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摘要

生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)是一門(mén)全面提高學(xué)生素質(zhì)的復(fù)合型實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以培養(yǎng)高質(zhì)量學(xué)生為目標(biāo)，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，融合教師科研項(xiàng)目，聯(lián)合社會(huì)企業(yè)人才，內(nèi)涵式發(fā)展建設(shè)生物工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)平臺(tái)，探索了以學(xué)生能力和素質(zhì)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞

生物工程；綜合實(shí)驗(yàn)；內(nèi)涵發(fā)展；教學(xué)改革

以學(xué)生為主體，以學(xué)生為核心，以挖掘?qū)W生潛力為目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是非常有意義的嘗試。生物工程是集生物化學(xué)、細(xì)胞工程、基因工程、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、發(fā)酵工程、生物物質(zhì)分離工程等眾多生物技術(shù)的綜合性學(xué)科，是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。“生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”（簡(jiǎn)稱(chēng)“綜合實(shí)驗(yàn)”）在本科生培養(yǎng)計(jì)劃中占有非常重要的位置，是一門(mén)能使學(xué)生綜合已學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的復(fù)合型實(shí)驗(yàn)課程[1-3]。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)，提高教學(xué)重量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新能力有著重要的、不可替代的作用。

1生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的發(fā)展進(jìn)程

我校重慶理工大學(xué)一直以來(lái)秉承“以產(chǎn)學(xué)研為特色，以理論研究和應(yīng)用研究為主，突出為兵工和地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)，以促進(jìn)科技成果向產(chǎn)業(yè)和教學(xué)雙轉(zhuǎn)化為導(dǎo)向”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，自2002年生物工程專(zhuān)業(yè)建立后，學(xué)院就將“綜合實(shí)驗(yàn)”作為一門(mén)獨(dú)立的課程開(kāi)設(shè)。課程目的一是強(qiáng)化學(xué)生對(duì)生物工程實(shí)驗(yàn)基本操作，二是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能解決問(wèn)題的能力。“綜合實(shí)驗(yàn)”安排在第七學(xué)期末，學(xué)生在完成基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)“綜合實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)和鍛煉可對(duì)前期所學(xué)理論知識(shí)有更直觀和深刻的認(rèn)識(shí)。“綜合實(shí)驗(yàn)”共72學(xué)時(shí)，經(jīng)過(guò)了廣泛調(diào)研和精心準(zhǔn)備，總計(jì)開(kāi)設(shè)12個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)設(shè)置具有以下特點(diǎn)：一是專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)有機(jī)結(jié)合，實(shí)驗(yàn)選題主要以現(xiàn)有西南地區(qū)生物工程產(chǎn)業(yè)為主，結(jié)合專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中生物中游（發(fā)酵）和生物下游（分離）技術(shù)。例如“氣體提升式反應(yīng)器培養(yǎng)植物細(xì)胞”“廢水生物處理及參數(shù)測(cè)定”“大豆異黃酮的超聲提取分離純化實(shí)驗(yàn)”等；二是基本實(shí)驗(yàn)技能和中試應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，即實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在走向行業(yè)一線之前的大練兵，又增進(jìn)其生產(chǎn)意識(shí)。例如“采用機(jī)械攪拌罐培養(yǎng)大腸桿菌”“發(fā)酵液的預(yù)處理及與濾餅質(zhì)量比阻的測(cè)定”“酶制劑的鹽析沉淀及酶活力的測(cè)定”“亞硫酸鹽法測(cè)容積氧傳遞系數(shù)”等。“綜合實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容全面、領(lǐng)域范圍廣，食品和環(huán)境都包涵在內(nèi)，但也過(guò)于龐雜，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后沒(méi)有一個(gè)完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程概念，并且和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)有部分重復(fù)，如鹽析沉淀和凝膠過(guò)濾實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)總結(jié)，我們對(duì)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)不內(nèi)涵式發(fā)展建設(shè)生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式張麗杰（重慶理工大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院重慶400054）斷調(diào)整和改進(jìn)，刪減和生化實(shí)驗(yàn)重復(fù)的部分，并把獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)整合成完整的生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)，如下游分離實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)從酵母菌經(jīng)過(guò)細(xì)胞破碎、過(guò)濾、脫除雜離子和蛋白質(zhì)，最終結(jié)晶得到海藻糖晶體技術(shù)，使學(xué)生對(duì)整個(gè)下游生物技術(shù)過(guò)程有了整體把握，并在做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)有機(jī)地應(yīng)用其他學(xué)科所學(xué)理論。

