生物科学专业综合性大实验教学改革与实践

卢丽　陆幸妍　何崚　田素娟

摘 要：生命科学作为一门兼顾实验性及应用性的学科，实验教学在生命科学人才培养过程中起着重要作用。我院在近几年的教学改革中，设立细胞生物学-遗传学跨课程综合性实验，打破了以基础性实验教学为主导的局面。本文阐述了我院生命科学综合性实验的设计原则，实验内容与教学管理，学习效果评价体系，为进一步推进综合性实验改革提供参考依据。

关键词：生命科学，综合性实验，实验教学改革

Abstract： Life science is a subject needs both experimental and applied techniques， experimental teaching plays an important role in the training process of life science student. In the recent years， we established the cell biology-genetics comprehensive experiment in our College， this reform had broken old situation in experimental teaching. To further promote the reform of the comprehensive experiment， we have summarized the design principles of comprehensive experiments， the teaching management and the evaluation system in our College.

Key words：Life science， comprehensive experiment， experimental teaching reform

引言

本院的生物科学专业旨在培养面向生物医药领域相关的科研、生产、医院等企事业单位，具有坚实的生物科学和生物技术的基本理论和实验技能，具备一定的创新素质，能够在生物医药领域从事基础研究、生物检测及其技术开发、技术服务和管理工作的应用型创新性人才，以适应现代生物科学的发展需求。传统的生物科学专业实验教学多采用固定学时、以验证性实验为主体的教学模式。但是这种教学模式逐渐暴露出一些问题，比如：实验内容简单，相互融合较少；验证性实验较多， 学生被动地按照教师的讲授或实验指导的步骤验证课堂的理论知识，而忽视了学生实验操作以及科研思考分析能力的培养。因此，探索新的实验教学模式逐步减少简单验证、演示和重复性实验，设立综合性大实验是当前教学改革的重点。而生物科学专业作为一门实验性及应用性较强的学科，不仅要求所培养的学生有坚实的理论基础，更重要的是应具备较强的动手实践能力，所以在专业建设过程中，如何规划与开设能够体现生物科学专业特点与培养方案的综合性大实验是我们在实验教学改革中的关键。

1. 设计原则

所谓综合性大实验综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。是学生在掌握一定的基础理论知识和基本操作技能的基础上，运用某一课程或多门课程知识， 对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。而我院所实施的细胞生物学-遗传学跨课程综合性大实验则是综合了细胞生物学与遗传学这两门生物科学专业的基础理论可得相关知识，在其基础理论知识和基本操作技能的基础上而开设的跨课程综合性大实验，本文将介绍本院生物科学专业跨课程综合性大实验的实施经验与成效。

1.1 综合性实验与基础性实验相结合

细胞生物学-遗传学跨课程综合性大实验的开设前提是学生要具备细胞生物学与遗传学基础实验知识，具备无菌实验技能，但如果不考虑学生的实际实验操作技能与实验知识，就强求学生去进行综合性实验，其结果只会“弄巧成拙”，从而失去开设综合性实验的原本的目的。对部分基础性实验内容进行优化和重组。充分利用现有的实验资源，对实验内容和方案进行优化，重组，从而设计出符合当前教学要求的综合性实验。

针对实验项目中基础性实验技能，以学生能熟练掌握为目的，如培养基的配置，无菌接种的实验技术，要求教师要手把手教，力求学生熟练掌握培养基的配置及无菌操作技术，确保后续综合性实验的顺利进行。而在综合性实验阶段，则以提高学生分析问题和解决问题的能力为目标，要求学生能根据实验指导而独立进行实验操作，教师分阶段进行结果分析和指导。

1.2 系统性原则

综合性实验不能只是基础性实验的简单重复，而是包括查阅文献，撰写“设计性实验方案”与实验报告等实验内容。在我院安排的细胞生物学-遗传学跨课程综合性大实验中，围绕植物愈伤组织培养的热点问题，组织学生首先查阅相关文献，自主设计实验方案，写出植物愈伤组织培养的意义，通过综合性实验要达到什么实验目的，如何开展具体实验，预期实验结果是什么，都要让学生认真思考与讨论后，写出实验方案交给指导教师，然后根据教师的建议，修改相应的方案，然后综合运用多种实验方法得出的结果，并进行结果分析讨论，最终写出实验报告。通过这样的训练，学生不仅掌握了比较系统的细胞生物学，遗传学的实验操作技能，更重要的是通过综合性大实验，学生模拟了一次相对完整的科研试验过程，调动了学生自主学习的积极性，培养了其科研思维。

2. 实验内容与教学管理

2.1主要实验内容

细胞生物学-遗传学跨课程综合性实验课程总学时为51学时，实验课程内容设置基础实验和综合实验两部分。基础实验项目是课程的基本知识点和关键技能训练，后者周则贯穿了植物细胞组织培养、遗传操作及遗传分析等知识点及实验技术。

2.2 教学管理

在教学时间安排上，基础性实验安排在综合性实验之前，而且在开展同时基础性实验同时组织学生开展相关文献的检索，撰写设计性实验方案，为后续综合性实验做好准备。而由于综合性实验中愈伤组织的诱导培养耗时较长，所以我们安排了一些验证性实验穿插在综合性实验的实验间隙中，包括：细胞膜的通透性，细胞减数分裂的观察，细胞中多糖和过氧化物酶的定位，植物细胞骨架的光学显微镜观察等。这些验证性实验既有助于进一步巩固相关理论知识，也体现了综合性实验在时间安排上的合理性。学生实验分组：综合性实验4人/组，基础性实验与验证性实验2人/组。组员共享实验结果，但须独立完成实验报告。

3. 学习效果评价体系

在细胞生物学-遗传学跨课程的考核过程中，我们要求学生严格按照学术论文的格式撰写实验报告，锻炼学生的科研素养。实验总评成绩占课程总评成绩的35%，其中，各部分成绩构成如下：实验考核成绩占10%，基础实验平均成绩占10%；综合实验成绩占15%。其中综合实验报告成绩主要针对实验方案设计，实验进度，实验完成质量以及综合性实验报告撰写质量进行综合评定。考核内容侧重于对实验技术的操作能力，对实验结果的分析能力，已对学生的综合实验能力做出较为准確的评价。此外，我们还以知识竞赛的形式考查实验中基础知识与技能，提高学生学习兴趣的同时巩固教学效果，活泼教学气氛。

4. 结束语

我院生物科学专业自2005年招生以来已培养8届本科毕业生，近年来，随着实验教学改革的不断推进，我院生物科学专业在人才培养事业中也取得了可喜的成绩。通过对在华大基因研究院联合培养的学生的交谈记录、实习单位对学生的评价、用人单位对学生的评价等调查结果中得出，本院生物科学专业学生的实践动手能力及科研素质普遍得到实习单位、用人单位的赞赏，毕业学生的专业水平能够满足用人单位的基本需求。此结果表明加强综合性实验的教学改革，对于培养生物科学专业应用型人才具有积极地推动作用。

参考文献：

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*通讯作者：田素娟， E-mail：sjtian2005@aliyun.com

基金项目：广东药学院2015年“创新强校工程”项目-直接与生物医药产业对接的生物科学应用型人才培养示范专业（GYZLGC201505，粤教高函[2015]133号）资助