王慧麗，張曉可，郭桂義

(1. 安慶師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246133；2. 信陽農(nóng)林學(xué)院 茶學(xué)院，河南省豫南茶樹資源綜合開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 信陽 464000)

1 課程概況

生物學(xué)是一門綜合性強(qiáng)、涉及學(xué)科眾多、以實(shí)驗(yàn)為主的自然科學(xué)，只有把實(shí)驗(yàn)和理論學(xué)習(xí)結(jié)合起來，才能提高學(xué)生的實(shí)踐技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、以及發(fā)現(xiàn)問題和分析解決問題的能力，同時(shí)增進(jìn)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的興趣[1]。生物實(shí)驗(yàn)作為生物學(xué)專業(yè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，其課程體系合理與否，直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量[2]。然而，目前生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的一些問題已經(jīng)制約了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)綜合化，如何培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)的綜合型創(chuàng)新生物人才已成為師范院校面臨的重要課題[3]。本文結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際情況和專業(yè)特點(diǎn)，提出了“五位一體”的生物實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系，以期對(duì)生物學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)發(fā)揮積極作用。

2 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)不合理

目前高等院校生物教學(xué)普遍存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)輕于理論教學(xué)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)課大多依附于理論課，不僅課時(shí)數(shù)不及理論課，也沒有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，很難形成循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)課程體系[4]。實(shí)驗(yàn)性質(zhì)方面，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不足，沒有緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力差[5]。實(shí)驗(yàn)過程中一些教師采用填鴨式教學(xué)，學(xué)生面對(duì)較難掌握的生物原理容易缺乏學(xué)習(xí)興趣，因此實(shí)驗(yàn)課的組織模式和講授方法急需改進(jìn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不足和資源浪費(fèi)并存

高校實(shí)驗(yàn)室是實(shí)踐教學(xué)的根據(jù)地，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過程中具有不可替代的重要作用和地位[6-7]。然而，大多數(shù)高等院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入不足，實(shí)驗(yàn)室功能單一[8-9]。只有基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，缺乏系統(tǒng)的多功能一體化實(shí)驗(yàn)室，與教育部高校教學(xué)水平評(píng)估要求存在巨大差距[10-11]。此外，許多實(shí)驗(yàn)室的利用率較低。長(zhǎng)期以來，各教研室普遍采用獨(dú)自管理和建設(shè)各自實(shí)驗(yàn)室的封閉教學(xué)模式，雖然在實(shí)驗(yàn)時(shí)間上進(jìn)行了開放，但實(shí)驗(yàn)室開放并不徹底，不利于專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)，造成了實(shí)踐教學(xué)資源的浪費(fèi)[12-13]。此外，專職實(shí)驗(yàn)教師在職稱評(píng)定、績(jī)效考核等方面沒有得到應(yīng)有的重視，不能專心于實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，這些也影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提升[14]。

2.3 產(chǎn)學(xué)研合作潛能未充分發(fā)揮

現(xiàn)在高校教師多數(shù)是博士、碩士直接招聘進(jìn)來，生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并不豐富。還有一些高校只注重科研，與實(shí)踐資源平臺(tái)銜接不夠，只負(fù)責(zé)把學(xué)生送到企業(yè)，而對(duì)企業(yè)反饋如何、企業(yè)需要教師及學(xué)生解決哪些生產(chǎn)實(shí)踐問題并不關(guān)心，導(dǎo)致產(chǎn)學(xué)研只有空架子。沒有讓企業(yè)切實(shí)參與到學(xué)校人才培養(yǎng)上來，學(xué)校又沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)資源，致使實(shí)踐教學(xué)課程不能系統(tǒng)落實(shí)，校企合作途徑不順暢[15]，產(chǎn)學(xué)研合作潛能沒有充分發(fā)揮。

3 實(shí)驗(yàn)課程改革措施探索

針對(duì)生物課程的特點(diǎn)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，我們提出了“五位一體”的生物實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系改革方案(圖1)，建議從以下五個(gè)方面分別進(jìn)行。

