孫旸+陳光+孫春玉

【摘要】本文根據(jù)生物工程專業(yè)學生的特點，將多門課程的實踐環(huán)節(jié)整合，選取能夠涵蓋本專業(yè)人才培養(yǎng)主題，調動學生興趣的實踐課題，形成綜合實踐課程，從而將大學生理論知識的學習、創(chuàng)新實踐能力的提高和科研能力的培養(yǎng)結合起來。

【關鍵詞】實習；實踐教學；生物工程

大學生就業(yè)難已成為當今困擾高等教育的一個主要難題，大學畢業(yè)生為什么找不到工作，其中一個主要原因是大學人才培養(yǎng)與企業(yè)人才需求間的不對接。企業(yè)要求的是在某一技術領域能夠獨當一面的技術人才，而大學畢業(yè)生普遍的情況是對各門課程有一定的掌握，但缺乏綜合運用，尤其是創(chuàng)新運用各學科知識，解決實際問題的能力。

在對高等教育過程的觀察和思考中筆者發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行的教學模式缺乏對學生綜合運用知識創(chuàng)新性解決問題能力的培養(yǎng)，現(xiàn)行的普通高校的教學模式一般以課堂講授為主，實驗課程時間有限，難以進行連貫系統(tǒng)的實踐；課程考核一般以試卷為主要形式，不利于檢查學生的綜合能力。此種教學模式下，學生的學習以記憶為主，知識掌握在紙面上，試卷成績很好，但到實際應用中常常不能根據(jù)具體問題，系統(tǒng)的、有邏輯的進行分析，調動儲備的各課程知識，拿出綜合解決方案并有效實施。應屆畢業(yè)生實踐經(jīng)驗和能力的不足是目前多數(shù)企業(yè)在用人選擇時更加重視工作經(jīng)驗的一個主要原因。

清華大學傅水根教授高度評價了實踐在教育中的重要作用：“實踐是什么？實踐是內容最豐富的教科書，實踐是實現(xiàn)創(chuàng)新最重要的源泉，實踐是貫徹素質教育最重要的場所，實踐是完成簡單到綜合、知識到能力、聰明到智慧轉化的催化劑。”

但在我國的高等教育中實踐教學的現(xiàn)狀卻不能令人滿意，教育部等7部門聯(lián)合發(fā)布的《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》（以下簡稱《意見》）指出，高等學校實踐育人特別是實踐教學仍然是人才培養(yǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)，與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求還有很大的差距。《意見》要求，高校要加強實踐育人工作總體規(guī)劃，強化實踐教學環(huán)節(jié)，深化實踐教學方法改革，加強大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，支持學生開展研究性學習、創(chuàng)新性實驗、創(chuàng)業(yè)計劃和創(chuàng)業(yè)模擬活動。

在近5年的教學工作中，我校生物工程專業(yè)首先在《酶工程》《發(fā)酵工程》《工業(yè)發(fā)酵分析》等課程的教學環(huán)節(jié)中增設了教學實習，在完成各課程教學條件、教師培訓等準備工作后，將生物工程專業(yè)核心課程的實習合并，并向前延伸銜接微生物等基礎課程內容，向后延伸分離提取及分析檢驗等內容，形成了以生物工程核心內容為主干的《生物工程綜合實習》。實習方案由學生自主設計，在教師的指導下完善，實習工作由本組學生分工協(xié)作獨立完成，最后制作成幻燈片，進行匯報總結和講評。通過5周的實習，學生在教師的指導下將各課程的知識綜合運用，形成了獨立分析問題、查閱資料、設計方案、分工協(xié)作、解決問題的能力。

一、實習的目標和設計

《生物工程綜合實習》內容涉及到《酶工程》《發(fā)酵工程》《工業(yè)發(fā)酵分析》《微生物》《生物化學》等眾多相關知識，《生物工程綜合實習》實踐過程中需要學生調動多學科的知識儲備，從而也使各課程的知識在實習過程中交融。課程教學實習的目標為：第一，通過實習將本課程各部分知識融會貫通；第二，通過實習將本專業(yè)各課程知識綜合運用；第三，通過實習形成從實際問題出發(fā)，綜合運用各方面知識設計方案、充分準備、協(xié)調實施、解決問題的能力。

針對以上目標，本課程組設計實習分組進行，實習內容以酶的生產(chǎn)和應用為主線，各組同學從產(chǎn)酶菌種的篩選開始，進行菌種采集、富集、初篩、復篩、菌種保存、菌種鑒定、酶活力測定、發(fā)酵產(chǎn)酶條件優(yōu)化、酶的提取分離、酶的固定化、酶反應器、酶促反應產(chǎn)物分析、發(fā)酵產(chǎn)物分析等一系列實驗。

二、實習的組織和實施

（一）實習的場地和條件準備

實習場地為本學院生物工程的開放實驗室，包括酶工程實驗室、發(fā)酵工程實驗室、生物質轉化實驗室、無菌室共4個實驗室，總面積400m2。提供無菌操作臺、高壓滅菌鍋、發(fā)酵罐、生化培養(yǎng)箱、恒溫搖瓶柜、高速冷凍離心機、層析柜、電泳儀、紫外-可見光分光光度計、酶標儀等儀器設備。為保障本次實習的順利進行，本學院和本專業(yè)對本學期的課程進行了統(tǒng)籌安排，確保4個實驗室以及各設備在本次實習期間不與其他課程沖突，完全供實習使用。提前采購了充足的試劑藥品，滿足學生獨立設計實習方案的不同要求。

