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1医学院校生物技术专业开设临床医学课程的必要性
在医学院校生物技术专业开设临床医学课程,有着迫切需要和实际意义。我校生物技术专业自招生之初就开设了临床医学课程。生物技术专业有了临床医学的指引,人才培养基础更加扎实,方向更加明确。同时,具有一定临床医学知识的生物医学人才,能够更好地将自身优势辐射到传统医学专业上,为临床医学的发展提供新视野,开拓新思路,注入新的活力。医学生物技术已经在临床医学的发展中发挥了革命性的作用,如基因工程药物和疫苗、单抗导向药物、人工血液代用品等已广泛应用于癌症、传染性疾病和一些遗传性疾病治疗。同时,许多临床新问题、老难题,也越来越多地依赖于生物技术的发展,相关疾病的基因定位、组织工程、干细胞研究方面也都取得了重要成果。显然,医学院校生物技术专业开设临床医学课程既是生物技术学科发展的需要,也是临床医学发展的需要。
2医学院校生物技术专业临床医学教学现状和问题
2.1课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育
课程体系和教学内容是培养目标的直接反映,是培养人才素质、提高教学质量的核心环节。生物技术专业临床医学课程体系和教学内容,应该紧贴生物技术专业实际需求,有针对性地进行设置。然而,目前大部分医学院校生物技术专业临床医学课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育,将内科、外科、专科教学内容按照病因、临床表现、病理、诊断、治疗、预防等毫无取舍地灌输给学生,呈现教师教学无特色、无重点、无思路,学生学习无方向、无兴趣的状态。这与学科设置初衷和社会人才需求脱节,不能培养学生的自主学习能力及创新能力,没有达到预期效果。
2.2课程目标不明确,考核要求不严格
目前大多数医学院校对生物技术专业临床医学教学不够重视,没有真正意识到临床医学对该专业学生今后发展的重要意义。医学院校生物技术专业临床医学课程目标应该是:使学生具有一定临床思维,了解临床医学前沿和需要,并能在医学发展和临床需求中找到生物技术的落脚点、发力点,运用所掌握的生物技术理论知识和技能,从事相关领域的科学研究、技术开发,最终为医学问题的解决开辟新思路、提供新方法。但是目前医学院校对于生物技术专业临床医学课程目标认识比较模糊,在教学过程中需要学生掌握哪些内容、掌握到什么程度没有一个明确的标准。考核过程较为敷衍,甚至没有考核,使临床医学课程开设存在“鸡肋化”的危险。
3医学院校生物技术专业临床医学教学内容
医学院校生物技术专业人才培养,在强调基本素质共性的基础上,应该有不同的培养类型和专业方向。医学生物技术专业临床医学教学内容必须体现职业生涯发展目标,尊重学生多样性选择。目前的教学内容和课程体系不能完全符合专业发展和人才培养需要,不能完全适应现代医学发展需要,不能完全考虑到多样化、个性化、专业化,因此有必要对医学院校生物技术专业临床医学教学内容进行改革。
3.1紧贴实际,重点突出
临床医学是医学生物技术的出发点和落脚点,在课程设置上除了要整体介绍临床医学概况外,重点是要筛选出能够体现生物技术学科发展价值以及与生物技术知识有交集的内容,体现出医学生物技术特色和资源优势,如临床诊断的新方法,基因诊断、基因治疗技术在肿瘤及其他疾病中的应用等;而疾病的临床表现、物理诊断及常规治疗方法等内容应该淡化。这样才会贴近生物技术专业实际,更好地激发学生学习热情,避免浪费学生有限的精力。
3.2以临床问题为向导,以临床难点为突破
医学生物技术发展动力就是临床问题。医学生物技术的发展已为我们解决了一个又一个医学难题,开辟了新思路,提供了新方法,已有很多成熟的、新兴的生物技术应用于临床实践。因此,应将目前临床上亟待解决的问题和需要突破的难点贯穿在教学中,引起学生的思考和学习兴趣,从而更好地把生物技术和临床医学结合起来。
3.3着眼前沿,广泛涉猎
生物技术专业临床医学教学内容需要不断更新和发展。临床医学的最前沿往往与生物技术的发展密不可分,因此要把临床医学中最新的焦点和热点引入教学中,让学生体会医学生物技术对现代医学发展的重要性,增强荣誉感和使命感。同时,临床医学不断进展的案例也是很好的教学事例,让学生了解前辈们是如何发现问题、分析问题、解决问题,并推动医学科学向前发展的。但也要照顾到医学发展的冷门分支,给学生拾遗补缺的机会,在大家忽视的老问题上做出新文章。
4医学院校生物技术专业临床医学教学模式
生物技术专业临床医学教学模式应该有别于临床医学专业,要更加突出多样性、灵活性和自主性,最大限度调动学生积极性,将课程的作用发挥到最大化。
4.1课堂教学与课外教学相结合,选修和必修相结合
压缩课堂教学时数,将教学主战场放在课外,把更多的时间交给学生进行自主学习。增加选修课数量,鼓励学生选择自己感兴趣的方向进行探索。生物技术专业将来不从事临床医疗工作,对临床医学知识的学习应该是有重点和有取舍的,这个选择权不应掌握在教师手中,而应留给学生。让学生在课外通过文献查阅、学术会议、网络交流等多种形式,学习对未来职业发展有帮助的医学知识。
4.2大师进讲堂,将导师范围扩展至临床学科
师资队伍建设是实践教学体系改革的关键。目前生物技术专业临床医学师资结构中,中级职称教师比例偏高,真正的大师偏少。应该把临床医学的“大腕”请进讲堂,因为生物技术专业的导师往往更重视具体的新技术、新方法,而对临床医学前沿需求知之甚少,缺少宏观思路和顶层设计。这些可由临床导师很好地补充,他们扎根临床数十年,对疾病的发生发展、治疗的难点要点有更全面、深入的认识。要鼓励学生参与到临床导师的科研课题及科技创新活动中,使其不仅对原有理论知识和技术有更清晰的认识,还锻炼了临床科研思维能力;使学生能更准确地把握现代医学发展的脉搏,找到自己感兴趣、能钻研、有出路的研究方向,对未来职业发展进行合理的规划。
4.3启发为主,传授为辅
生物技术专业学生将来主要从事科研工作,应该是临床医生的益友良师。其临床医学教学不应以传授方式为主,而应采取引导、启发的方式,加入讨论及案例教学,让学生自己思考问题,用专业特长来分析问题、解决问题。强化学生创新思维和综合能力培养,在教学环节中启发学生自主学习和自由学习。在教学方法和教学手段改革中,坚持理论联系实际、基础联系临床的教学理念,强调教学过程的“四结合”:密切结合科研,密切结合临床,密切结合实践,密切结合新进展。
4.4考核评价与教学目的相统一
考核指标的科学性、合理性是教学目标能否实现的关键。长期以来,各医学院校生物技术专业临床医学课程多采用以试卷考试为主的考核评价体系,无法体现该专业注重分析、注重实践和注重创新的特点,不利于学生创新意识和实践能力的培养。对于生物技术专业而言,临床医学课程考核应采用多种方式,如讨论、综述撰写、案例分析、参加和完成导师科研课题等,考核内容应重思维、轻内容,重分析、轻解决。这将有利于提高学生学习兴趣,激发创新思维。总之,医学科学是一门传统的学科,生物技术是一门新兴的学科,在生物技术专业开设临床医学课程,是在传统学科与新兴学科之间架起了互相沟通的桥梁,高质量的临床医学教学必将推动生物技术专业学生整体水平的提升。两者有机结合,将有利于培养接地气、思路清晰、视野开阔、能力出众的医学生物技术专业人才。
作者:黄罡 刘轶永 邢茂迎 邱福建 张潇海 单位:第二军医大学第三附属医院
1教学内容精选与优化。
遗传学因为是基础学科,所以有一部分内容是属于其他学科交叉内容,那么在这些内容的教学方面可以将其进行精选,挑重点讲述,而对于遗传学中较难理解的教学内容,则选择优化教学方法,在授课的表述方面进行改进。也要注意补充一些遗传学最新发展的内容,让同学们了解遗传学的发展动向,激发学生的学习兴趣。同学们将会对自己所学习的方向有一定的认识,为今后选择个人研究方向奠定基础。
2多种授课方式相结合。
2.1多媒体教学与传统板书教学相结合。目前很多课程都倾向于多媒体教学,多媒体教学有着形式灵活多变,直观形象的有点,但是展示信息时常常速度过快让学生很难抓住重点,复习也很困难。而传统的板书教学虽然展示的信息量小,但却具有条理性,学生容易抓住要点。所以我们必须将传统的板书教学与多媒体教学结合起来,让这两种方法互相弥补。
2.2适当的采用PBL教学方法。对于教师来说,在基础学科上使用PBL教学方法是有着一定的难度的。特别是具有大量推理计算工作的遗传学教学。但是对于某些章节来说还是可以尝试采用PBL教学方法。比如在讲解生物进化章节的时候,完全可以先给学生一个有关进化的例子,再让学生回顾前几章所学的知识来提出自己的想法。这样可以提高学生对于遗传学学习的兴趣,有能够培养他们用遗传学的思想来思考问题,进一步检验了学生的学习情况。
3加强实验教学的改革。
3.1增加综合性试验比例。目前高校所开展的学生实验基本上都是验证性实验,都是老师先做好了,再讲给学生听,学生根据老师所讲的再做,其结果是每个人的结论都相同。这些验证性的实验项目过多,实验结果在未做之前就已经知道,学生做与不做都已经知道了实验的结果,实验过程不能调动学生的积极性、创造性,不利于学生的思考和发现。因此,我们在保留经典的验证性实验的基础上,增开了设计性、综合性实验。由老师指定一个实验课题,由学生自己去设计实验方案,充分调动学生们自己的主观能动性,同时教师在某些环节上进行指导,这样可以提高学生兴趣,培养学生独立分析问题与解决问题的能力。
3.2与其他学科一起开设实验教学。遗传学实验除了经典遗传学实验项目和细胞学实验项目外还设计到分子生物学实验。由于分子生物学也是生物技术专业的必修科目,所以在设计实验方面可以综合设计。这样避免了开课的重复性,又能够让学生掌握技术,提高学生对科学研究的兴趣。
4改变考核方式,采用多种指标评价学生。
目前,在长沙医学院采取的多为上机考试,考试内容死板无法很好的反映出学生的水平。所以为了更客观地反映学生的学习情况,除了上机考试外,还应参考学生的实验课情况、PBL教学过程中讨论的成绩。最好能让学生提出一些感兴趣的遗传学相关小课题,让同学们自己去查资料,以PPT的形式进行讲述,然后由老师打分,这样可以从多个方面来评价学生学习遗传学的能力,并且还能够提早培育他们阅读科研论文的兴趣与能力。
总之,遗传学这门学科一直都在不断的发展,所以遗传学的教学改革也要适应学科的发展需要。这就不仅要求教师要不断地掌握接受遗传学的最新知识,不断地改革遗传学的教学方法以适应学科发展的需要,同时也要求学生能够更多的参与到教学改革中来,和教师一起促进遗传学的教学进步。
作者:龚琳单位:长沙医学院
1知识和技能的处理方法