圖1 “五位一體”生物實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系結(jié)構(gòu)圖

3.1 構(gòu)建新的生物實(shí)驗(yàn)課程體系，增加生物實(shí)驗(yàn)課課時(shí)量，優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.1.1 獨(dú)立設(shè)置生物實(shí)驗(yàn)課，增加生物實(shí)驗(yàn)課課時(shí)量 教育部頒布的《高等學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中提到生物實(shí)驗(yàn)課要占理論課時(shí)數(shù)的100%左右，而《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課程占實(shí)驗(yàn)課程總數(shù)的比例為80%[16]?？紤]實(shí)驗(yàn)課程的整體情況，結(jié)合生物學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)自身的規(guī)律，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合。對(duì)于基礎(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)(課時(shí)比例占20%～25%)，可在大一第一、二學(xué)期開設(shè)。例如動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)和微生物學(xué)部分理論課可以改成獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，相比純理論課堂教學(xué)中老師滿堂灌，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課利用現(xiàn)代化虛擬仿真互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生動(dòng)手，反而提高學(xué)習(xí)效率。對(duì)于綜合類實(shí)驗(yàn)(課時(shí)比例占40%)，在大二第三、四學(xué)期開設(shè)，教師在綜合類實(shí)驗(yàn)中分出競(jìng)賽科研項(xiàng)目、競(jìng)賽創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，以特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來編制實(shí)驗(yàn)講義和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，提供多種實(shí)驗(yàn)方案，采用4～6人小組，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)(課時(shí)比例占20%～25%)，在大三、大四的第五到八學(xué)期開設(shè)，實(shí)驗(yàn)課課程設(shè)計(jì)以畢業(yè)論文設(shè)計(jì)為中心，教師以實(shí)習(xí)或自己的科研實(shí)驗(yàn)為題目，由學(xué)生以小組形式自行設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)步驟等，學(xué)生遇到問題，老師適當(dāng)引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生深入研究的積極性，淡化課堂和課程的概念，幫助學(xué)生形成以自主式、合作式、研究式為主的學(xué)習(xí)方式。

3.1.2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課課堂組織模式 將翻轉(zhuǎn)課堂、啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)等融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，開展創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課前讓學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展，提高學(xué)生參與意識(shí)；課中利用豐富的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)物教具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段多元化，利用圖表、棍棒模型，培養(yǎng)學(xué)生建立空間概念；課后搜集課外文獻(xiàn)資料和做練習(xí)，幫助學(xué)生拓展知識(shí)面和加深對(duì)知識(shí)的理解。

3.2 不斷拓展實(shí)驗(yàn)室功能，提高實(shí)驗(yàn)室開放度

3.2.1 建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)管理等信息化平臺(tái) 動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)等實(shí)驗(yàn)中裝片的觀察可在顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室開展，教師可以隨時(shí)看到同學(xué)們觀察到的顯微鏡畫面，并將所有的圖像投影到大屏幕上，使師生之間的圖像資源能夠共享。通過圖像、聲音以及系統(tǒng)內(nèi)的圖片庫等將抽象復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容直觀、準(zhǔn)確地表達(dá)出來。還有園林實(shí)驗(yàn)室可以引進(jìn)園林仿真軟件，例如YLCAD園林景觀設(shè)計(jì)軟件、HTCAD土方計(jì)算地形分析、ZDTM三維地形分析軟件等，使學(xué)生學(xué)習(xí)效率大大提高。使用實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)管理信息化平臺(tái)可以預(yù)約實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)儀器使用方法及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等，提高實(shí)驗(yàn)室使用效率。

3.2.2 專業(yè)實(shí)驗(yàn)室逐步打造成開放實(shí)驗(yàn)室 打破課堂空間、時(shí)間界限，開放學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室、科研實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的有效整合和配置。以安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為例，以大學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽為主的開放實(shí)驗(yàn)室配備了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器，包括電子天平、顯微鏡、生化培養(yǎng)箱、干燥箱、標(biāo)本制作工具等。省級(jí)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室集中了學(xué)院最先進(jìn)的科研儀器設(shè)備，包括流式細(xì)胞儀、PCR儀、酶標(biāo)儀、核酸提取儀、蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)、葉面積分析系統(tǒng)等進(jìn)口儀器設(shè)備，為學(xué)院教師科研和學(xué)生參賽提供了方便。將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與教師的科研課題結(jié)合，可促使科研儀器轉(zhuǎn)化為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的儀器，增加儀器的使用率。

3.3 以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

近年來安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鼓勵(lì)學(xué)生積極參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，包括“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等國(guó)家級(jí)賽事，“安徽省大學(xué)生生物標(biāo)本制作大賽”“安徽省生命科學(xué)競(jìng)賽”“安徽省大學(xué)生食品設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽”“安徽省青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)生物大賽”等省級(jí)專業(yè)賽事，并取得了顯著成績(jī)，獲得了多項(xiàng)一等獎(jiǎng)，學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)900余人次。從比賽選拔到正式競(jìng)賽，師生收益頗多；比賽會(huì)涉及PPT制作、繪圖用的CAD、修圖用的PS、商業(yè)模式需要用到的盈利計(jì)算以及生物信息采集用到的遙感技術(shù)等技術(shù)。為了贏得比賽，學(xué)生會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)本專業(yè)以外的其他課程或軟件技術(shù)，不僅能為后期畢業(yè)論文添彩，還能為走入工作崗位提供必要的工作技能。

