劉洪艷

(天津科技大學(xué) 海洋與環(huán)境學(xué)院,天津 300457)

目前，地方高校理工科畢業(yè)生動(dòng)手能力不強(qiáng)，實(shí)踐能力較差，說(shuō)明地方高校的人才培養(yǎng)體系，尤其是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不能突出應(yīng)用性，存在著較大的問(wèn)題。2015年11月，教育部、發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn)》，鼓勵(lì)部分普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新“應(yīng)用型技術(shù)技能型人才”培養(yǎng)模式，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科研、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是開(kāi)展創(chuàng)新教育的重要途徑[1]。因此，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是關(guān)系到“應(yīng)用型技術(shù)技能型人才”培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

綜合性實(shí)驗(yàn)是理工科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的標(biāo)志性課程[2]。通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性專業(yè)化技能訓(xùn)練，使學(xué)生在校期間就能掌握本專業(yè)相關(guān)職業(yè)所需的基本技能，實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)與社會(huì)需求“零接軌”的培養(yǎng)理念[3]。近幾年來(lái)，理工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革主要集中在減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性實(shí)驗(yàn)方面，也取得了一定的改革成果[4-5]。然而，綜合性實(shí)驗(yàn)在組織過(guò)程中涉及的因素多，新問(wèn)題多，其管理和運(yùn)作的難度大。因此，本研究根據(jù)地方院校理工科專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，探索基于項(xiàng)目化的教學(xué)模式。在綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的立項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施和考核評(píng)價(jià)等過(guò)程中，仿照科研項(xiàng)目管理方式，探索項(xiàng)目化教學(xué)模式在海洋生物綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

1 探索教學(xué)模式

1.1 項(xiàng)目化教學(xué)模式

項(xiàng)目化教學(xué)模式是由美國(guó)凱茲教授和加拿大查德教授共同創(chuàng)制的一種以學(xué)生為本的教學(xué)模式[6]。項(xiàng)目化的教學(xué)模式最能體現(xiàn)教育的實(shí)踐性?；陧?xiàng)目化教學(xué)模式的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是仿照科研項(xiàng)目管理方式，在教師指導(dǎo)下，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以立項(xiàng)的方式向?qū)W生開(kāi)放申請(qǐng)，申請(qǐng)被批準(zhǔn)后，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成。在項(xiàng)目化綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)課堂的主體，教師是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組織者。項(xiàng)目化教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。因此，探索項(xiàng)目化的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐，是構(gòu)建應(yīng)用型高級(jí)人才實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的關(guān)鍵。

1.2 教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變

文獻(xiàn)[7]闡述了目前本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系存在的問(wèn)題。以天津科技大學(xué)海洋科學(xué)專業(yè)為例，海洋科學(xué)是天津市重點(diǎn)發(fā)展和建設(shè)的特色學(xué)科，同時(shí)也是天津科技大學(xué)優(yōu)先重點(diǎn)建設(shè)發(fā)展的兩個(gè)特色學(xué)科之一。海洋科學(xué)專業(yè)通過(guò)幾次實(shí)踐教學(xué)改革，整合了實(shí)驗(yàn)室資源，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，打破了過(guò)去一門(mén)專業(yè)課跟一門(mén)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，自2013年開(kāi)始在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)設(shè)海洋生物綜合實(shí)驗(yàn)。但是在教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，出現(xiàn)了不少新的問(wèn)題。如雖然減少了驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，能夠打破舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，但是學(xué)生在長(zhǎng)達(dá)一個(gè)學(xué)年時(shí)間內(nèi)都沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練課程，這又重新開(kāi)啟了重理論輕實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。然而，傳統(tǒng)教學(xué)模式無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與社會(huì)產(chǎn)業(yè)要求相銜接。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才的需求，在綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中需要打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排，不斷創(chuàng)新與實(shí)踐。

2 設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

基于項(xiàng)目化教學(xué)模式的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇要滿足以下3點(diǎn)。

1)前沿性。

基于當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)研究熱點(diǎn)選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性。海洋生物資源開(kāi)發(fā)與利用是海洋學(xué)科的一個(gè)重要研究方向，國(guó)家海洋局科技興海計(jì)劃的重要組成部分。本校海洋生物綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容主要圍繞近海生物資源利用，比如開(kāi)設(shè)“海洋微藻中功能蛋白質(zhì)的提取與分離”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2)地域性。

海洋學(xué)科有明顯的地域性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要體現(xiàn)本海域的地方性特點(diǎn)?；诒竞Ｓ蚝Ｑ笊锾厣_(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的主動(dòng)性能夠明顯提高。天津海岸帶鹽堿化嚴(yán)重，鹽田生物是天津海域的一個(gè)特色，比如開(kāi)設(shè)“漢沽鹽場(chǎng)中杜氏鹽藻的培養(yǎng)”和“漢沽鹽場(chǎng)中鹵蟲(chóng)的優(yōu)化培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3)實(shí)用性。

