应用型转变形势下分子生物学实验教学体系的构建

张相锋， 焦子伟， 杨晓绒， 任艳利， 恩特马克·布拉提白

(伊犁师范学院 生物与地理科学学院， 伊宁 835000)

国家教育部于2015年出台了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》。随之，各地也推出了一系列政策，鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变，有一批在应用型转型做得比较好的高校，为全国普通高校转型起到了示范带头作用。而普通高校要在转型方面取得新成效、新进展，就必须聚焦专业建设、课程体系、培养模式、教师队伍等4大重点，精准发力，强力推进，实现突破创新[1]。

新疆是一个少数民族集中的地区, 伊犁师范学院作为新疆最西部的一所普通本科学校，为北疆乃至全疆基础教育人才的培养做出了很大贡献。目前在校生少数民族学生比例较大，这些学生来自新疆各地, 主要包括维吾尔族、哈萨克族、柯尔克孜族及塔吉克族等。由于新疆地域和人文环境的特殊性，在高等教育改革方面相对滞后，但是随着国家援疆力度的加大，不论从资金还是人才方面都给予了大力支持，对新疆各项事业的发展起到了极大地推动作用。但是，新疆长期的发展稳定，除了依靠国家的扶持以外，更需要新疆本地各族人民的共同努力。在国家人才援疆的大好形势下，作为本地人才培养摇篮的新疆各高校，应该抓住机遇，积极做好转型发展，努力培养更多更好、立足本地需求、能够更好满足新疆本地经济社会需求的高素质人才，为新疆各项事业的发展做出应有的贡献。

分子生物学以核酸、 蛋白质等生物大分子作为研究对象，对其形态、 结构及功能、在生命活动中的基本规律及其相互关系进行深入研究的科学，是当今现代生物学领域里最具活力的科学之一[2]。随着新疆各项事业的进步，新疆各族人民生活中会遇到与分子生物学有关的问题，比如转基因，基因治疗等，而且也出现了许多与分子生物学息息相关的企业。这些都需要相应的人才，一方面可以起到科普作用，提高各民族人民的科学素养，另一方面可以满足地方相关岗位对人才的需求。分子生物学实验是对理论知识的验证，综合运用和创新，实验课和理论课两者相互促进，让学生既懂得理论知识，又不缺乏动手实践能力。将实验课和理论课有机结合，才能构成分子生物学完整的知识体系。应用是我们在转型的新形势下人才培养的一个重要目标，因此，对分子生物学实验教学改革尤为重要。

结合本校的实际，以应用型人才培养为目标，对分子生物学实验教学体系进行了构建。

1　实验教学内容体系的构建

普通高校向应用型转变，基础是课程体系教学内容的重构[1]。普通高校应紧密结合当地实际，关注行业发展、技术进步、社会建设的实际需求和发展趋势，对教学内容体系进行重新构建。以社会需求和学生就业为导向，遵循应用型人才培养的规律，推进创新创业教育，培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力。

我校生物科学专业分子生物学实验修订之前的教学大纲，实验项目较多，共有12个实验项目(表1)，但是这些项目只注重学生基本技能的培养，虽然看起来比较系统，但是缺乏向应用方面的延伸。虽然多而全，但是实际实施过程中很难提高学生学习的积极性。

基于以上原因，我们首先深入社会实际进行调研，走访伊犁地区分子生物学相关行业，了解其技术需求，然后对其进行汇总凝练，在避免与其他课程实验项目重复的条件下，重新构建分子生物学实验教学的内容体系，制定教学大纲。

实验教学内容的整体采用模块固定项目开放的方法对实验内容进行构建。整个分子生物学实验分3个模块：基本技术模块，全部为验证性实验；综合性模块，全部为综合型实验；应用性模块,全部为设计性实验。基本技术模块内容适当进行调整，缩小综合型模块内容，加大应用型模块的比例。基本技术模块是分子生物学实验的基本技术技能，学生必须全部掌握，因此内容不能减少，但要结合实际更换为实际应用中需求较高的基本技术。综合型模块的内容主要是训练学生对前面基本技术的综合应用能力，不需要太多项目。而应用型模块主要涉及基本技术在地方经济和社会发展中的综合应用，要适当加强比例。

