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關鍵詞:生物技術;培養模式;培養目標;實踐教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)12-0132-02
生物技術是一門新興的、快速發展的綜合性學科,被認為是21世紀朝陽產業和科學技術的核心[1]。在生物技術三個重要的應用領域:工業生物技術、農業生物技術和醫藥生物技術中,醫藥生物技術是發展最迅速、最活躍的領域[2]。醫藥院校生物技術專業為培養醫藥生物技術領域人才的主體,如何構建醫藥院校生物技術專業人才培養模式是十分現實而重要的課題。近年來,根據生物技術專業的特點和我校的實際,我們對醫藥院校生物技術專業的人才培養模式進行了探索和實踐。
一、明確專業定位與人才培養目標
當前我國高校生命科學的相關專業有生命科學、生物工程和生物技術。生物技術專業是隸屬理科的專業,在專業的學科定位上,它既有別于生命科學專業,又不同于生物工程專業。生命科學專業屬于理科辦學專業,側重于培養理科基礎性人才;生物工程專業是以工為主、以理為輔、工理管結合的復合型專業;生物技術專業屬于理科辦學專業,是以理為主、以工為輔的理工復合型專業[3]。我校生物技術專業自2000年開始招生,是廣西首個在醫藥院校開設的生物技術專業。根據生命科學學科發展的趨勢與社會對人才的要求,結合我校生物技術學院的實際情況,確定了我校生物技術本科專業的培養目標。具體來說,我校生物技術專業是培養適應經濟社會發展和醫藥衛生事業發展需要的,德、智、體、美全面發展的,具備相應的生命科學、生物技術及醫藥學的基礎知識、基本理論和基本技能,能夠在醫藥、食品、制藥、生物、農牧、經貿等眾多領域的企事業單位、政府部門和學校從事科學研究、應用研究、技術開發、檢測分析、教學、生產及管理工作,基礎扎實、素質良好、實踐能力強,具有社會責任感、創新和奉獻精神以及終身學習能力的應用型生物技術骨干人才。
二、優化課程設置體系
構建科學合理的醫藥院校生物技術專業人才培養模式。首先必須調整和優化生物技術專業人才培養方案,突出醫藥院校生物技術專業醫藥應用型的特點。具體來說,在2013年新版培養方案中,我們優化了課程設置體系,適當減少了專業基礎課程的學時,同時強化和突出了專業課程和畢業實習環節(表1)。根據我校的實際情況,我校生物技術專業的主干學科定位為生物學和基礎醫學。公共基礎課由語言、法律、經濟、管理等人文社科類課程和數、理、化、計算機等自然科學基礎課程組成。主要專業課程有人體解剖學、物理化學、無機化學、有機化學、生物化學、微生物學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、免疫學、生理學、藥理學、基因工程、酶工程、微生物工程、細胞工程、蛋白質工程、生物信息學等。在教材的選用上,原則上采用高等教育出版社、人民衛生出版社等出版的最新教材。在專業課程的整合方面,使其相互銜接,盡量避免重復,使學生系統而深入地掌握專業知識,以適應不同醫藥生物技術相關領域的需求。同時在一些條件較好的課程建設中,比如生物化學、細胞生物學等課程中,我們也加強了雙語課程的教學和精品課程的建設。
三、強化實踐教學體系
對生物技術專業應用型人才來說,具有較高的技術應用能力非常重要。實驗、見習和實習等實踐教學體系是生物技術專業技術應用型人才培養的重要手段。針對我校的實際,圍繞生物技術專業技術應用型人才的培養目標,我們構建了分類設計、分層施教的選修與必修相結合的實踐教學體系。具體來說,桂林醫學院生物技術專業實踐教學體系分為如下幾方面:一是課程實驗(見習)教學。課程實驗(見習)教學安排在各門課程學習期間,通過實驗室教學和校外企業參觀,使理論與實踐相結合,達到掌握實驗技能的目的。為保障學生在課堂實驗教學中有更多的動手機會,強化實踐動手能力培養,在新的人才培養方案修訂中,我們適當增加了各類課程的實驗(見習)學時,加大了實踐課程的比例。必修課程中理論課與實踐課學時的比例:2010年培養方案中從1554∶755(2.1∶1)調整為2013年新版培養方案的1700∶1061(1.6∶1)。二是畢業實習,主要到生物、醫藥及生物制品研究機構、高等院校、疾病預防控制中心等相關企業和部門進行專題研究,在指導教師的指導下完成畢業論文。三是第二課堂,在2013年新版培養方案中,我們增加了早期接觸專業、早期接觸科研和早期接觸社會實踐的“三早”實踐教學方案(表2)。此外,第二課堂也包括勞動教育、舉辦專業知識講座和演講等。四是其他實踐,包括入學教育、軍事訓練、畢業教育及就業指導。
四、完善教學方法和手段
當前,一些傳統的教學方法和手段已經不能滿足培養應用型生物技術專業人才的需要,不能滿足培養學生分析問題、解決問題能力的需要,也不能滿足學生創造力培養的需要。因此,我們特別強調重視學生在教學活動中的主體地位,鼓勵新的教學方法和手段的嘗試,以充分調動學生的積極性、主動性和創造性。根據不同的教學目標、教學內容、教學對象,因材施教,采用啟發式、討論式、現場教學等教學方法,為學生自主學習創造更好的條件,培養學生分析問題、解決問題和創造思維的能力。為激發學生學習的興趣,在教學中,我們注重使用多媒體技術等先進的教學手段,合理運用因特網來進行教學。同時加強優質教學資源如教學課件的共享,提高教學水平。為保證生物技術專業技術應用型人才培養目標的順利實現,我們還采取引進、培養、聘請等途徑加強師資隊伍建設,尤其是加強具有醫藥生物技術領域企業工作經歷的教師的培養和引進。
五、改革課程成績評價體系
為滿足應用型人才培養的要求,就必須深化生物技術專業考試制度改革,改革課程成績評價體系。我校生物技術專業的教學質量評價體系分為:(1)形成性考核,包括課程平時考核、課程期中考核和課程實驗考核。課程平時考核主要考核學生在整個課程學習過程中的表現情況(含學習行為、動手操作、平時作業、課堂提問等);課程期中考核主要考查學生對課程前半部分知識的掌握情況;課程實驗考核主要在期末以筆試、實驗操作等形式進行,主要考核學生對實驗原理的理解、實驗操作的能力及實驗報告的撰寫情況等。(2)終結性考核,每門課程結束時或期末,采用閉卷或開卷筆試的形式進行考試,教師根據課程的性質和要求選擇考試方式,對于專業基礎課程和一些與學生能力和素質培養影響較大的核心課程,可以采取閉卷考試的方式,對于選修課程和其他非核心課程可以采取開卷考試、課程論文等方式進行考核。
總之,醫藥院校開設生物技術專業是當今迅猛發展的生物醫藥產業的需要。為培養高素質的應用型醫藥生物技術人才,還需要在人才培養模式上進一步研究和探索。
參考文獻:
[1]趙凱,唐艷,孫曉丹,馬春權,李海英.生物技術專業課程體系構建和創新型人才培[J].高校生物學教學研究(電子版),2013,3(3):16-19.