1.1理论内容结合生物制品生产与检测课程理论知识结构,其处理方法主要有三类。第一,采用搭档拼图法、旋转木马等新颖的方法,让学生互为老师,教师在旁边协助。第二,通过分析具体任务,发现并学习相关知识,并用学习到的知识指导具体任务的完成,最终强化沉淀知识。第三,借助任务的“失败”使学生主动“求助”知识。
1.2生产过程性内容一般做法是发给学生相关材料(一般是几篇论文),由学生总结出大致的生产流程,写出实验方案,并画出思维导图;然后各组进行宣讲,最后结合所有组的观点,总结出较为完善可行的生产方案,并最终获得产品。这样学生的学习能力、社会能力都得到提高,更关键的是提高了学习兴趣。
1.3检测过程性内容这部分内容多采用角色扮演的教学方法,把学生分成负责不同项目的检测组,对各组的产品都进行检测,然后进行检测内容的循环,按照一定的评价方案评选出最佳者,并给予特殊的奖励。
2课堂的把控
2.1课堂气氛的营造(1)分组环节。对于不同的教学内容,为保持学生之间新鲜感,每次均重新分组。分组原则是灵活机动、参与性强,每次的分组方式都让学生意想不到,比如:电话号码、衣服颜色、剪刀石头布等,只要教师能想到的方法都可以采用。只是这个过程教师一定要把控,因为学生很容易陶醉其中而忘了具体的学习任务,耽误教学进程,影响教学效果。(2)学习结果的评判环节。对学习任务的学习结果的评判,是促进学生学习积极性的良机。笔者的做法主要是让学生集体去观摩或学习项目完成效果最好的组别或个人,并给予当众的表扬或奖励。让小组学生或个人感受到学习给他们带来的荣耀和喜悦,以此调动学生的学习积极性。
2.2出勤不出工学生的管理在具体的学习任务完成过程中,个别学生玩手机或聊天现象严重,不愿意动手操作,对此笔者通常的做法是让学生给同组的其他成员拍摄或录制他们的实验操作过程,进而实现如下目的:一是不愿意动手操作练习的学生有事可做,不再影响教学秩序;二是这些学生拍摄或录制实验过程中,虽然没有亲自操作,但至少进行了观摩,不至于对整个学习任务一无所知;第三,这些拍摄或录制的材料可以用于后续的关于任务完成过程中存在的问题的分析和讨论,以便查找问题并解决问题。
2.3迟到学生的管理进入冬季,学生的迟到现象比较严重。笔者原始的做法是采用考勤,并扣除平常成绩等措施,但收效甚微。在一次教学工作会上,学习并采纳了生物技术及应用系迟全勃副主任的做法:对于迟到的学生,先回答教师提出的问题,如果回答上来的,自己找地方坐下听课,回答不上来的,给他指定第一排的座位听课,并在课堂中,时常提问他。试用后效果显著。
2.4上课手机响及玩手机学生的管理上课手机响及玩手机现象是目前课堂上普遍存在的问题,也是令教师头疼的问题。笔者的做法是先给自己立“规矩”:只要在上课期间笔者的手机发出响声,笔者当场摔毁之,说到做到。教师以身作则,大多学生都会自觉效仿,截至目前,效果良好。而对于偶尔的“违反者”,笔者多会以体力劳动的形式“惩罚”之。
3小结
教学有法、教无定法、贵在得法,每个教师都有自己的风格和特点,只要心中有“爱”:爱职业、爱讲台、爱学生,以身作则,就能找到适合自己的方法,适合自己的方法就是最好的方法。
作者:杨新建迟全勃段素云王伟青田锦单位:北京农业职业学院
大庆师范学院在生物技术专业人才培养方案中,在四年的学习中学生需完成的总学时数为2650学时,其中实践教学包括实验课、专业实习、毕业设计的学时数为680学时,占总学时数的25.7%,达到了教育部对理工农医类本科专业实践教学学时数不少于25%的标准,经过高比例实践训练的学生,在实验技能考核中均有良好表现,毕业生在就业岗位上更是得到了用人单位的青睐。
一、凝练基本实验技能,夯实学生的技能储备
生物技术专业开设的基础专业课程包括植物生物学、动物生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、免疫学等,同时开设相应的实验课程,并保证实验课的学时比例占理论学时的40%以上。我们按照学生科研、考研、工作的需求,将每门实验课的教学目的都改为以训练实验技能为主,并且在每个实验中至少要训练一项实验技能,尽量避免重复训练同一技能,浪费实验课的学时。植物生物学实验开设12个实验,训练的实验技能包括:显微镜的使用技术、徒手切片的制作、临时装片的制作、永久装片的观察、生物显微鉴定法、低等植物的培养技能和常用仪器的使用技能;动物生物学实验开设10个实验,训练的实验技能包括:解剖镜的使用、动物宏观标本的制作、动物内外结构的解剖与识别、鸟类数量调查的基本方法和动物种群增长规律的分析技术;生物化学实验开设12个实验,训练的实验技能包括:紫外分光光度计的使用、高速及超速离心技术、纸层析技术、醋酸纤维薄膜电泳技术、凯氏定氮法的使用、多糖的分离及定量技术、酶活力的测定技术;微生物学实验开设18个实验,主要训练的实验技能包括:油镜的使用、无菌操作技术、培养基的配制、超净台的使用、革兰氏染色技术、芽孢及荚膜染色技术、微生物大小的测定与计数、平板菌落计数法、微生物的分离与纯化、特性微生物的驯化以及细菌的生理生化鉴定技术;细胞生物学实验开设8个实验,训练的主要实验技能包括:细胞器的分离与观察技术、细胞融合技术、细胞骨架的观察技术、细胞内大分子的观察技术以及细胞培养技术;遗传学实验开设8个实验,训练的实验技能包括:果蝇的杂交技术、植物杂交技术、染色体制片技术、遗传诱变技术、核型分析技术;分子生物学实验开设5个实验,主要训练的技能包括:微量移液器的使用、琼脂糖凝胶电泳技术、聚丙烯酰胺凝胶电泳技术、核酸的分离纯化技术、凝胶成像及分析技术、转化技术、DN段的琼脂糖凝胶回收技术和PCR技术。这些技能都是生物技术专业学生需要掌握的基本技能,必须给予大量的时间和精力强化锻炼,才能使学生掌握得更扎实,为综合利用打下坚实的基础。
二、紧密联系生产实践,拓宽学生的应用技能
为了增强学生综合实验设计的能力,使学生能够灵活掌握和应用所学实验技能,生物技术专业的学生还将在第六学期进行生物技术实验技能训练课程的学习,主要以小组为单位,以小课题的形式,将微生物学、分子生物学、生物化学、细胞生物学以及免疫学的实验技能综合体现在整体的实验设计中,学生的设计思路经过指导教师的修正和完善后,以学生为主体进行试验,时间由学生自行安排,指导教师陪同指导,最后完成一篇微型论文作为考核形式。经过2年的实践,学生的动手能力和动脑的能力有了明显的提高,尤其是有考研意向的学生,在复试时实验技能的大量训练给他们带来的好处都有深切的体会。我院针对企业的需求,增设了微生物工程实验,主要训练与发酵工艺相关的实验技能,包括:发酵过程工艺控制技术、固定化细胞的制备技术、发酵产物的分离提取技术、小型发酵罐的灭菌与使用技能、旋转蒸发仪的使用技术、发酵液的预处理以及发酵液的浓缩和结晶技术,并保证学生每学期至少进入工厂见习1~2次。同时开设企业家讲堂,邀请本地及外地知名的生物产业企业家,走进学生的课堂,为学生讲解企业的发展、经营、生产流程,介绍企业文化等,使学生更加明确自己的就业方向及工作环境,而更有针对性地学习,增强了学习兴趣,提高了学习效率。
三、多方面综合考量,建立合理的考核体系
实验课的考核是实验教学中的重要环节,是评估学生综合素质的重要手段。建立科学合理的实验教学考核体系,对深化实验教学改革,提高实验教学质量,培养学生实践能力和创新精神具有重要的指导意义。我院生物技术专业的实验课均为独立设课,因此,我们也建立了相对应的考核体系,对学生实验技能的掌握情况、学习过程中形成的科学态度、创新能力、团结协作能力等进行综合评价。科学态度主要指学生在学习过程中的综合表现,包括出勤、学习态度、仪器使用的规范程度和劳动习惯。出勤由老师记录,旷课、迟到或早退均做扣分处理。学习态度为实验课过程中指导教师和实验员共同观察,从学生听课的认真程度、回答问题的正确性及理解程度等方面进行综合评定,学生实际操作过程中如有违规操作、不良的劳动习惯都根据具体情况酌情减分。实验报告模块主要考核学生对实验过程的总结能力、解决问题的能力以及数据处理与分析的能力,实验报告中的实验数据或实验现象必须真实可靠,并对失误之处有所反思。理论考核模块主要是督促学生手脑并用,学会操作的同时,一定要理解为什么这么做、原理是什么,以达到举一反三。这部分的考核形式为闭卷考试,对试卷中实验原理或实验过程给予文字性描述,指导老师根据评分标准给出得分。操作考核主要针对学生的动手能力,在实验课结束后公布操作考试的题目,每门实验课程根据所训练的实验技能设计考题,由学生公开抽签并现场直接操作,过于复杂的过程可用语言叙述代替,教师根据操作步骤的采分点给分,最后将四个模块的成绩按比例整合,即作为一门实验课的最终成绩。生物技术实验技能训练课程的考核侧重点有所不同,主要倾向于对学生实验设计能力、创新能力、团结协作能力和解决问题能力的考核。学生在正式进入实验室上课之前,要组成2~4人的小组提交实验设计方案,由指导教师评价其科学性、可行性以及创新性;实验过程中指导教师和实验员还要观察学生的操作表现,小组成员之间的团结协作情况;最终学生的成果是一篇微型论文,指导教师对论文的结构、内容、数据、分析等进行评价,综合前面的表现,给出最终成绩。
四、结束语
整套的实验技能训练方案以及考核体系已在2008级和2009级生物技术本科专业全面实行,通过对2008级毕业生就业单位或就读研究生的学校进行调查走访,我校的学生都能够得到较高的评价,尤其是动手能力,能够很快适应新的工作和学习环境,并且对新技术的接受能力也很强,这些能力比对2007级及之前的毕业生的反馈意见有所提高。学生自己也深有体会,能够学以致用是他们个人价值和社会价值的最大体现。今后我们仍要努力将生物技术专业实验技能训练方案与考核体系进一步完善,丰富实验技能的种类,鼓励学生自主科研,参加学科竞赛,从而使学生的实践能力更加全面综合,成为生物技术行业的领军人才。
作者:曲丽娜胡敏卞立红单位:大庆师范学院生命科学学院
在农业生产中,园艺业是一个栽培集约化、附加值高、经济效益和生态效益兼优的产业。其在农业中的比重总是伴随着社会经济的现代化进程而不断提高,在美国、日本、荷兰、以色列等发达国家园艺业占种植业的比重都超过50%,我国广东省在这方面的比重接近70%。园艺植物是生物技术研究和应用的最好材料,广东不仅是中国园艺生产面积最大、产值最高的省份,也是生物技术在园艺中应用最普遍的省份。香蕉、番木瓜、菠萝、兰花、龙血树属、马蹄莲属、花烛属、观赏凤梨、桉树等许多重要的园艺植物都已普遍采用组织培养工厂化育苗,生产的园艺植物组培苗在全国种苗市场中占有绝对优势。园艺产业的迅速发展迫切需要培养一批既懂园艺又懂生物技术的新型人才,以促进园艺生物技术研究和应用。园艺学专业是一个传统的专业,涉及园艺植物(果树、蔬菜、观赏植物等)的种质资源、生长发育规律、繁殖、栽培、育种、贮藏、加工、病虫及造园等多个方面,培养的学生知识面广而不专,不能满足迅速发展的园艺生物技术新产业的需求。为适应园艺学科的发展和园艺生产的需求,华南农业大学于2002年着手组建了由园艺生物技术所和园艺生物技术系组成的园艺植物生物技术教学工作平台,2003年在国内率先招收了园艺生物技术方向的本科生,在培养园艺学和生物技术学新型复合人才方面进行了有益的探索,创建了一个完整的园艺生物技术本科人才培养体系。