根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要訓(xùn)練學(xué)生掌握較為復(fù)雜、精密和現(xiàn)代化儀器的操作，比如開(kāi)設(shè)“海洋微藻的分子生物學(xué)鑒定”和“海洋微藻中功能蛋白質(zhì)的提取與分離”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在這系列實(shí)驗(yàn)中學(xué)生能夠掌握PCR儀、電泳系統(tǒng)和凝膠層像系統(tǒng)等精密儀器的操作，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

總之，綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇要從多個(gè)角度選擇，既要保持項(xiàng)目的前沿性，更要注重項(xiàng)目的實(shí)用性。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)展的過(guò)程中，讓每位學(xué)生都能夠找到自己在項(xiàng)目中的角色，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、科研創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.2 組織方式

基于項(xiàng)目化教學(xué)模式的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿照科研項(xiàng)目的管理方式進(jìn)行，在教師指導(dǎo)下，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以立項(xiàng)的方式面向?qū)W生開(kāi)放申請(qǐng)，申請(qǐng)被批準(zhǔn)后，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理。在項(xiàng)目化綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)課堂的主體，教師是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的組織者。教師要提前制定出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、項(xiàng)目申請(qǐng)指南、項(xiàng)目實(shí)施基礎(chǔ)方案和考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等一系列工作。這不再是一節(jié)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)課，而是科學(xué)研究在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。在綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，項(xiàng)目化管理方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，能夠給學(xué)生提供思考和實(shí)踐的空間，然而，學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)畢竟有限，還需要教師的及時(shí)引導(dǎo)。這種項(xiàng)目化管理方式對(duì)于教師提出了更高要求，意味著教師付出更多的精力才能適應(yīng)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，才能使綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施朝著正確的目標(biāo)進(jìn)行[8]。

2.2.1 項(xiàng)目分組

在項(xiàng)目化綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生按照興趣，自愿分成不同的項(xiàng)目小組。比如在綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，以班級(jí)為單位可分成“海洋微生物小組”“鹽田微藻小組”和“鹽田鹵蟲(chóng)小組”。在綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)放期間，全班的學(xué)生按各自的興趣小組進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究。在同一時(shí)間內(nèi)不同小組完成不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣既能減少等待儀器的時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率，又能減少學(xué)生的盲從模仿，激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性。項(xiàng)目化教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，使學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者，主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程[9]。

2.2.2 項(xiàng)目申請(qǐng)

為調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，項(xiàng)目化教學(xué)以任務(wù)為導(dǎo)向。教師在項(xiàng)目開(kāi)展前需要編寫(xiě)申請(qǐng)指南，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以立項(xiàng)的方式分配給學(xué)生。學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)資料的調(diào)研，對(duì)所申請(qǐng)項(xiàng)目有個(gè)概括而全面的了解之后，需要編寫(xiě)立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)。為了申請(qǐng)到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，項(xiàng)目小組成員需要協(xié)助完成信息的收集和方案的設(shè)計(jì)。這個(gè)過(guò)程類似于碩士研究生的開(kāi)題報(bào)告，但難度要降低，不能讓學(xué)生無(wú)從下手。學(xué)生根據(jù)教師的申請(qǐng)指南，只要理清楚實(shí)驗(yàn)小組的教學(xué)任務(wù)，分清楚小組不同成員的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，就可以進(jìn)入項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)。另外，教師要設(shè)置一套基本的實(shí)驗(yàn)方案，這既能夠作為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)，也可以直接提供給學(xué)生選擇，克服了少部分學(xué)生的畏難情緒，有利于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的逐步運(yùn)行。

2.2.3 項(xiàng)目實(shí)施

綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生要自己動(dòng)手完成他們自己制定的實(shí)驗(yàn)方案，并且小組團(tuán)隊(duì)成員協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)試劑的配制，以及最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論。每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都稍有差異，這樣能夠鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)分析和解決問(wèn)題[10-11]，從而培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣與能力。比如在海洋生物綜合實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“漢沽鹽場(chǎng)中杜氏鹽藻的培養(yǎng)”中，教師通過(guò)設(shè)置三個(gè)不同培養(yǎng)條件對(duì)杜氏鹽藻生長(zhǎng)的影響，如表1所示，形成子項(xiàng)目組“碳源組”“氮源組”和“光照組”。