一、 生物技術專業教學改革的思路與目標
(一)開展專業現狀調研,找準各環節切入點
從生物技術專業定位現狀、培養方案開發現狀、課程建設現狀以及校企合作四方面展開調研,每項調查由專人負責,撰寫詳實的調查分析報告,找準每一環節的切入點和突破點(見圖 1)。
(二)確定專業教學改革思路 ,制定專業建設目標
建設思路:從生物技術及應用專業相關的職業崗位分析入手面向地方,立足學校資源優勢確定專業培養的崗位群及所需技能與職業標準確定專業所需知識技能模塊、職業素養模塊建立相應的課程體系,使教學內容與企業崗位需求對接。課程建設的設計體現教學內容以“工作過程”為導向,教學目標以專業需求和職業標準為依據,教學模式以行動為導向,學習情景以企業環境再現為基礎,課程考核以過程考核為主,突出多方評價。達到目標:以利用生物技術提升改良傳統畜牧養殖業為方向,校企共同開發與構建適于行業發展和企業需求的生物技術專業人才培養方案,創新工學結合人才培養模式,針對崗位技能與職業能力需求重組優化課程體系,以任務驅動、項目導向組織教學,構建“教學做”一體化教學模式,完善專業教學資源庫建設機制,構建多元化考核模式,以此推動實訓基地、教學團隊建設,將生物技術及應用專業建成辦學特色鮮明、師資力量雄厚、人才培養與企業崗位對接、教學質量高,在國內同類專業中具有較強輻射和示范作用的專業。
二、生物技術專業教學改革的實施過程
(一)專業定位與人才培養模式
1.確定專業定位
專業定位是專業建設的方向,定位的恰當與否,將直接影響該專業的生存與發展[6]。經過廣泛的專業調研,鄭州牧業工程高等專科學校生物技術與應用專業定位為:立足河南省畜牧業資源優勢,依托學校畜牧獸醫專業環境優勢,利用生物技術提升改良傳統畜牧養殖業,培養具有分離純化技術、動物細胞培養技術、動物生物制品生產技術、生物檢測技術等四大專業核心技術,能夠面向動物生物制品生產和動物疾病生物診斷等崗位生產一線就業的高素質技能型人才。
2.構建“442”人才培養模式
人才培養模式是高職教育的基本問題,是在一定的先進教育思想指導下,為實現培養目標,而采取的培養過程的構造樣式和運行方式,目的是解決“培養什么樣的人才”與“怎樣培養人才”兩個根本性的問題[7]。按照學生認知規律、職業素養形成規律,融入“產業、行業、企業、職業、實踐”五要素,構建了“442”工學結合人才培養模式:第一個“4”是指四層接軌,即人才培養目標與職業崗位要求接軌、教學內容與典型工作任務接軌、技能培養與崗位標準接軌、素質培養與崗位素養要求接軌;第二個“4”是指品德培養四階遞進,圍繞學生職業能力培養從感恩教育、誠信與敬業教育、責任感教育、就業與創業教育四層次逐步展開;“2”是指雙向互動,校企互動、師生互動、家校互動(見圖 2)。
(二)專業人才培養方案
人才培養方案是高職院校人才培養過程中的重要組成部分,是現代高職教育的基礎,是學校開展專業教學工作的指導性文件[8]。高職人才培養方案的制定,以工作過程為導向,體現高職教育的實踐性、職業性、開放性。
1.崗位所需職業技能分析
基于調研的成果,分析專業就業崗位典型工作任務,剖析完成典型工作任務所需要的知識、能力、方法等信息;對所需知識進行優化、序化,確定專業崗位所需技能(見圖 3)。
2.課程體系的構建
課程是給學生傳授知識的具體載體。確定課程內容、研究課程結構是人才培養方案的關鍵[ 9 ]。以就業為導向、以品德培養為核心、以職業能力培養為目標,構建了以“公共基礎 + 專業基礎 + 專業能力 + 品德培養 + 能力拓展”五教育模塊課程體系(見表 1)。
(三)課程教學實施過程
課程建設是專業建設的核心與抓手,我們始終堅持以精品課程建設為龍頭,帶動相關課程的建設與發展,使課程體系趨于動態、多元。
1.開發課程教學內容
與企業合作,以工作過程系統化為基礎,構建課程學習情境,下設若干工作任務,圍繞崗位技能要求與職業資格標準規范,完成課程標準的制定與教學指導書的編寫。
2. 構建“教、學、做”一體化教學模式
課程的教學組織以工作過程為基礎,以“教、學、做一體化”為主導,一切教學內容與環節都圍繞“實踐”展開。引入企業培訓形式和競爭機制、模擬再現企業真實工作任務,學生以團隊形式開展探討、合作,共同完成工作任務;召開工作反饋會,進行小組間、成員間的自評與互評,形成競爭機制;以課程學習為主線,以強化學生的職業道德、提升學生的職業能力為目標,成立課程學習興趣小組,開展豐富多彩的第二課堂活動,融教學做于一體。
3. 建立服務于學生學習和就業的專業共享資源庫
建設了生物技術專業教學網站,包括專業的課程體系,主干課程的課程標準、教學內容,專業技能模塊,實踐知識問答,視頻、圖片資料及學習評價體系等方面內容;建設了學生自主學習系統;建設了“生物化學”和“微生物學”2 門國家級精品課程,“動物細胞培養技術”和“動物生物制品技術”2 門省級精品課程以及“免疫學技術”校級精品課程,形成了國家級、省級、校級三級精品課程建設體系;建設了畢業生資源庫,可以幫助生物技術及相近專業的學生在網上進行咨詢、交流;以建立學校合作發展聯盟為契機,加強行業企業資源庫建設,為充分利用校外辦學資源、加強產學合作提供信息保證,實現了技術教育的網絡互動。
4.建立多元化課程考核模式