一、通过所系融合构建园艺生物技术教学平台,促进教学与科研的有机结合
(一)整合资源,为培养人才提供良好的实验研究条件园艺学一级学科下包括的果树、蔬菜、花卉、茶学、园艺产品采后学等二级学科(或方向)都涉及生物技术。由于学科划分及管理方面的原因,从事品种改良以及采后生理学的教师、设备等被分散在5个不同系中,不利于园艺生物技术的发展。2002年,华南农业大学整合园艺学科中与生物技术有关的人员和仪器设备,构建了园艺生物技术教学与实验实习平台———园艺生物技术研究所。该所为校级研究所,下设分子生物学与基因工程室、细胞工程育种研究室和脱毒与快繁室等3个研究室(或实验室),主要为科研和培养研究生提供实验条件。园艺生物技术研究所的人员全部来自园艺学院各系,其中教授8人。
(二)教学与科研结合,努力提高本科生的实验技能和研究能力2003年,根据园艺学科及华南地区园艺产业发展的需要,园艺学院创设了园艺生物技术方向本科专业,并开始招生。为方便教学管理,在园艺生物技术研究所的基础上又组建园艺生物技术系,园艺生物技术研究所与园艺生物技术系联合办公,人员及设备统筹使用。园艺生物技术研究所主要精力放在科研和研究生培养,园艺生物技术系则侧重于本科生教学和培养上,两者做到既有分工又有协作,相互支持。通过所系融合,使教学和科研资源得到合理配置,改善了不同层次学生的实验条件,不仅大幅度提高了园艺生物技术平台的使用效率,也大幅度提高了学生的生物技术实验技能和研究能力,同时还促进了科研水平的提升。
(三)充分发挥平台优势,承担教学和科研任务园艺生物技术平台的教师近年来承担了2项“863”课题、15项国家自然科学基金课题和50多项省部级课题。以果树、蔬菜、花卉和茶树等园艺植物为材料,开展了分子标记、基因分离和克隆、转基因、基因功能鉴定、细胞工程、种苗脱毒与快繁及采后分子生物学等多方面的研究工作,成绩显著;同时还承担了多项学校教育教学研究课题,为本院和外院学生开设20多门课程。
(四)加强硬件建设,为新专业方向的学生提供可靠的实验教学保障生物技术专业培养的学生必需经过严格的技术训练,如果没有相应的实验条件,创建园艺生物技术专业将成为空谈。生物技术专业的实验设备相对比较昂贵,仅靠教学经费不可能满足仪器购置的需要。因此,必须通过科研带动学科建设,利用国家重点学科建设、广东省211工程建设和重点学科建设、本科优教评估和人才引进等项目,多方筹措资金。有了良好的实验条件、配套的管理制度,可以使教学科研相互促进,为新专业方向的学生提供可靠的实验教学保障。
二、制定科学的课程方案
园艺生物技术专业根据现代生物技术的特点,结合园艺专业的发展趋势,制定了“园艺+生物技术”的复合模块培养方案。园艺,是本专业的立足点,要“站稳”,但不应该花费太多的学时。我们压缩了原有园艺专业课中的“各论部分”的课时,保留园艺学的核心课程园艺概论、园艺植物分类学、园艺植物育种学和园艺植物栽培学等,形成“园艺模块”。生物技术模块则开设园艺植物生物技术、植物细胞工程、植物基因工程原理与技术、农业生物技术等专业主干课,另外还设置了一些选修课,形成全新的课程方案。
三、建立和完善园艺生物技术学科及其理论体系
由于园艺生物技术是园艺学的一个新兴领域和学科分支,从园艺生物技术所成立之初起,就特别重视学科建设和园艺生物技术理论体系的建立。2002年,华南农业大学生物技术研究所编著了《园艺植物生物技术》一书作为研究生校内教材使用。由于该教材学术体系较系统、理论较严谨、体例统一、内容新颖和能充分反应园艺植物特点等因素,于2005年被教育部遴选为“研究生教学用书”,由高等教育出版社出版发行,成为国内首次公开出版的《园艺植物生物技术》研究生教材[1]。2007年又主编出版了“国家十一五国家级规划教材”《园艺植物生物技术》和《园艺植物生物技术实验指导》等本科生教材[2-3]。
四、创新实验室管理机制,实行全面开放和资源共享
从园艺生物技术研究所与园艺生物技术系成立之初起,所系实验室就按照开放型教学研究实验室的模式进行运作,建立和不断完善实验室管理制度,对本科生、研究生实行完全的开放管理,在教学、科研和人才培养方面都取得了显著的成效,大力促进了学科、专业之间的交流、综合与渗透,加强了横向联系和合作,提高了平台的知名度和影响力。
五、紧密结合园艺植物生产实际,培养园艺学和生物技术复合型人才
1998年教育部调整专业设置前,园艺学下设有果树学、蔬菜学、花卉学、茶学等专业,这些专业的毕业生专业面太窄,就业困难。1998年专业设置调整后,一般不再按二级学科设置专业,而是将果树学、蔬菜学、花卉学合并为大口径的园艺专业。专业口径的改变,大大扩宽了学生的知识面,克服了专业面太窄的弊端;然而,新的问题又凸显出来:学生很难全面了解和掌握本专业的核心技术体系,博而不精、“果、菜、花什么都懂一点,什么都做不成”。因此,培养园艺学和生物技术复合型的新型人才,应该使学生在了解园艺作物种质资源丰富、常用无性繁殖、集约栽培、经济效益高、可保鲜增值等共同特性的基础上,探索生物技术如何更深入地介入园艺植物的快繁、种类鉴别、种质创新和采后处理等方面。这样培养出来的学生将是掌握园艺作物基本特征、具有生物技术应用特长的新型人才。为此,教师通过主持承担国家、省部级课题,以果树、蔬菜、花卉和茶树等园艺植物为材料,带领学生开展分子标记分析、分子遗传图谱构建、基因分离和克隆、转基因、基因功能鉴定、生殖细胞工程及采后分子生物学等多方面的研究工作,使学生直接进入学科前沿。同时,应强调园艺生物技术的应用性,除了完善院内实验平台,还应建立稳定的校外实践教学基地,安排生物技术方向的学生去这些实验基地进行生产实习。学生利用这些机会体验到了利用离体培养技术大规模工厂化培育园艺植物种苗的过程,而且还能理论联系实际,解决生产中的一些问题;同时也对企业经营管理、市场情况、员工生活等方面有了更直接了解,为今后就业和创业打下了基础。华南农业大学根据园艺学科发展的需要,对园艺专业进行了改造,创建了园艺生物技术本科生专业方向,突破了原有按学科、专业、学系设置实验室的封闭模式,促进了学科、专业之间的融合与渗透,建立起园艺生物技术教学工作平台。通过制定教学计划和组织编写教材,形成完整的园艺生物技术教学体系;通过调动教师和实验人员的积极性,实现了人员、仪器设备、经费等方面的合理配置,使有限的仪器设备发挥最大的效益,为培养人才提供良好的实验研究条件;加强实践教学环节,使学生直接参与园艺生物技术科研和生产实际,为改造和提升传统专业、培养高质量的园艺学和生物技术复合型新型人才进行了有益的探索。
摘要:大学生科技创新团队的构建与培养是高校培养创新型人才的重要环节,对提高大学生的综合素养起着积极作用。生物技术是一门实践性很强的学科,因此,在生物技术专业中开展大学生科技创新团队的构建与培养显得尤为重要。本文着重阐述了青海师范大学生物技术专业大学生科技创新团队建设的现状及实践效果,以期为高校大学生科技创新团队的建设提供有益的参考。
关键词:科技创新团队;生物技术专业;构建;培养
提高自主创新能力,建设创新型国家,是我们国家今后发展战略的核心和提高综合国力的关键。而要实现这一目标,关键是要靠大量具有自主创新能力的人才,高等院校无疑是培养这类人才的主阵地。但从近年来看,大规模扩招对高等院校人才培养质量提出了严峻挑战,加之我国大学生受传统教育模式的影响,不同程度地存在自主学习意识和创新意识不强甚至缺乏等不足。因此,如何鼓励和引导在校大学生进行科技创新活动是当前我国高校提高人才培养质量的关键。生物技术专业是一个实践性很强的新兴专业,在医药学、农牧学、园林学、环境科学、食品科学等领域都有广泛应用。工作岗位青睐于具有一定科技创新能力的优秀人才,这就迫使生物技术专业学生在校期间除了应该掌握扎实的专业理论知识外,还要有较强的团队协作意识和实践能力。为了加强学生创新实践能力的培养,青海师范大学生命与地理科学学院生物技术专业的培养计划除了在相关理论和实验教学环节中要求对学生进行创新意识、创新精神和创新能力培养外,还专门在大学二年级学完专业基础课程后,结合专业实践教学,鼓励和引导学生以组团形式积极参与老师的科研课题或自主申报各类科技创新项目。笔者作为大学生科技创新指导教师之一,全方位地参与了大学生科技创新团队的组建和培养工作,颇有一些体会,本文就谈谈青海师范大学生命与地理科学学院生物技术专业大学生科技创新团队的构建和初步培养实践效果。
一、大学生科技创新团队的构建
(一)科技兴趣小组
生物技术专业的学生,因为志趣相投而组建成科技小组,在业余时间进行科技创新活动。如海洋兴趣小组,曾经得到了教育部、国家海洋局、共青团中央的大力支持,每年展开海洋知识竞赛等活动;插花花艺兴趣小组得到了青海省花卉协会的大力支持,多次主办了省、校级大学生插花花艺比赛,参与了2013年第八届中国花卉博览会室内插花花艺比赛和2014年青岛世界园艺博览会国际(室内)比赛,均取得了较好成绩。此外,还有环保兴趣小组、网络兴趣小组。在这些科技兴趣小组中,既没有老师的严格监管,也没有绝对的学术权威,唯有的是成员共同的兴趣和爱好和自由平等的氛围,这是团队可持续发展的主要优势,在提高大学生科技文化素养和增强科技创新能力方面发挥了重要的作用。
(二)科技创新社团
本着“共同缔造校园文化,携手保护自然环境”的服务宗旨和“让我们的‘蓝眼睛’,蓝色而不再忧伤,美丽而不失和谐”的服务理念,我院于2002年9月成立了大学生“蓝眼睛”协会。该社团以国家实施青藏高原生态保护的相关文件精神为指导,结合青海省生态环境现状,立足于服务青海省“生态立省,绿色发展”战略,致力于“青海湖湿地保护”、“母亲河保护”、“野生动物保护”等各项公益环保活动,用大学生饱满的热情,成为新时代的“绿色生力军”。经过十多年的风雨拼搏,现已成为国内高校知名学生社团,曾先后被评为“全国保护母亲河行动先进集体”、“全国高校优秀学生社团”、“中国未成年人生态道德教育先进单位”、“省级优秀学生社团”、“省级优秀社会实践服务团”、“青海省保护野生动物先进社团”等。
(三)科技项目团队
