生物工程人才實(shí)踐教學(xué)體系改革探索

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摘要：實(shí)踐教學(xué)是卓越人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的有效途徑。分析當(dāng)前生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，以學(xué)生的實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識培養(yǎng)為重點(diǎn)，通過建立按生物工程專業(yè)整體性設(shè)置三層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，優(yōu)化以生物工程技術(shù)為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，建立過程、多元、過關(guān)、達(dá)標(biāo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價體系，積極實(shí)踐生物工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)，有效地提升了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：生物工程；卓越人才；實(shí)踐教學(xué)體系；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

一、生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前我校類似全國絕大部分高等院校生物工程本科教學(xué)都是以理論課程設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式（即“一門課程理論+一門課程實(shí)驗(yàn)”）進(jìn)行組織教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直輔助理論教學(xué)，從屬在各門理論課程之后。實(shí)驗(yàn)課程門數(shù)多，實(shí)驗(yàn)課程相互間存在不同程度的重復(fù)現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)課程注重以知識體系為主線構(gòu)建，造成課程實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)相對分散、孤立，不能串聯(lián)在一起，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺乏連貫性、完整性和系統(tǒng)性；開設(shè)的實(shí)驗(yàn)在類型上以基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，綜合性、設(shè)計創(chuàng)新、研究性實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計、工程技術(shù)運(yùn)用等鍛煉無法得到充分保障，極大地扼制了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提升；實(shí)驗(yàn)課程考核門數(shù)多，考核方式單一，考核評價不夠科學(xué)、合理等問題，導(dǎo)致目前的生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系難以滿足卓越人才培養(yǎng)的需求，不利于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)出符合社會需求的創(chuàng)新應(yīng)用型卓越人才。為此，我們以學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識培養(yǎng)為重點(diǎn)，通過重構(gòu)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價體系，不斷探索生物工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)的有效途徑，并取得了良好的效果。

二、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系

（一）建立按生物工程專業(yè)整體性設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

生物工程專業(yè)卓越計劃是以培養(yǎng)生物工程工科專業(yè)學(xué)生熟練掌握該專業(yè)實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)能力，綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力以及創(chuàng)造性開展設(shè)計創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ乃悸罚蚱圃瓉硪哉n程設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程（“一門課程理論+一門課程實(shí)驗(yàn)”）的傳統(tǒng)，建立全新的按專業(yè)整體性設(shè)置生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。原實(shí)驗(yàn)課程體系（“8+3”），即《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)一》、《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)二》、《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)》、《細(xì)胞與細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)》、《生物分離工程實(shí)驗(yàn)》、《發(fā)酵工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)》8門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，以及《生物工程綜合實(shí)驗(yàn)》、《藥用植物成分利用綜合實(shí)驗(yàn)》、《生物制藥綜合實(shí)驗(yàn)》3門綜合實(shí)驗(yàn)課程，共11門課程實(shí)驗(yàn)，其中8門基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)中開設(shè)了一些綜合性實(shí)驗(yàn)，造成部分項(xiàng)目與后續(xù)3門綜合實(shí)驗(yàn)課程重復(fù)，即使項(xiàng)目不重復(fù)，方法技術(shù)也有重復(fù)。與此同時，雖然在這11門課程中有的嘗試過設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，但對于卓越人才培養(yǎng)的工科專業(yè)數(shù)量偏少。在這些基礎(chǔ)上，以專業(yè)整體性實(shí)際需求重構(gòu)新的實(shí)驗(yàn)課程體系，即將整個生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置為《生物工程專業(yè)基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)》、《生物工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》、《生物工程專業(yè)設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)》3門實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)課程門數(shù)大大壓縮，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上無一重復(fù)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上著重基本技術(shù)掌握、技術(shù)綜合運(yùn)用和技術(shù)設(shè)計創(chuàng)新訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)層次上體現(xiàn)“基礎(chǔ)─綜合─設(shè)計創(chuàng)新”循序漸進(jìn)，學(xué)以致用，實(shí)驗(yàn)過程中更加注重培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的能力和素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

（二）建立三層次實(shí)踐教學(xué)模塊課程

在生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)緊緊抓住專業(yè)內(nèi)涵和要求，圍繞專業(yè)核心內(nèi)容體系，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體，采用模塊化的設(shè)計模式，突出創(chuàng)新思維，促進(jìn)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，構(gòu)建了“生物工程基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)、生物工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、生物工程專業(yè)設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”的“三個層次”漸進(jìn)式培養(yǎng)模塊。生物工程專業(yè)基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生掌握生物學(xué)、生物工程學(xué)等方面的基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理能力，熟練掌握基本常規(guī)儀器的使用，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)行為和習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生動手能力的提升，為后續(xù)綜合、設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。生物工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)主要分為微生物接種、菌種培養(yǎng)與選育，微生物發(fā)酵及反應(yīng)過程的優(yōu)化與放大，生物提取分離與檢測，等等內(nèi)容，以部分微生物（細(xì)菌、放線菌和真菌）的篩選、發(fā)酵過程控制、產(chǎn)物提取與純化檢測以及植物活性成分分離純化為主線，突出每個實(shí)驗(yàn)綜合運(yùn)用多種基本技術(shù)原理、多種操作技能及數(shù)據(jù)分析處理方法，為適應(yīng)“實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、重應(yīng)用”的人才培育模式服務(wù)。生物工程設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在生物工程專業(yè)基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，主要介紹了設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的研究思路與方法，以天然生物資源為原料，對其中的生物活性物質(zhì)進(jìn)行提取、純化、鑒定及活性檢測。生物產(chǎn)品設(shè)計與制作工藝以及大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽、大學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計與產(chǎn)品制作大賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練坊等內(nèi)容，突出了應(yīng)用性和設(shè)計創(chuàng)新性，著力培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

