实验项目设计理念与实验室建设及人才培养途径创新

李天星

(楚雄师范学院 化学与生命科学学院，云南 楚雄 675000)

·实验室建设与科学管理·

实验项目设计理念与实验室建设及人才培养途径创新

李天星

(楚雄师范学院 化学与生命科学学院，云南 楚雄 675000)

创新实验项目设计理念，对于人才培养途径的创新、遗传学实验室的建设和学生的学习效果、学习兴趣、学生知识结构、学生专业知识体系的系统性、完整性及创新型人才的培养等方面都具有重要的影响，从而影响到本专业培养目标的实现。创造性地构建实验项目是实现高校实践教学可持续发展乃至整个高等教育可持续发展的一个重要举措。

实验项目； 实验室建设； 实践教学； 人才培养途径； 高等教育改革； 遗传学

0 引 言

在相当长的一段时间内，我国中部和西部地方高校还存在办学经费筹措困难、实验室建设投资经费不足、学生生源质量偏低的现象。如何科学而有效地降低实验室压力的同时，保证人才培养的数量和质量，走出一条差异化发展之路，提升办学水平，实现学生的低进高出，是各个高校必须认真思考和研究的问题[1-2]。

由于种种原因，我国中部和西部地方高校毕业生大部分最终都要回到学生生源地所属的省、州、市、县工作或打工，能出国深造和继续读研究生的学生所占的比例不大，他们本科阶段的毕业证和学位证往往就是他们这一生的最高学历和最高学位。对于他们中的相当一部分学生而言，大学阶段所学到的专业知识和技能就是他们找工作和应对社会选择的全部专业知识和技能。同时，伴随着中国社会经济的飞速发展及其所诱发的地方高校不断向应用型高校的转变，传统的地方高校人才培养方式和途径受到了前所未有的挑战，重实践能力、重应用能力成为这个时代对人才消费的主流模式，地方高校能否在实践教学体系的系列改革中实现人才培养途径的多元化，以确保和社会对人才需求实用化、多元化的成功对接，成为关乎地方高校办学兴衰成败的大事。

1 依据“规范”，系统设计遗传学实验项目

近年来，全国不少高校依据自己长期传统的办学经验或照搬国内外一些著名高校的办学模式和办学理念来设计相应生物技术专业课程的实验项目的做法，易导致经验办学和主观办学等不规范办学现象的发生，给地方和全社会教育事业的发展带来巨大的损失[1-2]。

“高等学校本科生物技术专业规范”(简称“规范”)等规范性文件规定了本专业培养目标和人才培养规格[3-6]，同时，明确了遗传学教育是该专业人才培养专业知识体系中必不可少的一部分[3-6]，从而为遗传学实验室建设及遗传学实验项目的设计提供了依据。由此，我校对生物技术专业遗传学实验项目从项目设计理念到具体的项目选取进行了多年的探索与实践[7-19]。

我校位于云南省楚雄州境内的楚雄市，2001年才从原来的楚雄师专晋升为一所本科院校。作为一个彝族自治州，楚雄州社会—经济—文化的发展水平较低，这对我校新建的生物技术专业的建设和教学改革工作，是一个严峻的挑战[7-19]。

以“规范”中的相关内容为依据，制订了遗传学实验课程教学大纲。以大纲为准绳，通过多年的探索和实践，从遗传学实验教学内容的特点出发，构建了经典遗传学、细胞遗传学、数量和群体遗传学、分子遗传学相关实验和应用遗传学相关实验等实验模块。每一个模块下设置相关的1个到多个实验项目。从而实现了以“规范”为依据，以大纲为准绳，通过实验模块的构建，形成了一个系统、完整而科学的遗传学实验项目体系。

由于组成每一个实验模块的实验项目在数量、类型、难易程度及投资成本等方面都有很大的差异。这样，在以大纲为准绳的前提下，在具体每个实验模块里，都尽量选择那些实验投资少、在实验室外、甚至直接通过社会调查(而不是一定要在实验室内)就可以完成的、学生有兴趣并且容易做成功的实验项目。