2影響生物工程綜合實(shí)驗(yàn)發(fā)展的瓶頸

2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于單一，學(xué)生選擇的余地小

目前的綜合實(shí)驗(yàn)主要集中在微生物的發(fā)酵、從酵母菌中提取純化海藻糖，只是涉足生物技術(shù)領(lǐng)域中比較小的領(lǐng)域，不利于學(xué)生的就業(yè)。生物技術(shù)領(lǐng)域包括的范圍很廣，如生物制藥、環(huán)境生物技術(shù)、食品、保健品、化妝品等，學(xué)生如果能夠結(jié)合西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)選擇課題進(jìn)行嘗試創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，對(duì)他們創(chuàng)造力的開(kāi)發(fā)和專(zhuān)業(yè)認(rèn)知都會(huì)有所幫助，還有助于擴(kuò)大就業(yè)面。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，制約著學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮

目前生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)還是按照老師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品、老師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、學(xué)生按照講義步驟做實(shí)驗(yàn)、學(xué)生書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、老師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式進(jìn)行。學(xué)生沒(méi)有自己的想法，完全按照老師的思路完成任務(wù)，出現(xiàn)問(wèn)題不會(huì)思考，這對(duì)于本科教學(xué)是個(gè)致命的硬傷，學(xué)生的積極主動(dòng)性及創(chuàng)造性完全被制約[4-6]。由于學(xué)生沒(méi)有參與到試劑的配制、設(shè)備的選型和實(shí)驗(yàn)方案的制定，對(duì)生物技術(shù)的操作要領(lǐng)沒(méi)有真正的掌握，如不明白試劑配制的精準(zhǔn)會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而在大學(xué)里缺失的一課在社會(huì)上可能會(huì)以慘痛的代價(jià)來(lái)彌補(bǔ)。在這種教學(xué)關(guān)系中，學(xué)生就像張著嘴等著喂吃的孩子，而老師就是給他們準(zhǔn)備好飯菜的保姆，讓人實(shí)在不敢想其后果。

2.3實(shí)踐課各自一體，不能滿足培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)工程人才的培養(yǎng)目的

我校生物工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐課程的設(shè)置滿足了本科教學(xué)要求，但實(shí)踐課中的課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）各成一體，使學(xué)生不能系統(tǒng)的掌握專(zhuān)業(yè)技能，無(wú)法把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，造成了教學(xué)資源與時(shí)間的浪費(fèi)。2.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的系統(tǒng)性還有待于加強(qiáng)生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)壳爸挥邢掠渭夹g(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)化，和上游及中游還沒(méi)有完全整合。培養(yǎng)學(xué)生成為工程技術(shù)人才，對(duì)生物技術(shù)上游、中游和下游的完整理解和掌握是必不可少的，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)生物技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究都非常重要，學(xué)生只有全面掌握才能靈活應(yīng)用到實(shí)踐中，并且增大就業(yè)面和就業(yè)機(jī)會(huì)。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的方向

改革生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，使學(xué)生能夠由被動(dòng)的接受老師灌輸知識(shí)到主動(dòng)積極參與實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，增強(qiáng)動(dòng)手動(dòng)腦能力，培育畢業(yè)生成為真正適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

3.1改革單一教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新能力

綜合實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新模式示意圖由圖1可知，改革后的綜合實(shí)驗(yàn)以加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專(zhuān)業(yè)口徑、圍繞區(qū)域經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量為原則，教師與學(xué)生采用平等討論、切磋交流、協(xié)同合作的方式，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)氛圍。老師負(fù)責(zé)課題遴選[7-9]，結(jié)合西南區(qū)域的生物工程優(yōu)勢(shì)和特色經(jīng)濟(jì)建立課題庫(kù)。隨著時(shí)間推移和社會(huì)發(fā)展，課題庫(kù)可不斷更新升級(jí)，確保綜合實(shí)驗(yàn)的持續(xù)性、開(kāi)放性和區(qū)域特性。而且，選題還充分兼顧了生物上游、中游及下游技術(shù)的完備知識(shí)體系，確保學(xué)生在增強(qiáng)能力的同時(shí)也為就業(yè)打下基礎(chǔ)，更好地為地區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)展采用分組模式，兼顧學(xué)生獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力鍛煉，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性的同時(shí)也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，最終提升學(xué)生的綜合能力。

