生物技术专业实践教学体系改革与实践探讨

2021-01-31
  生物技术专业实践教学体系改革与实践探讨
  
  基金项目:湖南科技大学教改项目(G31129)
  
  作者简介:谭树华(1972-),男,湖南隆回人,博士,副教授,主要从事细胞生物学教学和生态毒理学研究。
  
  谭树华,袁志栋,刘文海
  
  (湖南科技大学 生命科学学院,湖南 湘潭 411201)
  
  摘要:实践教学是培养高素质应用型生物技术专业人才的重要途径,在整个教学体系中占有重要地位。阐述了生物技术专业实践教学体系的组成特点,结合存在的问题,从改革生物技术实验教学体系、拓宽校内外实践教学交流平台、建立产学结合培养机制和打造高水平应用型师资队伍等方面对加强和完善实践教学体系进行了研究和探讨。
  
  关键词:生物技术;实践教学体系;改革
  
  中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1674-5884(2013)04-0098-03
  
  生物技术是一门实践性学科,涵盖范围广、涉及领域宽、学科高度交叉融合,内容涵盖基因工程、酶工程、微生物工程、蛋白质工程、细胞工程、生化工程和代谢工程等领域, 在农业、工业、食品、医药、微生物、环境保护等领域应用甚广,是世界各国21世纪优先发展的支柱产业,已成为21世纪世界各国竞争的主要领域之一。作为应用型人才,生物技术专业人才除应具备理论基础扎实、知识面宽外,更要具备较强实践和动手能力,能解决生产中的实际问题。因此,生物技术专业对实践教学具有更高的要求,实践性教学环节对培养学生素质和能力至关重要,在教学环节上,必须建立理论知识与实践操作相结合的有效平台,湖南科技大学生物技术专业是2004年新成立的专业,通过几年的探索和实践,已建成了一个较完备的实践教学平台,为实现生物技术专业学生培养目标创造了条件。
  
  一生物技术专业实践教学体系的构成
  
  生物技术专业实践教学是一个循序暂进、逐步深入的过程,贯穿于大学4年的学习当中,具体应包含4个环节。首要环节为实验实践教学基础环节,包括生命科学基础实验课和专业实验课,如动物学、植物学、微生物学、细胞生物学、动植物野外考察等基础实验课,微生物发酵、生化分离工程、细胞工程等专业实验课,属基本技能训练。实验教学以课堂实验为中心,注重实验教学效果,系统培养学生的实验操作技能和分析解决问题的能力。第二部分为专题实践教学环节,主要在高年级学生中开设,包括生物技术综合大实验,各专业方向模块如生物制药、水产养殖等方向涉及的设计性、综合性和创新性实验,专题实践教学环节主要以专业技能训练为主,以培养操作能力和熟练掌握操作技术为主要目的。第三部分是校外实践教学环节,包括企业见习、生产实习以及生物技术相关企业科研考查、专题调研,企业生产研发技术人员来校讲座和报告等,通过实际了解和参与生物技术企业的生产,给学生提供理论联系生产、专业技术和实际工作结合的学习平台,培养学生应用知识的能力,为毕业后参加工作积累技术经验。第四部分是毕业设计、毕业论文、参与教师科研,以及教师指导下的研究性学习和创新性实验(设计)等环节,以培养学生的科研素养,独立思考问题和解决问题的能力为目的。以上4个部分构成生物技术专业学生基本能力、综合能力和创新能力的训练平台,构成一个从理论到应用,从书本知识到工厂应用的有机体系[1]。
  
  二生物技术专业实践教学体系的改革措施
  
  (一)改革生物技术实验教学体系,培养学生综合实验能力
  
  相比生物科学、生物教育等传统生命科学专业,生物技术属于新兴专业,开设时间不长,各地高校的办学水平和层次存在较大差异。同时,生物技术是以理为主,以工为辅的理工复合办学专业,以培养具有理科背景的应用性人才为目标[2],跟生产联系较紧密。因此,生物技术实践教学课程体系更为复杂,涉及教学、科研、生产和课外活动等环节,需要严谨的实践教学内容和完备的实践教学手段做支撑。而现有的实践教学体系仍面临一些现实的问题:如理论教学与实践教学脱节,实践学时少,师资力量有限,实验教学内容有效性不高,实习基地不足,学生动手机会不多,参与创新性实践机会少等。这种情况在教学经费不足、社会影响力有限、师资力量不太强的地方高校表现更为明显。因此,如何加强实践教学体系建设已成为培养合格生物技术人才的关键,笔者认为应从以下几方面进行改革。
  