实践证明，这样做，不仅可以提高学生对遗传学相关理论知识的理解层次和应用水平，使他们感受到遗传学就在他们身边，与他们的学习和生活息息相关，遗传学并不抽象而是非常感性和具体的，从而培养他们的遗传学社会研究技能和研究兴趣，增强他们调查和解决遗传学实际问题的能力，保证了遗传学实验课程的教学质量；同时，从根本上缓解了遗传学实验室的压力，解决了我校遗传学实验室仪器设备投资严重不足的问题，实现了遗传学实验教学的可持续发展。

可见，从大纲出发，以社会实践来检验和评判高校人才培养的质量和高校办学的水平为中心，创新实验项目设计理念，使实验课程走出校门，切入社会，在系统设计的基础上大胆构建实验项目，是缓解高校实验室压力和实现人才低进高出的有力举措，从高校课堂教学这一源头上开始并实现了高校人才培养途径的多元化。

多年的教学实践证明，在“规范”的框架下，从学生的实际情况和社会经济发展对人才的要求出发，创新实验项目设计理念，系统设计包括遗传学实验课程在内的各专业课程的实验项目，为我校生物技术专业课程改革、人才培养途径的创新乃至专业的建设和发展做出了重要的贡献。

2 遗传学实验项目设计的探索与实践

2.1 科学安排遗传学实验教学的时间和空间

我校生物技术专业2004年9月开始招生，遗传学课程一直为学生的必修课，从2004级到2009级，遗传学总课时为108课时，其中理论课54课时，实验课54课时，和细胞生物学、微生物学(双语课)、分子生物学等6门必修课(包括理论课和实验课)均在第四学期开课；从2010级到2016级，为了适应教学改革的需要，总课时压缩为90课时，理论课54课时，实验课被压缩为36课时，还是和细胞生物学、微生物学(双语课)、分子生物学等6门必修课亦在第四学期开课。

但从2004级到2014级(2015级和2016级还未上课)11年的遗传学教学实践来看，把遗传学和细胞生物学、微生物学、分子生物学都放在第四学期开课的做法是不科学的，会造成学生第四学期必修课程太多，学习任务太重，学习压力太大，学生自学时间不够，尤其是对于一所新建的应用型本科院校的学生认知能力和专业基础来说，学生们就更是力不从心了。因为，从首届学生(2004级)到现在2016级学生进校后，发现一个共性的问题，即长期应试教育的结果，学生中学生物基础极差，高中3年大部分学生只学了2年的生物学，近三分之一的学生学习生物学的时间加起来还不到1年，中学生物学的遗传学部分是他们平时听不懂的部分，也是他们高考拿不到分的部分，自然也就成为他们最害怕的部分。对于他们的专业基础和认知水平而言，在一学期内能把遗传学理论课和实验课学好都不容易，但是，现实是8门必修课(包括实验课)在同一个学期开，所以，学生的学习效果非常差，每一门课都出现学生大面积补考的现象，而遗传学因其综合性强(要求学生的植物学、动物学、微生物学、生物化学和细胞生物学及分子生物学等课程的基础都要好)、难度系数大(因为需要不少的概率计算和数理统计及严密的遗传学分析等基础)、非常抽象(基因的结构和功能等都需要学生有非常丰富的想象力)，而成为难中之难。

遗传学实验课就更是步履维艰了，由于无法避开的生物杂交实验等，使遗传学实验耗时更长，对学生的实验技能和实验素养要求更高，对学生的非智力因素形成了更加严峻的挑战，而这一切恰好又是这一层次学校的学生所缺失的。所以，生物技术专业无论是哪一届的学生，真正能把遗传学杂交实验做成功的学生并不多，不少学生所做的杂交实验最终都以失败而告终，遗传学实验的教和学遇上了一个难以突破的瓶颈，学生的学习兴趣在不断下降。从2004级到2011级学生后续课程的学习状况和他们最后考研及做毕业论文的情况来看，遗传学实验部分是他们普遍出问题的一个地方。而且，4门必修的实验课在同一个学期开设，给实验室造成了巨大的压力，实验室基本的仪器、设备和器材面对近年来每届都招收双班(共90人左右)的生物技术专业的学生来说，显得非常稀缺。

