生物技术专业开放与自主实验教学模式初探

常金荣 邝枣园 谭宇蕙 张广献

摘要：为响应广东省提出的创新强校工程，2014年我院首次开办了生物技术本科专业，在实验教学过程中采用开放和自主相结合的实验教学模式，建立形式多样、过程测试的考核机制，为培养具有实践能力和科研能力较强的高素质创新性的生物技术专业人才打下坚实基础。

关键词：生物技术专业；开放与自主；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）13-0155-02

生物技術是指人们以现代生命科学为基础，利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品为社会服务的技术。生物技术是一门实践性很强的学科[1]，因此，培养学生的创新意识和实践能力是生物技术专业人才培养的基石，其中实验教学在学生实验技能的培养过程中起着决定性的作用。所以，加强实践性教学和学生实验操作技能的培训是生物技术专业的重点。2014年，广东省教育厅、财政厅印发了《广东省高等教育“创新强校工程”实施方案（试行）》[2]，为了贯彻落实广东省提出的创新强校工程，当年广州中医药大学基础医学院首次开办了生物技术本科专业。结合我校的人才培养目标及生物技术专业的特点，我们提出了开放与自主的实验教学模式，并在《分子生物学》实验教学中进行实践，以期建立完善的开放自主的实验教学体系，培养出具有创新精神、实践能力及科研能力较强的高素质现代生物技术专业人才。

一、建立开放和自主的实验室教学模式

1.学生进入实验室前的培训。（1）介绍实验室的布局，学习实验室的安全卫生管理制度；（2）熟悉常用实验仪器的正确操作方法；（3）了解实验项目的主要内容及临床意义；（4）学习如何自主申请实验室及实验仪器、耗材；（5）规范学生在实验室内的行为举止，养成科学严谨的工作态度及良好的工作习惯。（1）—（3）的培训，我们可以借助多媒体来完成；（4）—（5）需要实验室教师细致耐心的讲解。经过培训，使学生树立实验室安全意识，养成良好的实验室工作习惯，在科研过程中更好的使用开放式实验室，规范实验室管理。

2.实验室的开放管理。生物技术专业的实验课实行开放式管理模式，实验室的开放，主要包括实验时间、实验内容、仪器设备的开放。对于教学计划内的实验，学生除了在课堂上教师的指导下完成之外，还可以根据自己的兴趣，选定时间来完成更深入的实验内容。同时，学生也可以利用实验室的仪器设备对教学计划以外的实验内容进行学习，包括自主设计的创新性综合性实验。开放的实验教学模式，能够给学生提供更大的自主学习空间，有助于培养科研能力强的高素质创新性人才。此外，开放的实验教学模式，还可以最大限度的利用实验室资源。

3.以学生为主体的自主学习的实验教学模式。与传统的“三阶段式实验教学模式”（实验课前预习、实验课、课后实验报告）不同[3]，自主学习的实验教学模式，要求学生自己熟悉实验相关内容，独立完成实验操作。教师不再对实验内容进行讲解，而是针对实验项目制作教学课件，通过多媒体展示给学生，帮助学生在短时间内了解实验内容及相关流程；实验过程中给予技术指导，并引导学生自己独立思考、分析问题、解决问题。这种自主实验教学模式不仅提高了实验教学效率，还调动了学生学习的积极性，更增强了学生及师生之间的交流互动。

