最后实验结果作为实验成功与否的唯一标准,而是更注意学生实验思路,实验过程,实验结果分析。实验总成绩由平时成绩、实验报告成绩、考核成绩三部分组成。平时成绩占60%,包括了实验方案设计情况、综合考勤、实验操作熟练程度、仪器使用情况、与其他同学合作情况等方面,但是平时成绩评分标准,主要侧重实验方案设计和实验操作过程[11]。实验报告成绩占20%,包括了实验题目、实验原理、实验步骤、实验结果、结果分析和总结五个方面,但评分标准主要侧重于实验结果和实验分析。考核成绩占20%,包括理论和操作。

4　结语

我校生物学科在生物专业学生创新性实验改革实施方面做了一定的工作。通过完善综合实验的实验项目,加大创新性实验的比例,从而加深学生对生物学理论知识的理解和掌握,并通过科学实验在科研方面、实际生产生活中的应用激发学生学习兴趣,提高学生独立思考能力,培养学生的科研能力、实验操作技能力和创新能力,从而提高大学生自身的综合素质[12]。同时针对不同层次的学生,达到了因材施教的教学效果。今后我们会进一步完善生物专业学生创新性实验的改革,为工科院校生物专业学生创新性实验的改革和实施提供一些借鉴性的经验。

References)

[1] 白广梅,王小逸.创新性实验教学的思考[J].实验技术与管理,2008,25(2):154-156.

[2] 张则,苏贵章,马晓君,等.开展大学生创新性实验计划的实施策略与建议[J].中国科技信息,2015(11):1-3.

[3] 王晶妍,赵秀娟,巩东辉,等.生物技术综合实验教学改革的初步探索[J].科技视野,2013(35):57.

[4] 李晓霞,汪晖,郑丹,等.大学生创新性实验计划学生问题分析与改进探索[J].中国高等医学教育,2014(1):40，129.

[5] 何庆元.吴萍.王松华,等.应用型本科院校生物技术专业实践教学体系建设与思考[J].安徽科技学院学报,2014,28(6):80-82.

[6] 董婷,邵进,王唯.从“大学生创新性实验计划”的实施看学生创新素质的培养[J].高等理科教育,2012(5):100-102.

[7] 李勇军,张海燕.大学生创新能力训练模式探索与实践[J].实验技术与管理,2014,31(11):17-19,28.

[8] 傅允准.课程实践教学的改革实践与创新人才的培养[J].上海工程技术大学教育研究,2009(4):6-9.

[9] 崔芳.环境工程专业创新实验教学体系改革[J].实验技术与管理,2011,28(2):139-141,144.

[10] 周军,张宏忠.环境工程专业教学改革初探[J].广东化工,2011,38(4):244-245.

[11] 赵宏宇,季祥,张小利,等.生物工程专业综合性大实验体系探索[J].实验科学与技术,2009,7(5):105-107.

[12] 曾令初,孙连鹏,张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2008,27(3):89-92.

Reform and practice of innovative experiments for students of Biology-major in engineering colleges

Wang Jingyan, Cai Lu, Gong Donghui, Zhao Xiujuan

(School of Mathematics, Physics and Biological Engineering, Inner Mongolia University of Science Technology, Baotou 014010, China)

In order to establish an educational system that facilitates students with both theories and practical skills, this paper carries out a series of reforms in the teaching of laboratory classes for the students in Biology major in terms of contents, methods, and tools in the teaching, which has taken into consideration of special needs of students in engineering schools, job requirements, and furthering education. Characterized by encouraging creativity and openness in the classroom, the new system can stimulate interest of students in learning, promote independence in accomplishing a job and creativity in experimental design, and improve the students’ comprehensive quality.

experimental teaching； biology major； innovative experiments； cutivation of talents

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.04.009

2015- 10- 22

内蒙古科技大学教学改革项目(JY2013058)；内蒙古自治区教改项目(YJG20151012707)

王晶妍(1979—),女(蒙古族)，内蒙古突泉,硕士研究生,讲师,研究方向为生物化学与分子生物学

E-mail:wangjingyan79@163.com

赵秀娟(1977—)，女，吉林，博士，教授，研究方向为生物化学与分子生物学.

E-mail：zhaoxiujuan@imust.cn

G642.0

B

1002-4956(2016)4- 0029- 03