所以，从2015级开始，果断地把遗传学(理论课54课时，实验课36课时)推迟到第六学期，和推迟到第五学期的分子生物学及第四学期开设的细胞生物学、微生物学(双语课)等必修课在时间上和空间上都独立开来，从根本上为学生学习遗传学知识、进行遗传学实验夯实了必要的专业基础和充分的实验技能准备，使学生各学期和各学年的知识结构更加合理；同时，从源头上解决了学生第四学期学习任务太重的问题。

2.2 创新实验项目设计理念，大胆设计切入社会层面的遗传学实验项目

从2004级～2009级，生物技术专业遗传学实验课都是54学时，2学分；从2010级～2016级，为了适应教学改革的需要，遗传学实验课减少到36学时，1学分。

在学校对遗传学实验室仪器设备的投资几乎为零的情况下，由于学时的压缩，使得本来就难教、难学、难做的遗传学实验更加困难，伴随着我校向应用型高校的快速转变，对遗传学实验的教和学形成了更加严峻的挑战。为了实现遗传学实践教学的可持续发展，逐步放弃了传统的遗传学实验项目设计理念，以学科发展和社会发展的需求为导向，以社会实际应用结果来检验和验证学科的理论和原理，大胆设计一系列能切入社会层面的遗传学实验项目，从中筛选出符合我们的教学实际情况的社会调查研究项目作为实验项目(表1)，从而在遗传学实践教学与社会发展需要之间搭建起一座桥梁，使遗传学实验课程走出实验室，进入社会，把学生的注意力聚焦到遗传学的理论原理与社会实践应用的关系上来，使理论和理论的实际应用形成了鲜明的对比，在更深层次上强化了学生对遗传学理论原理的理解和认知，在最短时间内以最直接的但又不同于传统人才培养模式的另外一种方式实现了人才的低进高出。这一切证明了无需经过大量的专业见习和专业实习同样可以培养创新型和应用型人才，创新了人才培养的途径，实现了高校人才培养途径的多元化。

为此，将遗传学实验项目分解成了室内实验项目和室外实验项目及社会调查研究项目三大部分[7-15](见表1)，社会调查研究项目的课时数占总课时数的1/3以上。从2012级开始，36课时遗传学实验课的9个实验项目中(2个选做实验只选其中之一)，有5个共24课时的必做实验和1个3课时的选做实验，可以不依赖于实验室在室外和通过社会调查直接进行，而无需过多的实验仪器和设备；实验室内仅剩下3个共9课时的必做实验和1个3课时的选做实验(表1)，即“果蝇的伴性遗传” 、“果蝇唾腺染色体的观察”、“数量性状实验” 和“体细胞Barr小体观察”这4个室内实验，用普遍学生都非常熟悉的果蝇作为实验材料，以及从学生自己口腔取材，因此，也无需过多的实验仪器和设备，但实验结果明显，实验非常成功。结果，学生实验技能考试和学生期末考试的情况都比前面各级的学生好了，学生大面积补考的现象没有了，从而保护和培养了学生的学习兴趣，保证了学生专业知识结构的系统性和完整性。

表1 《遗传学实验》的实验项目

2.3 实验室建设与人才培养成效

在学校对遗传学实验室仪器设备的投资非常有限的情况下，从“规范”出发，依据教学大纲，创新实验项目设计理念，把室内实验和室外实验及社会调查研究有机地结合起来，大胆构建实验项目，有效地减轻了实验室的压力，降低了实验教学和人才培养的成本，保证了实验教学质量，实现了我校生物技术专业遗传学实验课程教学的可持续发展，为我校生物技术专业的建设和发展做出了应有的贡献。