科學的考核評價模式不僅是激發學生學習興趣、培養學生職業能力的載體,更是規范教學過程管理、提升教學質量的根本途徑。以就業為導向,把職業資格標準融入相應的課程體系,以學生獲取相應職業資格作為課程基本考核標準;以學生能力提升為本位,考核模式體現“四個結合”,即技能評價與品德評價相結合;過程評價與結果評價相結合;定性評價與定量評價相結合;學校評價與社會評價相結合。
(四)多元化校企合作模式的構建
校企合作是高等職業教育教學改革和發展的重要形式,是工學結合人才培養模式實施的基礎和保障,是培養高素質技能型人才的基本途徑[ 10]。在專業教學實踐中,我們以一切為了企業、一切服務企業、一切為了學生就業為理念,多元化開展校企合作,創新了校企合作新模式,主要體現在:第一,針對企業崗位技能需求,分別與華蘭生物工程股份有限公司等 5 家企業建立實質性訂單培養班,校企共同制定培養計劃、共同管理;合作開發課程、共同授課,有效破解了學生實習就業難題。第二,針對學生品德培養,與鄭州天宇飼料科技有限公司建立“天宇品德班”,創新了大學生思想政治教育新途徑。第三,靈活調整教學時空,結合企業季節生產,給學生搭建生產實習鍛煉平臺,2009 年生物技術專業 110 名學生參與華蘭生物工程股份有限公司為期 5 個月的甲流疫苗生產;同時與行業企業結合,針對專業技能與職業能力培養開展學生社會實踐活動或專題調研活動等。第四,學校教師為企業員工提供技術培訓,到企業開展技術服務,校企互聘互派,創建了穩定的學生實習實訓基地 12 個。第五,與鄭州天一高科、廣州瑞姆生物技術有限公司合作建立動物疾病生物診斷實驗室,提升了專業社會服務能力。
三、生物技術專業教學改革的實踐效果
(一)形成了鮮明的專業特色
專業定位明晰,立足地方、依托校情,圍繞動物生物制品生產和動物疾病生物診斷展開教學改革,形成學校辦學集群優勢;把學生品德培養分層次、分階段納入專業培養計劃,彰顯專業品德培養特色;根據不同企業需求,開發差異化人才培養方案,構建了多元化校企合作模式,實現了教學內容與企業崗位需求的對接,彰顯專業職業特色。
(二)教學研究成果顯著
通過項目研究與實踐,“動物細胞培養技術”“動物生物制品技術”被確定為省級精品課程;開發了《生物檢測技術》《生物化學》《微生物學》《生物技術實訓教程》《動物生物制品技術》等校企合作教材 5 部;獲得廳級以上教學成果獎 7 項;發表教研論文 13 篇;2010 年,生物技術及應用專業教學團隊被遴選為國家級教學團隊。
(三)提高了學生的就業質量與層次
生物技術專業教學改革首先在生物技術及應用專業 06 級、07 級、08 級三屆 9 個班 516 名學生中試點,同時把形成的經驗及時在本專業 09 級、10 級、11 級學生中試推廣。實踐效果表明:不僅提高了學生主動學習的熱情,增強了課程教學的有效性,學生一次性對口就業率由 61.5%增至81.6%,訂單培養學生企業錄用率達 92.3%以上;企業對學生的滿意率由 72.8%增至 95.1%,實現了專業教學與企業需求的對接。
(四)成果的應用推廣
生物技術專業教學改革成果應邀先后在全國高職生物技術專業研討會、全國高職骨干教師培訓班等做專題報告,同時也應邀到部分兄弟院校開展成果經驗交流。此外,成果所形成的教研論文、校企合作教材、共享性教學資源,進一步擴展了應用的范圍,使該成果不僅在全國同類專業中起到了輻射和示范作用,而且對其他類專業建設具有一定的借鑒和推廣價值。
關鍵詞:生物技術;課程建設;教學改革;學分制
學分制既是一種教學管理制度,也是建立在學生學習自由基礎上的一種教育理念。學分制有完全學分制和學年學分制之分。目前,我國普通高等院校多數實行的并非完全意義上的學分制,而是學年學分制。隨著我國高校不斷推進的教育體制改革,許多高等院校的教學管理模式由以往學年制向學分制轉變。與學年制相比,學分制下學生可根據自己的專業興趣自主選擇所修課程,因而較學年制有較大進步。為此,臨沂大學自2008年開始全面實施學分制改革,推進課程的小型化建設,并制訂相應的本科培養方案。
一、生物技術系列課程組成及課程開設簡介
生物技術系列課程是臨沂大學生命科學學院在生物技術專業開設的專業方向課程,其系列課程主要包括《基因工程》、《發酵工程》、《細胞工程》、《酶工程與蛋白質工程》及《生物技術大實驗》等。通過系列課程的學習,使學生掌握基因工程的基本原理和實驗方法,掌握生物技術各項技術和成果在發酵菌種選育改良、細胞培養、酶制劑研發、蛋白質改造等領域的應用;熟悉現代生物技術在農作物改良、新品種培育、疾病診斷和治療、新藥研發等領域的重大作用。通過綜合性的生物技術大實驗的設置,培養學生的自主學習、自主設計和創新能力及實驗操作技能,拓寬學生的知識面及專業技能,為以后的專業實踐學習及畢業后走向生命科學相關專業的工作崗位打下基礎。2004年,《生物技術導論》作為一門綜合性課程首先面向生物科學和生物技術兩個專業開設。后來隨著學科的發展、師資力量的壯大以及實驗室建設的日益完善,2006年,生物技術專業的《生物技術導論》擴展為《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》四門課程,并開設相應的實驗,充分體現生物技術及其下游應用特性。而生物科學專業繼續以《生物技術導論》的綜合形式開課,作為本專業的方向選修課。
