朱龍寶,陶玉貴,湯斌,葛飛,魏勝華,李婉珍

摘 要：針對生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)特點，遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的教育規(guī)律，構(gòu)建一體化多層次的實驗教學(xué)體系，形成循序漸進(jìn)、前后銜接、交叉滲透，由單一到綜合，自主設(shè)計至研究開發(fā)四個層次的實驗教學(xué)課程體系。實踐結(jié)果表明，采用一體化的實驗課程設(shè)置后，學(xué)生創(chuàng)造性思維和綜合素質(zhì)有較大程度的提高。

關(guān)鍵詞：生物工程；實驗教學(xué)體系；創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）08-0273-02

引言

在深化高等教育改革中，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力是一個根本性的指導(dǎo)思想，實驗教學(xué)是高等學(xué)校整個教學(xué)活動中的重要環(huán)節(jié)，它包含實驗、實踐、課程設(shè)計實習(xí)等一系列實訓(xùn)性教學(xué)環(huán)節(jié)，具有很強的直觀性和操作性，是對理論教學(xué)的補充和拓展，是為學(xué)生提供一個將書本知識轉(zhuǎn)化為行為能力的重要場所。實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的基礎(chǔ)，因此，實驗教學(xué)是實施創(chuàng)新教育的最重要環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)的“重理論、輕實踐”的教學(xué)理念培養(yǎng)出來的人才專業(yè)理論知識較扎實，但動手能力、適應(yīng)能力、創(chuàng)新能力較差，特別在生物工程領(lǐng)域?qū)θ瞬诺膭?chuàng)新能力和實驗?zāi)芰σ筝^強的行業(yè)，尤其需要學(xué)生在有穩(wěn)固的專業(yè)理論知識的同時，強化創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。

當(dāng)前生物工程專業(yè)實驗課程設(shè)置存在以下幾個方面的不足：各門實驗課自成體系，為了各自的系統(tǒng)性和完整性，實驗內(nèi)容重復(fù)龐雜；驗證性實驗占的比例大，綜合性、設(shè)計性實驗少；內(nèi)容陳舊，經(jīng)典驗證性實驗多，研究、探討型實驗少，不利于學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；教學(xué)方法單一，抑制了思維和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。為此，我校生物工程專業(yè)進(jìn)一步深化課程改革，構(gòu)建新型的實踐課程體系，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

一、構(gòu)建一體化多層次實訓(xùn)課程體系

一體化的實驗教學(xué)體系，是整合各實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力的實訓(xùn)教學(xué)作為一個整體考慮，制定實驗教學(xué)計劃與大綱，構(gòu)建綜合實踐能力整體培養(yǎng)目標(biāo)體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和分析解決問題能力，遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的教育規(guī)律，加強基礎(chǔ)與專業(yè)實驗的內(nèi)在聯(lián)系、相互滲透和整體設(shè)計，減少驗證性實驗，增加綜合性、設(shè)計性實驗，開設(shè)自主性、研究性實驗。依據(jù)學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)能力，設(shè)置了由兩類課程、三個階段、四個層次構(gòu)成的實驗教學(xué)課程體系，形成循序漸進(jìn)、前后銜接，交叉滲透，由單一到綜合到自主設(shè)計至研究開發(fā)，貫穿整個本科教育過程的縱向教學(xué)體系?？梢詮乃膫€層次來構(gòu)建：

第一層次：

對低年級學(xué)生首先通過理論教學(xué)建立學(xué)科的系統(tǒng)概念，在實驗教學(xué)體系中以過程認(rèn)知教學(xué)為主，通過大量的基礎(chǔ)實驗（以演示性實驗、驗證性實驗為主），使學(xué)生對學(xué)科有初步的感知、掌握基本儀器的使用及基本實驗方法，訓(xùn)練其基本技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣與方法。

第二層次：

在第一層次的基礎(chǔ)上增加專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，逐步減少實驗教學(xué)體系中演示性、驗證性實驗的比例，同時加大綜合性、設(shè)計性實驗的比例。

此時，學(xué)生在掌握了一定基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，加上實驗課程對學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練力度加大，作為進(jìn)一步的措施和發(fā)揮，一方面學(xué)校向?qū)W生開放實驗室，鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新，逐步接觸科學(xué)研究；另一方面，學(xué)?？梢越M織學(xué)生到校外的教學(xué)基地去見習(xí)，讓學(xué)生熟悉專業(yè)學(xué)科在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用及整個生產(chǎn)流程。