青海师范大学自2012年实行大学生科技创新项目制度以来,生物技术专业的学生积极组团申报项目。截止目前,已成功申报了近30项科技创新项目,其中“药用植物独一味的植物组织培养”获第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖,“一种大小鼠固体制剂的灌胃器”获青海省2015年“挑战杯”大学生课外学术科技作品二等奖,“湟水河水质分析与检测”项目于2012年获共青团中央资助10万元,这是我校获共青团中央资助的首例大学生科技创新项目。此外,学院以生物技术专业老师的科研项目为平台,鼓励和引导学生积极参与老师的科研项目;同时,也鼓励每个老师围绕科研项目组建学生科技创新团队,团队成员主要涵盖研究生、高年级大学生。充分利用老师的科研项目平台和研究生及高年级学生的“传帮带”作用,构建可持续发展的大学生科技项目团队。这些团队的构建有力促进了学生课外科技活动的蓬勃发展。
(四)校企所合作团队
以育人为本,教学、科研、社会服务协调发展是当今高校的发展方向。近3年来,学院在“校企所共育”人才培养模式的大框架下,以服务为宗旨,以就业为导向,以互利共赢为目的,与青海清华博众生物技术有限公司、中科院西北高原生物研究所等十余家企业及研究所签订了合作协议,依托企业、研究所资源优势,实现优势互补,为学生实践创新能力的培养搭建了良好的平台。围绕企业或研究所的特定研发项目“,教师+学生”组成技术团队进入企业、研究所,帮助其提高产出效益。此外,学院正在与西宁市城南某社区协商筹建“教学—科研—社区”三位一体的科创团队,如果该团队能成功组建,则会进一步提升生物技术专业大学生科技创新团队的服务功能。
二、大学生科技创新团队的培养
(一)实施导师制
为了拓展学生的视野,激发学生科技创新的意识与热情,学院经常邀请校内外知名教授、专家以及专业负责人进行不定期的讲座,介绍生物技术的发展历史、研究现状以及发展趋势。除此之外,学院还专门设立本科生科创导师制,对学院副高级以上职称的教师实行了本科生科创导师聘任制度,每5年为一聘期,导师的指导工作纳入年终工作量量化考核中,激发了导师的积极性。在科创活动中,实行“本科生———导师”双向选择制,导师可以选择学生,组成科创团队,参与自己的科研项目或指导学生申请科创项目,从专业思想引导、科学作风养成、科学技术训练等方面对学生进行有针对性的教育培养;学生也可以根据自己的兴趣,选择科创导师,主动参与导师的科研项目或在导师的点拨下自主申报科创课题。自2013年学院实行科创导师制以来,在短短的两年时间里,先后有20余名教师担任本科生科创导师,100多名学生直接参与导师科研项目,30余人在导师指导下自主申请了校级大学生科技创新项目。
(二)制定科学合理的团队目标
团队目标是团队成员共同努力的方向,它能使团队成员在心理上彼此认同,产生一体感,增强集体意识,从而产生团队精神。学院根据大学生科技创新活动的特点,在导师和学生工作组老师的共同指导下,结合学生的知识结构、兴趣和能力等,制定能鼓舞人心的切实奋斗目标,并把目标具体分解给每位团队成员,使每位团队成员都清楚自己应承担的任务和工作,并迸发出行动的力量,最大限度地为团队目标而努力。
(三)提供基本物质保障和资金支持
生物技术是实践性很强的专业,培养生物技术专业的大学生科技创新能力必须以一定的物质和资金为保障。学院通过以下途径以尽量满足大学生科创所需物质和资金:开放实验室。学院目前有青藏高原环境与资源教育部重点实验室、青藏高原动植物资源省级重点实验室、青海省湿地生态系统省级重点实验室、青藏高原中韩野生花卉资源研究所和青海省生命与地理科学学院实验教学中心,大部分实验室实行开放制度,大学生科技创新团队可以随时进行使用。依托青海教育厅、青海师范大学的大学生科技创新基金。大学生科创团队成功申报科创项目后,获得相应经费资助。学院引入了各种类型的创新基金,如设立校企合作基金。导师科研项目经费资助。近3年来,学院生物技术专业大学生科创团队已获各类资助达20多万。
(四)建立规范的管理制度和有效的激励机制
规范的管理制度、有效的激励机制是科创团队维系的内在动力。大学生科技创新活动是否要立项,如何资助,如何考核,怎样奖惩等一系列事宜都要有规范的管理制度,这样才能使其有条不紊、可持续地发展下去。学院在学校有关规定的基础上,结合学院实际情况,对相关规定进行了细化,有效促进了大学生科创团队的良性发展。此外,学校、学院设置了良好的奖励机制,既有团队奖也有个人奖,既有精神奖励也有物质奖励,譬如:学院将参与科创团队的成员按其贡献大小,在年终操行评定中加一定分值;获得科创奖励的同学优先推荐攻读免试硕士研究生;的按照论文级别的不同给予不同的奖金等。这些举措极大地提升了大学生参与科研团队的积极性和竞争性,使我院本科生科技创新研究项目申报与获批的数量每年位居学校前列,获奖人次也逐年增加。截至目前,已有近30个本科生科技创新项目获得学校资助,有12篇生物技术专业本科生参与发表的研究论文。
作者:王慧春 王文颖 杜军华 单位:青海师范大学
(蚌埠医学院 1.生物科学系生物技术教研室;2.生物化学与分子生物学教研室,安徽 蚌埠 233400)
摘要:为培养医学院校生物科学和生物技术专业学生的生物信息学基础知识的掌握和软件的应用能力,结合近年该课程的教育教学改革实践,不断探索科学完善的教学体系和教学模式。从教学内容、教学方式和实践能力培养等几个方面进行了探索与实践。使学生在生物大数据时代,具备初步的生物信息学分析技能和实践操作能力。
关键词:生物信息学;生物科学;生物技术;教学模式改革
一、开设生物信息学课程的必要性
生物信息学学科发展迅速,不断与其他学科相互渗透,而医学院校生物科学和生物技术专业的学生主要从事生命科学相关的研发和技术,涉及生物、医药、食品、环境、农业等领域。掌握生物信息学这门工具,为今后走上工作岗位,提供新的研究手段和途径是十分必要的。因此,在医学院校部分专业(如生物科学,生物技术等)开设生物信息学必选课程具有重要意义。
二、目前存在的问题
1.教学内容陈旧和教学资源缺乏。我国高等院校开设生物信息学时间相对较晚,在教材选择中首先调研了其他院校和目前出版的教材内容情况。发现大部分生物信息学教材都包括生物大分子(核酸和蛋白质)的信息资源,基因组分析信息资源,数据库搜索软件,核酸序列分析和多序列比对等软件的核心内容,除了共性的章节外,不同的教材内容和重点各不相同。但是生物信息学发展迅速,除了基础内容外,大部分内容都在快速地更新,比如引物设计软件的使用等。而目前,生物信息学教学资源较匮乏,完善的生物信息学课程的教学大纲、教案、教学视频、多媒体课件和习题等教学资源稀少。
2.课程内容与教学课时不匹配,教学进程安排不够合理。首先,由于生物信息学是一门多学科交叉的综合性学科,生物信息学课程学习前需要理解和掌握一些生命科学相关知识背景,如基因组学、蛋白质组学、生物化学、分子生物学和遗传学等,深刻理解一些生物学基本概念,如基因序列、蛋白质序列、非编码区、启动子等,并初步了解一些重要的生物学数据库。因此,讲解透彻该门课程需要教师在课堂上花费一定的时间介绍相关背景知识。然而由于医学院校学生课程门类众多,客观条件决定无法为生物信息学安排足够多的课时。目前我校教学大纲规定的授课仅为20学时,学时少与教学内容多的矛盾就显得非常突出。教师需要在有限的教学时数下灌输大量内容,因此无法深入讲解每个章节的内容,增加了学生学习的难度,降低了教学质量。
其次,教学进程安排不够合理。以我校生物技术专业学生为例,本科二年级第一学期学习生物信息学课程。此阶段学生虽然学习了一年多的专业基础理论知识,但是专业基础知识较为薄弱,同时实验设计等相关实践较少,缺乏对实验细节的理解与实验设计的整体把握。而生物信息学课程是一门实践性学科,所以有必要在生物信息学课程的教学中渗透实验设计的理念,课程学习中灵活运用专业基础知识,达到学生的专业基础知识与生物信息学的知识与不脱节,从而激发学生学习热情。
3.教学模式单一,理论与实践教学脱节。对于医学院校生物科学和生物技术专业的学生,本课程培养的主要目标是:如何在现有数据库中查找想要的信息,如何通过在线程序或利用现有的分析软件,处理相关数据,解决生物学问题。学生需要通过亲身实践,才能熟练掌握生物信息学的数据库、分析方法、软件。但是很多医学院校教学条件有限,没有相应的计算机实训室,配套软件也相对匮乏,教师在授课过程中根据课件照本宣科,并不能结合具体实例边讲解边示范操作,同时,多数高校开设的生物信息学课程以理论教学为主,缺乏实践教学课时。然而,生物信息学的学习,如数据库的检索与使用、序列比对分析软件的应用、引物设计软件的应用等都需要学生在实践课中进行验证或操作,理论知识与实践环节脱节严重,从而影响了学生对课程的理解和掌握。
三、生物信息学教学模式改革探索
1.修改理论教学大纲,精选教学内容。由于生物信息学内容繁多,应针对不同专业特点精心挑选授课内容,在有限的课时中让学生学到最基本且重要的生物信息学理论知识。目前我们选用的是浙江大学出版社第一版的生物信息学,结合生物科学和生物技术两个专业的特点,本教学团队编写了教学大纲,对教材内容进行了更新和优化,将重点集中于应用性较强的生物信息学实践分析技能和离线单机版生物信息学软件的使用上,具体内容包括核酸及蛋白序列数据库、序列的相似性搜索、序列比对、系统进化树的构建以及蛋白质的结构与预测和引物设计等基本内容。同时考虑生物信息学学科的前沿性和交叉性,我们又增加了蛋白质组学和非编码RNA,基因芯片、qPCR、深度测序等操作原理及流程预测等内容。为了适应生物信息学快速发展的要求,扩大学生的知识面,推荐了包括DavidW .Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和国家“十一五”规划教材李霞主编的生物信息学等几种不同类型的参考教材供同学课外阅读。
2.创新教学方式,推行灵活多样的教学模式。生物信息学的课程学习和软件使用与网络的使用紧密相关,一方面,为克服学生多,无法使每位学生实时进行电脑操作的弊端,我们利用能够接收无线网络信号的设备,实现上课时教室内有网络,这样在授课过程中就可以实时在线带领学生进行生物信息学分析,如稻菘獠檠、序列提交过程、蛋白质结构域分析、蛋白理化性质及结构预测等重要内容,通过实时演示连贯教学内容,让学生得到了更加直观的实践体验,加深了对各种分析方法的学习和理解[1]。另一方面,由于课程学时(仅20学时)的限制,学生们不可能完全依赖课堂时间很好的掌握该课程,除了采取集中授课方式之外,本团队利用搭建的“分子生物学”省级精品资源共享课程网络平台,开辟了“生物信息学”专栏,提供相关文献、相关分析软件及其使用步骤等信息;并聘请校内外相关领域专家开展专题讲座,组织相关领域青年教师开展专题研讨等形式,从而加深学生对课程内容的理解。
