论文部分内容阅读
本文介绍了生物技术实验教学的特色,提出了整合实验教学内容,创新生物技术实验教学与管理模式,提高实验教学质量的新思路,就培养具有创新能力的应用型生物技术专业人才提出了个人的建议。
21世纪是生物技术快速发展的时代,生物技术是决定国家命运的关键技术之一,是世界上许多国家优先发展的支柱产业[1]。高等院校是培养生物技术专业人才的摇篮,如何培养高素质、强能力、能适应生物技术全球化的人才是高等生物技术教育的课题和任务,也是社会发展对高校的迫切要求。生物技术现代生命科学的核心实验技术是生物技术产业的主要技术支撑[2]。作为新兴的本科专业,其目标是培养生物技术应用研究、科学技术研发、产业营销、业务管理和行政管理等工作的高级应用型专门人才,要求学生能掌握该专业领域的实验技术的技能,注重培养学生动手能力。大实验教学是生物技术教学必不可少的重要环节,在培养学生独立思考、实践能力、创新能力和科学素养等方面起着非常重要的作用。仲恺农业工程学院顺应广东省社会经济发展和人才市场对生物技术人才的需要,2001年开设生物技术专业,2002年开始招收本科学生,2005年成立了基础生物学与生物技术实验教学示范中心,一直坚持开展综合性和设计性的大实验教学,取得初步成效。本文介绍了生物技术实验教学的做法和主要特色,拟通过创新实验教学与管理模式,提高实验教学质量,推进高素质应用型高级专业人才培养。
完善实验教学体系,突出学生设计能力和创新能力的培养
传统的实验教学附属于专业理论课,不同程度地存在内容相对陈旧,各课程之间内容重复,验证性实验过多等问题。因此近年来,我院对实验教学进行了改革,提出在实验教学中不应把学生培养成“操作工”,而应培养他们的创造精神和创新意识,培养学生设计实验、分析创新的能力,努力使学生成为“设计分析师”的教学理念[3]。生物技术专业强调学生实践操作能力,通过实践教学加深学生对专业基础知识的理解,培养学生的动手能力、创新能力与解决实际问题的能力。因此,通过整合实验教学内容,合理设计,单独开设多门综合性、设计性大实验课程,形成了“学科基础扎实、知识面宽、实践能力强”的实验教学体系。生物技术人才培养方案中开设实践环节34周,计32学分,其中综合性大实验6门(12周,12学分);毕业论文6周(7学分);毕业实习10周(10学分)。综合性大实验课程有:《生物化学与分子生物学大实验》、《生物技术综合大实验》、《细胞工程大实验》、《作物育种与种子工程大实验》、《微生物工程大实验》、《动物生物制品大实验》等等。将实验教学独立为一门课程进行教学,单独考核、记分,每门课程安排2-3周时间,保证了实验的连续性与系统性,突出了综合性、设计性大实验的优势,为培养学生设计能力、动手能力、创新能力、科学素养做好了铺垫与计划。综合性大实验的开设也有利于锻炼学生的实验技能,养成良好的科学素养,锻炼辩证的思维能力与创新能力[4]。该实验教学体系从2002年开始实施,已有三届毕业生,取得了明显的成效,社会用人单位普遍反映较好。
改革实验教学内容,改进教学方法
1.改革实验教学内容
生物技术专业实验教学体系相对来说比较完善,但综合性实验多,创新性、设计性实验仍然偏少。因此,实验教学内容应减少验证性实验,增开设计性、创新性实验。生物技术专业学生从低年级到高年级,要以从验证性实验、综合性实验过渡到以设计性、创新性实验为主的教学过程。创新性、设计性实验向对高年级学生开设,应与学生创新基金项目和毕业论文相结合,以加强学生独立科研能力及创新能力的培养。创新性、设计性实验是指学生在老师的指导下,按照老师预定的实验提纲,独立设计实验方案,制定实施步骤,包括实验材料、方法、步骤,完成全过程操作,并对实验结果进行分析与总结。如《生物技术综合大实验》中开设了“植物总DNA,RNA及质粒DNA的提取方法比较分析”、《细胞工程大实验》中开设“培养材料的灭菌与愈伤组织的诱导”等设计性实验。实验中,学生提交实验方案、领取实验药品,配制实验试剂,实施实验方案,全部实验过程由学生独立完成,每人均参加实际操作。提高了学生实验自主性,训练了学生统筹安排实验、分析问题和解决问题的能力。
