陸菁菁

（浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，生物技術(shù)國家級實驗教學(xué)示范中心，浙江寧波315100）

0 引 言

實驗教學(xué)是提高高等教育質(zhì)量的一個重要切入點［1-4］。生物技術(shù)專業(yè)具有“實驗性、創(chuàng)新性、應(yīng)用性”強(qiáng)的特點，實驗教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中具有重要的作用。長期以來，高校生物技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)缺乏系統(tǒng)性、層次性，簡單驗證性實驗居多，綜合性、技能性、設(shè)計性實驗不夠，與行業(yè)結(jié)合緊密度不夠，實驗教學(xué)模式與考核方法單一，學(xué)生主動實踐觀念與主體性不強(qiáng)，創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足等問題，受到了各高校高度關(guān)注，并開展了大量改革探索，提供了許多卓有成效的解決方案［5-13］。針對這些問題，我校生物技術(shù)專業(yè)確立了“主動服務(wù)行業(yè)需求”的觀念，堅持以學(xué)生為本，注重實踐育人、合作育人，以提高實踐能力為重點，整合優(yōu)化實驗教學(xué)體系，探索“全程參與、自主設(shè)計、合作研討、開放實施”的探究性實驗教學(xué)方法和創(chuàng)新“多元化、過程性”的實驗評價方法，培養(yǎng)學(xué)生服務(wù)社會的責(zé)任感、勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實踐能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展［14-16］。構(gòu)建的“能力核心、行業(yè)導(dǎo)向、項目驅(qū)動”生物技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)模式，經(jīng)過多年的實踐，已取得了良好的建設(shè)成效和育人成果。

1 “以行業(yè)為導(dǎo)向、以技能為主線”遞進(jìn)式實驗教學(xué)體系

1.1 “一體化、三層次、五平臺”實驗課程體系

以行業(yè)需求為導(dǎo)向，設(shè)計“基礎(chǔ)—專業(yè)—行業(yè)”三層次、梯度式的實驗課程體系，構(gòu)建了包括基礎(chǔ)生物實驗平臺（包括基礎(chǔ)化學(xué)、動植物、微生物、細(xì)胞生物學(xué)等實驗技術(shù)）、分析檢測實驗平臺（包括分析檢測技術(shù)、儀器分析）、生物化學(xué)實驗平臺（包括基礎(chǔ)生化實驗技術(shù)、生物大分子分離技術(shù)等）、生物技術(shù)專業(yè)實驗平臺（包括免疫制劑制備技術(shù)及基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵與酶工程等實驗技術(shù)）、行業(yè)應(yīng)用實驗平臺（包括生物制藥綜合、食品檢測綜合、海洋生物等實驗技術(shù)及生物商貿(mào)綜合實習(xí)）5 大實驗課程平臺、14 門獨立設(shè)置的實驗課程構(gòu)成的“一體化、三層次、五平臺”實驗課程體系，強(qiáng)化了實踐能力、行業(yè)能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

