基于创新能力培养的生物技术实践课程体系建设

杨清玲，周继红，陈素莲，吕静竹，陈昌杰

摘要：为培养学生的创新精神与创新能力，结合近年教育教学改革实践，特色专业的培育，不断探索科学完善的实践教学体系。在生化与分子生物学课程群实践教学中，从优化课程体系、改革教学模式、加强科研训练三方面进行了探索与实践。突出了“厚基础、强实践、重创新”的人才培养特点，构建知识、素质、能力三位一体的培养模式，对学生综合素质和创新能力的提高取得了明显成效。

关键词：创新能力培养；课程体系优化；教学模式改革；科研训练加强

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0045-03

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。而教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人才的重要摇篮”[1]。培养富有创新精神和创新能力的高级人才是新时期高等教育的首要任务。2007年，教育部在教高[2007]1号文《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》中指出“高等教育肩负着培养数以千万计的高素质专门人才和一大批拔尖创新人才的重要使命”。其中，实验教学是达到这一目的的重要手段，是对学生进行创造性实践能力培养的重要环节。分子生物学、基因工程和酶工程是实践性很强的生命科学核心学科，其实验技术归于生物技术类，生物技术成为新世纪科技革命的重要推动力量，作为主导产业逐渐渗透影响人类生存和发展的方方面面，体现了一个国家高科技创新能力，而教育创新必须强化实践教学[2]。这就要求实验教学必须跟上学科发展的步伐，需认真分析实验教学的现状和特点，进行有益的改革探索和尝试，以达到激发学生创新实践热情，着力于提高学生创新实践能力的目的。我们探讨了通过多种形式、不同层次、多个角度的实验实践课程体系改革培养具有创新思维与创新能力的医学生物科学交叉人才。

一、优化课程体系

1.修订完善培养方案。生物科学创新人才的培养是一个系统工程。要有一套符合教育规律和突出创新能力的培养方案。为21世纪适应生命科学与技术的发展，满足国家对生命科学与技术高水平创新创业人才的需求，本着“加强基础、拓宽口径、强化实践、注重能力、优化体系、提高素质，坚持以学生为本，融知识、能力、素质全面协调发展”的教育思想观念，以加强实践教学作为提高教学质量、培养创新人才的重要途径，构筑以能力培养为主线，分层次，相互衔接的科学、合理、优化的实验教学新体系。在现有生物科学专业培养方案的基础上，通过与相关学科、教研室沟通协调，建立三个水平的综合实验课程，即宏观水平、细胞水平和分子水平，使学生在课堂上的理论知识能够体现在实验课程中。本教研室针对所任教的课程群，主要建立分子水平的综合实验课程。针对这部分综合实验课程，修订的培养方案中在大学二年级完成理论验证实验、基本型实验，保证学生基本专业素质和基本实验技能的培养；大学三年级上完成探索性实验，充分发挥学生学习兴趣，发展学生分析问题、解决问题的能力，训练学生的实际科研能力和科学的思维方式；大学三年级下完成创新型实验，增加实践环节，突出综合创新性实践内容，培养学生实践创新能力。并继续开展毕业生跟踪调查和用人单位调查，使培养方案适用社会经济发展需要。

2.构建了独立系统的实验课程体系。针对生物科学专业课程的特点，将原有的高级生物化学技术、分子生物学、基因工程等实验课进行有机整合，形成一门“生物技术综合实验”实验课程体系。覆盖了生物化学、分子生物学、高级生物化学技术、基因工程等课程的核心内容，具有系统性和科学性，培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。并优化与重组实验教学内容，教学内容分两部分：第一部分为基本实验技术与技能训练。第二部分为综合性设计性实验，以基因工程技术为主线，内容涵盖分子生物学、高级生物化学、生物化学三个专业领域。在第一部分实验课同时查阅资料选择实验内容。主要以解决问题为目的，对不同实验进行整合。如怎样在体外获得神经生长因子为例，把聚合酶链反应，基因重组、基因导入、发酵罐培养、蛋白质分离纯化和性质测定等实验串成一个整体。在此基础上，后续开设了“探索性实验”，并于2011年启动实施了“大学生创新性实验计划”，旨在培养大学生从事科学研究和探索未知的兴趣，激发大学生的创新思维和创新意识。在全校范围内选拔具有博士学位与副教授以上职称的骨干教师担任创新性实验项目的指导教师。以指导教师在研科研项目为依托，按照“自主选题、自主设计、自主实验、自主管理”的原则，择优遴选项目予以立项，项目来源于国家自然科学基金、卫生部重点实验室基金和省级科研项目，内容涉及神经生物学、肿瘤分子生物学、病原微生物学、遗传学、免疫学等多个学科。创新性实验项目的实施，在提高学生分析问题和解决问题的能力，增强学生的动手能力和创新能力，充分调动学生学习的主动性等方面，起到了良好的效果，从而进一步获得多项国家级和省级大学生创新项目。

二、改革教学模式

实验教学是高校教学工作中的重要组成部分，实验教学方式对学生综合素质的提高以及自主能力和创新思维的培养均有着重要的作用[3]。我们在对实验教学中出现的问题进行分析的基础上，不断进行教学模式的改革，增加教学活动形式的多样性，激发学生积极主动的思维。

1.实施实验室小班授课。边讲边做，使教学由原来的形式简单、内容枯燥变为形式灵活、内容丰富，对知识点的剖析由表及里，深入浅出，一目了然，实现了课堂教学与实践的完美统一。