二、學分制下生物技術導論系列課程的教學改革
1.教學內容改革實踐。①教學大綱的制定及授課學期的安排。由于生物技術系列課程具有涉及學科多、實用性較強、與實踐結合緊密的特點,其基本理論和應用研究一直是非常活躍的領域。學分制下,教學大綱的制定應結合專業特色,將課程小型化、精致化。因此在課程內容選擇上,我們精益求精,在制定教學大綱前,生物技術系列課程教學團隊共同討論,集體擬定教學大綱,充分結合專業的特點和定位,結合培養方案,既能體現學科特色,達到培養目標,又避免內容重復。生物技術專業的《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》的理論教學大綱和實驗教學大綱分別制定,為了突出實驗技能訓練,各門課程理論教學和實驗教學實行1∶1的學時設置,各32個學時(共3學分)。生物科學專業制定《生物技術導論》教學大綱,實行模塊化教學,實驗方面開設綜合性的“生物技術大實驗”,根據教學內容,理論學時為48學時,實驗學時32學時。在學期安排上,生物技術專業在第四學期開設必修課《基因工程》及其實驗,第五學期開設《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》等系列選修課程,學生可以根據自己的興趣和學分情況進行選課。對于生物科學專業,在第五學期開設《生物技術導論》和《生物技術大實驗》,既能與前面學科銜接,又能為后面的考研、就業提供理論知識和實驗技能訓練。②教材建設。教材建設必須以服務人才培養為目標,以提高教材質量為核心。學分制的實施和教學計劃的調整,教材建設需走在前列。本課程在選擇教材時優先使用近5年內出版的“面向21世紀課程教材”和“國家‘十一五’規劃教材”。以這些教材為基礎,設計教學內容,編制教學講義,實現立體化授課,同時指定幾本相關教材作為參考書,并利用專業網站進行課外學習資源。2.教學方式的改革實踐。①采用多元的課堂教學形式,提高課堂教學效果。教學方法的選擇和組合,要同教學內容、學生的特點及教師自身運用教學的能力聯系在一起。傳統的課堂教學形式主要是以教師單向授課為主,學生多為被動聽課。為啟發和調動學生的學習積極性,應根據生物技術系列課程的特點,選擇不同的教學方法。對于理論性強、內容抽象的知識采用講解—教授式,如《基因工程》中基因工程操作的基本過程、目的基因的克隆和篩選等內容,通過教師的精心編排,盡量使抽象問題具體化、繁雜內容簡明化、同類問題規律化,便于學生理解和接受。而在講基因治療時,采用問題—探究式的教學方法,教師在課堂教學中穿插啟發性問題,運用引趣、設疑、類比、聯想等方法能刺激引發學生的學習興趣與思考,也加強了師生之間的互動。例如,在講基因治療的作用時,先舉一個乙肝病毒的例子,提示例子關鍵性,提出怎么辦,讓學生在教師的啟發誘導下,主動積極獨立地思考,使學生分析問題和解決問題的能力得到較快提高。翻轉課堂是學生學習自主性和師生角色轉換的重要體現。在教學過程中,讓學生自由組合成學習小組,結合本組成員的興趣,自主選擇一個主題,調查研究,查閱文獻,在課堂教學期間走上講臺為大家講課,以此進一步培養學生的自主學習能力及表達溝通能力,增加師生之間的理解互信。對于一些較容易理解的內容,采用自學—輔導式教學方法,對于學生認知前提較好的內容,先由學生自己看教材,總結筆記,針對普遍問題和教學大綱要求講解,然后歸納總結,使學生閱讀教材的能力、邏輯思維能力、歸納總結能力等方面受到實際鍛煉,掌握自學方法,讓學生自主學習。②充分利用現代化教學手段。生物技術系列課程內容具有信息量大、抽象、應用性強的特點,如果使用傳統教學手段,學生很難深刻理解這些內容。而使用媒體、影像資料等現代化教學手段,可以在有限時間內提供給學生最大的知識信息量。如基因工程中限制性內切酶、載體、重組DNA構建、PCR的原理等內容,比較抽象,學生理解比較困難,在講授的基礎上配以動畫演示,把這些要素的應用展示給大家,生動直觀形象地加深學生的理解程度。③改革實驗教學,強化學生動手能力。如科學安排實驗內容,根據學生反饋信息,調整實驗指導方法、改革試驗考查方式,促進教學質量的提高,著重考核學生分析解決問題的能力。在實驗安排上主要分為3個層次:基礎型實驗、設計與綜合型實驗和研究型實驗。通過基本實驗技能訓練,掌握基因工程最基本的實驗技術及操作方法;掌握常規儀器設備原理及應用,培養數據處理和表達實驗結果的能力。通過綜合實驗培養學生多實驗方法手段綜合、多途徑信息獲取,以及科學分析推理的綜合實驗能力和獨立操作、解決實際問題的能力。通過設計實驗,使學生能在教師指導下正確的進行實驗設計,按自定實驗方案操作、觀察,獲得實驗數據,正確分析結論及解決實際問題。研究型實驗是將最新研究成果引入到實驗教學中。引入科研、教改成果,使實驗內容與科研應用項目密切聯系,充分體現基礎與前沿、經典與現代相結合。如綜合型實驗“大腸桿菌感受態細胞的制備、轉化與篩選”中,將以前單一分散的三個實驗,按照其內在聯系組合為綜合性實驗,不但使學生學到了感受態細胞制備方法、LB培養基的制備、質粒DNA的轉化與篩選等3種基本實驗技術,更重要的是使學生在掌握基本技術的同時,培養學生對基本技術和方法綜合運用的能力。發酵工程實驗中帶領學生親自操作發酵罐生產酸奶、米酒等產品,既掌握了發酵罐的結構,還體驗了生產產品的樂趣。細胞工程實驗中讓學生自己取材,進行植物組織培養,觀察植物是如何從一個愈傷發展成為一個完整的植株,體會植物細胞全能性的概念。