1.2 模塊化、技能遞進(jìn)式實驗項目設(shè)置

圖1 生化實驗技術(shù)課程遞進(jìn)式設(shè)計框架圖

根據(jù)“基礎(chǔ)實驗技能為專業(yè)實驗技能服務(wù)，專業(yè)實驗技能與行業(yè)技能訓(xùn)練結(jié)合”的原則［15-16］，設(shè)計了“基礎(chǔ)實驗技能—綜合實驗技能—專業(yè)研發(fā)訓(xùn)練—行業(yè)創(chuàng)新研究”的技能遞進(jìn)式、模塊化實驗項目，讓學(xué)生參加產(chǎn)品研發(fā)、科研創(chuàng)新性實驗，強(qiáng)化技能的綜合性、設(shè)計性及應(yīng)用性訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，如生化實驗技術(shù)的課程設(shè)計如圖1 所示。將生化實驗技術(shù)課程設(shè)計為“基礎(chǔ)技能→綜合技能→行業(yè)應(yīng)用技能→學(xué)科應(yīng)用技能”4 個模塊，實驗教學(xué)內(nèi)容體系體現(xiàn)學(xué)科先進(jìn)性與行業(yè)應(yīng)用性，實驗內(nèi)容涵蓋蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、酶等諸多領(lǐng)域，涉及膜分離技術(shù)、電泳技術(shù)、分光光度法、層析技術(shù)、大型精密儀器現(xiàn)代分析檢測法等常用的成分分離鑒定、定性與定量分析手段。每一個實驗訓(xùn)練項目都有各自的實驗技能重點、知識技術(shù)重點和操作訓(xùn)練重點，通過對不同的實驗項目選擇和設(shè)計、不同教學(xué)模式的運用、不同的實驗考評方法來達(dá)到各項目訓(xùn)練實驗技能的目標(biāo)。

1.3 強(qiáng)化綜合性、應(yīng)用性、研發(fā)創(chuàng)新性實驗項目內(nèi)容

以學(xué)生實驗綜合能力培養(yǎng)為核心，對主干核心實驗內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計，重點將多個單一的實驗技術(shù)有機(jī)融合為一個綜合性實驗項目，使生物技術(shù)專業(yè)實驗課程中綜合設(shè)計性實驗比例達(dá)75%以上，如基因工程實驗技術(shù)課程的實驗內(nèi)容設(shè)計是把原基因工程的十大核心基礎(chǔ)實驗技術(shù)（DNA 的提取、質(zhì)粒的提取、PCR、酶切、連接、轉(zhuǎn)化、重組子篩選鑒定、目的蛋白的誘導(dǎo)、電泳分析檢測、基因產(chǎn)物的分離純化），融入枯草芽孢桿菌堿性磷酸酶基因的克隆與表達(dá)、泥蚶谷氨酰胺合成酶基因的克隆和表達(dá)分析、弧菌外膜蛋白基因的克隆及蛋白的表達(dá)等自選開放型綜合性實驗項目中，培養(yǎng)學(xué)生實驗綜合實踐能力。

主動設(shè)計與行業(yè)應(yīng)用相關(guān)的科技創(chuàng)新型實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、科研思維及實驗創(chuàng)新能力。如免疫制劑制備開設(shè)有免疫預(yù)防、診斷、治療三大類免疫制劑制備的實驗項目，包括雞白痢滅活苗、雞新城疫免疫血清及雞白痢診斷制劑等的制備，實驗結(jié)果產(chǎn)品化，培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品質(zhì)量意識與行業(yè)能力，增強(qiáng)學(xué)生的成就感，調(diào)動學(xué)生參與實驗的積極性。

另外，教學(xué)計劃規(guī)定學(xué)生必修5 個專業(yè)素質(zhì)拓展學(xué)分，引導(dǎo)學(xué)生主動參與教師科研或者學(xué)生自己設(shè)計的研發(fā)創(chuàng)新項目。每年有600 多人次參加教師的科研，近5 年有45 項學(xué)生研究課題得到浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新項目和國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目資助。

2 研究性實驗教學(xué)方法

研究性實驗教學(xué)方法的核心內(nèi)容就是“全程參與、自主設(shè)計、合作研討、開放實施”。研究性實驗教學(xué)中，堅持以學(xué)生能力培養(yǎng)為根本，踐行“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的理念?；A(chǔ)實驗主要采用“全程參與”的實驗方法，綜合實驗、應(yīng)用設(shè)計實驗則圍繞“自主設(shè)計”的方式開展，結(jié)合實驗合作研討和開放實驗?zāi)Ｊ?，?qiáng)化學(xué)生自主探索，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

