基于生物工程专业大一学生“创新技能训练”课程的建设和思考

高婷婷　崔振波　杨盛　于丽　刘佩勇

摘 要 针对大一新生增设的“创新技能训练”课程，旨在帮助学生建立实验室安全防范意识，训练学生掌握实验中心仪器设备的操作方法，以培养其基本科研素养。首年试教，取得了一定的教學效果，同时也暴露了一些问题。本文从课程内容的设置、网络平台的支撑作用和考评机制三个方面，详细介绍了创新技能训练课程的运行管理模式，总结了实践教学过程中的不足。

关键词 创新技能训练 仪器设备培训 实验室安全 实践教学

中图分类号：G714文献标识码：A

实践教学是高校教学方式的重要组成，旨在培养学生的研究和实践能力，尤其对培养学生的创新能力有重要意义。生物学是一门基于实验的学科，创新型生物学人才的培养更依赖于启发式、开放式、探究式的实践教学方法。传统的“填鸭式”教学，只侧重对知识的灌输，受限于书本，已经不能适应生命科学和生物高科技产业飞速发展的需求。

国内高校生物学相关专业的实践教学中一直存在的“重理论、轻实践”的弊端。相比于对理论学习模式的快速适应，大多数新生在接受实践教学专业训练的入门阶段往往存在着“慢热”的尴尬情况。很多学生升入高年级后还会出现实验室安全意识不强、仪器设备操作不规范等问题。究其原因，一是高中阶段学生们重在学习理论，缺乏实践经验;二是实践教学缺乏独立评价体系，地位上从属于理论教学，学生不重视。

东北大学生命学院生物工程专业的大一新生身上存在的问题既有普遍性也有特殊性。近年来，本专业第一志愿录取占比较少，而通过其他志愿以及自主招生和综合评价录取比例较高。一些学生对本专业的热情本就不高，一遇困难便很容易产生畏难情绪，从而更加被动和机械。2019年暑期小学期，东北大学生命学院针对新生开设了“创新技能训练”课程。重点内容是进行实验室安全教育培训和实验教学中心里现存的近百种仪器设备使用方法的培训。本次“创新技能训练”，生科院2018届共84位学生全部参与，为期2周，主讲教师由生科院8位实验技术人员担任。课后调查问卷结果显示：23%的学生表示“感兴趣，学习有动力”、79%的学生表示“全程学习很认真”、74%的学生表示“学过的大部分仪器能够上手操作”。调查结果表明新课程初步起到了“破冰”、“过渡”的作用，在夯实学生专业技能素养方面起到一定的效果。

1实验室安全教育培训

安全教育培训的主体内容突出了生物学专业的学科特点。除去一般性的实验室水、电、消防等安全问题，易制毒易制爆的生化药品和试剂的使用，活体实验动物操作，大型精密贵重仪器和特种设备的使用规范，压缩气体钢瓶，实验室“三废”处理，还有近些年来越来越受重视的实验室生物安全问题，生物学实验室都有涉及，是安全教育培训的重点。

上述主要问题的讲解内容都各有侧重点：

（1）消防安全部分着重指导学生学会灭火器、灭火毯、洗眼器等应急用具的使用方法;

（2）生物实验室经常用到的典型剧毒、强腐蚀性、致畸致癌的生化试剂，如溴化乙锭、秋水仙素、焦碳酸二乙酯等药品，培训中重点讲解，确保教会学生操作时如何细心防护、正确回收废弃物;

（3）活体动物实验过程中防护用品的选择和穿戴、正确抓取和固定的方法、动物抓伤咬伤和动物逃逸等应急处理办法即是这部分的重点内容;

（4）高压蒸汽灭菌器、超低温冰箱等是生命科学专业学生经常用到的特种设备，应当保证人人能做到熟练操作;

（5）实验室“三废”处理问题中，“废液”的处理问题最为常见，也最为复杂和重要，应重点详细讲解;

（6）面对实验室生物安全这个重大问题，学生应当系统了解生物危害，生物安全水平分级，安全屏障及要求，适当了解生物安全措施及操作流程，重点学会生物安全设备，如生物安全柜，防护服的使用。