三、教學改革所取得的成效
在學分制指導下,通過對生物技術系列課程的教學改革,提高了學生選課的自主性,大大激發了學生對生物技術相關課程的學習興趣。在酸奶發酵和米酒發酵實驗中,學生體會到生物技術并不是深不可測,在蛋白質改造和基因工程藥物設計中,在顯微注射和動物克隆原理和技術的學習中,學生認識到現代生物技術的博大精深。在實驗課中,學生根據自己掌握的專業知識積極設計自己組內的實驗方案,并順利完成一種植物的組織培養、完成酸奶制作和米酒釀制,實驗結束后,學生們在實驗報告的結尾都寫出了自己的實驗心得,體會收獲的快樂。在教學互動環節,鼓勵學生走上講臺,講授自己所撰寫的課程論文,通過此環節的鍛煉,學生的總結及自我表達能力得到了提高。在教學過程中我們還注重學生科研能力的訓練,先后申請了如“創新實驗設計探究鹽脅迫下納離子對小麥種子萌發和幼苗離子毒害效應”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工藝的研究”、“玉米等主要農作物的抗逆性研究”等多個國家級和校級大學生創新基金,實驗“葉用芥菜和白菜型油菜之間體細胞雜交體的RAPD鑒定”參加第十二屆“挑戰杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽并獲得三等獎。目前生物技術導論申報校級特色課程,正在建設中。近幾年的教學實踐顯示,教學改革效果良好,并符合新世紀高等教育培養高素質現代生物技術人才的需要。
參考文獻:
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【關鍵詞】生物技術專業實驗 教學改革
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)02-0173-02
生物技術是一門涉及領域寬、涵蓋范圍廣、基礎性強的新興學科,是現代生物學發展并與相關學科交叉融合的產物。它包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、發酵工程等領域。
對于生物技術專業的學生來說,掌握生物技術專業實驗技能則顯得尤為重要。生物技術專業是應用性和實踐性非常強的專業,因而實驗教學在生物技術專業教學活動中非常關鍵。生物技術實驗教學是重要的實踐性教學環節,它不僅僅是對理論的驗證,也是培養學生動手能力、應變能力、創新能力及科學思維的重要手段。其核心是培養出符合生物技術專業要求的、基礎知識面寬,掌握生物技術基本實驗技能、具備創新能力的人才。
為了在生物技術專業實驗教學中訓練學生科學的思維方法,進一步培養學生獨立觀察、提出問題、思考和分析問題、解決問題的能力,以滿足社會對創新型、綜合型人才與日俱增的需求, 我們在生物技術實驗教學中針對如何增強學生的求知欲,提高教學質量方面作了認真的探索,包括課程內容更新與整合、實驗室開放制度的建立與健全、教學管理的完善和考核方式改革等方面做了一些探索性工作,并取得了較好的效果。
一、實驗課程內容的精心更新與整合
近幾年生物科技發展迅速,取得了令人矚目的成績,新技術、新方法層出不窮。現代生物技術創新作用是體現在科學研究的進步之中,因此,緊跟當代先進科學技術發展前沿,更新教學內容是目前生物技術專業實驗改革的緊迫任務。
原有實驗課教學內容過于零散,實驗項目之間彼此聯系較少,實驗內容孤立,學生在實驗過程中依賴教師過多,通常是按照教師的要求完成一些特定的內容和步驟。所以,學生學習后掌握和印象并不深,也就更談不上實際應用的熟練度了。為了改善實驗課教學中的諸多不利,提高教學質量和成效, 提高學生的基本技能和創新能力,我們根據生物技術專業的培養目標、任務和特點,結合實驗室具體條件及學生實際情況,對實驗內容進行了多次選擇和調整,形成了比較穩定的內容體系。
二、增加綜合性、設計性實驗
以前的實驗教學多為驗證性實驗,缺乏創新性、綜合性和設計性實驗,但在實驗教學中若給予學生適度的發揮空間,則可能會彌補驗證性實驗的不足。綜合性和設計性實驗是實驗在前,結論在后。這類實驗所要得出的結論是學生親手實驗的結果。更新教學內容后共增加了近50%新的實驗教學內容,并增加了較多的綜合性、應用性和研究性的創新實驗,大大減少了早期以驗證、單一、經典為主要的實驗內容。
設計性實驗是學生在實驗任務及實驗目的明確的情況下,完全由自己查閱資料,先提出實驗方案,自己先設計實驗步驟,擬出所需實驗器材,并對所設計的方案進行理論解釋,然后在指導教師與學生共同討論的基礎上,確定實驗方案。在設計實驗方案的過程中,我們鼓勵學生勇于探索,反對互相抄襲。在實驗操作過程中,我們允許學生的實驗結果不盡如人意,甚至失敗,但強調對所得結果進行解釋和論證。
設計綜合性實驗有利于學生拓寬思路,打破過去墨守成規的實驗方法,徹底改變在實驗中由老師“抱著學生走”的現象。沒有了現成的實驗方案,給學生一定的壓力,也促進學生將壓力轉變為動力,極大地提高了實驗課的教學效果。
