系统论视域下生物技术专业实践教学体系改革

叶 嘉，李志亮，张 浩

(邯郸学院 生命科学与工程学院，河北 邯郸 056005)



系统论视域下生物技术专业实践教学体系改革

叶 嘉，李志亮，张 浩

(邯郸学院 生命科学与工程学院，河北 邯郸 056005)

为落实党的十八大和教发[2015]7号《引导部分地方普通本科高校向应用型转变的决定》文件精神，实现地方高校围绕“创新驱动发展、大众创业万众创新”等国家重大战略，找准转型发展的突破口，实现创新发展，鉴于地方高校生物技术专业实践教学体系，存在着教学目标不明确、教学体系不系统、“双师型”师资队伍匮乏、实习实训基地建设与企业不对接等问题。以系统论的思想、原则和方法为指导，以邯郸学院为个案，采用调查法、个案法、实践法等手段，重构地方院校生物技术专业的实践教学内容体系、管理体系和评价反馈体系，不断提高学生专业与职业、创新与创业的能力，加快专业转型发展。

生物技术专业；系统论；实践教学；体系建设

DOI号：10.13320/j.cnki.jauhe.2016.0147

实践教学是高校根据专业培养目标和培养方案要求，有计划地组织学生获取感性知识、进行基本技能训练、培养具有创新意识和创新精神的高素质应用型人才的重要环节；是学生理论联系实际、掌握科学研究方法、提高动手能力、形成实践创新意识和创新精神的重要平台；也是促进学生知识向能力、素质转化，提高综合素养、形成正确价值观的重要手段和途径。从现行的生物技术专业实践教学内容看，传统的实践教学多以“验证性”实验为主，一般重理论知识的验证，忽略对实验操作技能、综合运用知识、解决实际问题能力的培养[1]。同时，受传统的理论教学以及高校老师缺乏社会实践经验的影响，校企合作在大学教学中的发展比较缓慢，特别是在生物类专业的教学中，企业行规与实践教学计划间存在冲突，完整的实践教学体系尚未建成[2，3]，无法适应地方高校生物技术应用型人才应具备的综合性、实践性和应用性的需求。

从实践教学管理体制看，过于强调学科、专业与课程，无法满足行业、企业对学生新技术、技能训练的要求，实验的设备购置与管理无法满足学生创新能力的培养；从实践教学评价方式看，过于强调校内教学环节的考核评价，忽视了企业、社会等校外环节的评价与反馈。因此，地方本科院校实践教学体系改革应从现行内容、管理及评价存在的问题入手，使之更好地适应应用型人才培养的需求。

一、系统论在生物学实践教学体系构建中的指导意义

系统论是研究各种系统共同特征，用数学方法定量描述各系统功能，寻求并确立一切系统原理、原则和数学模型的一门具有逻辑和数学性质的学科。该理论于1947年由美籍奥地利生物学家贝塔朗菲创立，其基本原理是将研究对象看成一个由若干相互联系、相互作用的要素构成的，具有特定功能和运动规律的整体[4]。将该理论作为一种科学研究方法，运用其基本原理把研究对象以系统的形式表现出来。从整体、联系、结构、功能等方面，精确考察整体与部分、部分与部分、整体与环境之间的关系，找到最优化解决问题的办法。

鉴于地方高校实践教学体系自我构建能力普遍不足的现状[5]，将生物学实践教学体系看成一个系统，按照应用型人才培养目标要求，体现实践教学内容的关联性与同步性、实践教学管理的协调性、实践教学评价的时效性和动态性，最终实现实践教学体系的优化。

二、系统论视域下生物学实践教学体系的构建原则

按照系统论观点，可将生物学实践教学体系视为一个系统。遵循系统论方法原则，从整体上分析实践教学体系的内容、管理与评价组成要素、各要素间内在关系，系统内要素的结构与功能，以及系统、组成要素、环境之间的相互关系和变动规律[5]，根据系统内各组成要素运行情况对结果加以分析，从而调整系统的结构和要素间的关系，使系统达到优化目标。