2.1 全程參與、自主設(shè)計

基礎(chǔ)性實驗以“全程參與”為主，在實驗中，教師對實驗?zāi)繕?biāo)和關(guān)鍵點提出要求，對學(xué)生的實驗方案和部分操作進(jìn)行指導(dǎo)，而學(xué)生則作為實驗主體積極參與實驗準(zhǔn)備、實驗操作、實驗分析總結(jié)等過程［15-16］，以此來培養(yǎng)學(xué)生實驗基本功、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的實驗作風(fēng)和學(xué)生的責(zé)任感、實驗綜合操作能力。通過學(xué)生全程參與，使學(xué)生對實驗有更全面的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的實驗綜合能力。綜合、應(yīng)用性實驗則圍繞“自主設(shè)計”的方式開展，教師提出實驗的目標(biāo)和選題，學(xué)生通過查閱資料，撰寫實驗方案，完成實驗過程，撰寫實驗總結(jié)或?qū)嶒炐≌撐?。?jīng)過系統(tǒng)實驗訓(xùn)練，學(xué)生查閱資料、數(shù)據(jù)分析、實驗設(shè)計、論文撰寫等基本技能都得到了加強(qiáng)和提升。

2.2 合作研討，交流提高

綜合、應(yīng)用性實驗合作研討實驗一般流程如下：①首先教師在實驗教學(xué)網(wǎng)站上發(fā)布實驗項目和要求；②自由組合實驗小組，一般3 ～5 名同學(xué)1 個小組；③ 教師集中講解實驗理論、要求及關(guān)鍵點；④ 小組查閱資料初步制定實驗方案；⑤教師對方案進(jìn)行審核、完善；⑥方案確定后，學(xué)生網(wǎng)上預(yù)約實驗時間，并按預(yù)約時間進(jìn)入實驗室自主實驗；⑦實驗完成后，大班集中匯報各小組的研究方案、研究結(jié)果、遇到的問題和解決方法等，接受質(zhì)疑；教師進(jìn)行必要的講解和答疑。⑧ 小組撰寫實驗論文。通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、寫作能力、表達(dá)能力、團(tuán)隊合作和質(zhì)疑精神。

2.3 開放實驗，線上線下雙線管理

利用課程Moodle教學(xué)平臺輔助、實施線上線下雙線管理、開放式實驗教學(xué)。在整個實驗過程中，教師發(fā)布實驗項目和要求、學(xué)生遞交實驗預(yù)習(xí)報告或設(shè)計方案、實驗時間預(yù)約、實驗論文遞交等都在實驗課程網(wǎng)絡(luò)平臺上進(jìn)行。實驗實施和交流研討等環(huán)節(jié)則在線下開展。雙軌管理制提高了工作效率，實現(xiàn)了實驗文檔即時保存，也便于查閱、核對。

所有實驗室全天開放，學(xué)生通過預(yù)約，進(jìn)入實驗室實驗，保證了實驗連續(xù)性，緩解了實驗室和實驗設(shè)備緊張的條件限制，拓展了實驗教學(xué)的時空，生物技術(shù)專業(yè)實驗室年開放達(dá)2 500 人時數(shù)。以生化實驗技術(shù)為例，課程組織形式和實施流程如圖2 所示。

圖2 課程組織形式和實施流程圖

3 評價體系

以能力評價為導(dǎo)向，在實驗評價環(huán)節(jié)中更多加入了學(xué)生的參與度、實驗設(shè)計與研究能力、實驗結(jié)果與分析能力等，在評價方式上采用平時表現(xiàn)、操作考核、理論考試、合作研討、實驗結(jié)果等多種形式相結(jié)合，同時對有創(chuàng)新表現(xiàn)的學(xué)生給予額外加分或直接獲得優(yōu)秀，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生實驗綜合能力提升。評價體系的主要內(nèi)容如表1 所示。

4 教學(xué)改革成效

（1）學(xué)生創(chuàng)新意識與實踐技能提高。幾年來的實踐表明，生物技術(shù)專業(yè)優(yōu)質(zhì)實驗課程教學(xué)經(jīng)改革后，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力、團(tuán)隊合作精神、實驗綜合技能、科學(xué)研究能力、實驗創(chuàng)新能力得到顯著提高，獲得了用人單位普遍認(rèn)可，有多家單位給學(xué)校寫來了表揚信?？佳袑W(xué)生在復(fù)試中，較強(qiáng)的實驗技能和創(chuàng)新能力受到浙江大學(xué)、廈門大學(xué)等老師的充分肯定。