2.改进教学方法
实施以学生为主、教师为辅的实验教学方法。在实验教学方法上,我们一直致力于在综合性、设计性大实验基础上,进行创新性、设计性实验的改革。首先,教学上给予学生更大的自主性,教师以引导为主,课堂讲授为辅,学生在教师指导下可以自由选题,灵活设计、实施不同的方案,进行独立分析和思考,突出了学生在实验教学中的主体地位。其次,学生本人亲自动手完成实验的全过程:试剂的配备、取材、实验操作、取得实验结果。实验环节一环扣一环,一环出错,整个实验必须重新开始。因此,在实验过程中培养了学生独立思考、认真操作、善于总结的良好习惯。再次,实验完成后由学生本人进行实验总结,撰写实验报告。实验报告要以小论文形式完成,完全按照学术论文的格式,由摘要、前言、材料与方法、结果与分析、讨论等五部分组成。通过学生的主动参与,充分调动学生的主观能动性的积极性,启发学生的思维,激发学生的创新意识。
3.加强实验教材的规划与建设
实验教材必须以科学思路和创新意识为指导,既要体现科学性和前沿性,反映专业的特点与需求,以能满足21世纪综合性人才培养对实验技能的需要[5]。实验教材是培养人才的纲要性的教学文件,在提高实验教学质量,培养学生实验技能方面起着积极的作用。综合国内外教学改革的成果和发展趋势,我们组织专业教师,优化实验教学内容,编写与人才培养方案、新大纲相适应的实验教材。如《细胞工程实验指导》、《生物技术综合大实验》、《分子克隆技术》、《植物育种与种工程大实验》等系列实验指导书,尽量避免课程相互之间内容重复、交叉,注意吸收新技术成果和近期文献中的新实验方法,保持实验教学的新颖性和先进性。同时,随着科学技术的不断发展,实验教学中应配备视听教材,进一步提高实验教学质量。
4.加强实验室建设,全面推进开放式管理
(1)加强实验室建设
我院根据国际化及学分制人才培养的要求,将生命科学学学院的生物技术实验室、生物科学实验室和生物技术重点实验室进行了有机地整合,建立了以基础生物学与生物技术实验教学示范中心,全面调整实验室,扩大了本科教学实验室面积,补充实验教学设备,满足了每年500学生的实验教学需要,实现了人、才、物配置合理、资源共享。已投資700多万元,加强基础设施及添置仪器设备。现有实验用房1900M2,设备621台(套),总值723万元,其中10万元以上设备有19台,价值为533万元。生物技术实验教学中心除了承担生物技术专业学生的实验教学外,还同时承担着学生毕业论文、协助科研、开展设计性与创新性实验等任务。因此,为了与实验教学模式相适应,实验教学中心、生物技术实验室实行开放式管理模式,在课余时间、寒暑假对全天候开放,努力实现资源共享。实验室开放对象是参加综合性、设计性大实验、开展毕业论文、参加创新基金研究与教师科研的学生。学生、指导老师可到网上或实验室预约,由学生管理实验室的钥匙,可以根据自己的时间自主选择时间完成实验任务、科学研究。
(2)实行开放式管理
开放实验室是提高学生综合素质的一种新型实验管理方法,是提高学生素质,培养学生实践能力和创新能力的有效途径[6]。在新的实验教学模式下,为培养学生的科研能力、创新能力,实验室必须实行开放式管理。在实验室实行开放式管理过程中,我们做好如下几方面的工作:
①健全实验室开放式管理的制度。实验室规范化的管理制度是开放式实验室管理的基本保证,是整个管理过程实施的依据和行为规范。在新的实验教学体系下,开放式实验室要根据新的教学特点,建立一系列相配套的管理规章制度,保证正常教学进度同时对学生开放,提高实验室的使用效率。
②规范实验室仪器设备管理。按仪器设备的档次、价格,建立完整的技术档案,相关的帐、卡、册及仪器设备使用情况登记本。对重大仪器设备实行教师负责制,由专人负责管理和维护;小仪器、小工具由实验员管理和借用。保证仪器设备正常运作,保障教学、科研工作顺利开展。
③规范化学药品管理。化学药品一般是实验维持费开支购买,为开设实验课教学而准备的。在开放式实验室里,药品的管理应该是专款专用,前提是保证实验教学顺利开展。学生参加教师科研或做毕业论文的,所需药品应由指导教师或其他专项经费支持。药品数量、价格、厂家、生产日期、库存量及使用效果等资料建立了电子档案,方便查找,科学管理,以免造成浪费。
④提高实验技术人员的待遇。实验室开放式管理给实验员增加了不少工作量,有时周六、日也要加班。为了充分调实验工作人员的积极性,我们制定了切实可行酬金分配制度,在实践教学工作量方面予以适当照顾,提高了實验员相应的待遇,同时在晋升职称等方面应给予相应政策倾斜。
5.加强实验队伍建设,保障实验教学质量
提高人才培养质量的另一个关键就是师资队伍建设,建立一支思想稳定,业务精湛,务实创新的实验室队伍是实验教学创新改革一个重要的组成部分[7-8]。我院生物技术专业目前有专业教师10人,其中教授4人,副教授4人,具有博士学位6人,占专任教师60%。这支教师队伍既有学术造诣深厚、专业能力强、职称高的教师,也有年轻有力的青年教师,他们理论基础扎实,教学经验丰富,科研素质好、能力强,为培养高素质的生物技术人专业才提供了技术保障。在教学实施过程中,各门大实验课程均由高水平和有丰富专业经验的高职称教师(主要是教授、或有博士学位的副教授)担任主讲老师,并组成教学小组合作完成。同时,为了提高教学质量,我们大胆引入竞争机制,实行定编定岗,建立科学合理的岗位聘任条件,来激励实验技术人员勤奋、敬业、踏实地工作。另外,还特别制定了人员短期和长期培养计划,通过引进与培养相结合,提高实验教学队伍的素质。
结语
整合实验教学内容,改革实验教学方法,创新生物技术专业实验教学模式,加强实验建设与管理,可以实现资源共享,提高实验教学质量,也是实施素质教育、培养学生创新精神和实践能力的重要而有效的途径。同时,实验室开放管理是一种全新的管理模式,需要不断探索研究,建立相配套的科学的管理措施与管理制度,并不断地在实践中改进,给教学和科研提供良好的环境,充分发挥实验室的作用,保障教学与科研工作的正常开展。
基金项目:仲恺农业工程学院教研课题项目(G2071314)资助。
[1]韩新才,潘志权,户业丽,等.高校化工特色生物技术实验室建设的探索与实践[J].实验室科学,2008,35(5):80-82.
[2]梁红,周玲艳,梁雪莲,等.生物技术综合大实验的实践与探索[J].仲恺农业技术学院学报增刊.2007,(1):38-40.
[3]万小荣,李玲.实验教学中不应培养“操作工”,更应培养“设计分析师”[J].文教资料.2007,(389):33-34.
[4]张雅君,梁红,曾慕衡,等.综合性实验的教学改革与实践[J].农业与技术,2007,27(1):168-170.
[5]朱旭芬,王莉.一本实用性强的实验教材—《基因工程实验指导》[J].中国大学教学,2006,8:62-63.
[6]高小霞.关于“开放式”实验教学的几点思考[J].实验室科学,2008,1:61-63.
[7]刘名扬,王麒麟.实验室系统化建设和规范化管理的探讨[J].实验室科学,2008,3:119-121.