用以上的方法，我们对现有实验体系进行相应的调整。首先将不同类型核酸提取、含量纯度检测、核酸的酶切、目的核酸的扩增、核酸体外拼接、细胞的转化、转化子的鉴定这些具体的项目归为基本技术模块。对于综合型模块设立一到两个项目，目前我们设立一个工程菌的构建，随着实际需要也可以增加和调换。对于应用型模块，结合地方生产生活的需要，设立4个项目：动植物病原体分子检测、种子纯度和质量分子检测、转基因产品的分子鉴定、物种多样性的分子检测。目前确定的实验项目见表2。

以上所有模块中的具体项目是开放的，不是一成不变的，随着分子生物学实验技术的不断更新和实际的需要，可以对具体的实验项目进行调整。

这样构建的实验内容体系既符合应用型人才培养的规律，又能满足社会的实际需求，同时还兼顾社会进步和技术发展。

2　实验教学方法体系的构建

分子生物学教学方法体系的构建对分子生物学实验总课程体系来说至关重要。因为分子生物学理论内容抽象，专业词汇较多，我们现在的班级多为民汉混编，汉语授课，对于少数民族同学来说，存在较大的语言障碍。另外，实验课的课时量有限，但是实验项目较多，实验时间较长。为了很好地解决这两个问题，我们对实验课教学模式进行改革，采用翻转课堂的形式，以微课为基本教学手段，采用课外课内相结合，模拟和实作相结合，增强学生对理论的认知，提高学生应用能力培养的效率。

表1 分子生物学实验修订前的教学内容

我们传统的实验课教学，首先讲实验原理，实验目的，实验步骤，仪器使用方法的演示，这些占用了实验课的部分时间，使学生动手操作的时间变少，不能够充分调动学生的积极主动性，实验教学效果不明显。同时在教学过程中无法照顾到每一个学生，不能对学生进行有效的管理，进而无法进行合理高效的评价。鉴于以上原因，我们对传统实验教学模式进行改革，依托学校尔雅平台，建立课程网站，以翻转课堂模式开展实验课教学改革[3-6]。

表2 分子生物学实验修订后的教学内容

对于实验原理、实验目的、实验步骤及仪器使用方法的演示等内容，我们录制成微课，针对少数民族学生汉语水平不高，对专业词汇理解难度大这一普遍现象，微课中添加民语言字幕，对于关键名词添加民语言解释，这样可以有效地提高少数民族学生专业汉语的能力。制作好的微课上传到课程网站，根据微课内容及学习要求，设计相应任务，以任务驱动学生观看微课，完成任务可以获取相应分数计入实验成绩，比如学生根据微课内容，自己定制实验步骤及仪器使用方法，然后将此任务上传课程网站，不完成此项任务既不能进实验室，也不能获得相应的分数，这样可以克服传统实验课学生不认真听讲，实验步骤演示及仪器使用演示无法兼顾到每位同学的弊端。另外，在课程网站中设立模拟实验室，在学生对实验原理，方法步骤有充分认识的基础上，进行模拟操作，进一步熟悉实验流程，注意到实验过程中的关键步骤和事项，为课堂上的实际操作打下基础。同时在课程网站开设讨论版块及时了解学生课外学习情况，及时解决学生学习中的问题，保证学生不带着疑惑进入实验室，同时发现学生学习中的创新性思维。

实验课过程中，将学生分成固定的小组，进行实验操作，在操作过程中要求学生用图片或视频记录本组实验进展情况，尤其突出实验过程中的关键环节。课后上传课程网站，小组之间互评打分。在此过程中老师只需要对个别疑问的小组进行指导即可。

课程网站开设成果展示模块，便于学生课后提交实验过程中的成果，同时学生在实验课后进行的实验总结和延伸在此板块进行展示。实验课后总结主要要求学生对实验项目有一个深刻的认识，总结实验成败的关键因素。另外结合本实验的实验技术，要求每位同学通过查阅资料写一份1000字左右的小论文，加深对实验项目的理解。