表1 不同類型實驗項目學(xué)生綜合能力評價體系%

近年來，畢業(yè)生一次性就業(yè)率都高于95%，創(chuàng)業(yè)率達(dá)到6.2%，學(xué)生獲浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新項目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目資助45 項，獲浙江省“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽特等獎1 項和二等獎11 項，學(xué)生學(xué)科競賽獲國家級一等獎4 項、二等獎8 項、三等獎5 項；省級一等獎6 項、二等獎13 項、三等獎35 項，學(xué)生公開發(fā)表專業(yè)科研論文85 篇。

（2）教學(xué)建設(shè)與研究成果喜獲豐收?；凇澳芰诵?、行業(yè)導(dǎo)向、項目驅(qū)動”的生物技術(shù)專業(yè)系列實驗課程教學(xué)改革促進(jìn)了實驗教學(xué)條件建設(shè)和專業(yè)建設(shè)，建成生物與環(huán)境實驗示范中心網(wǎng)絡(luò)平臺1 個和實驗課程網(wǎng)站8 個，獲國家教學(xué)成果二等獎1 項，省教學(xué)成果一等獎3 項、二等獎5 項，國家級課程2 門，省級課程4門，完成市級及以上實驗教學(xué)研究項目14 項，其中省新世紀(jì)教改項目4 項，正式出版實驗系列教材9 部（其中省重點教材1 部），發(fā)表實驗教研論文26 篇，生物技術(shù)實驗教學(xué)中心入選“國家級實驗教學(xué)示范中心”，浙江省“十三五”省級重點建設(shè)實驗教學(xué)示范中心，生物技術(shù)專業(yè)獲批為“國家級特色專業(yè)”“浙江省優(yōu)勢專業(yè)”“寧波市品牌專業(yè)”，2019 年生物技術(shù)專業(yè)入選“十三五”國家一流專業(yè)建設(shè)點。

（3）促進(jìn)交流、共謀提高。近年來，在我校承辦的全國、全省各級教學(xué)現(xiàn)場會和骨干教師研修班等會議上對生物技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)改革的成果進(jìn)行交流發(fā)言，生化實驗技術(shù)、基因工程實驗技術(shù)等實驗課程作為示范課程進(jìn)行現(xiàn)場觀摩，同時在各種全國性的教學(xué)會議和論壇上應(yīng)邀作主題發(fā)言，累計達(dá)到40 多場，介紹教改經(jīng)驗。先后承辦浙江省第24 屆高校生命科學(xué)院（系）協(xié)作會、浙江省第11 屆大學(xué)生生命科學(xué)競賽決賽等會議賽事，為全省高校生物技術(shù)等相關(guān)學(xué)科學(xué)生培養(yǎng)、學(xué)科發(fā)展提供參考和學(xué)習(xí)方案。

近5 年來，接受省內(nèi)外有同類專業(yè)的60 多家高校300 多位教師來校進(jìn)行教學(xué)觀摩和改革經(jīng)驗交流，共謀提高生物技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)水平。

5 結(jié) 語

實踐表明，我校在生物技術(shù)專業(yè)實驗課程教學(xué)上改革探索與實踐有效提升了學(xué)生知識、技能和創(chuàng)新能力，有力支撐了高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，也為相關(guān)高校專業(yè)課程提供了參考和借鑒。在目前持續(xù)推進(jìn)一流專業(yè)和“金課”建設(shè)中，將繼續(xù)鞏固現(xiàn)有教改成果，圍繞專業(yè)、學(xué)科、行業(yè)發(fā)展，持續(xù)改進(jìn)，以切實保障并提高本科教育教學(xué)水平。