从2012级开始到现在，各级学生遗传学实验技能考试和期末考试的情况一届比一届好，学生期末考的卷面成绩及格率已达90%以上，期末成绩总评时期末考的卷面及格成绩可以60分来记，而不再是通过总评才能使他们的最终成绩达到合格的要求，学生大面积补考的现象没有了。同时，也培养起了学生对遗传学实验的兴趣，终于有一部分学生想做遗传学方向的毕业论文，还敢去考重点大学遗传学专业的研究生，本科毕业后去从事与遗传学有关的工作，按他们的话说就是“遗传学实验原来是那么的有意思”。而这一切对于2012级以前的学生来说简直就是不可思议的事情。由此，实现了人才的低进高出，创新了人才培养的途径，实现了高校人才培养途径的多元化。

3 实验项目设计理念的创新本质是人才培养途径的创新

创新实验项目设计理念核心是创新高校人才培养理念，是人才培养途径创新的具体体现和真实表达，是人才培养途径创新的一个有效机制。

生物技术专业遗传学实验课程设计与遗传学实验教学的可持续发展及遗传学实验室建设和发展的实际经验表明，发现以实验室为中心的传统的实验项目设计理念已经无法解决我校该专业实验课程教学所面临的各种问题。相反，在优化各专业课程时空结构的同时，在区域乃至全社会背景下因地制宜、因时制宜地不断创新实验项目设计理念，走出实验室，切入社会，实现实验项目从实验室内项目到实验室外项目再到社会调查研究项目三者的有机协调和统一，是保护和培养学生的学习兴趣、保证学生专业知识体系的系统性、完整性及培养创新型和应用型人才的重要举措，对实现各实验课程和整个专业的可持续发展都有非常重要的意义和价值。

因此，“对于全国各高校各个理科专业的建设和发展来说，各门实验课的实验项目设计都是一件大事，是高等教育改革中一个不容忽视的问题[1-2]。”

4 结 语

中国高等教育发展的现状注定了中国高等教育改革将是一次长期的革命，教育思想和教学理念的革命首当其冲，创新实验项目设计理念只是高等教育系列改革中的一个环节。

创新实验项目设计理念，不断优化各专业课程的时空结构，大胆、系统地设计和构建遗传学实验项目，克服了我校遗传学实验室现有条件的限制，保证了遗传学实验教学的质量，保护和培养了学生的学习兴趣，实现了生物技术专业遗传学实验课程教学的可持续发展，为生物技术专业的建设和发展及人才培养途径的创新做出了应有的贡献。这对于一所地处西部、边疆、民族地区的新建的应用型本科院校是非常重要的。

感谢：对云南大学叶辉教授、杨树华教授给予的帮助表示感谢！

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Experiment Items Design Idea and Laboratory Construction and the Innovation of Talents Training Ways

LI Tianxing

(Department of Chemistry and Life Sciences, Chuxiong Normal University, Chuxiong 675000, Yunnan, China)

There are important effects of the innovation of experiment items design idea of genetics. The effects contain the innovation of talents training ways, genetics laboratory construction, records of studies of students, learning interest of students, structure of knowledge of students, systematicness and integrity of their professional knowledge, and the training of innovative talents, as well as implementation of professional train objective. Ingenious construction of experiment items is an important measure of the sustainable development of practice teaching in universities and higher education in China.

experiment items; laboratory construction; practice teaching; talents training ways; higher education reform; genetics

2016-11-25

国家自然科学基金项目(31360102)；云南省应用基础研究计划项目(2011FB089)；楚雄师范学院主干课程建设项目(201305)；楚雄师范学院教学改革立项研究项目(1311)

李天星(1968-)，男，彝族，云南永仁人，博士，教授，研究方向：植物生理生态学、景观生态学和生物学教育研究。

Tel.: 15887517910；E-mail：lxyhx@163.com

G 642.0

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1006-7167(2017)08-0259-04