  首先,改革和调整主干课程课堂教学内容,加强实验教学,整合和更新教学内容是目前生物技术专业实验教学基础环节的紧迫任务。现有教学内容在不同的实验课之中有相似甚至重复的地方,而每门专业实验课学时都有限,因此,实验课开设虽不少,但由于时间和条件的限制,每门课的实验内容多选择一些用时短、容易做的实验,实验内容难以逐步深化和提高,不利于各学科及课程之间的知识交叉与融合,妨碍了学生获得系统实践知识的机会。如细胞生物学和植物组织学中均有动植物组织细胞培养的实验,生物化学、分子生物学和基因工程中一些共同的常规性的操作如电泳、分离和杂交等[3]。因此,有必要重新修订实验教学大纲和考试大纲,精选实验内容,对实验内容进行必要的增删和整合,统筹开设实验课,减少实证性实验,增加综合性、探究性和开放性实验的比重。同时为学有余力的学生开设提高型选做实验。
  
  其次,建立开放式的实验教学体系,为学生提供自主学习机会。在实践课堂教学环节,可以改变以往教学中完全以教师为主的教学观念,要重视发挥学生的自主性、能动性,确立学生在实验教学中的主体地位。教师可提前一周布置实验内容,使学生在实验前对实验方案和设计可以充分讨论,提出改进意见。有条件的'学校,可以增加开放性实验的数量,允许学生在一定范围内根据实验大纲自选实验项目,使学生有独立思考、自主学习的机会。近几年来,通过设定一定的研究性学习课题,大大锻炼了学生的创新思维和动手能力,我院生物技术专业每年均有1~2人获“湖南省大学生研究性学习和创新性实验”项目资助。
  
  第三,加强实验室的建设和管理,为开放性实验教学服务。在实验教学内容改革的同时,实验教学的硬件设施亦应不断更新。同时,探究性、创新型实验要采取全面开放的实验教学模式,对分散的实验室及仪器设备需要合并调整、资源共享,实行实验室责任制,专人负责实验室安全和仪器设备使用,指导学生参与科技活动。此外,可开通网上实验预约系统,使学生申请、教师指导可以通过网络完成。
  
  (二)拓宽校内外实践教学交流平台,增加学生对专业的感性认识
  
  现有生物技术专业理论课程开设一般比较系统,实验教学实践体系亦逐渐在发展中不断完善,但与校外相关企业的交流一般较少,来自生产一线技术的知识极为有限。因此,对生物技术领域生产、研发和现状往往缺乏了解,从而不可避免地对专业的兴趣和前景产生迷茫。解决这一问题的关键即是要拓宽校内外的实践教学交流平台,使学生能获得来自生产企业的知识和信息。首先,可以聘请相关生物技术公司经验丰富的工程师担任兼职教师或进行专题讲座,打造理论和实践有效结合的高水平教学团队,使师资队伍专业知识结构合理,授课内容跟生产实践紧密结合,有助于学生接触生产前沿、增加接触应用技术的机会。其次,可以不定时邀请相关课程的专家和生产一线技术人员开展专题讲座,使学生有机会了解生物技术实际应用情况,深化对理论内容的理解。再次,鼓励学生自主进入生物技术类公司进行工作前见习和学习,提前熟悉工厂生产流程、工艺和技术,深入接触和思考相关技术问题。最后,加大生物技术实践基地建设,拓展校外专业实习基地是保证生物技术专业实践课程实现的重要保证[4]。根据不同专业模块方向,建立一批稳定的生物技术专业实地基地,同时,联系一批机动灵活的实习见习基地作为补充,满足不同实践类型的需要。
  