(一)实践教学内容的关联性与同步性原则

实践教学内容的选择按照“平台+模块”[6]模式，一、二年级是专业基础实验和基本技能训练平台，以够用为原则；三年级是专业技术综合训练平台，主要以综合性、设计性实验为主要内容，以专业技能训练为原则；四年级以应用性实训项目、毕业论文、顶岗实习、大学生科技创新大赛等形式的开放式应用技术平台，以提高技术应用能力，培育创新意识、创新精神为原则。

(二)实践教学管理的协调性原则

实践教学作为一个多样化的复杂系统，只有系统内各要素之间、各系统之间、系统与外部环境之间协调运行，才能实现既定目标。基于此，在现行实践教学管理体制和运行机制下，需要打破学科、专业本位的管理模式，建立区域高校间、校企间教学资源共享机制，实现资源利用最优化，发挥系统的协同效应[5]。

(三)实践教学评价的时效性和动态性原则

实践教学评价作为一个系统，主要对实践教学目标定位、教学内容、教学过程、教学效果实施动态监管，此监管与反馈对于实践教学系统的目标定位、稳态运行、优化有至关重要的作用。

三、系统论视域下生物技术专业实践教学体系改革实践

在实践教学体系改革实践中，按照构建原则，打破学科本位、课程本位的条框、根据不同平台、模块内容，构建以技术为主线、校内外结合、社会、学校和企业3方互动的“内容+管理+评价”的生物技术专业实践教学体系，并在实践教学中加以应用，符合地方院校生物技术专业应用型人才培养的需要。

(一)“立体式”实践教学内容体系改革实践

实践教学内容体系构建的难点与核心是课程结构优化与转变理念，即从应用型人才培养方案入手，改变传统的以理论教学为主导的“验证性”实践教学方式，重组系统各种平台和实验课程模块，建立有利于提高学生综合知识、实践能力、创新精神的实践教学体系。

“1+2+1”人才培养方案是邯郸学院实施应用型人才培养模式改革的新举措。第一个“1”代表基础学习阶段，“2”代表专业学习阶段，第二个“1”代表校内实训与校外顶岗实习。结合生物技术专业学科特点和专业培养目标，打破课程与学科界限，将“1+2+1”培养方案实践教学内容体系按照技能、技术，构建了3个平台。每一平台由若干个课程模块组成的实践教学内容体系，形成多学科交叉特征[7]。3个平台分别是：专业基础实验平台、专业综合实验平台、应用技术平台，不同平台间实验内容按照技术重组、内容重组等方式，形成“平台+模块”的实践教学体系。同一平台由若干模块组成，如专业基础实验平台由生物基础系列实验组成。在实验教学内容安排上，保留经典的基础性实验，诸如：生物化学“乳制品中蛋白质含量测定方法的比较研究”实验，对于以往大部分“验证性”实验整合转化为以综合性、设计性为主、兼有创新性的实验。实训课程按照专业方向，实施模块化教学，形成专业方向“平台+模块”内容体系，以此实现地方院校生物技术专业实践教学内容重构与改革实践。

1.基础技能综合化。以专业基础平台为例，按照“基础-综合-设计-创新”能力递进培养原则，将经典性基础实验与综合性、探究性实验相结合，培养学生的实验操作技能及创新能力。在开设经典基础实验的同时，将学科基础(化学、物理)技能、生化分析、显微观察、生物培育、细胞分子技术5个模块，整合为专业基础实验平台，优化了生物化学、微生物学、分子生物学等8门课程的实验内容。如“分子生物学实验”用“鲤鱼nod1基因的扩增、克隆与检测”一个实验，串联起：分子实验技术规范训练—鲤鱼基因组DNA提取技术-DNA琼脂糖凝胶电泳技术-PCR扩增及检测技术-目的DNA的纯化技术-基因重组技术-质粒提取及检测技术等若干模块，替代了原来9个独立设置的单元实验。按照技能技术重组内容，帮助学生通过实验流程操作掌握实验技术，实现基础技能内容的综合化训练。