2.PBL式实验教学方法探索。开放实验室，主要目的是通过学生自己设计、自己完成实验把以前学到的理论、技术融会贯通地用到实际课题中去，使理论与实践更好地结合，提高学生创新性思维和独立分析并运用科学实验解决问题的综合能力。

3.将科研项目融入课堂教学和课程设计中。学生参与青年教师或研究生课题讨论和操作中，提高了生物技术的实践能力和科研开发能力，锻炼了团队合作精神。鼓励和辅导学生撰写科研论文，锻炼学生论文撰写能力。

4.转变考试内容和方式，建立一体化学习评价体系。将理论知识考核与综合能力考核相结合，全面地考核学生对理论知识的掌握和实际动手能力的掌握情况。平时考核成绩占20%，期末进行占30%比重的实际操作综合能力考核和比重占50%的试卷考核，使学生重视平时各知识点的学习和实际动手能力的提高，使学习评价体系更加合理和完善。

5.生物技术综合实验课程多媒体教学课件的制作。为使实验教学更直观，本课程所有实验操作全程录像，制作成网络格式课件。本课件在安徽省第一届教育软件大赛中获三等奖；并在此基础上建立了分子生物学网络课程。

6.综合性实验教材建设和应用。在开设这些实验课程中，我们深感实验指导教材的重要性。但由于当时国内还缺乏系统、有针对性的适合我校生物科学专业、实用的实验指导教材，所以我们编写了一套简明实用、适合学生和初学者使用的《分子生物学实验指导》（2006年12月，学校出版）和《生物技术实验指导》（2008年8月，学校出版）。目前仍在继续采用《生物技术实验指导》作为生物科学专业、研究生和医学检验专业的“分子生物学技术”实验教材。

三、加强科研训练

本着倡导以学生为主体的研究性学习和创新性实验改革，调动学生的主动性、积极性和创造性，提高创新实践的能力培养水平的目的。将探索性实验列为必修课程，通过学生根据指导教师科研项目自主选择并分组，采用“教师点拨为辅，学生自主实验为主”的教学模式，要求学生从教材和参考书中寻找有关原理作为实验设计依据，制定实验方案，自己确定处理因素、实验对象和仪器设备，自定实验方法和步骤，最后完成实验并撰写科研论文，教师在过程中给予必要的指导和辅助，使实验教学过程成为学生自己研究探索的过程。在国家级和省级大学生创新项目的资助下，全系60%学生参与创新性实验研究。探索性、创新性实验的开设，激发了学生的创新热情，增强了学生的创新意识和能力，提高了学生分析问题和解决问题的能力，增强了学生的动手和创新能力，获得一定的科研成果；参与的大学生动手能力增强，实践技能突出，极大地提高了其就业竞争力；人才培养质量得以提升，用人单位满意度较好；大学生创新能力培养的实践对教师提出了更高的要求，推动了教师从事科研工作的热情和积极性，形成了教学与科研相互促进、教与学双向互动的良好氛围；

四、创新性师资队伍的建设

在生物技术专业创新人才培养中，教师是主导，没有创新性师资，不可能培养出创新性人才，因此提高了教师素质要求，培养和引进了一批具有合理梯队的教师队伍；其次，由于教学方法、手段涉及讨论式、研究式教学，类似于PBL教学模式，因此要求教师具有丰富的分子生物学、基因工程、酶工程、遗传学、细胞生物学和医学背景，我们一方面在遴选教师时注重交叉学科的知识背景，一方面不断送出去培养，并且考虑到实验技术人员队伍建设是基础，只有建设一支高素质的高校实验技术人员队伍，才能更好地实现培养创新性人才的教育目标[4]，因此鼓励青年教师和实验技术人员参加各类培训，拓展知识面；再次，针对创新性能力培养的教学目标，在师资队伍建设中，择优选择一直活跃在科研第一线的青年教师，以科研带动教学。

教学实践表明，生物技术综合实验课程教学，小班授课环境，教学与实验相结合，教学与科研相结合，网络教学的教学模式，极大地调动了学生的学习积极性，教学质量和水平得到很大提高，学生基础知识扎实，生物技术实际动手能力和就业竞争力增强。生物技术综合实验课程体系建设，使学生在宏观上对生物技术有较深入的理解，并把几门课程实验教学有机地结合，培养学生动手和创新性思维能力。已成为我校生物科学专业常规实验教学内容，并拓展到研究生和药学、药检专业分子生物学技术课程的开设；培养的学生基础知识扎实，生物技术实际动手能力强，更符合社会需要。从实习单位和用人单位的调查反馈表中反映出对我校生物科学专业学生思维能力和实践能力的高度评价，毕业生深受用人单位欢迎。

参考文献：

[1]江泽民.论科学技术[M].北京：中央文献出版杜，2001.

[2]刘莹，马丹丹，李娜，等.生物技术专业创新实践教学模式[J].辽宁工程技术大学学报（社会科学版），2009，11（5）.

[3]谭冠中.基于创新人才培养的高校实验技术人员队伍建设[J].高教论坛，2010，（1）.

[4]朱妮娜.略论实验教学对学生综合能力的培养[J].教育教学论坛，2011，（6）.

基金项目：安徽省教学研究重点项目（NO：2012jyxm302）；安徽省专业综合改革试点（NO：2012zy048）；蚌埠医学院教学研究项目（NO：jyxm1147，1322，1325）。

作者简介：杨清玲（1974-），女，安徽合肥人，硕士研究生，教授，研究方向：肿瘤分子生物学。

通讯作者：陈昌杰（1968-），男，安徽灵璧县人，博士研究生，教授/系主任，研究方向：肿瘤分子生物学。