3.紧密联系科研,开展基于实践的问题式教学。针对生物信息学课程的特点,打破应试考核方式,本教学团队注重理论结合实践的问题式教学方式引导。一方面,各专业课程中增加实践教学课程比例,根据生命科学的发展,不断充实实践教学内容,增加综合性、设计性实验,从而将生物信息学技术渗入日常教学环节中;另一方面,面向全校招募相关领域青年教师,鼓励并指导学生参与青年教师科研项目,并积极申报国家级和省级大学生科研项目。目前创新性实验和探索性实验全面覆盖生物科学和生物技术专业全体学生,学生在解决科研问题时逐步学会运用生物信息学知识,如文献查阅、目的基因序列的获取、基因序列的分析方法等,提高了学生生物信息学知识和技术的实践能力和理论理解力。
四、结语
生物信息学是生命科学领域研究的重要的工具和载体[2],针对生物信息学课程的特点,医学院校生物信息课程的改革可进一步加强理论教学的系统性、规范性和针对性,提高学生对生物信息学知识的应用能力。在课程体系建设基础上,大胆尝试新的教学方法和手段,突出医学特色,培养适用于现代精准医疗的创新型生物学专业人才。
摘要:生物技术是一个实践性很强的专业,本文针对地方高师院校生物技术专业分子生物学实验教学中存在的问题进行了总结,并结合山西师范大学生命科学学院生物技术专业的办学特点,从提高实验技能训练、教学方法、考核体系等方面进行探讨,提高学生的实践操作能力和创新创业精神,以满足生物技术迅猛发展的需求。
关键词:高师院校;生物技术;分子生物学
分子生物学是一门由遗传学、生物化学等学科交叉形成的综合学科。为了使地方性师范院校的生物技术专业的分子生物学实验更有效,提高学生的实验动手能力,实施实验课程的改革非常迫切。
一、生物技术专业分子生物学实验教学现状
近年来,分子生物学在人类社会不断进步中已有了很大的发展。但就生物技术这个专业而言,教学改革的力度还不是很大,作为地方师范类高校在分子生物学教学过程中仍存在如下的问题:
1.入学新生在生物基础知识方面特别是实验技能方面的差异性较大。分子生物学实验对操作者有很强的专业技术要求。在高中阶段,不同地方高中在人力、条件、政策导向等方面的差异导致了高中学生在生物基础知识方面特别是实验技能方面出现明显的分化。有的地方高中,对学生基础知识和实验技能较为重视,鼓励学生积极参与国家生物方面各项技能竞赛。有着这种学习背景的学生在大学面对分子生物学,有着浓厚的学习兴趣。此外,这些学生动手能力很强,积极参与并配合教学改革,对创新实验有着浓厚的兴趣。相反,对没有任何实验背景的学生,他们对于实验教学改革不关心,对创新实验兴趣不高。
2.学生参与机会较少。随着教育改革的不断深入,实验课程也逐渐被重视,学生作为学习主体的地位得到广泛认同和落实,学生的动手能力不断得到提高。“一言堂”和“八股文”式的实验讲授模式被逐渐取代。但是,一些冠以“活动式”、“多媒体”、“创新式”等新型教学方式的实验课堂教学改革,本质上仍沿用传统的“填鸭式”教学方法,实验报告仍然沿用“八股文”式的书写方式,实验结果仍然需要标准答案。这种情形下,大部分仍旧是教师演示,学生动手较少,使学生感到缺少生机。
另外,学生动手少的原因可能和硬件条件有限也有很大关系,一人一台PCR仪显然在很多地方高师院校是空中楼阁,在这种条件下,很多实验就成了演示实验,学生只能观摩学习。
3.课程的时间安排上,也同样存在一些问题。地方性高师院校生物技术专业所修学分较多,课程设置相对较紧,而分子生物学实验课程耗时长,过程比较烦琐,平均每次实验都要在3―4小时,甚至更长,所以学生的时间安排大多放在晚上来进行,相对时间安排有些不当。
同时,实验课时设置也不是十分合理,每个实验均按2个课时处理,对分子生物学一些实验,尤其是综合性、设计性实验来说,显然时间是不够的,这样紧凑的时间,发挥学生的主动性、积极性就大大打了折扣。
二、生物技术专业分子生物学实验教学改进措施
生物技术专业分子生物学实验教学改革是一项系统的改革,我国绝大部分高校还处于摸索和实践阶。在实际教学过程,我们结合在课程改革方面取得的一些经验,针对实验过程中出现的问题,对现阶段生物学实验教学改革提出如下措施:
1.加强生物技术专业分子生物学实验技能训练。(1)根据教学内容合理设计实验。为有效解决地方性高师院校生物技术专业本科的分子生物学实验课程所存在的问题。避免实验课程与基因工程、遗传学等实验课程重复,我们根据首先应分子生物学的理论知识,选取重难点,在这些内容的基础上,设计针对生物技术专业的系统实验,来增加学生学习的积极性,提高学生的动手能力,提高教学质量。(2)小组上课、小组考核。学生应进行小组的划分。在小组的基础上,让学生自己完成药品准备、培养基制备等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手,加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。(3)增加综合性实验。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性,而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力,有利于学生个性的发展和素质的提高。此外,指导老师课前认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点,对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到规范操作,达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。
2.结合生物技术专业特色优化教学方法。目前,分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的,学生按照实验指导书按部就班地操作,实验报告按固定格式填写,极大地限制了学生的能力培养。因此我们在教学方法方面注重动手实操,提前预设实验,激发学生的兴趣,提高教学效果。(1)根据学生爱好,提前预设实验。结合高效课改模式,每次基础课结束前,我们在班级做个统计,让同学根据自己爱好,选择实验。根据统计结果,我们预设几个小的实验。同时,每次实验前要求每位学生进行预习,对实验进行初步了解,实验前对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行探讨研究,并记录回答问题情况,便于以后给成绩时作参考。(2)动手操作为主,讲解为辅。实验前根据实验内容进行不同程度的讲解,主要解释实验中出现的关键概念,使学生明确实验目的。同r利用实验间隙对个别同学进行单独辅导,尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。这样不仅调动了学生的学习主动性,还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解,用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解,做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,减少每组开课人数可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高教学质量。
3.对生物技术特色专业,完善实验考核体系。实验教学考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。为更好地体现“公平、公正”,逐步改变以传统的实验报告为主的考核模式,不断探索和完善实验考核体系。(1)针对生物技术专业特点我们建立了一套较为完善的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂表现积极性成绩、实验报告成绩、实验结果的考核标准,不仅体现了教师的责任感,还激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性,提高了实验教学质量。目前,我们的考查方式为:课堂表现积极性成绩(占50%)、实验报告成绩(占15%)、实验结果(占35%)。其中实验报告不再是传统的实验目的、实验原理、仪器试剂、步骤等内容的简单书写,要求学生将综合性实验的实验报告以科研论文的模式进行书写,充分锻炼学生的科技写作能力,为毕业论文的写作打下坚实基础。(2)增加学生互评,提高学生团队意识。2015年结合分子生物课程改革的经验,在实验课程改革中,我们开展了小组教学的方式。1个小组5―7个人,完全按照全国大学生系列科技学术竞赛的流程管理考核学生。实验的题目、方法、结果等都是小组集体完成,最后的考核完全按照大学生挑战杯的答辩方式进行。经过该方式的尝试,我们的实验课改革已经初见成效。
摘要:针对目前生物技术专业学生存在无法满足人才需求的状况,通过分析高校教育自身原因基础上,提出了在课堂教育的基础上,加强实践教学教育、社会教育、创新教育及素质教育,以提高生物技术专业学生综合能力的教学改革思想。以提高综合能力为导向的教育改革,是高校教育的目标,也是实现人才培养与就业“零距离”的根本途径。结合目前我校现有的统一规格教育模式,进行了分析,提出了以培养学生综合能力的教学改革思路,实践证明该教学改革对提升生物技术专业的水平,提高本专业学生的综合能力均有很好的效果。
关键词:生物技术专业;综合能力;培养
生物技术作为面向21世纪前沿的科学与技术,必将成为带动相关产业迅猛发展新型技术,生物经济也定将成为21世纪新的经济增长点。目前全国范围内已有数十所高等院校设置了生物技术专业,也培养了许多掌握了生物技术基础知识和基本技能的专业人才。然而,随着科学技术的快速发展,生物技术的发展也发生了日新月异的变化,随之导致的社会对人才的需求也发生了巨大的变化。在传统的课程体系、培养方案、教学模式、教学实习方案等条件下培养出来的生物技术专业人才已无法满足社会对生物技术人才的需求,加之生物技术专业开设时间不长,均属于新兴专业,还需从教学的各个环节不断的进行完善与改革。以培养出符合当前形势下社会对生物技术专业高端人才的需求。
一、培养方案的改革创新与学生综合能力提高的必然联系
培养方案是所有高校根据上级教育部门的精神,结合本校自身的实际情况,有针对性制定的人才培养方案及课程体系,是人才培养的模式的理论基础,各大高校制定的培养方案既能体现教学过程的共性与个性,又能体现教学的统一性与多样性的特点,并作为的教学任务的重要导向,包括理论教学体系与实验教学体系,共同构成专业课程体系,这也是当前教育改革活动的重点所在。其中课程体系又是人才培养的体现和保证。所以培养方案应适时进行更新改革,使学生能够更好地适应社会。现有的培养方案更多是为了学生能够顺利毕业而制定的,因而导致现有毕业生的专业水平较差,适应社会能力较弱,缺少创新能力。生物技术产业发展的特点要求生物技术及应用专业的在校教育,要不断调整,才能适应新的社会需求。要将生物技术专业办出特色,所培养的学生综合能力强,更符合社会需求,就需要根据社会需求,随时调整教学方向和课程体系。