（二）實習的動員和方案設計

為充分調動學生的積極性，實習指導教師應提前2周進行動員、分組和方案設計，將參加實習的一個年級的90名（3個自然班）實習學生每5～6人分為一個小組。為充分調動學生的積極性，分組采用本班級內學生自由組合的形式，各組同學用一周時間獨立查閱資料、設計實習方案，各組間實習內容不重復。實習的內容要求以酶的生產(chǎn)和應用為主線，具體選擇產(chǎn)何種酶的菌株，通過哪些實驗完成高產(chǎn)菌株的選育和菌種的鑒定，以及采用何種制劑形式和反應器形式，各組同學可以根據(jù)自己的興趣，在本組中討論產(chǎn)生方案。實習前一周以小組為單位提交實習方案，由指導教師審核方案的合理性、可行性、完整性并加以修改完善，方案通過審核后即可開展實習工作。

（三）實習的指導和保障

一方面，實習過程中實驗室全天開放，實習指導教師每人負責3～5組同學，由8位教師全程指導，根據(jù)實習中遇到的問題給出建議，由同學自己設計方案進行解決。另一方面，教師將詳細指導學生操作各種不曾使用過的儀器，在同學們學會新技能的同時，保障設備的穩(wěn)定高效運行。各組同學自行協(xié)調公用設備的使用。

（四）實習的總結和匯報

實習過程中同學們以照片記錄重點實驗過程和結果，并不斷將獲得的數(shù)據(jù)制作成電子圖表。經(jīng)過5周的實習，同學們將自己獲得的產(chǎn)酶菌種保存起來，可作為以后進一步深入實驗的出發(fā)菌種；數(shù)據(jù)圖表制作成幻燈片，在實習的最后一天，以小組為單位進行匯報和評比，每組由一名同學做匯報，其他同學回答評委提問，充分展現(xiàn)各組的工作和成果。實習結束后，個人完成實習報告，總結自己在實習過程中的收獲。endprint

三、實習的效果

（一）知識得到了充分的應用

在實習過程中學生獨立設計實習方案，這與在課堂教學中學生接受知識有著巨大的差別，體現(xiàn)了學生對知識體系整體的掌握情況。例如，要篩選產(chǎn)果膠酶的菌株應該去哪里采集土壤樣品；通過何種方式使該菌株得到富集，以便更好地分離到純菌落；獲得純菌后采用何種方式保存；通過哪些形態(tài)學和生理生化指標對獲得的菌株進行鑒定等這些在試卷上孤立的問題，在實習中同學們都需要充分的思考，并根據(jù)不同的情況和要求給出不同的答案。

隨著實習工作的逐步展開，學生需要系統(tǒng)考慮實習各個部分任務間的關系，統(tǒng)籌安排。例如，考慮獲得的酶在應用過程中采用什么樣的形式，游離的還是固定化的？分離純化中采用什么樣的技術路線，是進行細胞破碎并離心沉淀獲得粗酶液，還是進一步的采用層析、電泳等方式獲得精制酶，是以液體酶進行保存還是進行干燥，采用哪種干燥方法？有些過程要從前向后思考，有些則要根據(jù)后續(xù)試驗的要求來設計前面的試驗。

實習給了學生充分的思考空間，在實習的過程中學生將理論知識付諸實踐的能力得到了充分的鍛煉。

（二）各課程知識得到了整合

《生物工程綜合實習》工作需要學生調動多門課程的基礎和專業(yè)知識。例如酶的生產(chǎn)，其中菌株的選育和鑒定涉及大量的微生物學知識，不同種類的微生物在形態(tài)和生活條件上的區(qū)別，培養(yǎng)的要求等；而酶的發(fā)酵生產(chǎn)又涉及到大量的發(fā)酵工程知識，培養(yǎng)基成分、pH、溫度、溶氧、泡沫控制等。這些知識通過在實習過程中的綜合運用得以整合，從片面的知識轉化成為綜合的能力。

（三）鍛煉了科研思維的能力

實習從最開始的技術路線設計，到探索遇到問題的解決方案都由同學們獨立思考，協(xié)作完成，這一過程鍛煉了同學們獨立思考、邏輯思維、統(tǒng)籌規(guī)劃的能力，培養(yǎng)了同學們的創(chuàng)造創(chuàng)新意識。實習的過程有指導教師幫助同學梳理思維的走向和脈絡，以達到更快地提高思維水平的效果。

四、實習中存在的問題和改進設想

通過實習，同學們收獲了很多有形和無形的成果，但在實習過程中也暴露出一些問題：很多同學的試驗設計不夠完善，不能充分、有效地證明實驗結果；操作訓練不夠，實際動手能力不強，如在做平板劃線法分離純菌種時出現(xiàn)的問題較多，有的同學出現(xiàn)了雜菌污染，有的同學的菌種連成了片，無法挑取單菌；試驗條件不夠完善，有的同學提出了很好的設計，如通過核糖體16s rRNA序列比對，這一新興技術鑒定產(chǎn)酶菌種，但限于實驗條件和實習時間，最終還是放棄了。

在下一步的實習工作中，我們將梳理、總結《生物工程綜合實習》的經(jīng)驗，一方面進一步增加實習的綜合性，完善實習的系統(tǒng)性，使同學們設計的實習內容能夠充分展開；另一方面要開闊實習指導教師的眼界，提高教師的教學能力，尤其是駕馭主講課程以外內容的綜合能力，同時，要有針對性地完善實習條件，加強分子生物學模塊和分析檢測模塊的建設，將前沿的實驗技術引進到實習過程中。形成綜合的生物工程實習教育體系，使同學們在實習中夯實知識、鍛煉思維、增強實踐能力。

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【本文系吉林省教育科學規(guī)劃課題“實踐教學在學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用研究”（GH4144）、吉林農(nóng)業(yè)大學專項校本研究課題“實踐教學在學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用研究”（20142X09）的階段性成果】

（作者單位：吉林農(nóng)業(yè)大學生命科學學院）endprint