技术型人才培养模式下生物医学工程专业生物化学实验课教学研究

吴江红 邓载安 黎容松 胡鑫 哈恩娜 崔钰涵 胡俊青

[摘 要] 应用技术型人才的培养更加注重将专业技术运用到生产和研究中解决实际问题，生物化学实验在培养学生基本技能的掌握、创新及实践能力具有重要作用。传统实验教学没有很好地重视学生实践技能的培养，该文旨在转变传统实验教学模式，探索以解决实际问题为导向的项目研究式实验教学。

[关键词] 应用技术型人才;生物化学实验;项目研究式实验教学

[基金项目] 2018年深圳技术大学校级教学改革研究项目（2018105101020）

[作者简介] 吴江红（1986—），女，贵州人，博士，深圳技术大学健康与环境工程学院助理教授，主要从事电化学生物传感研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）17-0192-02    [收稿日期] 2019-12-26

一、前言

应用技术型本科教育的目的是培养专业基础扎实、注重技术实施和运用、善于解决生产管理中实际问题的应用技术型人才[1]。生物医学工程是一门综合工程学、生物学和医学等专业理论及方法的新兴交叉边缘学科，旨在用工程学的手段来解决生物医学问题，如相关医疗设备的设计和开发等。我们学校的生物医学工程专业以医疗器械为主要方向，而这些医用仪器研发的出发点应该建立在已知的生化反应基础上。因此，打好生物化学的基础，并结合工程学的方法将之转化为相应的仪器设备的研发，并应用在临床实践中，才能实现理论和实际的完美结合。

作为生物化学课程教学的一个重要环节，生物化学实验在引导学生重视基本实验技能的掌握、创新能力的培养、科研意识等综合素质的提升方面具有重要作用。可以说，生物化学实验是来源于生产实践又应用于生产实践的课程，但是当前生物化学实验课，实验教学内容多为验证性实验，学生按照教师课前讲解和实验教材的步骤按部就班地做，没有积极主动地去思考实验背后的科学问题，更没有联系实际应用，导致学生动手能力和解决实际问题的能力较弱，不利于学生实践技能的培养。本文主要讨论转变传统实验教学模式，以解决实际问题为导向，开展项目研究式实验教学，旨在提高学生的动手能力、创新能力以及能应用专业知识解决实际问题的能力。

二、教学形式改革

对于传统的生物化学实验课来说，实验教学多采取教师课前讲授实验内容与步骤，学生按照课前讲解和实验教材步骤按部就班地做的这种形式，这样的教学方式并不能很好地启发学生去积极主动地思考问题，比如，每一个实验环节为什么要这样去设计？怎样才能保证实验结论的严谨、可靠等问题。甚至出现老师讲一步做一步，没有仔细讲的部分就无从下手的现象，更没有将每一个实验联系到实际生产应用，导致学生很难将所学知识联系到与自身生活相关的实际问题中，以至于学生在以后的工作中不能把学过的技能很好地应用到实际问题中去，这样的教学方式显然不利于学生实践技能培养，抹杀了学生的自主学习动力，忽略了独立分析和解决问题的能力，也难以符合应用技术型人才培养的要求。

项目研究式教学法是一种现代化的先进教学方法，具体是将实验课程中的某个实验作为一个单独的项目交给学生来自主完成。学生在这个过程中有绝对的主动权，教师在这一过程中仅起到监督和辅助作用。给定的项目会运用到生物化学多个章节的内容以及多种实验技术方法，需要同学们自行思考与设计，培养学生独立思考和钻研的良好品质。具体实施为，对学生进行3～4人为一组的分组，每组均配备1位指导老师，先给予学生足够的时间查阅资料，设计实验方案，并定期做小组讨论，最后每个小组给出实验设计方案和可行性分析报告，指导老师进行评估，项目研究式实验过程示意图如图1所示。由于学生可能需要不断的尝试和探索，项目进行期间会存在反复试验，不断重复并改进实验过程的情况，因此仅仅按照教务的课程安排时间是不够的，要求学生们利用课余时间完成实验，因此实验室需要在工作日对学生全天开放，并配备实验老师值班，不定时给予学生一些指导和建议。例如，以纳米荧光素酶的原核表达为一个研究项目，让学生运用已学到的理论知识和实验技术去完成。该项目要求学生自行调研纳米荧光素酶的背景知识、蛋白原核表达，纯化及性质鉴定的方法。实践操作涉及到生物学及生物化学等实验技术，如核酸电泳技术、蛋白定量的实验操作、蛋白质凝胶电泳技术等，这样能训练学生们独立思考、自行设计实验的能力，并学会选择合适的实验方法解决问题。

三、考核方式改革

传统的实验课程考核一般采取“平时表现+实验报告”的方式。平时表现主要考查学生的出勤情况、实际操作情况等，实验报告包括实验目的、实验原理、操作方法、实验步骤以及数据處理等。一般来说，就报告中的前四项而言，学生都能在教材或者讲义中找到，只需照着抄下即可，这样的方式可能会造成很多学生即使做完实验也没有真正弄明白实验原理是怎么回事，而教师在批改的时候也不看重前四个模块的完成情况，这样的考核方式并不能有效地激发学生独立思考问题的能力。结合项目研究式教学方法，摒弃传统批改实验报告的方式，以学生独立完成一个以应用课程知识解决实际问题的项目作为评价本实验课程成绩的主要参考依据，学生根据课程的内容要求，自主设计课题的内容以及整个项目开展中的每一个环节，如资料查阅、实验方案设计、方案可行性论证等，随后进行实际操作，获取实验结果并完成项目报告。而考核方式采用平时表现+项目成绩，其中项目成绩不局限在实验报告上，还包括答辩成绩等。相比于传统的实验课考核方式，以这样的形式进行考核，不仅能激发学生独立思考问题并自主解决问题的能力，还能训练他们学会文献查阅与信息提取、撰写项目报告的能力，另外，通过答辩环节还能锻炼他们的逻辑思维能力以及口头表达能力。

四、结论

通过项目研究式的方式完成实验课程并通过考核，不仅能激发学生应用所学知识解决实际问题的能力，也能使其在动手能力，口头表达能力等方面得到锻炼。相比传统教学方式，项目研究式教学需要学生自主进行实验设计，学生在整个过程中必然要自行探索，并不断提出问题，这有利于激发学生对于探索新事物的好奇心，培养其发现问题并积极思考、解决问题的能力，以及探寻真理的精神。而不像传统实验教学，学生只能等着老师手把手地教，机械式地完成实验，造成许多同学对于实验中涉及的科学问题只能“知其然不知其所以然”。另外，由于项目研究式实验课需要学生以小组的方式进行，这样学生们在实验过程中需要分工协作，有利于培养学生的团队协作意识。学生在项目探索的过程中，能将实际问题联系到项目中来，其自学能力、创新能力，动手能力和解决实际问题的能力应能得到锻炼，因此，此种方式的教学更符合应用技术型人才的培养要求。

参考文献

[1]连艳鲜，李凤玲，王永芬.基于知识、能力、素质多维度人才培养的生物化学实验教学研究与探索[J].黑龙江畜牧兽医，2018，（17）：207-208.

Abstract：The cultivation of applied and technical talents strengthens on applying professional skill to solve the practical problems in the area of industries and scientific research.Biochemistry experiment plays an important role in helping students develop their basic skills and practical and innovative ability.The traditional experiment training lacks the cultivation of students' practical skills.This work aims to change the traditional teaching mode，and explore a project based experiment teaching method guided by solving the practical problems.

Key words：Applied and Technical Talents;Biochemistry Experiment;Project Based Experiment