以海洋学科发展为导向的生物技术专业实验教学改革

◇河北科技师范学院 郭艾英 蔡爱军 秦保平 李红强

为培养学生的创新能力，依托我校海洋学科发展规划，对我院生物技术专业的实验教学进行改革。为突出应用型海洋生物教学特色，从实验课程的教学内容、授课模式和课程评价方式等方面进行优化，对实验教学质量提升和应用型技术人才培养起到积极作用。

随着社会经济的不断增长，对能源资源消耗持续增多。海洋资源在沿海国家中的战略地位日益突出，海洋生物技术也受到各沿海国家高度重视，开发和利用海洋生物资源意义重大。不仅发达国家如美国、日本等先后制定了国家海洋发展计划，许多发展中国家也将海洋生物技术的研究提到日程上来[1-2]。我国于1996年将海洋生物技术研究正式纳入“国家高新技术研究发展计划”（863计划）[3]，预示着我国海洋生物技术的发展进入新阶段。

我校坐落于渤海湾中心地带河北省秦皇岛市，具有得天独厚的发展海洋资源优势。为发展海洋学科，我校于2020年成立了海洋资源与环境学院，生物技术专业作为与海洋生物资源直接相关的一个专业被划拨过去，这为发展海洋生物技术奠定了基础条件。但是，在依托学校海洋学科发展的前提下，如何保证生物技术专业基本要求，同时注重海洋生物为背景和材料，突出应用型海洋生物教学特色研究显得尤为重要。同时，如何培养出具有较强实践能力与知识开发能力的应用型人才是值得深入思考的重要问题。其中构建实验教学体系和与之相适应的实践技能培养至关重要，是创新型应用人才培养的基础。为此，培养学生科研思维、实验操作技能、综合各学科知识应用能力、独立分析问题和解决问题能力至关重要。因此，不仅要对现有课程实验和单独实验课程的实验内容进行整合优化，还要增加与海洋资源相关实验内容，改革传统课程考核方式，为创新型应用人才培养奠定基础。

一、课程基本情况

在高等院校教学中，各个专业都有自己具体的培养方案和明确的培养目标，培养目标实现主要通过培养方案中基础课程、专业课程、专业选修课程及相应的实验、实践等教学环节来完成[4]。虽然目前我院生物技术专业培养方案中课程设置能够直接或间接的为海洋生物开发利用服务，但由于受到专业课程培养方案限制或专业局限性，各教学科目涉及与海洋生物相关的教学内容很少，涉及到相应的实验内容则更少或没有。为此，要发展海洋生物技术，培养创新型应用人才，课程建设中必须增加相关与海洋生物资源相关理论授课内容和实验内容。

二、优化课程内容

生物技术专业的专业课程主要包括：植物学、动物学、微生物学、分子生物学、酶工程及发酵工程、基因工程、细胞工程、生物分离工程、生物制药工艺等。为培养海洋生物技术人才，在理论和实验授课中，我们适时地增加了与海洋生物资源相关内容。例如：动物学教学中在讲解各类动物知识时适当增加海洋动物介绍的占比，实验课程内容也增加了海产品的观察与解剖；微生物学教学中增加介绍海洋微生物独特的嗜盐、嗜高压、嗜低温和低营养的特点；酶工程及发酵工程课程理论教学中增加海洋微生物分离中取样方法及筛选技术。生物分离工程教学中增加海洋生物活性物质多糖提取工艺，并在实验课程中进行实际操作；生物制药工艺课程中增加以海洋生物为载体，制造生物药物。理论授课内容和实验内容的调整丰富了学生海洋生物知识，为培养海洋技术人才奠定了基础。

生物技术专业的实践课程包括：动物学教学实习、植物学教学实习、酶工程及发酵工程实验、生物技术大实验和生物技术专业实习等。实践课程能够拓宽学生学习知识面，将理论知识应用于生产实践，为培养应用型人才提供保障。例如：动物学教学实习和植物学教学实习时，带领学生到海边观察植物品种和分布情况、海鸟生活习性，并进行简单海洋生物标本制作；酶工程及发酵工程实验教学中增加产酶海洋微生物的筛选及酶活力测定，将酶活力特性与从土壤中分离得到菌株进行比较；生物技术大实验中增加海洋活性物质多糖的分离及纯化技术等；生物技术专业实习课程带领同学们到附近生物技术公司参观，实地考察，在生产实习中则安排学生到企业实习，将理论知识应用于生产实际中，提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力。

三、教学模式的优化

目前高等院校的实验教学模式多为教师按照讲义准备实验药品、讲解实验内容，学生按照实验步骤机械完成；实验内容多为理论教学的验证和补充，以锻炼学生动手能力、验证已知推理，加强学生理解记忆为主要目标。虽然实验教学与理论教学相互贯通，但机械填鸭式的教学模式，很难在学生头脑中形成深刻印象。因此，为培养创新型人才就要在现行教学模式的基础上进行优化。在实验准备过程中尽可能让学生参与进来，例如，配制药品用量的计算，药品配制、分装、灭菌，仪器的简单组装等，学生参与前期实验准备，可以调动学生学习兴趣，使学生从整体上把握实验方向，而不仅仅是机械式完成任务。实验过程中教师应严格课堂纪律，保证每位同学都积极参与。同时，为提高学生自身科研素养，可开设开放式实验，由教师给定课题大概方向，学生自由结组选定课题、自主设计实验、独立完成实验前准备、实验过程及实验总结环节。例如，我院生物技术专业的实践课程《酶工程及发酵工程实验》就是采用此种授课模式，不仅锻炼了学生查阅资料、设计实验、养成良好实验习惯，也提高了学生团队意识、科研素养及其发现问题、分析问题和解决问题的能力，这种授课模式也得到学生一致好评。

四、改革考核方式

传统实验课程成绩考核大多以学生完成的实验报告为基础，这种评价方式太过单一，不能全面考察学生的实验掌握情况，不利于应用型人才的培养[5]。众所周知，实验过程是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的好机会，学生只有用心去做、去思考，在参与实验过程中才能有所收获。实验课上学生动手操作情况、发现问题自主分析问题解决问题情况、仪器设备的使用情况一览无余，老师根据学生的综合表现能够直观判断学生对实验内容掌握情况。因此，鉴于实验课程由学生基本操作、实验报告撰写两部分构成，其成绩中应包含学生技能操作部分。由此，综合实验课程内容和组织形式，实验课程总评成绩由平时成绩、技能操作和实验报告三部分构成，分别占10%、50%和40%。平时成绩主要考察学生课堂表现和出勤情况。这种结合学生参与实验过程的考核方法，大大提高了学生参与实验的积极性和主动性，有利于应用型人才培养。

海洋生物技术发展是21世纪科技发展的要点，生物技术专业应用型实验教学改革顺应我校发展海洋学科建设。不仅有利于提高教师教学水平，也有利于提高学生的动手设计能力，培养学生专业综合素质，团队合作意识，同时，对实验教学质量的提升以及创新应用型技术人才的培养起到积极的促进作用。