2.专业技术模块化。专业技术主要涵盖胜任职业岗位(群)的专业能力。此平台建设按照工艺流程顺序，由生物工程上游、生物产品生产和生物工程下游3大技术模块组成，将生物技术专业核心课程中的细胞工程、基因工程、酶工程与发酵工程技术进行重组，实现对专业核心技术全过程训练目的。如：生物产品生产技术模块中淀粉酶的制备，通过“淀粉酶的麸曲固态发酵生产”实验，引导学生自主设计实验方案，突出“做中学，学中做”理念；以酶制品生产为目标，让学生采用小组合作方式，以麸皮为主要发酵基质，豆粉饼为氮源，利用发酵技术将米曲霉接种于富含淀粉的培养基中诱导产生淀粉酶。这一技术的习得为学生后续发酵工程“校中厂”啤酒生产实训奠定基础。

3.应用技术训练项目化。按照培养计划，在第二学期的短学期，由教师带队，组织学生到与专业相关的邯郸制药、邯郸康业生物科技、邯郸丛台酒业、晨光生物科技集团股份有限公司等十余家校外企业进行工厂认知实习或参观生产车间。根据地方企业需求，依托行业将生物技术专业分为植物药提取检测、食品加工、污水处理3个方向，开设32个实训项目。主要包括黄芩苷与总黄酮、紫薯色素的分离、纯化；黄芩苷体内抗氧化和体外抑菌活性检测；苹果汁加工生产；烘焙食品生产；特色啤酒的生产；污水处理、污泥培养与驯化、城市污水生产运行等。上述项目的开设，为后续企业顶岗实习形成校内与校外的无缝对接。

(二)“全方位”实践教学管理系统改革实践

实践教学管理体系包括管理机构、管理机制和管理队伍。管理机构主要是生命科学实验实训中心。管理机制主要是制定并实施管理制度，做到设备购置、使用、管理统一，管理人员、实验实训室、教学编排统一，保障实验实训中心安全运行。管理队伍主要是实验实训中心主任、实验员、实验教师，保障实践教学系统的畅通运转(图1)。

图1 实践教学管理体系

1.健全实践教学管理机构。通过生命科学实验实训中心，负责管理制度的制定和落实，与专业教研室共同规划专业实验、实训室的建设，由专兼结合的实验管理队伍负责实验室与中心的管理及安全运行。

2.建立实践教学管理体制

(1)制定比较完善的实践教学管理制度。制定系列实验中心管理制度和办法，通过制度规范开放性实验教学的管理，规范实践教学评价，规范综合性、设计性实验项目认定与实施等环节，以制度保障实践教学管理体系的运行。

(2)明确管理主体。建立包括任课教师、实验员、实验实训中心主任3方参与的实践教学管理主体，保证实践教学管理体系的高效运行。

3.加强实践教学管理队伍建设。职责明确、分工合作的专兼职实验管理队伍建设是实践教学有序开展的保障。教师负责实验、实训项目开设及实习过程中学生的管理。实验员负责实验实训室的日常管理，保障实验实训中心工作安全运行。实验实训中心主任负责管理制度的制定和落实、实验实训室的建设、管理及安全运行。

(三)“多元化”实践教学评价体系改革实践

1.“多元化”实践教学考核评价体系改革实践。多元化评价主要包括过程性、终结性、综合性等评价。基础技能平台“人体解剖生理学实验”、“生物化学实验”实施过程性评价，突出学生在实验过程中技能学习的形成与掌握，将技能掌握分解在不同环节进行考核检查。“人体解剖生理学实验”、“动物学实验”实施终结性考核，前者试卷共分为显微观察操作、标本模型认知、6240B/C生物信息采集系统3部分，采用8套试卷和抽签方式进行终结性实验考核。专业技术平台“酶工程实验”实施学生自评、互评、教师评价。应用技术平台项目实训则采用独立的评价标准，如：环境工程方向——“城市污水处理实训”，按照生产单元，对污水处理生产线认知、处理单元分项实训、污泥培养与驯化等不同岗位实施考核。

2.“多元化”实践教学反馈评价体系改革实践。生物技术专业的实践教学实行社会(行业、企业)、学生家长、学校(教学处、教学督导)3方评价，明确评价主体、内容和对象，每学年将评价结果及时反馈于实验实训中心及任课教师，不断调整实践教学内容、教学管理方式，保障实践教学顺利进行(图2)。

图2 实践教学评价体系

(四)实践教学系统的重组与优化

一个系统可分为若干个子系统，系统内部、系统与外部环境之间构成具有多重目标的复杂系统。可将复杂系统的多目标以及矛盾目标在各子系统间相互协调，协同作用，必要时重新优化与重组，从而达到实践教学体系的稳态。