三、吸收學生參與教師實驗教學和科研工作
培養學生動手能力實驗教學的目的不應僅僅是對相應理論的驗證,還包括對學生的動手能力、創新能力等能力的培養,以培養出更多全面發展的人才。
以往的實驗教學中,實驗準備工作包括試劑的配制、實驗樣品的準備、預處理、所需儀器的調試等,都是由教師準備。而學生對實驗的準備工作一無所知,進入實驗室有種無從下手、不知所措的感覺。這種教學方式不能激發學生的學習積極性,學生的動手能力也得不到很好的培養。因此我們大膽改革,吸收一些優秀的本科學生作助教,讓學生自己動手配制試劑、調試儀器等。這樣,學生就能夠主動地去思考實驗的每個環節,對一些關鍵的實驗步驟事先也能做到心中有數。
四、建立健全實驗室開放制度
目前,大多數院校生物技術實驗室是半封閉、半開放式的,即實驗課時間開放,非實驗課時間不開放。這種半開半閉式的狀況目前已不能滿足學生的需求。我們采取的方法是面向全體學生進行開放式實驗教學。這樣不僅增加了學生進入實驗室接觸各種先進儀器設備的機會,而且讓學生進入實驗室自己準備實驗,自己做實驗,教師只作場外指導,讓他們完全在一種充滿好奇和興趣的氣氛中,開動腦筋,設計方案,尋找最佳實驗條件,從而培養學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力,為學生進入實際工作崗位打下實際操作和實際應用的基礎。開放實驗室除了給學生提供更多的實驗機會的同時,也提高了現有儀器設備的利用率。
五、完善實驗教學管理
學生普遍對實驗課有濃厚興趣,但實際的學習效果不能令人滿意。觀察發現學生實驗前缺乏預習,實驗過程只是簡單重復,實驗后又缺乏進一步思考和總結,沒有知識的深化過程.學生這種被動的學習態度,使教學質量受到嚴重影響。針對這些情況,我們采取以下措施:
1.重視實驗前預習與實驗準備 在實驗前指導教師只給出實驗題目和要求,讓學生充分預習實驗指導書,查閱有關資料,開拓思路,發揮自主性和創造性,設計實驗過程,并寫出包括實驗操作程序、實驗材料及預期實驗結果的預習報告。教師認真批閱修改預習報告后,讓學生進行實驗前的全部準備工作。這樣不僅解除了學生的依賴心理,而且增加了實際操作鍛煉的機會,可使他們進一步了解實驗的原理、方法和步驟,做到心中有數,從而降低實驗過程的操作錯誤。
2.學生獨立操作,教師適時啟發 學生在實驗中必須成為一個實踐者和探索者,是實驗的主體,所以在實驗中必須加強學生的主體意識。學生根據預習結果,自己設計和安排達到實驗目的,教師必須糾正學生不規范的操作,學生正確熟練地掌握各種常規實驗技術,為以后學習和工作打下良好的基礎。
3.認真批改實驗報告 實驗報告是對實驗的總結,也是對實驗課質量高低的檢驗.通過對實驗報告的批改,可以發現學生的實驗操作能力和觀察分析問題的能力。
六、改革考核方式
采用平時成績、實驗報告、考試成績相結合的實驗考核方式,平時成績包括預習報告、實驗操作、安全衛生等內容,占30%;實驗報告占30%;考試成績包括口試、規定操作等內容,占40%。口試內容主要涉及實驗原理、實驗步驟、注意事項、現象分析、實驗設計等內容。以上實驗考核方式的改革,有利于調動學生重視實驗的主觀能動性,改善學風,提高學生的動手能力和實驗基本素質.與此同時,為了實現一個完整的科學研究的訓練過程,提高學生對實驗結果的表達能力,我們將自主設計和探究性實驗的結果,要求學生以論文的形式寫出。指導他們如何收集資料,分析歸納實驗數據,正確表達實驗結論,最終我們以學生在實驗中的實際表現,對實驗技能的掌握和實驗數據的獲得,以及最終論文的表述等給予成績評定。實踐表明,通過此項訓練,學生對實驗結果的表述及寫作能力大大提高,為畢業論文的實踐打下了良好的基礎。
七、實驗教學改革中存在的問題及建議
雖然實驗課教學效果優良,但也因為我們的教學計劃安排的實驗學時數及學生的時間投入不足,多數實驗只能在規定的上課時間來做,完成后多數學生只對整個實驗過程有一定了解,實驗技能掌握不夠熟練,印象不深刻,自主創新能力的培養及訓練不夠,這樣在以后實際應用和科研訓練中還可能存在諸多問題。
為保證學生能有充足的時間、場地和儀器進行實驗,提高實驗教學的創造性,建議今后能采取集中實驗的方式,最大限度地為學生提供模擬科學研究的真實環境。進行生物技術專業實驗課教學研究和改革是對學生科研能力、工作態度和科技創新能力進行檢驗和培養的良好途徑。
相關教學設備儀器不能完全滿足實驗教學要求,如PCR儀、微量加樣器(俗稱加樣槍)等,不能保證每組1臺套,只能分組、分批進行操作。
隨著應試教育向素質教育的轉變以及21世紀對綜合型人才的需求,加強學生動手能力、創新能力的培養將是生物技術專業實驗教學的中心任務,實驗內容由單一驗證型向綜合型、設計型、研究型實驗發展勢在必行。只有老師深入實驗室,不斷改進實驗內容和方法,探索實驗教學新途徑,使生物技術專業實驗教學真正適應生物技術專業培養目標的需要,進而使實驗教學取得理想效果,達到培養創新型、綜合型人才的目的。
參考文獻:
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[2]陳軍,萬平,李新國,王全喜.綜合性生物技術實驗課程體系改革探索.實驗室研究與探索,2009,28(11):132~125.