一方面要适时修订理论教学体系,拓展专业方向;理论是实践的基础,服务于实践。过去生物技术专业培养方案的培养的学生毕业方向主要以考研为主,其次是一些生物制品公司,培养目标是培养具备生物科学与技术基本理论、基础知识和基本技能的专业人才。随着我国经济社会的快速发展及地方经济发展的需求,我校生物技术专业的理论课程体系已逐渐由原来的基础理论课程、专业基础理论课程以及专业理论课程老三样纵向教学,转向打破学科界限,纵横结合的理论教学体系,开设一些相关专业的专业理论课程,如植物生物技术、食品生物技术、发酵工程等课程,以培养具备“宽口径、复合型”的生物技术专业高端人才。
在课程设置上尽量增加有助于创新、就业、实践等综合能力提高的课程,如生物技术专业就业指导、生物技术综合技能培训、综合素质教学等,以保证生物技术专业毕业生综合能力得到大大提高,更具有竞争性。
二、改革实验教学,培养学生综合能力的探索与研究
实验教学是高校教学体系中的一部分,对于提高大学生的综合素质、培养学生的实践能力以及创新精神均有着特殊的作用。生物技术专业作为一门实验性比较强的专业,实践能力的培养与提高,对培养适应社会需求的综合能力强的高端人才十分重要。我国著名的物理学家冯端院长说过“实验室”是现代大学的心脏。现代实验教学成果告诉我们,高校实验教学在培养创新型人才及实践型人才方面有着十分重要的作用。目前高校教育还普遍存在着以“重理论、轻实践”、“重知识传授、轻能力培养”的思想,严重影响了高校的实践教学、学生综合能力以及创新能力的培养。目前绝大多数高校的实验课的开设还主要以围绕服务理论教学的验证性实验为主,在很大程度上缺少用于培养应用型以及创新型人才的实验教学内容,也只能是一种灌输式教学。本人通过对研究生的实验教学进行了尝试性研究发现,正确引导学生进行独立的实验,对学生独立能力、探索能力、创新能力的培养十分重要。作为一名导师,在指导研究生科学研究的过程中,当学生遇到问题时,教师不应一股脑的将解决方法全部道出,而应给学生本人留出一定的思考空间,通过适当引导,使学生通过独立思考找到解决问题的途径。通过这样的过程,一方面增强了学生的自信心,另一方面学生的独立思考、动手以及创新等综合能力也得到了很好的培养与增强。
并建立开放式的实验教学运行机制。有必要打破传统的定时定点的实验教学模式,实验室应全方位的面向学生开放,每位学生可以根据自己的时间、兴趣随时到实验室实验或学习,使得实验室在时间和空间上具有更高的`活性,一方面可以为学生提供全方位、多领域的思考问题和创新研究的机会,同时也大大提高了实验室及内部仪器设备的利用率。本着以学生为实验主体,处于积极主动的地位,由学生自主设计实验方案,分析实验结果及数据,教师辅导相结合的模式,对学生创新能力的锻炼起到重要的作用。
三、增加与社会接触的机会,进一步提高综合素质
目前高校学生所面临的最为严重的问题,就是在校期间缺少与社会近距离接触的机会,尤其对于民族院校,由于受到民族文化、语言以及习俗的限制与束缚,使学生对社会热点的关注以及接触的范围更加局限。民族高校大学生具有鲜明的代表性,能够代表少数民族的特色,所以民族高校学生综合能力的培养十分关键。近几年的调查发现,在高校中部分在假期经常参与社会实践,勤工俭学的学生在为人处事、接受新鲜事物、实践能力等方面均略高一筹。因此我们可以通过学校与企业联合培养、寒暑假社会实践、夏令营、学术活动等社会活动,为学生提供更多的与社会接触的机会,使学生能够在学校与社会的交替变换中得到综合锻炼,不断提高学生的素质与思想境界,这与实践能力的提高是相辅相成的,以便提早做好适应社会的需求与发展准备。
民族高校大W生具有鲜明的代表性,我们通过修订人才培养方案,开展教学内容与课程体系改革,因材施教,按生物技术专业应用方向细分培养,形成专业独特的培养特色和人才素质表征,培养出更适合于生产、科研开发或社会产业需求的综合实践能力强的专业人才,拓宽毕业生就业渠道,最终增强毕业生在社会上的竞争力。
摘要:地方型本科高校生物技术专业的主要目标是为地方生物产业培养应用型、技术型和复合型高级专门人才,培养的毕业生大多到本地区的生物技术企业生产一线从事技术工作。因此,地方型高校生物技术专业在制定人才培养方案时一定要注意立足地方实际的原则,根据地方区域经济的实际需求来优化理论教学内容,通过实验教学、生产实习、毕业论文等环节着重提升学生的实验技能和创新思维。
关键词:生物技术专业;地方型本科高校;人才培养模式
进入21世纪,生物产业迅猛发展,已成为增长最快的经济领域,涌现出大量生物产业成果,表明生物产业能够在环境、健康、能源和粮食等重大问题的解决中发挥不可替代的作用。国内外都高度重视生物产业的发展,纷纷制定中长期发展规划,加大投入,试图占领生物技术领域的各块高地。我国在“十一五”期间就把生物产业作为重点发展的领域,将生物产业列入战略性新兴产业;“十二五”期间制定了《“十二五”生物技术发展规划》,全面推进生物产业的快速发展。“十二五”以来,我国生物产业复合增长率达15%以上,2015年产业规模超过3.5万亿元。最近,发改委印发《“十三五”生物产业发展规(2016-2020)》,提出到2020年,我国生物产业规模达到8至10万亿元,生物产业增加值占GDP的比重超过4%,成为国民经济的主导产业。生物产业的迅猛发展,对生物技术专业人才的需求量也在逐年上升。
生物技术是一门多学科交叉融合、理论与实践并重的新型综合性学科,具有很强的实践性和应用性,在国家经济社会发展中的地位和作用日益突出。由于生物技术专业涉及的领域非常广泛,任何一个高校都不可能培养面面俱到、行行精通的生物技术人才,特别是对于一些新建地方本科院校,由于师资力量、办学经验以及生源质量等方面的限制,其人才培养模式与那些“211”、“985”等高水平大学相比有很大的不同[1]。地方型本科高校的生物技术专业在办学中一定要结合自身优势,办出特色,本文就地方型本科高校生物技术专业人才培养中存在的一些问题及改进措施进行探讨,以期为这些高校生物技术专业的发展提供新思路。
一、认清学校办学定位,明确人才培养目标
按高等教育人才培养目标定位划分,高等学校培养的人才主要有三种类型:重点大学培养的是以学术为主的研究型人才、普通本科院校培养的是以开发性和应用性为主的应用型人才、高职类院校培养是以技能为主的应用型人才。作为地方型本科高校,其主要目的是为地方行业培养各类应用型、技术型和复合型高级专门人才,培养的毕业生大多到企业、公司等生产一线从事技术工作。地方型本科高校在确定生物技术专业人才培养目标时,首先应认清自身的办学定位,制定符合学校及地方经济实际的人才培养方案。因此,地方型本科高校生物技术专业在制定人才培养方案时一定要注意立足地方实际的原则,在人才培养目标及模式上也要避开与“211”、“985”等重点大学撞车,而是需要寻找新的突破口[2]。笔者认为,这个突破口可以从两个方面来确定:一是办学实际,审视自身在多年办学中形成的特色是什么;二是要参考地方经济需求,因为地方型本科高校的生源大多都来源于学校驻地附近,学生的就业也大多会选择在学校驻地周边,因此培养地方经济发展所需要的生物技术人才尤为重要。
二、基于全面发展和重点突出相结合的原则,优化理论教学内容
生物技术专业涉及领域非常广泛,包括与国民经济息息相关的诸多产业,如农业、能源、环保、化工、医药、卫生、食品等。生物技术专业包含的理论课程非常多,包括专业基础课程(如高等数学、普通物理学、无机及分析化学、有机化学等)、专业课程(包括植物学、动物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、微生物学、分子生物学、基因工程、细胞工程等),以及专业选修的课程(如生物统计学、生物信息学、免疫学等)等。生物技术专业总共可以开设的课程达70余门,这些课程有些内容相互交叉融合,有些课程自成体系,这么多课程在开设与否及学时安排上不可能同等对待。所以,每个高校必须根据自己的师资现状及人才培养目标,对这些课程进行有重点的教学。对于内容有交叉的课程,需要统筹梳理,进行理论教学内容的优化,精简生物技术专业的课程体系,突出重点课程。
三、强化实验课程,提高学生的动手能力和创新思维
实践能力培养对生物技术专业应用型人才培养质量来说至关重要。实践能力主要是通过实验、专业实践及生产实习来进行培养的。生物技术专业的实验课程大体可分为三种类型:一是“验证性”实验,主要是一些基础课的实验。二是“理论+技能性”实验,这些实验课程既能够验证知识,又锻炼学生的实验技能,主要是一些专业课的实验。三是“开放性”实验,是学生在掌握一定相关知识的基础上,运用已学的实验方法、自行设计实验方案,并在开放实验室独立完成,自主分析实验数据并做出相应结论,在整个实验过程中指导教师对学生只进行宏观地指导监督。“开放性”实验可以让学生主动开拓知识面,灵活运用和归纳知识,培养学生的创新思维和创新能力,对于提高学生的综合素质具有不可替代的作用。但限于经费、设备及师资力量,地方型本科院校中“开放性”实验开设较少。在生物技术人才培养中,应加大“开放性”实验的投入,改善开放实验室条件,强化“开放性”教学。同时,在实验项目的选择、教学模式等环节进行改革,提高实验教学效果,使学生能够通过实验课程真正地领会知识,掌握实验技能。
四、保障实习环节,零距离接触企业生产
实习是高校实践教学的重要组成部分,对于以培养应用型人才为主要目标的地方型高校来说,实习环节尤其重要。虽然各个高校都建有一定数量的校内外实习基地,但学生的生产实习仍面临一系列的困难。首先,校内实习基地不健全,有些实习基地专业对口性较差,难以真正起到作用。其次,已建的校外实习基地多数流于形式,虽然签有实习协议,但并没有真正执行。甚至有些学校把实习环节全部交给学生,让学生通过个人途径自行联系实习。第三,大多数学校还没有建立完善的实习考核机制,没有跟踪学生的实习过程,仅仅依靠学生的实习鉴定表就授予学分。因此,在地方型高校生物技术专业的改革发展中,切实保障实习环节的真正施行是一个重中之重。笔者认为可以从下几个方面入手:(1)通过加强校企合作来促进实习基地建设。可以聘请企业人员给学生介绍企业生产问题,与企业合作开展科技攻关、员工培训等,增强学校与企业的互动,建立良性合作关系。(2)强化实习过程管理,增强带队老师的责任感,督促学生自始至终完成实习过程。(3)建全实习考核机制,采用结果考核与过程考核相结合的原则,全面真实地考核学生在企业所学到的技能。(4)有计划地培训或引进双师型教师,完善双师型教师队伍。
五、严把论文选题,保证毕业论文质量