[8]刘建成,张丽杰,行鸿彦.实验教学管理的问题及对策研究[J].实验技术与管理,2008,25(7):167-170.
21世纪是生物技术快速发展的时代,生物技术是决定国家命运的关键技术之一,是世界上许多国家优先发展的支柱产业[1]。高等院校是培养生物技术专业人才的摇篮,如何培养高素质、强能力、能适应生物技术全球化的人才是高等生物技术教育的课题和任务,也是社会发展对高校的迫切要求。生物技术现代生命科学的核心实验技术是生物技术产业的主要技术支撑[2]。作为新兴的本科专业,其目标是培养生物技术应用研究、科学技术研发、产业营销、业务管理和行政管理等工作的高级应用型专门人才,要求学生能掌握该专业领域的实验技术的技能,注重培养学生动手能力。大实验教学是生物技术教学必不可少的重要环节,在培养学生独立思考、实践能力、创新能力和科学素养等方面起着非常重要的作用。仲恺农业工程学院顺应广东省社会经济发展和人才市场对生物技术人才的需要,2001年开设生物技术专业,2002年开始招收本科学生,2005年成立了基础生物学与生物技术实验教学示范中心,一直坚持开展综合性和设计性的大实验教学,取得初步成效。本文介绍了生物技术实验教学的做法和主要特色,拟通过创新实验教学与管理模式,提高实验教学质量,推进高素质应用型高级专业人才培养。
完善实验教学体系,突出学生设计能力和创新能力的培养
传统的实验教学附属于专业理论课,不同程度地存在内容相对陈旧,各课程之间内容重复,验证性实验过多等问题。因此近年来,我院对实验教学进行了改革,提出在实验教学中不应把学生培养成“操作工”,而应培养他们的创造精神和创新意识,培养学生设计实验、分析创新的能力,努力使学生成为“设计分析师”的教学理念[3]。生物技术专业强调学生实践操作能力,通过实践教学加深学生对专业基础知识的理解,培养学生的动手能力、创新能力与解决实际问题的能力。因此,通过整合实验教学内容,合理设计,单独开设多门综合性、设计性大实验课程,形成了“学科基础扎实、知识面宽、实践能力强”的实验教学体系。生物技术人才培养方案中开设实践环节34周,计32学分,其中综合性大实验6门(12周,12学分);毕业论文6周(7学分);毕业实习10周(10学分)。综合性大实验课程有:《生物化学与分子生物学大实验》、《生物技术综合大实验》、《细胞工程大实验》、《作物育种与种子工程大实验》、《微生物工程大实验》、《动物生物制品大实验》等等。将实验教学独立为一门课程进行教学,单独考核、记分,每门课程安排2-3周时间,保证了实验的连续性与系统性,突出了综合性、设计性大实验的优势,为培养学生设计能力、动手能力、创新能力、科学素养做好了铺垫与计划。综合性大实验的开设也有利于锻炼学生的实验技能,养成良好的科学素养,锻炼辩证的思维能力与创新能力[4]。该实验教学体系从2002年开始实施,已有三届毕业生,取得了明显的成效,社会用人单位普遍反映较好。
改革实验教学内容,改进教学方法
1.改革实验教学内容
生物技术专业实验教学体系相对来说比较完善,但综合性实验多,创新性、设计性实验仍然偏少。因此,实验教学内容应减少验证性实验,增开设计性、创新性实验。生物技术专业学生从低年级到高年级,要以从验证性实验、综合性实验过渡到以设计性、创新性实验为主的教学过程。创新性、设计性实验向对高年级学生开设,应与学生创新基金项目和毕业论文相结合,以加强学生独立科研能力及创新能力的培养。创新性、设计性实验是指学生在老师的指导下,按照老师预定的实验提纲,独立设计实验方案,制定实施步骤,包括实验材料、方法、步骤,完成全过程操作,并对实验结果进行分析与总结。如《生物技术综合大实验》中开设了“植物总DNA,RNA及质粒DNA的提取方法比较分析”、《细胞工程大实验》中开设“培养材料的灭菌与愈伤组织的诱导”等设计性实验。实验中,学生提交实验方案、领取实验药品,配制实验试剂,实施实验方案,全部实验过程由学生独立完成,每人均参加实际操作。提高了学生实验自主性,训练了学生统筹安排实验、分析问题和解决问题的能力。