[3]劉石泉,龍立平,雷存喜,趙新民,徐玲.生物技術自主設計性實驗教學模式研究. 現代農業科學, 2008,15(7):99~101.
關鍵詞:優勢學科;生物技術;課程體系;優化與實踐
1優勢學科建設對地方高校人才培養的導向
學科是高校重大項目的承擔者,是創新型成果的生產者,是創新型優秀人才的培養基地[3]。地方高校應圍繞區域經濟社會發展需求培育高水平特色學科,不斷明確學科研究方向,提高科技創新能力和社會貢獻度,以特色優勢學科建設促進學科專業發展。近年來,商洛學院生物學省級優勢學科的快速發展得益于與地方特色資源相結合,依托生物學院“中國中醫科學院商洛GAP科研工程中心”“中藥學省級教學示范中心”和“秦嶺植物良種繁育中心”等研究平臺,形成了地方植物資源與生物技術緊密結合的特色鮮明的研究方向。學科在野生植物資源保護與利用、資源植物深加工、天然產物提取分離和藥用植物開發利用等研究領域獲批多項省部級科研項目。利用優勢學科發展的導向,生物技術專業學生通過參與完成課題研究和實踐,最終獲得較強的實驗技能、綜合分析問題能力、實踐能力、創新思維能力、統籌能力和表達能力,成為具有良好綜合素質的生物技術專業應用型人才。通過生物學省級優勢學科建設,使生物技術專業進一步確立了“依托生物技術、突出應用能力、面向行業服務”的人才培養目標,即結合區域需求,以服務地方經濟建設和社會發展的實際需要為第一要務,培養能夠在現代農業產業、中藥產業、綠色食品產業以及相關領域從事技術服務、管理、營銷工作的應用型專業技術人才。圍繞這一人才培養目標,本項目進行了系統的探索和有效的改革,探索出了能夠實現該目標的產學研相結合的人才培養模式,建成了一支能夠勝任培養任務的高水平的教師隊伍,修訂了體現這一人才培養目標的課程體系和教學大綱,整合了課程內容,改革了教學方法,構建了符合人才定位要求的功能完善的校內實驗教學平臺和穩定的校外實踐教學基地,探索出了生物技術專業人才培養的教學、實訓管理模式[4]。優勢學科的建設導向把人才培養定位落到了實處,為商洛學院生物技術專業的發展注入了活力,使生物技術專業的區域性優勢和應用性特色更加明顯。
2生物技術專業課程體系優化與實踐
2.1重視專業建設規劃
生物技術專業經過2006至今十幾年的探索和積累,已經走上了穩步健康的發展道路。學校制定了2個五年建設規劃,規劃明確了專業建設目標、專業建設指導思想和基本思路,同時制定了課程及教材建設規劃、師資隊伍建設規劃和實踐教學規劃。專業建設目標包括專業建設總體目標、專業定位、人才培養目標和專業特色的構建。專業建設指導思想和基本思路與商洛學院辦學定位保持高度一致,同時體現專業的發展特點;課程與教材建設規劃包括課程體系建設、教學內容改革及教學大綱建設、考試大綱建設、精品課程建設,突出了課程建設的核心作用;師資隊伍建設包括建設目標、建設方案等措施,突出了師資培養在專業建設中的主導作用;實踐教學建設包括實踐教學體系建設、實驗室建設、實習基地建設、實踐教學隊伍建設,突出了對學生動手能力、獨立工作能力和創新意識的培養。
2.2優化專業課程體系
商洛學院始終把課程建設作為教學建設的核心,按照“基礎課程+專業課程+模塊課程+行業技能”的思路構建專業課程體系。整個專業課程體系在確保基礎課程、鞏固專業課程的前提下,加大選修課比例。高年級學生將根據實際逐步選擇課程,一批技術性課程和實踐性課程如“植物細胞工程”資源生物學”“生物技術大實驗”“發酵工程”“植物組織培養”進入專業課程體系。除在各門課程中加強學生技能訓練以外,還進行綜合專業技能訓練,最后將所學知識、技能用于社會實踐,使整個課程體系既符合科學性、先進性,又具有鮮明的地方特色和應用特色;既符合專業培養目標共性,又兼顧學生個性發展;既注重知識、能力的培養,又強調綜合素質(特別是創新素質)的提高。經過先后三次修訂生物技術專業人才培養方案,修訂課程教學大綱,教學內容基本體現了本學科的最新發展方向,基本上滿足了應用型人才培養目標的要求。根據人才培養方案,在課程體系結構的設置方面,體現了以下幾方面的特點:①注重學生基礎理論的培養,通識平臺課和專業基礎課占總學時的比例為81.3%;②注重課程之間的前修后續,有利于學生知識結構的邏輯構建;③注重“綜合素質”的培養,設置了人文素質、科學素質方面的相應課程,以達到訓練學生綜合素質的目的;④注重學生“個性與特長”的培養,在專業選修課和全校公選課中得到了充分體現;⑤在專業課教學中,設置了專業方向,以拓展學生專業口徑;⑥注重學生動手能力和基本技能的培養,在專業基礎課、專業主干課及專業選修課模塊中,除設置一般性課程實驗外,還單獨開設了“生物技術綜合大實驗”“生物技術制藥”課程論文(設計)和37周的集中實踐性教學環節,對學生進行綜合技能訓練。
2.3強化實踐教學環節
由于生物技術專業的實踐性很強,在制訂專業建設規劃和人才培養方案時,充分重視學生實踐環節和動手能力的培養。制定了配套的較為完善的實踐教學大綱。在實踐教學體系中,實訓、實驗和實習占總學分的29.4%,共46.5學分,實習和實訓共37周。在實踐教學隊伍的組成方面,調動和利用院內外教學資源,專業實踐教學隊伍主要由實驗教學人員、專業教師、校外實習基地技術人員等構成。根據專業培養方案,扎實落實實踐教學任務。實踐教學內容與體系合理,符合培養目標要求,有利于培養學生實踐動手能力和知識綜合運用能力。