毕业论文是高等院校教学计划最后的也是最重要的教学环节,是本科教育人才培养计划中的重要组成部分,与本专业的人才培养质量直接相关。毕业论文在选题类型上大体可分为三种类型,即科研型、生产型和综述型。科研型论文是指论文内容主要侧重于理论研究;生产型论文是指论文内容主要侧重于实际生产应用,包括在实验室中研发、小试,或者是学生参与到一些企业的科研项目中;而综述型论文是指学生利用网络、数据库等搜集某一领域的研究现状,梳理概括,并对该领域的下一步发展提出一些展望或建议。从地方型高校的办学定位及培养目标来看,生产型论文尤其是参与企业科研的类型是最适合学生的类型,而在实际中,这一类型的论文开设很少,相反,有很大比例的学生毕业论文是综述型的,这与学校的培养目标是不相符合的[3]。因此,学校应在提高毕业论文质量上下大功夫,创造条件提高生产型论文的比例,这对于培养生物技术专业人才的应用性和实用性极其重要。发展生物技术产业已提升到国家科技重点发展的战略高度,地方型本科高校生物技术专业就是为生物技术产业的发展培养主力军和实际生产者的。地方型本科高校应以适应地方经济发展需求为目标,制定适合的生物技术专业人才培养模式。在理论教学上要以学生就业及学生自身的未来发展为导向,把握主要内容,取舍有度。通过实验教学、生产实习及毕业论文等环节,着重培养学生的实验技能和创新思维。同时,应该创造条件,让学生多走进企业,了解企业的管理模式和生产方式,还要加强对学生的就业指导,引导学生树立正确的择业观和成才观。
[摘 要]目前生物技术专业实践教学面临诸多问题。学科综合实践教学模式主要体现在实验教学内容、教学方式和考核方式这几方面。结果表明,改革大大激发了学生的学习热情,使学生能更好地掌握实验理论知识和实验操作技能,提高了学生综合分析、解决实验问题的能力,有助于培养综合型、创新型人才。
[关键词]生物技术;综合实验;教学改革
知识经济时代下,创新能力是个人和社会发展的关键。随着社会对创新型人才的需求逐步增加,培养创新型人才成为目前高等教育的重中之重。高等院校在实践教学过程中,应当着重培养学生的创新型思维能力和探索能力,增强学生解决实际问题的能力,以培养创新型人才。现如今,各学科之间的联系日益紧密,与生命科学相关的交叉学科、边缘学科发展迅速。生命科学类课程具有较强的实践性,开设实践教学课程对培养学生的动手实操能力、创新能力和综合能力具有极其重要的意义。
但是随着近年来高校的不断扩招,教育资源不足以及教育模式单一化的弊端日益突显出来。当前高校的实践教学模式已经无法达到培养创新型人才的要求。提高学生的实践能力和创新思维是当前实践教学改革的重要内容。目前开展的实验课仅仅是作为课堂教学的辅助内容和手段,虽然这可以与课堂的理论教学相衔接,但其弊端也很明显,其弊端主要体现在以下几个方面。第一,课程内容单一,课程安排的验证性实验以教科书中的理论为主,往往忽略各学科之间的联系,缺乏系统性、综合性、连贯性,对学生创新思维能力的培养不利。第二,传统的实验教学,让学生只会“照葫芦画瓢”,学生完全是被动地进行实验,只会按部就班地依据实验指导书上的实验目的、实验原理、实验步骤等来进行实验。这种如同按方抓药般进行的实验让学生缺乏发现问题、分析问题及解决问题等技能的锻炼,会影响到学生的学习兴趣、对学生的培养效率和学生全面素质的提高,学生潜在的自主学习能力和创新能力得不到充分的发挥。第三,实验内容重复老套,各门实验课程在实验课上自成体系,各课程实验性质和内容相似。第四,学生数量多,课程安排时间紧张,实验仪器设备、师资、实验空间、经费等教学资源配置无法充分利用。可见,面对当前实践教学的不足,实验教学改革势在必行。实践教学课程由开始的单一封闭的验证性实验逐步朝着多元开放的综合性实验和设计性实验方向转变,但是如何使各学科间紧密衔接,利用与之相关的交叉学科和关联学科,优化实践教学体系,在原基础上建立更具开放性的管理模式,这已经成为实践教学改革的重要目标之一。
开放性多学科综合实践课程应聚焦于创新型人才的培养。针对当前实践教学课程中综合性实验突显出来的问题,应打破实践教学原有的局限性,建立具有开放性的实验管理模式,提高实践教学的质量,优化教学资源配置,在专业实践教学的过程中培养学生独立自主的学习能力和创新能力,对开放性多学科综合实践教学理论进行更为深入地探讨,建立新型实践教学模式。
一、实验教学改革措施
(一)教学基地和师资队伍的完善
一方面,专业实验室应当整合各项实践教学资源,完善实验室的实验仪器设备,将实验室综合研究功能提升到一个新的层次。另一方面,教学经验丰富的教师可以教学团队的形式参与到实践教学中来,以科研小组的形式开展实践教学工作,监督指导实践教学的设计及实践,打造更具凝聚力的实践教学团队。
(二)实践教学课程的设置
传统的生命科学实践教学课程内容随着各学科理论知识的不断发展及科研技术的不断成熟已经逐步自成体系,但是这也使得各项实验资源的利用及其优化配置受到一定程度的影响,这给学生实验技术及创新能力的提高带来了一定的负面效果。在生命科学多学科实践教学改革中,应以分子生物学、与基因工程相关课程的实验为主,穿插综合运用生物信息学、微生物学、生物化学等课程的知识,将科学理论知识与科研实H操作相结合,遵循实验内容由易到难的原则,循序渐进地设置验证性实验、综合性实验以及创新性实验三者相结合的实验课程体系。此外,还应将各学科的知识整合到实践教学中,以培养全面、综合型人才。
1.验证性实验课程的设置
与传统的实践教学不同,验证性实验已逐步成为学生基本技能培训的主要形式。验证性实验课主要是在学生学习理论知识的同时相应地安排一些基础性实验,其主要开设在大二阶段。其是想让学生通过实验达到巩固课堂科学理论知识的目的,并使学生熟悉各类常规实验仪器设备的科学操作,掌握科研活动的基本实验技能。同时,也应当鼓励学生养成课前预习、熟悉实验流程的学习习惯,并在实验过程中培养学生及时准确地记录相关实验数据、对结果进行独立思考和分析及规范撰写实验报告等能力,为学生后期相关课程的学习夯实基础。
2.综合性实验课程设置
综合性实验课程是在验证性实验的基础上开展的一门对众多科学理论知识及科研技巧进一步学习、理解、掌握的课程。综合性实验课程的学习涉及各科理论知识,需要综合运用各类实验技能。综合性实验课程作为一个熔炉能将科学理论知识和具体的实践操作熔铸在一起,使两者之间的联系更为紧密,使学生能够更全面地吸收消化所学的知识。学生在连贯的实验过程中通过自己主动查阅相关资料,并在教师的监督指导下独立完成实验的设计和实验操作。在整个综合性实验课程中,导师只是扮演监督指导的角色,而学生才是自主独立地通过具体实践教学解决实际问题的主体。这能培养学生自主学习、独立分析问题和解决问题的能力。
3.创新性实验课程设置
创新性实验课程是在验证性及综合性实验课程的基础上开展起来的,它具有一定的挑战性,对于培养学生的科研能力及创新能力意义重大。在创新性实验课程中,导师为学生规划实验选题范围,由学生自主选题并组成科研小组,学生独立自主地查阅参考文献,设计实验方案,以 PPT的形式交流探讨并验证方案的可行性,进而确定课题的研究方案,开展实验。在实验开展中,小组成员积极参与课题的选择、设计、实操等过程,导师则从旁监督指导,为学生答疑解难,实验结果及分析以实验报告的形式提交。通过创新性实验课程的学习,学生的主观能动性和发散性思维得以发挥,独立自主的学习能力得到培养,学生的团队协作能力得以提高,科研小组的凝聚力得以增强,这为今后学生参与科研活动打下了坚实的基础。
摘要:高校培养生物技术产学研一体化人才模式,是地方农业院校人才培养的必然趋势,同时也是生物技术研究成果转化的一种特殊形式。利用产学研一体化人才培养模式,不仅可以促使地方农业院校在生物技术专业改善教学质量、优化教学品质,更可以提升生物技术专业学生的综合能力。
关键词:生物技术 地方农业院校 产学研一体化 培养模式
产学研一体化人才培养模式即教育、生产、研究三位一体的培养模式。产学研一体化是地方农业院校培养生物技术专业人才的创新模式,是集学校、学生与用人单位三方之力,共同解决人才培养弊病的重要方式。
一、产学研一体化培养模式的必要性
产学研一体化是生物技术专业的必要培养模式。生物技术专业是以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计,改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的的学科,其专业培养目标在于为生物研究与生产领域培养应用型人才。[1]生物技术的专业性质决定了该专业学生必须具备较高的专业素质,较强的动手能力与实践能力,同时还要具备创新性。因此,其培养方式不应套用生物学理论类专业的培养模式,而是应该立足于实践,着眼于技术,有针对性地对学生进行培养与训练,产学研一体化的培养模式成为首选。
产学研一体化是地方农业院校的必要培养模式。对于地方院校来说,教育教学资源有限、科研力量薄弱成为人才培养的制约条件。通过产学研一体化,可以借助社会与用人单位的资源与力量,减轻学校的压力。加强与用人单位的联系与互动,不但能在人才培养阶段受益,更可以为人才输出与科技成果转化增加机会,可谓是一举多得。[2]
产学研一体化是以学生为本的培养模式。在专业理论课程中引入实践机会,不但可以增加学生的学习兴趣,同时可以在应用中增强理论学习效果。
产学研一体化是解决用人单位人才困境的重要方式。用人单位与大专院校的交流沟通,有助于增强院校专业设置的针对性,为人才的定向培养提供导向,同时可以使用人单位在降低人力资源成本的同时增加人才储备并降低员工培训时间。
二、生物技术专业产学研一体化的具体方案
(一)理论课程多级化
生物技术专业的理论课程通常只分专业课和非专业课,这样的专业设置方式过于突兀,会给教师和学生一种专业课重要而非专业课不重要的心里暗示,而很多与生产相关的课程,如工程制图、质量控制等属于非专业课,十分不利于人才培养。根据产学研一体化的人才培养模式,可以将生物技术专业的理论课程设置为多个层级,以从理论到实践的方向命名。(表1)
改变课程设置的同时也需要改善教学方法,更多的运用如模型、多媒体等教学手段,让基础理论更加直观、生动;增加实验课的比重,让理论知识“学以致用”;同时尽可能地创造机会带领学生到企业与科研单位参观考察,增加学生对于知识转化产值的感官体验。
(二)实践课程灵活化
在培养方案中增加实践课程设置,即教师提出多个课题,学生根据兴趣选择方向进行小组研究。在此过程中,锻炼学生独立思考、解决问题与团队协作的能力。在理论教学的同时引入实践教学有助于增强学生的研究能力,培养其科研独立性与创新性。并且实践课程不同于实验课,实验课所涉及的均为验证性内容,实验过程明确,实验结果单一,目的是为了锻炼学生的动手能力、提高实验技巧;而实践教学的重点在于对问题的理解与实验方案的制订。