2.改进教学方法
实施以学生为主、教师为辅的实验教学方法。在实验教学方法上,我们一直致力于在综合性、设计性大实验基础上,进行创新性、设计性实验的改革。首先,教学上给予学生更大的自主性,教师以引导为主,课堂讲授为辅,学生在教师指导下可以自由选题,灵活设计、实施不同的方案,进行独立分析和思考,突出了学生在实验教学中的主体地位。其次,学生本人亲自动手完成实验的全过程:试剂的配备、取材、实验操作、取得实验结果。实验环节一环扣一环,一环出错,整个实验必须重新开始。因此,在实验过程中培养了学生独立思考、认真操作、善于总结的良好习惯。再次,实验完成后由学生本人进行实验总结,撰写实验报告。实验报告要以小论文形式完成,完全按照学术论文的格式,由摘要、前言、材料与方法、结果与分析、讨论等五部分组成。通过学生的主动参与,充分调动学生的主观能动性的积极性,启发学生的思维,激发学生的创新意识。
3.加强实验教材的规划与建设
实验教材必须以科学思路和创新意识为指导,既要体现科学性和前沿性,反映专业的特点与需求,以能满足21世纪综合性人才培养对实验技能的需要[5]。实验教材是培养人才的纲要性的教学文件,在提高实验教学质量,培养学生实验技能方面起着积极的作用。综合国内外教学改革的成果和发展趋势,我们组织专业教师,优化实验教学内容,编写与人才培养方案、新大纲相适应的实验教材。如《细胞工程实验指导》、《生物技术综合大实验》、《分子克隆技术》、《植物育种与种工程大实验》等系列实验指导书,尽量避免课程相互之间内容重复、交叉,注意吸收新技术成果和近期文献中的新实验方法,保持实验教学的新颖性和先进性。同时,随着科学技术的不断发展,实验教学中应配备视听教材,进一步提高实验教学质量。
4.加强实验室建设,全面推进开放式管理
(1)加强实验室建设
我院根据国际化及学分制人才培养的要求,将生命科学学学院的生物技术实验室、生物科学实验室和生物技术重点实验室进行了有机地整合,建立了以基础生物学与生物技术实验教学示范中心,全面调整实验室,扩大了本科教学实验室面积,补充实验教学设备,满足了每年500学生的实验教学需要,实现了人、才、物配置合理、资源共享。已投資700多万元,加强基础设施及添置仪器设备。现有实验用房1900M2,设备621台(套),总值723万元,其中10万元以上设备有19台,价值为533万元。生物技术实验教学中心除了承担生物技术专业学生的实验教学外,还同时承担着学生毕业论文、协助科研、开展设计性与创新性实验等任务。因此,为了与实验教学模式相适应,实验教学中心、生物技术实验室实行开放式管理模式,在课余时间、寒暑假对全天候开放,努力实现资源共享。实验室开放对象是参加综合性、设计性大实验、开展毕业论文、参加创新基金研究与教师科研的学生。学生、指导老师可到网上或实验室预约,由学生管理实验室的钥匙,可以根据自己的时间自主选择时间完成实验任务、科学研究。
(2)实行开放式管理
开放实验室是提高学生综合素质的一种新型实验管理方法,是提高学生素质,培养学生实践能力和创新能力的有效途径[6]。在新的实验教学模式下,为培养学生的科研能力、创新能力,实验室必须实行开放式管理。在实验室实行开放式管理过程中,我们做好如下几方面的工作:
①健全实验室开放式管理的制度。实验室规范化的管理制度是开放式实验室管理的基本保证,是整个管理过程实施的依据和行为规范。在新的实验教学体系下,开放式实验室要根据新的教学特点,建立一系列相配套的管理规章制度,保证正常教学进度同时对学生开放,提高实验室的使用效率。