表3 分子生物学实训考核标准

3　实操实训基地体系的建设

高校要全面推广系列“卓越人才培养计划”的改革成果，深化产教融合、校企合作的人才培养模式改革，加强高校与实务部门、行业企业的融合发展、协同育人，共同制定应用型人才培养标准，共同完善人才培养方案，共同构建课程体系教学内容，共同建设实习实训基地，共同组建教学团队，共同实施培养过程，共同评价培养质量，实现人才培养规格与产业行业发展和用人部门实际需求无缝对接[1]。在充分了解政府关于区域经济发展的政策导向,及本地区相关部门和单位人才需求的知识结构的基础上[7],依托伊犁地区相关实务部门以及相关行业企业，与之建立人才培养和实践教学指导委员会，加强校企联合、产学研一体的大型实作实训中心，实现高校与企业全方位、实质性合作，建立以基地导师对学生的评价体系(表3)。

通过学院实践教学指导委员会与伊犁州质量监督局、检验检疫局、疾控中心及农业科学研究所及相关部门就实作项目建立了合作基地，配套相应的运行机制、硬件条件、师资队伍等。在实作基地建设过程中,针对生产与教学的矛盾、实训运行成本偏高、整体管理难度较大等问题, 遵循教学为本、机制优先、选择性开放的原则，妥善进行解决[8-11]。

4　实验评价体系的构建

基于传统分子生物学实验考核方式的局限性，在比较分析多个高校相关课程考核方法的基础上，系统建立了该课程形成性评价体系，该体系能全面考查学生在实验课程全过程中的实际表现，重点考核学生的实验操作能力，并通过学生自评、互评和教师评价等环节，进一步培养学生动手操作、分析问题和解决问题的能力，能全方位、多层次客观评价学生[12-15]。

1)课前考核(包括学生互评10%、学生自评10%和教师评价10%，共计30%)。

要求学生在课前完整地收集实验相关的文献资料，预习相关实验理论知识，了解多种实验操作的基本原理和仪器的基本操作。因此，我们将结合分子生物学实验的网络课程教学平台，要求学生在实验开始前1～2天网上提交预习报告(预习报告内容多样化，可以包括实验原理、主要实验流程和操作步骤、实验注意事项等)，同时进行自我评分、互评和教师评价。

2)课中考核(包括学生互评20%、学生自评10%和教师评价20%，共计50%)。

要求学生实验开始前合理规划实验步骤，有效安排实验时间，使用正确的操作手法和规范的操作程序，以科学认真的态度得到真实合理的实验结果(不考虑最后实验结果是否成功)。其中，学生的实验态度(不迟到、不早退或无故缺勤)和实验动手操作是否标准化(参考已制定好的实验标准操作规范)各占10% ，这两部分都属于小组成员互评成绩(即学生互评20%)；每个独立的实验都要有详尽的实验记录(包括数据或图像分析等)，要求学生在实验结束后1～2天网上提交实验记录，同时进行自我评价(即学生自评10%)。另外，在课间考核过程中，实验指导教师也应实时观察和记录学生在实验过程中的整体表现，即实时跟踪学生实验过程，准确掌握学生的实验结果和实验操作情况，及时指出学生存在的问题，对学生存在疑问现场指导和解答，使学生有成就感的同时认识到不足，学习更加主动，同时给予评价(即教师评价20%)。

3)课后考核(小组互评10%，教师评价10%，共计20%)。

要求学生课后提交规范格式的纸质版实验报告，并能科学合理地进行实验结果的分析和讨论(教师评价10%)。课程网站提交的课后任务完成的效果(小组互评10%)。

4)期末总评成绩(平时成绩70%，笔试成绩30%)。

期末总评成绩=各实验项目的平均成绩×70%+实作成绩×30%

实作成绩由校外导师评价。

5　结束语

以上是我们基于本校的实际情况，对分子生物学实验教学体系的总体构思，部分已付诸实施，提高了学生学习的兴趣，增强了学生的参与意识，使学生的动手能力、综合应用能力得到了很好地训练，最主要增强了学生对岗位的适应能力。但面对应用型转变的新形势，普通本科院校，尤其是处于少数民族地区的普通本科高校，在课程教学体系改革方面还有很长的路要走。希望我们的构思和方案，能对少数民族地区实验教学改革有所帮助，让我们共同努力推动少数民族地区高教事业的发展。

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