四、结语

系统论对于普通高校实践教学体系的构建具有重要意义。就地方院校而言，必须紧密结合地方经济建设需要，不断调整实践教学教学体系的教学内容和教学运行管理形式，加强监控与反馈系统，完善体系优化与重组，才能提高人才培养的适应性，满足社会经济建设对人才的需求。

通过对实践教学内容、管理、评价等实践教学体系的改革与实践，使得实践教学得到了发展和完善。改革实施4年来，除构建了内容、管理、评价“三位一体”的实践教学体系外，还有效的提高了学生的实操能力、技术应用能力和创新能力，学生综合素质也普遍得到提升。完成开放性实验项目40多项，每年完成毕业论文(设计)100多项，学生发表论文17篇。2013—2015年，共有13人次先后分获“创青春”河北省大学生创业大赛获一、二、三等奖。19人次分获河北省大学生“挑战杯”课外科技大赛一、二、三等奖。5名学生获得河北省红十字应急救护大赛三等奖。学生申请实用新型专利1项。学生考研录取率为30%左右，录取学校多为中国农业大学、南开大学、北京林业大学、华中科技大学等知名高校。学生顶岗实习安排率为100%，专业对口就业率达到95%。实现“毕业能就业、就业能上岗、上岗成骨干”的就业目标。2015年，对用人单位的跟踪调查结果显示，毕业生具有较强的爱岗奉献意识，社会适应能力和技术应用能力，普遍受到用人单位的欢迎。91.2%的用人单位对我校毕业生表示满意。其中，“校中厂”啤酒生产线、烘焙食品制作工作室等项目推广至邢台学院、邯郸职业技术学院，获得很好的社会与经济效益。

在后续的实践教学中，需引导教师进入企业进行实践锻炼，提升教师的实践指导能力，建设一支合格的“双师型”教师队伍以及完善校内外实习实训场所活动场地[8]，提高实践教学的保障能力；重点培养能从事产品生产、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面的专业技术人才[9]；进一步加大校企间课程开发力度，将协同理论引入高校实践教学体系建设之中[10]。充分发挥高校在培养技术应用型专业人才方面的主导作用，建立与相关企业、科研机构等协同合作单位之间的深度协作，使地方院校实践教学体系整体效能实现最大化。

[1] 张秀丽，张静，李燕妮，等.探讨生物技术专业实验课程融合体系的构建[J]. 求知导刊，2016(6):138.

[2] 徐崇志.生物技术专业实践教学改革探讨——基于校企合作模式视角[J].读与写杂志，2016,13(4):80.

[3] 曾阳，陈振宁，唐勋.西部高校生物技术专业校外实践基地建设的研究与探索[J].高师理科学刊，2016,36(5):98-101.

[4] 江树勇，任正义，赵立红.基于系统论的工程实践教学体系设计研究[J].高教论坛,2009(3):82-83.

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[6] 胡璋剑.应用型人才培养新论[M].北京：中国社会科学出版社，2009.

[7] 陈剑锋，陈菁，谢航，等.构建生物工程学科创新实验教学体系提高学生的动手实践能力[J].实验技术与管理，2010，27(3):22-24.

[8] 贺鸿莉, 牛贵霞. 地方本科院校商务英语专业实践教学体系构建研究[J]. 河北工程大学学报(社会科学版), 2016, 33(1): 111-113.

[9] 李永才.食品科学与工程专业全程化、渐进式实践教学体系探索与实践——以甘肃农业大学为例[J].河北农业大学学报(农林教育版)，2015，17(5):7-9,23.

[10] 谢爱娟，姜艳，陶宇炜，等.协同视阈下高等职业教育实践教学体系的构建与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版)，2016,18(2):50-53.

(编辑：刘伟霄)

2016-07-05

河北省高等学校教学改革研究项目：“系统论视域下新建地方本科院校生物学实践教学体系改革与实践”(编号：2012GJJG206)；邯郸学院综合改革项目(编号：1412010)；邯郸学院综合改革项目(编号：15sjf162)；邯郸学院综合改革项目(编号：15sjt1012)。

叶 嘉(1963-)，女，硕士，教授，研究方向：资源植物开发利用。

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