②规范实验室仪器设备管理。按仪器设备的档次、价格,建立完整的技术档案,相关的帐、卡、册及仪器设备使用情况登记本。对重大仪器设备实行教师负责制,由专人负责管理和维护;小仪器、小工具由实验员管理和借用。保证仪器设备正常运作,保障教学、科研工作顺利开展。
③规范化学药品管理。化学药品一般是实验维持费开支购买,为开设实验课教学而准备的。在开放式实验室里,药品的管理应该是专款专用,前提是保证实验教学顺利开展。学生参加教师科研或做毕业论文的,所需药品应由指导教师或其他专项经费支持。药品数量、价格、厂家、生产日期、库存量及使用效果等资料建立了电子档案,方便查找,科学管理,以免造成浪费。
④提高实验技术人员的待遇。实验室开放式管理给实验员增加了不少工作量,有时周六、日也要加班。为了充分调实验工作人员的积极性,我们制定了切实可行酬金分配制度,在实践教学工作量方面予以适当照顾,提高了實验员相应的待遇,同时在晋升职称等方面应给予相应政策倾斜。
5.加强实验队伍建设,保障实验教学质量
提高人才培养质量的另一个关键就是师资队伍建设,建立一支思想稳定,业务精湛,务实创新的实验室队伍是实验教学创新改革一个重要的组成部分[7-8]。我院生物技术专业目前有专业教师10人,其中教授4人,副教授4人,具有博士学位6人,占专任教师60%。这支教师队伍既有学术造诣深厚、专业能力强、职称高的教师,也有年轻有力的青年教师,他们理论基础扎实,教学经验丰富,科研素质好、能力强,为培养高素质的生物技术人专业才提供了技术保障。在教学实施过程中,各门大实验课程均由高水平和有丰富专业经验的高职称教师(主要是教授、或有博士学位的副教授)担任主讲老师,并组成教学小组合作完成。同时,为了提高教学质量,我们大胆引入竞争机制,实行定编定岗,建立科学合理的岗位聘任条件,来激励实验技术人员勤奋、敬业、踏实地工作。另外,还特别制定了人员短期和长期培养计划,通过引进与培养相结合,提高实验教学队伍的素质。
结语
整合实验教学内容,改革实验教学方法,创新生物技术专业实验教学模式,加强实验建设与管理,可以实现资源共享,提高实验教学质量,也是实施素质教育、培养学生创新精神和实践能力的重要而有效的途径。同时,实验室开放管理是一种全新的管理模式,需要不断探索研究,建立相配套的科学的管理措施与管理制度,并不断地在实践中改进,给教学和科研提供良好的环境,充分发挥实验室的作用,保障教学与科研工作的正常开展。
基金项目:仲恺农业工程学院教研课题项目(G2071314)资助。
[1]韩新才,潘志权,户业丽,等.高校化工特色生物技术实验室建设的探索与实践[J].实验室科学,2008,35(5):80-82.
[2]梁红,周玲艳,梁雪莲,等.生物技术综合大实验的实践与探索[J].仲恺农业技术学院学报增刊.2007,(1):38-40.
[3]万小荣,李玲.实验教学中不应培养“操作工”,更应培养“设计分析师”[J].文教资料.2007,(389):33-34.
[4]张雅君,梁红,曾慕衡,等.综合性实验的教学改革与实践[J].农业与技术,2007,27(1):168-170.
[5]朱旭芬,王莉.一本实用性强的实验教材—《基因工程实验指导》[J].中国大学教学,2006,8:62-63.
[6]高小霞.关于“开放式”实验教学的几点思考[J].实验室科学,2008,1:61-63.
[7]刘名扬,王麒麟.实验室系统化建设和规范化管理的探讨[J].实验室科学,2008,3:119-121.
[8]刘建成,张丽杰,行鸿彦.实验教学管理的问题及对策研究[J].实验技术与管理,2008,25(7):167-170.