3生物技術專業課程體系優化實踐效果
3.1學生創新精神及實踐能力
生物技術專業重視畢業論文(設計)環節對學生綜合能力的培養和訓練,從畢業論文選題、文獻綜述、開題報告、畢業調研、實驗實習、畢業論文撰寫、論文答辯及成績評定等環節都有較明確的規定和要求。近2年來,本專業畢業生在論文選題方面,依托本區域優勢、特色資源,結合生物技術學科領域的發展,主要側重于實踐應用方面的選題,大部分選題結合教師科研或來自生產第一線,有較大的實用價值或參考意義,有一定的創新性。本專業特別重視在學生中開展各種科技活動,如大學生科技創新活動,教師結合個人科研項目吸收學生,帶領學生完成科研課題,并且在全校也產生了一定的影響。近年來爭取到20余項國家級大學生科技創新項目,有多個項目在評獎中獲得獎勵。本專業通過連續7年參加院內每年舉辦1次的實驗技能競賽,進一步激發了學生們進行科學探索和提高實驗技能的熱情,每年學生都積極報名參加,并獲得多項獎勵。學生在各類過關考試,如英語、計算機、普通話等中的通過率較高。
3.2學生創業與就業情況
以能力培養為目標,深化校企合作,推進產學研結合,構建了特色鮮明的校企合作人才培養新模式,使培養的人才在商洛及陜西省周邊地區有關生物企事業單位發展中發揮了積極推動作用。67名學生考取了營養師、藥劑師、食品檢驗、化學檢驗等相關專業技能證書。學生專業基礎知識扎實,學業成績和綜合素質良好,畢業生就業率高、考研率高。近三屆畢業生一次性就業率分別為89.5%,94.7%,95.6%;2017屆、2018屆和20畢業生考研上線人數分別為11人、14人和17人,占畢業生比例為38.75%,40.67%和41.75%。約13%的就業學生考取公務員就業,大部分畢業生進入與生物有關企事業單位工作,少部分學生自主擇業和創業。多數學生簽約就業,專業的社會影響力不斷提高。學院積極對接聯系相關專業的大型企業集團作為學生就業實習基地,并以實習基地為依托,推薦畢業生就業,拓寬就業渠道。畢業生創業熱情較高,成效較為顯著。畢業生所在單位對本專業學生的思想政治表現、敬業精神、工作態度及就業工作給予了較高的評價,整體上對畢業生的工作能力、協作精神、工作實績也較滿意。
4經驗總結
4.1重視教學觀念更新
觀念是行動的先導,教學觀念直接影響著教師的教學態度和教學方法,觀念落后,教學方法必然落后。為了更新教學觀念,本專業堅持組織教師大力開展教學研究活動,通過集體備課、課程和教材分析、教學研討,使教師互相促進,共同提高,這些教學活動已經成為本專業教研活動的基本內容和制度。同時,為了開闊教師教學和科研的視野和思路,吸收新的教育教學觀念,本專業在建設中先后選派近2/3的教師參加了校外20多場的學術交流、教學研究、課程改革、團隊建設和骨干教師培訓。通過這些培訓,保證了教師的思想始終能夠跟上專業改革的步伐和學科的發展的需要。本專業在教學改革中遵循循序漸進的原則,堅持以項目帶動研究,以研究促進改革,以改革推動創新,鼓勵教師積極申報、參與教學改革項目,在課程體系、教學內容、教學方法、教學管理等方面進行創新;創新人才培養模式,注重實踐教學,積極探索研究性教學改革;突出師資隊伍建設和能力提升。
4.2探索教學模式改革
在專業建設中不斷深化教學改革成果,重點突出對學生實驗能力、創新精神和創業能力培養。為了引導、激發學生的自主學習和合作學習的興趣,充分調動學生學習積極性,培養探究和創新精神,教師在教學中大力推行小組討論、案例教學、專題研究等多種形式的研究性教學方式。研究型教學首先在獲得學校教改立項的“植物生理學”“微生物學”“生物化學”“細胞生物學”教學中開展,隨后在其他專業課中逐步推廣。為了培養學生的創新精神和知識技能的系統訓練,本專業在“細胞生物學”“生物技術綜合大實驗”“基因工程”等課程中還專門安排了課程論文和課程設計,取得了良好的教學效果。
4.3提升開設實驗質量
根據生物技術專業實踐性強的特點和社會對高素質應用型人才的需求,堅持以先進的教學理念為指導,改造傳統的以依附和印證理論為主的實驗模式,建立以能力培養為主線,分層次、多模塊的實驗教學體系的基本框架[5]。實驗課程內容按基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三個層次設置實驗項目。其中,基礎性實驗教學包括基本技能訓練和基礎理論驗證,以強化學生基本技能的訓練,培養學生自主獲取知識和獨立實驗能力,啟迪學生創新意識為目標,按照由淺入深、由宏觀到微觀的認識規律,安排由個體和群體水平到細胞水平、分子水平的基礎實驗課程,必修實驗包括植物學、動物學、微生物學、細胞生物學、遺傳學、生物化學、分子生物學等實驗;綜合性實驗教學以提高學生綜合應用實驗技能、分析和解決問題的能力,培養學生創新意識為目標;設計性實驗教學以培養學生科學思維方法,發現問題,提出問題,進行科學研究能力和創新能力訓練為目標,采取課題研究形式,實施個性化教育,為學生的選修實驗。同時建立多種實驗考核方法,統籌考核實驗過程與實驗效果,激發學生實驗興趣,提高實驗能力。實驗開出率為100%,其中綜合性和設計性實驗共69個,達到了實驗總數的58.47%。有綜合性、設計性實驗的課程門數達到了100%。