(三)实习安排合理化
实习阶段是产学研一体化培养模式中优势较为突出的部分。通过产学研一体化,学校可以改变过去“生拉硬拽”的实习安排模式,而是成为桥梁,向学生传递用人单位的需要,向用人单位反映学生的诉求。
(四)评价标准多元化
产学研一体化培养模式的灵活性与多元性,决定了其评价标准必须多元化。在以考试与考核成绩为主的基础上,引入多重等级评定与多方评价制度,避免单一标准与一言堂带来的不利影响。
三、结语
产学研一体化是地方农业院校生物技术专业人才培养的重要模式,不但能够加强三方交流,打破信息壁垒,让三方切实受益,并且有助于节约人力资源,促进社会发展。
摘 要:分子生物学是生物技术专业的必修课,分子生物学实验课是将理论转化为实践的桥梁,而实验准备是这座桥的支柱, 做好充分的实验准备是上好实验课的前提。该文从如何做好实验准备进行思考,有望为教学质量的提高提供更好的参考。
关键词:生物技术专业 分子生物学 实验准备
分子生物W是一门理论与技术并重的学科,特别是对于生物技术专业的学生来说。在分子生物学教学中实验教学占有举足轻重的地位[1],学生每次实验能否成功,以及对相关知识的掌握程度,主要与课堂教与学有关,但实验准备也是一个重要影响的因素。我们在多年从事《分子生物学实验》的准备过程中逐步认识到实验准备的重要性,做好实验准备工作,这对提升教学质量和提高学生的创新意识和学习主动性具有重要作用[2]。笔者站在教辅工作者的位置上,对如何做好实验准备也有一些自己的看法和理解。
1 分子生物学实验准备的重要性
充分的实验准备是实验能够顺利高效进行的保障,通过预实验能够提前发现问题,对实验设计方案进行改进和调整,同时,让学生参与预实验,有利于调动学生的积极性,增强学生对理论知识的掌握,提升学生的操作能力,使他们养成良好的科研态度和习惯。实验准备不仅让学生受益,相关教师也能在此过程中站在学生的角度思考实验,从而提升教学水平,提高教学质量。
2 怎样做好分子生物学实验准备工作
实验材料的准备是否充分与完善,直接影响到实验的进程和效果[3];而详细周全的实验计划能确保实验顺利高效的进行;认真做好预实验可以保证实验材料准备充分及实验方案的可行性;良好的实验室环境和秩序也是实验得以顺利开展的保障;实验准备教师能够熟练掌握相关操作技术,提升自身理论水平和业务能力对实验教学质量的提升也具有重要作用。
2.1 实验材料的准备
分子生物学实验材料的准备工作中,制定详细周密的计划是十分必要的。根据实验内容计划,实验材料应提前清点,如有缺少应及时补充齐全,实验仪器如有损坏应及时维修或购置。根据分子生物学实验的连贯性特点,准备材料的品种和数量要保证整个实验流程所需,例如质粒DNA的提取与鉴定、质粒DNA的转化、质粒DNA的酶切等,对于这些实验必须做好每一步实验的准备工作,否则将影响整个实验的结果。有些物品需要提前几天准备,切不可按常规的只在实验前1 d准备,否则影响整个实验进程。除了一些药品和耗材以外,对于一些有特殊要求的实验材料,包括培养基的制备(LB培养基)、高压灭菌、玻璃器皿的清洗等,应该严格按照要求准备。
2.2 预实验模拟学生实验过程
生物技术专业学生要求理论与实践并重,在学好理论课的基础上,对实验课的要求也提高,让学生参与预实验有利于培养学生的独立操作能力和实践能力。学生刚接触分子生物学的实验时,常常出现一些失误,主要表现为样品取错、样品混淆、样品意外丢失、加错试剂、实验顺序颠倒、看错实验条件等等。因此,认真严格地做好预实验,是提高实验教学质量的保障,学生参与预实验不仅能够降低学生实验的盲从性,而且学生可以提前发现问题,对正式的实验能够得心应手。实验员也可以通过预实验对实验准备的试剂药品用量进行提前评估,对实验仪器设备进行调试,在预实验中发现的问题,可以及时反馈给任课教师,从而在课堂中对学生进行有针对性的指导,实现高质量高效率的教学。
2.3 加强实验室管理工作
实验能顺利高效进行的基本保障是良好的实验室环境和秩序[4]。因此,我们应该从以下几个方面做好工作。
保障实验室安全。包括生物安全、药品安全和操作规程的安全。对人体有害的菌种、细胞、挥发性药品应妥善保存,学生实验过程中戴手套口罩防护,避免进入口腔鼻腔,应向学生交代清楚有毒有害试剂及特殊试剂的保管和处理原则,避免实验过程中打翻药品等事件的发生。
管理实验材料。确保实验正常开展,实验材料需要及时补给和更新,实验员应列出详细实验材料清单,课前和课后让每组同学按清单一一清点,确保材料齐全,不影响下次实验。让学生参与管理,不仅可以减轻实验员的工作量,提高工作效率,而且可以增强学生的责任感和对实验更清晰的认识。如有实验过程中损坏的材料,正常损毁的登记好补齐;由于学生操作不当或故意损毁的,登记入册要求学生照价赔偿。
维护实验仪器。实验员做好仪器使用辅导工作,避免因学生盲目操作而造成的仪器损害。若仪器出现故障,应及时请专业维修人员进行检修,不能让学生强行进行操作。实验结束后实验员记录仪器使用情况,对相关仪器进行维护。
规范要求学生。实验前,要求学生了解实验室管理规范,必须对实验的目的、原理、方法、预期结果有明确的认识,认识本次实验所涉及的药品特性,特别是对人体有害、易燃易爆易挥发特殊保存的药品,熟知仪器的操作规范;实验过程中,要求学生认真实验,规范操作,如实记录;实验结束后,要求学生恢复台面、地面的整洁卫生,安排专门的值日生负责实验教室的卫生。
2.4 提高自身专业素质
随着实验课程占据越来越重要的位置,实验员既是技术人员,又是管理员同时也是实验教学教师之一,做好实验员的工作至关重要,应从以下几个方面提升自身的专业素质。
锤炼精湛的实验技术。实验员的基本工作是进行实验前的物品准备和预实验,实验中的技术辅助指导,实验后的清洗整理以及日常仪器设备的维护等管理工作[5]。实验员想要更好地完成工作,就需在储备一定理论知识的前提下,重点抓实验技能,而技能的提高不是一日之功,需要经过刻苦训练反复实践。可以通过参加仪器设备的培训,到兄弟院校参观学习,开展实验室内部的互教互学等这一系列的措施,掌握多门专业实验操作技术,使实验技术人员的专业素质得到显著提高。
培养良好的组织管理能力。实验室管理是高校实验室建设的重要组成部分,实验室的日常管理是实验技术人员的一项主要任务[5]。它包括实验室安全管理、实验材料仪器的管理及对实验教师和学生的组织协调管理。这就要求实验员掌握现代科学管理知识,按照科学管理原则,强化实验室的科学管理[6]。实验室管理水平的提升对于提高仪器设备利用率,提高教学质量,培养合格人才等具有重要作用。
适量进行教学和科研工作。实验员的工作范围不仅仅是实验准备,同时还兼有实验教师和科学研究人员之职。实验员利用自身得天独厚的条件,在教学上,向任课教师学习并承担一部分教学工作,在科研上,利用现有实验室优越的条件进行科学研究,包括实验条件和实验技术的优化研究,立足于本门学科的基础探索,带领学生完成创新性实验及毕业论文设计等。实验技术人员通过多方面的培养锻炼,努力成为综合素质高的综合性人才。
3 结语
通过实验技术人员精心的课前准备、课中指导、课后管理的一整套实验教学服务体系,相信本校的生物技术专业的本科生能够在实验中积极思考,增强动手能力,成为综合素质强、有创新精神的生物技术高级人才。
摘 要 分子生物学是生物技术专业学生必修的一门重要基础课程。由于分子生物学理论知识更新快,实验技术发展快,加之内容较为抽象,可从合理利用教学方法、提倡分组讨论,开展小班教学、利用网络资源,提升自主学习能力、建立形成性评价体系、以及优化实验教学体系等方面进行教学改革,以提高生物技术专业分子生物学的教学效果,培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型生物技术专业人才。
关键词 生物技术 分子生物学 教学改革
生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,具有良好科学素养及创业精神,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在科研机构、高等学院和相关企业等单位中从事科学研究、教学、管理及商业服务的高级专门人才。
分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]
1 分子生物学教学现状
(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。
(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。
(3)分子生物学课程所涉及的知识c以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。
(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。
2 分子生物学教学改革的主要措施
2.1 PBL教学法的合理运用
PBL(problem-based learning,问题式学习)教学法于1969 年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。
在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]
在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6 名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。
2.2 提倡分组讨论,开展小班教学
在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。
分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。
2.3 利用网络资源,提升自主学习能力
自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]
2.4 建立形成性评价体系
“形成性评价”的概念是由斯克里文 1967 年所著《评价方法论》 中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。
2.5 优化实验教学体系
分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。
3 结语
生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。