2 仪器设备使用规范培训

在仪器设备使用培训中，起初教师们普遍采取的方法是先用课件讲解仪器设备的原理、操作规程和注意事项，之后播放仪器操作的视频，左后让学生动手操作。这种教学方式能保证讲解内容体系完整，符合学生认知规律，但对于原理和操作都非常复杂的仪器不适用，如果讲解内容过多，课堂时间有限，留给学生动手实践的时间被挤压，学生容易丧失兴趣。针对这些问题，教师们从以下两个方面进行了调整：

（1） 将所有仪器规范操作的视频、微课挂在网络平台供学生课前预习，引导学生自主学习，供学生课后随时查看复习。鼓励学生自主思考，带着问题走入课堂，课堂的宝贵时间重点用在讲解较难理解的仪器设计原理和特殊注意事项上，留出更多的时间供学生实际上手操作练习;

（2）梳理仪器的讲解顺序，把原理接近、用途互通的仪器串联到一起，如：紫外分光光度计、Nanodrop、酶标仪等。把不同类型的仪器整合成一个具体的实验项目，起到事半功倍的效果。

3网络平台对本课程的支撑作用

将网络教学平台融入到生物学实践教学中可以发挥巨大作用。网络教学不受教学时间和空间的限制，在学习资源共享、方便学生自主学习和加强师生交流方面具有天然优势。教师可将课件，实验微课及其它相关资料上传到网络平台供学生预习和复习，不仅能大量节约课堂上原本用灌输知识点的时间，给实操环节留出更大空间，还能更好地澄清各种复杂实验的技术细节，提高实践教学效果。

虚拟仿真实验平台的建设更是为使用到精密复杂大型仪器的工程技术教学提供了绝佳的途径。目前本门课程已经在高教出版社数字课程云平台（ICC平台）开设了网课，名为“科研技能训练”，实验教学中心的多项虚拟仿真项目基本建设完成，为以上目标的实现打下了坚实基础。

4创新技能训练课程的考评机制

建立合理的考评机制是保证课程教学效果的重要前提。在本门课程的教学过程中，本着激发学生学习兴趣的初衷，课前发给每位学生一本罗列着实验中心所有仪器设备清单的“仪器使用证”。每次课程结束后，教师会地在每位学生的使用证上盖名章，以示该学生该仪器设备“培训合格”。实践表明，该种方法在一定程度上消弭了大一学生对本专业的“陌生感”和“畏难情绪”，有助于初步建立学生们的专业自信心，切实增强了学生们的“获得感”，有一定的可取之处。

5实践教学过程中存在的不足

本门课程首年试教，取得了一定的教學效果，同时也暴露了一些不足之处。

（1）本门课程的考评机制不够完善：教师给学生的“盖章”是无差别的，有些学生蒙混过关，过程中存在“丢证”、“窜证”现象。本人以为应该搭配上根据具体教学内容而量身打造的更为详细的考评办法，按照课前预习，随堂测验，小作业，结课考试这四部分按比例给出成绩。

（2）本课程在辅助教材的方面还是空白。实验教学中心应当编写内容全面细致、可操作性强的的实验室安全手册，方便学生系统性学习。

（3）本门课程在教学内容和教学方法的设置上很充分地体现了“技能训练”的特点，但在针对学生创新力的培养上稍显欠缺，课程内容的广度和深度都亟待继续挖掘。

6结语

重视实践教学，从新生入校的起步阶段做起。生命学院针对大一新生开设的创新技能训练课程是对实践教学环节的补充，技能训练既是传统实验模式的延伸，也是对验证性实验的突破，对学生创新力的培养起到启发作用。它的核心在于对技术要点的掌握，要求“会做”，不是简单的“做过”，允许反复练习，宽容失败，鼓励重做。为了达到这一目标，教师们需要对初学者给予更多的耐心和更详细的指导，创新技能训练课程内容的建设和运行管理模式也值得教师们深入思考和探索，灵活运动各种教学手段，建立更符合学生认知规律的技能训练方法，配合合理的考评机制，不断自我完善更新，尤其是要配合课程内容的不断挖掘和积极探索，才能始终走在时代前沿，充分启发学生的潜在创新力，为社会培养更优秀的人才。

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