  (三)建立产学研结合培养机制,在科研和生产中消化理论知识
  
  生物技术作为应用型的技术人才培养专业,以培养应用型人才为目标,需具备在工作中直接解决一些具体技术问题的能力。因此,在学习阶段就需要具备一定的技术工作经历,参与一些相关企业的生产甚至研发工作,培养分析和解决具体问题的能力,而产学研结合是应用型人才培养的重要途径。构建校内外 “教学、科研、生产” 相结合的教学和实践体系,是学生消化理论知识、延伸课堂内容、发挥创新精神、培养思考能力和解决实际问题能力的重要方式,在实践教学中具有重要意义[5]。科学研究是提高学生科学研究能力和综合创新能力的主要环节之一,在大二、大三时期即建立科研导师制,鼓励和引导学生提前接触和参与教师的科研活动,特别是横向课题直接链接生产和市场,将是学生学以致用、理论联系生产的绝佳平台。通过这种持续的科研培养和训练,将使学生不仅基本掌握科研思路和方法,更为今后从事生物技术产品研发、工厂技术改进和继续深造打下良好基础。
  
  (四)提高师资教学水平、打造高水平应用型教学队伍
  
  师资队伍建设是实施实践教学体系改革的关键,加强实践教学师资队伍建设,提高教师的理论水平和实践教学能力,是确保实践教学质量的基础。作为生物技术专业的教师除了要掌握扎实的理论知识,更要注重实践性教学环节和实际操作技能。实践教学需要高素质的教师参与教学活动,学校应该加强对实践教学师资队伍建设的重视,学校可以制定相关政策,吸引本专业高学历、高职称的教师积极投身到实践教学去,为了激发教师参与实践教学的热情,学校在对参与实践教学的教师人员的编制、职称评定等方面可以给予政策倾斜[6]。
  
  此外,需要加强生物技术专业教师与生物技术企业之间的交流与合作,让教师及时了解和跟踪生物技术企业中的新设备、新工艺和新技术,提高教师运用专业知识解决实际问题的实践能力。通过建立针对专任教师正常的培训、进修机制,使教师有机会跟踪生物技术前沿、及时更新自身知识体系,从而可以将最新的理论和实践成果传授给学生。
  
  (五)完善实践教学考核体系,调动学生积极性
  
  由于开设的实践课程较多,可根据实践课程的要求及不同情况,采取不同的实验考核办法。如实验考核测评内容以出勤情况、实验操作、考试及实验报告为主,并参考学生对待平时实验课的态度,参加讲座的情况,自主参加创新性实验、参与教师的科研情况等方面综合考虑,从而达到调动学生的积极性的目的[7]。而生产实习、见习等环节的实验考核可以结合出勤情况、发现问题和解决问题能力、团队合作精神、总结报告等方面进行综合考核,考核结果与学生的评奖评优直接挂钩。通过改革考核体系,学生的积极性得到了极大提高,近年来生物技术专业学生参加各种创新竞赛(挑战杯、创业大赛、专业知识竞赛等) 活动中,取得了不俗的成绩:如《赛克(cycle)生态农业科技有限公司创业计划书》获第七届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛金奖;“规模化猪场粪便污水生物处理及资源化工艺”获第一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖,通过这些活动,学生的学习热情和创新能力得到了极大激活。
  
  参考文献:
  
  [1] 段玉清,周越,伍娟,等.生物技术专业主干课程实验教学体系的改革与实践[J].中国校外教育,2010(8):412.
  
  [2] 王洪振,于长春,郝锡联,等.生物技术专业本科实践教学的改革与实践[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2010(1):113-115.
  
  [3] 华智锐,李小玲. 生物技术综合大实验教学改革初探[J].实验科学与技术,2011,9(4):90-92.
  
  [4] 周晓馥,孙靖娣,王洪振.教学科研一体化在生物技术专业发展中的重要作用[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2011(2):144-146.
  
  [5] 黄德娟,谢宗波,徐巍越,等.构建整体优化的生物技术专业基础课程教学与创新实践平台[J].高教论坛,2007(6):84-86.
  
  [6] 杜志强.生物技术专业建设核心教学团队的必要性[J].科技视界,2012(25):92-93.
  
  [7] 蔡敏,靳国旺,欧阳素贞.生物技术专业实践教学体系的探索与实践[J].现代农业科技,2011(2):30-31.

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