這些大賽推動(dòng)生物課程內(nèi)容的改革，促使教師和學(xué)生打破傳統(tǒng)的教、學(xué)方式，建立系統(tǒng)的競(jìng)賽指導(dǎo)方法與管理體系。以教賽互動(dòng)開放式教學(xué)模式，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，通過面對(duì)面、網(wǎng)絡(luò)、微信、QQ等多種形式進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，通過競(jìng)賽的方式檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，提高教學(xué)質(zhì)量。這些大賽促進(jìn)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，促進(jìn)大學(xué)生的溝通能力、獨(dú)立思考能力及團(tuán)隊(duì)意識(shí)的形成[17]。

3.4 構(gòu)建“產(chǎn)學(xué)研”實(shí)踐平臺(tái)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)應(yīng)緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的綜合能力及職業(yè)素養(yǎng)。校內(nèi)倡導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，依托大學(xué)生創(chuàng)業(yè)孵化基地，鼓勵(lì)教師指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練。開拓校內(nèi)外實(shí)踐資源，加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)踐基地與社會(huì)企業(yè)的聯(lián)系。

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，將實(shí)踐教學(xué)分為三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段，引進(jìn)具有豐富生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師、職業(yè)經(jīng)理人、公司老總作為外聘教師，由外聘教師和校內(nèi)教師共同構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)課程體系、編制實(shí)驗(yàn)教材、講解基本的工藝流程或創(chuàng)業(yè)過程。第二階段，教師帶領(lǐng)學(xué)生在企業(yè)內(nèi)實(shí)習(xí)，把理論知識(shí)具體應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。第三階段，帶著實(shí)際需要解決的問題，教師和學(xué)生回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行新材料新配方實(shí)驗(yàn)，企業(yè)給教師提供實(shí)驗(yàn)、研發(fā)經(jīng)費(fèi)，提高教師進(jìn)入企業(yè)的積極性，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。學(xué)生和教師在實(shí)習(xí)過程中不僅能解決生產(chǎn)實(shí)際問題，還能使雙方實(shí)踐能力得到提升。在這一過程中學(xué)校和企業(yè)沒有分離，實(shí)現(xiàn)了“學(xué)校與企業(yè)結(jié)合、學(xué)習(xí)與就業(yè)融合”的實(shí)踐教學(xué)模式。學(xué)生在真實(shí)項(xiàng)目實(shí)施過程中，獲得知識(shí)、技能和職業(yè)素養(yǎng)的提升。通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐，我校園林、食品等工科專業(yè)培養(yǎng)了一批有職業(yè)素養(yǎng)、能吃苦、適應(yīng)能力強(qiáng)、團(tuán)隊(duì)合作精神好的學(xué)生，得到了企業(yè)的好評(píng)。

3.5 將教師的科研項(xiàng)目融入實(shí)踐教學(xué)中

學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)可從指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的實(shí)踐項(xiàng)目中選題，從而讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與教師的科研課題相聯(lián)系，形成完整的課題體系。安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教師獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金等多項(xiàng)縱橫向研究課題，有部分學(xué)生從大一或大二就開始參與教師的科研課題，因?yàn)榻邮芰吮容^嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)培訓(xùn)，完成論文的質(zhì)量比較高。然而大部分學(xué)生是畢業(yè)前才選導(dǎo)師，老師與學(xué)生聯(lián)系少，論文與社會(huì)服務(wù)、科研、生產(chǎn)第一線脫節(jié)，論文質(zhì)量不高。因此，可在學(xué)生入學(xué)一年后提早實(shí)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)制，學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇導(dǎo)師，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。近幾年我院教師已指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表核心期刊論文10余篇，獲專利30余項(xiàng)，這些論文和專利又為學(xué)生競(jìng)賽打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 總結(jié)

本文構(gòu)建以學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)為中心、實(shí)驗(yàn)室為載體、學(xué)生競(jìng)賽為抓手、科研項(xiàng)目為依托、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐為紐帶的“五位一體”生物實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程體系。利用各種資源開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊、開放實(shí)驗(yàn)室模塊、學(xué)生競(jìng)賽模塊、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐模塊、科研項(xiàng)目模塊等，五個(gè)模塊之間相互補(bǔ)充，形成內(nèi)在聯(lián)系緊密的綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，共同激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。