（三）優(yōu)化以生物工程技術(shù)為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

打破以知識體系設(shè)置課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，突出以生物工程技術(shù)為主線，優(yōu)化生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，3門實(shí)驗(yàn)課程包括了生物工程方面的稱量計算洗滌技術(shù)、培養(yǎng)基的配制、滅菌鍋的使用技術(shù)、考馬斯亮藍(lán)染色法技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、免疫熒光技術(shù)、各種顯微鏡觀察技術(shù)、細(xì)菌的制片染色技術(shù)、滴定技術(shù)、分光光度技術(shù)、植物組織破碎技術(shù)、超濾技術(shù)、離心技術(shù)、酶學(xué)基本技術(shù)、熒光染色技術(shù)、熒光原位雜交技術(shù)、染色體制備技術(shù)、DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)、PCR實(shí)驗(yàn)技術(shù)等，綜合實(shí)驗(yàn)基因克隆表達(dá)技術(shù)、微生物接種培養(yǎng)分離純化技術(shù)、液態(tài)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)、活性成分提取、分離純化與檢測技術(shù)以及相關(guān)工藝開發(fā)利用技術(shù)。其中基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目21個，學(xué)時120；綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目18個，學(xué)時120；設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目19個，外加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽、大學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計與產(chǎn)品制作大賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練坊等項(xiàng)目，125學(xué)時+18周。綜合設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占70%以上，綜合設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)時占76%以上。第3、4學(xué)期開設(shè)基本技術(shù)實(shí)驗(yàn)，第5學(xué)期開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)，第6學(xué)期開設(shè)設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，第7學(xué)期開設(shè)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計與產(chǎn)品制作大賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練坊項(xiàng)目，同時突出教師科研轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的大孔吸附樹脂法提取金銀花中的綠原酸，生物堿提取、分離純化與檢測技術(shù)，揮發(fā)油提取分離與檢測技術(shù)，香菇多糖的分離提取，等等4個項(xiàng)目，以及設(shè)計創(chuàng)新的19個項(xiàng)目全部來源生物工程專業(yè)教師的科研轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，共計23個，占整個項(xiàng)目數(shù)的41%以上。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有明顯的地方特色，充分體現(xiàn)了應(yīng)用型地方本科院校人才培養(yǎng)的特色。

三、建立過程、多元、過關(guān)、達(dá)標(biāo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，建立“平時成績記分簿”，加重實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的考核，把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣納入實(shí)驗(yàn)考核范疇，制定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)行為18條規(guī)定，違反1條扣0.5—3分，累計扣除10分后，取消該門實(shí)驗(yàn)成績，并要求重修。實(shí)驗(yàn)課采取多元實(shí)驗(yàn)成績考核方法，考核成績由平時考核的60%—70%（實(shí)驗(yàn)習(xí)慣10%、實(shí)驗(yàn)操作40%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果10%、實(shí)驗(yàn)報告10%），期末實(shí)驗(yàn)操作和理論考試占20%，設(shè)計創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)占10%—20%。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備規(guī)范使用實(shí)施實(shí)驗(yàn)基本技能過關(guān)制，通過制訂生物工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能標(biāo)準(zhǔn)，舉行專業(yè)技能大賽和專業(yè)技能達(dá)標(biāo)測試，以及工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新校內(nèi)外實(shí)踐環(huán)節(jié)綜合評價制，建立過程、多元、過關(guān)、達(dá)標(biāo)綜合考核評價方式，全面綜合評價學(xué)生。懷化學(xué)院生物工程專業(yè)先后被確定為校級重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，湖南省普通高?！笆晃濉敝攸c(diǎn)專業(yè)，懷化學(xué)院及湖南省普通高校首批特色專業(yè)，懷化學(xué)院及湖南省普通高等學(xué)?！笆濉本C合改革試點(diǎn)專業(yè)以及懷化學(xué)院首批校企合作試點(diǎn)專業(yè)以及懷化學(xué)院首批“卓越人才”教育培養(yǎng)計劃試點(diǎn)專業(yè)。卓越生物工程專業(yè)人才的培養(yǎng)是一個長期、動態(tài)和發(fā)展的過程，積極探索和實(shí)踐，緊跟科技前沿，培養(yǎng)新興工業(yè)化社會產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)卓越應(yīng)用型人才任重道遠(yuǎn)。

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作者：胡興 王曉紅 付明 曾軍英 吳鏑 單位：懷化學(xué)院生物與食品工程學(xué)院