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，雖然實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)達(dá)一周，但學(xué)生都能夠精心培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中的材料杜氏鹽藻，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常期待，這種學(xué)習(xí)的興趣動(dòng)力具有明顯的原發(fā)性。在教學(xué)組織方式上，采用的是固定實(shí)驗(yàn)課時(shí)方式。在今后的教學(xué)改革中，可以嘗試申請(qǐng)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間的方式，建立申請(qǐng)者負(fù)責(zé)制。這既可以讓學(xué)生利用一些瑣碎的時(shí)間提高實(shí)驗(yàn)效率，又能夠消除實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全與衛(wèi)生的顧慮。

表1 “漢沽鹽場(chǎng)中杜氏鹽藻的培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)性質(zhì)項(xiàng)目指南重點(diǎn)碳源對(duì)杜氏鹽藻生長(zhǎng)影響20基礎(chǔ)研究型明確碳源種類與濃度范圍氮源對(duì)杜氏鹽藻生長(zhǎng)影響20基礎(chǔ)研究型明確氮源種類與濃度范圍光照對(duì)杜氏鹽藻生長(zhǎng)影響20基礎(chǔ)研究型明確光質(zhì)與光照強(qiáng)度

3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

3.1 考核方式

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)課程的考核主要是評(píng)閱學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。面對(duì)全班幾乎相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)也只是在實(shí)驗(yàn)步驟的敘述詳細(xì)與否，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理規(guī)范與否，以及報(bào)告書(shū)寫(xiě)規(guī)整與否，而這些評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)主要考核了學(xué)生的報(bào)告書(shū)寫(xiě)能力，而對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作能力的考核，特別對(duì)于學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力考核都無(wú)法涉及。在項(xiàng)目化的教學(xué)模式下，綜合實(shí)驗(yàn)課程的考核考察要點(diǎn)分別是學(xué)生項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)、實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)題答辯三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。教師的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是多角度的，從評(píng)審項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)，可以考查學(xué)生分析預(yù)習(xí)課程的能力和報(bào)告書(shū)寫(xiě)能力；從考核實(shí)驗(yàn)操作，可以考查學(xué)生動(dòng)手能力和解決問(wèn)題能力；從批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以考查學(xué)生分析能力和報(bào)告書(shū)寫(xiě)能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組需要以答辯的方式匯報(bào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，考核成績(jī)由4部分構(gòu)成：1)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申請(qǐng)教師評(píng)審，占總成績(jī)的20%；2)實(shí)驗(yàn)考核，占總成績(jī)的20%；3)結(jié)果分析教師評(píng)審，占總成績(jī)的40%；4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)學(xué)生評(píng)審，占總成績(jī)的20%。

3.2 效果評(píng)價(jià)

通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷分析綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。從海洋生物專業(yè)連續(xù)三屆(150位)學(xué)生的調(diào)查問(wèn)卷中，可以看出有85%以上的學(xué)生認(rèn)為綜合實(shí)驗(yàn)課程有利于拉近學(xué)生之間、師生之間的距離，非常有必要開(kāi)設(shè)。通過(guò)連續(xù)三周(60學(xué)時(shí)，3個(gè)學(xué)分)開(kāi)設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在一個(gè)相對(duì)集中的時(shí)間段準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容和共同完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容匯報(bào)，處于一種科研實(shí)踐的氛圍中。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程成為培養(yǎng)優(yōu)秀本科生的重要手段。

4 結(jié)束語(yǔ)

專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)在組織過(guò)程中也涉及許多新的問(wèn)題：1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇，在習(xí)慣了傳統(tǒng)教學(xué)模式的情況下，一部分同學(xué)對(duì)于收集資料和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案容易產(chǎn)生畏難情緒；2)組織方式的選擇，由于專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)時(shí)間都比較晚，比如海洋生物綜合實(shí)驗(yàn)在第七學(xué)期開(kāi)設(shè)，這是集中復(fù)習(xí)考研的黃金時(shí)間；綜合實(shí)驗(yàn)中有些內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，部分學(xué)生希望實(shí)驗(yàn)室能夠全天候開(kāi)放，而不是采用固定實(shí)驗(yàn)課時(shí)的方式；3)教師的定位，在創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生是課堂的主角，從表面上來(lái)看是把課堂交給了學(xué)生，其實(shí)教師始終是課堂的組織者，這就要求教師具有科學(xué)研究服務(wù)教學(xué)的理念。

地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變這是教學(xué)改革的趨勢(shì)，而基于項(xiàng)目化教學(xué)模式的專業(yè)性綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是實(shí)現(xiàn)“應(yīng)用型”轉(zhuǎn)變的重要手段。因此，教師和學(xué)生都要轉(zhuǎn)型于創(chuàng)新“應(yīng)用型技術(shù)技能型人才”的培養(yǎng)模式，而教師是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

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