第三層次：

主要針對高年級學(xué)生，這類學(xué)生對專業(yè)知識有相當(dāng)程度的掌握，主要教學(xué)目標(biāo)為在基本實驗技能、方法的基礎(chǔ)上，促進(jìn)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的提高，強調(diào)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性實驗相結(jié)合，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，因此在實驗教學(xué)當(dāng)中可以適當(dāng)穿插跨課程甚至是跨學(xué)科的綜合性大實驗，促使不同課程間的知識融合；同時，進(jìn)一步增加設(shè)計性實驗的比例，培養(yǎng)的學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

學(xué)生在有一定科研基礎(chǔ)訓(xùn)練的情況下，專業(yè)導(dǎo)師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研論文的寫作方法，鼓勵學(xué)生在課余時間廣泛涉獵相關(guān)專業(yè)的科研論文，關(guān)注學(xué)科的發(fā)展，完成綜述，嘗試將設(shè)計性實驗或?qū)嶒炇议_放所完成的實驗課題形成論文，并鼓勵學(xué)生積極發(fā)表，完成從基礎(chǔ)、專業(yè)知識積累到專業(yè)實踐訓(xùn)練的過渡。

第四層次：

此時，學(xué)生進(jìn)入實習(xí)階段，通過校內(nèi)校外、專業(yè)實習(xí)畢業(yè)實習(xí)等多層次的實習(xí)，畢業(yè)論文（設(shè)計）等綜合實驗環(huán)節(jié)，充分培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和實驗?zāi)芰?。此階段，學(xué)校各級實驗室向?qū)W生開放、充分利用教學(xué)基地的資源來完成畢業(yè)論文（設(shè)計）將是工作的重點。通過該層次的訓(xùn)練，學(xué)生不但能體會自身知識、能力如何在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)用與發(fā)揮，而且完成了學(xué)以致用的過渡，也了解了學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展動向、科研論文的研究和寫作方法等。

以上四個層次的一體化實驗教學(xué)體系構(gòu)建過程中，從基礎(chǔ)教學(xué)逐步過渡到專業(yè)實驗教學(xué)以及最后的畢業(yè)實習(xí)階段，理論教學(xué)與實驗教學(xué)貫穿整個教學(xué)階段，必須樹立培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的帶教意識；無論是理論教學(xué)還是實驗教學(xué)，都必須堅持啟發(fā)式、問題式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、鼓勵學(xué)生自主實驗。

二、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗課程體系構(gòu)建

構(gòu)建一體化多層次的實驗教學(xué)體系，堅持理論教學(xué)、實驗教學(xué)與科學(xué)研究三位一體（橫向滲透），分層次全程培養(yǎng)學(xué)生的能力（縱向滲透），逐步推進(jìn)體系內(nèi)各個模塊的實施和完善，注重實驗教學(xué)體系各層次教學(xué)質(zhì)量的保證，全面推進(jìn)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

結(jié)束語

安徽工程科技學(xué)院生物工程專業(yè)是省示范專業(yè)，對如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才進(jìn)行了積極的探索。該專業(yè)通過對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)改革，探討了提高生物工程專業(yè)學(xué)生工程實踐能力和綜合素質(zhì)、強化工程設(shè)計等教學(xué)理念。通過幾年的教學(xué)嘗試和改革實踐，顯著提高了學(xué)生在實驗中的動手能力、創(chuàng)新能力。2006年，生物工程專業(yè)構(gòu)建了兩個學(xué)生實驗平臺和一個生物參數(shù)檢測中心。其中，一個是耗氧發(fā)酵平臺，學(xué)生利用三聯(lián)發(fā)酵罐模擬生產(chǎn)天然色素、酶制劑、氨基酸、抗生物等生物工程產(chǎn)物，掌握耗氧生物反應(yīng)過程控制、產(chǎn)品提取整套生產(chǎn)技術(shù)；另一個是利用厭氧平臺發(fā)即啤酒實訓(xùn)系統(tǒng)模擬生產(chǎn)啤酒、功能性發(fā)酵食品。通過校內(nèi)模式生化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置實習(xí)基地的建立，學(xué)生克服了現(xiàn)場實習(xí)缺乏動手操作的局限。在實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行工程設(shè)計，能夠強化學(xué)生設(shè)計能力和工程意識，也對學(xué)生思維能力、分析判斷能力和綜合運用知識能力起到了良好的促進(jìn)作用。

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