3.2以創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向，將專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合面對(duì)越發(fā)嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)，為體現(xiàn)大學(xué)教育服務(wù)社會(huì)的價(jià)值，需要書(shū)本知識(shí)和社會(huì)發(fā)展有機(jī)結(jié)合。生物工程專(zhuān)業(yè)涉及到生物領(lǐng)域的方方面面[10-12]，學(xué)生在大三掌握專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及基本實(shí)驗(yàn)技能后，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)思想。以《綜合實(shí)驗(yàn)》為紐帶，串聯(lián)課程設(shè)計(jì)（第六學(xué)期）、生產(chǎn)實(shí)習(xí)（第六學(xué)期末）和畢業(yè)設(shè)計(jì)（第八學(xué)期），圍繞區(qū)域特色課題進(jìn)行全面系統(tǒng)研究。學(xué)生在掌握課程設(shè)計(jì)理論后到工廠企業(yè)進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，補(bǔ)充設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，然后選擇課題進(jìn)行試驗(yàn)（即生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)），在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)繼續(xù)對(duì)該課題展開(kāi)深入研究，并完成論文。在綜合實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生敢于創(chuàng)新，即使是不成熟的想法也給予肯定和獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)于不成熟但具有可行性的想法，集中師生智慧和集體力量給予突破。通過(guò)系列培育，促使學(xué)生基本完成具有可行性的創(chuàng)業(yè)規(guī)劃，其中包括最佳工藝路線的選擇（可在專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)中完成）、市場(chǎng)研究報(bào)告（可在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中完成）、工廠設(shè)計(jì)（可在課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)中完成）等。在實(shí)踐過(guò)程中專(zhuān)業(yè)和實(shí)用的知識(shí)不斷積累沉淀，為今后服務(wù)社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)考核方式，制定以創(chuàng)新能力為核心的考核細(xì)則

改革后的專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)將學(xué)生文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)可行性分析報(bào)告、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作、動(dòng)手操作能力、分析解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等作為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，而不單以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞判定，使成績(jī)更能也可跟真實(shí)和全面地展示學(xué)生的反映學(xué)生的綜合水平和創(chuàng)新能力。

4實(shí)施教學(xué)改革的方法和手段

4.1合理安排教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中的理論課和實(shí)踐課

生物工程專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)由上游、中游和下游三部分構(gòu)成，由于上游技術(shù)（菌種篩選和基因工程實(shí)驗(yàn)）需要時(shí)間較長(zhǎng)，可以在第五學(xué)期末分子生物學(xué)和基因工程等課程完成后安排一個(gè)2周的綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握微生物培養(yǎng)、分子克隆、PCR等生物技術(shù)。其他理論課可以適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課，有利于學(xué)生更好理解理論知識(shí)的同時(shí)，掌握單元操作技能，在綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)可以熟練利用基本實(shí)驗(yàn)操作為課題服務(wù)。如生物分離工程增加實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生掌握過(guò)濾、細(xì)胞破碎、萃取、離子交換樹(shù)脂、膜過(guò)濾等單元操作；發(fā)酵工程可以增加使用發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生熟練掌握如何發(fā)酵的技術(shù)，而不是只在綜合實(shí)驗(yàn)中涉及一次。另外綜合實(shí)驗(yàn)可以安排在第七學(xué)期前期，避免和學(xué)生考研沖刺時(shí)間沖突。第七學(xué)期的理論課不宜安排過(guò)多，否則學(xué)生精力不夠，弱化實(shí)驗(yàn)效果。

4.2打造專(zhuān)業(yè)教師團(tuán)隊(duì)，培育創(chuàng)新型人才

本專(zhuān)業(yè)教師要互相溝通，避免重復(fù)講授某一知識(shí)點(diǎn)或某一實(shí)驗(yàn)技能，把課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，在兼顧教師科研項(xiàng)目的同時(shí)，以培育學(xué)生為目標(biāo)，幫助其完成感興趣的課題或者引導(dǎo)學(xué)生整體把握項(xiàng)目的意義。

4.3加強(qiáng)橫向合作

與其他高校、工廠企業(yè)、科研機(jī)關(guān)建立實(shí)質(zhì)合作關(guān)系，互惠互利地引進(jìn)和共享資源。使學(xué)生能夠根據(jù)需要走出課堂，參觀學(xué)習(xí)實(shí)際生產(chǎn)工藝和技術(shù)設(shè)備，增加對(duì)本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同感和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

5結(jié)束語(yǔ)

改革后的綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了四個(gè)轉(zhuǎn)變：由知識(shí)傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)與能力并重發(fā)展；以理論傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撆c實(shí)驗(yàn)并重；以硬件建設(shè)為主轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖布f(xié)同發(fā)展；校企分開(kāi)培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾Ｆ蠛献髋囵B(yǎng)。綜合實(shí)驗(yàn)具有可持續(xù)性、開(kāi)放性和區(qū)域特色，更能提高學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，在教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新氛圍，讓學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)新習(xí)慣和提高創(chuàng)新興趣。通過(guò)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變成積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，在鞏固所學(xué)理論知識(shí)的同時(shí)，建立創(chuàng)新合作機(jī)制，真正做到學(xué)以致用，為學(xué)生走向社會(huì)、創(chuàng)業(yè)和繼續(xù)深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，成為符合社會(huì)發(fā)展與具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的人才。

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作者：張麗杰 單位：重慶理工大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院