二、在实验教学中使用虚拟现代技术

随着计算机虚拟现代技术的不断发展，虚拟现实技术和实验室教学紧密结合起来，成为实验教学中的有效手段和方法，也是众多高校实验教学改革、实验室建设的重要方向之一。虚拟现实技术包括三个基本特征：沉浸性、交互性和想象性。沉浸性作为虚拟现实技术最主要的特征，就是让用户感受到自己存在于虚拟世界中，并参与虚拟世界的各种活动，突破了被动的观察者的惯例。交互性，则是指参与者和虚拟环境之间进行交互。想象性，是指在虚拟环境中发挥人的创造性和想象力。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用[4]。采用虚拟现实技术建立的实验室，模拟各种实验环境及实验操作过程，实验者可以在虚拟环境中完成预定的实验项目。基于虚拟现实的实验教学，可以使学生积极主动的进行自主化、个性化及探索性的学习，尤其对于自主设计的创新性综合性实验，学生可以先在虚拟的实验室里完成预实验，判断实验的预期结果以及实验过程中可能出现的问题。这样不仅可以避免在正式实验过程中少走一些弯路，而且可以减少大型仪器的使用损耗和实验材料的消耗，降低实验成本，同时能够激发学生学习兴趣，更有利于建立以学生为主体的自主学习模式。2016年我院获得“中央财政支持地方高校发展专项资金”的支持，建立基础医学类虚拟仿真实验教学平台。生物技术专业依托虚拟仿真实验平台，更好的开展创新性、综合性教学实验项目，拓展专业知识领域，加强科研实践与创新能力。

三、建立灵活的多样化、分阶段考核机制

传统的实验教学多通过学生期末提交实验报告来考核，这种单一的考核模式很难体现学生实际的动手能力和创新设计能力。基于开放、自主的实验教学模式，我们建立了多样化、分阶段的考核机制，更有利于检测教师的教学成效和学生的学习效果。分阶段考核是贯穿于整个实验教学过程的考核体系，包括学生的出勤情况、课前预习、实验操作过程、实验报告撰写。同时记录各个阶段每位学生的考试成绩，并按照一定的比例计算，得到最终的考核成绩。“多样化”的考核多采用小组考核、班级考核相结合的方式，做到客观、公平、公正。多样化、分阶段考核机制，更注重实验过程、注重培养学生的动手能力和创新能力。此外，还培养了学生的集体主义荣誉精神及协作意识。

四、培养高素质的实验师资队伍

建立自主、开放式实验教学模式，对实验室教师的知识结构、科研水平和指导能力提出了更高的要求。一方面引进具有博士学位的高水平教师，另一方面，为现有的教师队伍提供培训和进修机会，不断提高他们的业务水平和实验技能。同时，鼓励教师申报教学研究课题和科研项目，将科研成果引入实验教学，开设综合性、创新性实验，丰富实验内容，优化实验方法，与时俱进。在实验室教师和技术人员职称评定、工作量计算等方面应该享受同其他教师的同等待遇，调动大家工作的积极性和主动性。所以，培养一支高素质的稳定的实验师资队伍，是自主开放式实验教学顺利开展的重要保障[4]。

五、自主开放式实验教学模式在《分子生物学》实验课中的实践成效

《分子生物学》是一门实验技术要求很强的学科，因此《分子生物学》实验课的教学工作非常重要。我院生物技术专业在课程设置时，专门在第三学年设置《分子生物学》系列实验课96学时，在实验教学过程中采用自主开放式教学模式。学生按要求完成实验全程：基因工程和蛋白质工程，其中涉及DNA重组、DNA克隆、PCR、Western Blot等分子生物学技术。同时，在教师的指导下自主设计创新性、综合性实验，其中多项实验获得了学校本科大学生创新创业实验项目的经费支持。在对学生开展自主开放式实验教学模式满意度的调查问卷中显示，大多数学生给出了较高的评价，满意度达到了95%以上。

六、结语

开放、自主学习的实验教学模式，激发了学生的自主学习欲望，养成课前预习，实验中遇到问题独立思考、分析问题、解决问题，实验后认真完成实验报告等良好习惯，为培养复合型、创新型人才提供有效捷径。由于我院生物技术专业开办时间短暂，还存在很多不足，希望在今后的实验教学过程中进一步完善。

参考文献：

[1]郑世英.生物技术专业实验教学模式探索[J].衡水学院学报，2009，11（1）：109-111.

[2]广东省教育厅，广东省财政厅.广东省高等教育“创新强校工程”实施方案（试行）[Z].2014，（1）：16.

[3]扶教龙，邱业先，王桃云，等.生物技术大实验教学体系建设和实践[J].中国科技信息，2010，6（12）：121-123.

[4]王晓华，王杰，李海燕，等.高校开放实验室建设的探索[J].实验室研究与探索，2013，32（9）：219-224.