《生物技术综合实验》独立设课教学改革实践

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第12卷第l期实验科学与技术VoI_12No．12014年2月ExperimentScienceandTechnologyFeb．2014《生物技术综合实验》独立设课教学改革实践卢春花，陆坚，姜伟，卢洁，何勇强(广西大学生命科学与技术学院，南宁530004)摘要：通过《生物技术综合实验》课程的独立设课实践，探讨了基于独立设课的教学实验基地建设，以及合理设置教学内容、优化教学方法和考核措施的教学改革。文章认为，该课程的独立设课教学方式的实施，有利于促进本科生提高实验技能以及创新能力的培养。关键词：生物技术综合实验；独立设课；教学实践；改革中图分类号：G642．0文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1672—4550．2014．01．024TeachingReformandPracticeoftheIndependentCourseComprehensiveExperimentofBiotechnologyLUChunhua，LUJian，JIANGWei，LUJie，HEYongqiang(CollegeofLifeScienceandTechnology，GuangxiUniversity，Nanning530004，China)Abstract：ThispapersummarizedthepracticeoftheteachingreformofcomprehensiveexperimentofbiotechnologyinGuangxiUniversi—ty，brieflyintroducedtheexploringexperiencesofestablishingexperimentalbase，reorganizingcoursecontent，andoptimizingteach—ingandassessmentmethods．Ourexperiencerevealedthatthisindependentcoursemodelhavesignificanthypositiveeffectonbothim—provingundergraduates’experimentalskillsandtheirinnovationabilities．Keywords：comprehensiveexperimentofbiotechnology；independentcourse；teachingreform；practice新世纪的教育和改革，要求高校着重培养学生源整合为具有综合研究功能的实验室，为课程提供对知识的实际运用能力和创新精神。生物技术是生完善的教学平台。J。同时，建立由具有丰富教命科学领域中科学技术的核心，该专业的实验课程学、科研经验的教师和实验员组成的教师团队，以改革要与时俱进，以适应日益增多的知识量和不断教研小组的形式开展工作，共同完成课程的教学设发展的实验技术。为了加强广西大学生物技术专业计和实施，逐步建立稳定而有凝聚力的教学团的建设，培养适应现代社会发展的高素质专业人队。才，我们在该专业的高年级本科生中，进行《生物1．2科学设置课程内容，重新编写实验教学大纲技术综合实验》的独立设课教学改革。旨在通过这传统的生物技术实验教学内容随着学科不同而种实验教学模式的探讨与实践，提高学生的操作技自成体系，往往由于缺乏有效的沟通与协调，造成能、培养严谨的科学态度和创新精神J。实验内容的重叠、实验仪器设备的重复，影响了实l实验教学改革措施验资源的充分利用和优化配置，影响了学生实验技术和创新能力的有效提高。在《生物技术综合实1．1完善教学基地和师资队伍，保障实验教学改验》独立设课的教学改革中，我们以《分子生物学》革实施《基因工程原理》课程的相关实验技术内容和过程本实验课程的教学改革得益于学院教学实验中为主线，运用了《生物信息学》《微生物学》和《生物心的改革建设。2004年9月成立的生物技术教学化学》等课程的知识，遵循学生学习的认知规律，实验中心顺应实验课程改革的需要，将实验教学资按照知识内容的难易程度，循序渐进地设置了由验证性实验、综合性实验以及创新性实验三个部分构收稿日期：2013—06—23成的实验课程体系。基金项目：广西高等学校特色专业及课程一体化建设(生物1．2．1验证性实验技术)项目(GXTSZY140)；广西高等教育教学区别于传统的实验教学，验证性实验并非本改革工程项目(2011JGA002：2013JGB105)。作者简介：卢春花(1971一)，女，博士，副教授，研究方课程的核心，而是作为学生基本技能培训的主要向：肿瘤相关蛋白质的功能研究。手段。主要内容包括：核酸提取，PCR反应，质 第l2卷第1期卢春花，等：《生物技术综合实验》独立设课教学改革实践·67·粒酶切，核酸琼脂糖电泳，蛋白质及核酸浓度检种手段，在有限的时间内简明扼要阐明实验的原理测等验证性实验；帮助学生巩固相关理论知识，和过程；运用多媒体课件，将难以理解的实验技术规范常规仪器的科学操作，掌握基本实验技能。和复杂的操作过程变得形象化，具体化，让学生理同时，培养课前预习、实验过程数据记录、结果解和掌握。同时，借助多媒体，在实验过程中一些分析与撰写实验报告的能力，为本课程的学习奠等待的间隙，可以学习生物技术领域的最新动态，定基础。使课程紧跟时代步伐，更具有前沿性。1．2．2综合性实验1．3．2以学生为主体，变学生被动学习为主动学习综合性实验是在验证性实验基础上的深入学习在教学过程中，虽然我们尽可能保证了实验教过程，也是本课程的主要内容。一个综合实验过程学时间的连续性，但是课堂时间还是有限的，还需的完成，需要运用多种不同的实验技术、包含多个要与学生进行课前准备、课后讨论，保证解决实验方面的内容。在课程计划中，我们安排学生完成特问题的连贯性，也让学生积极参与到教学活动中，定基因的克隆、表达与检测。在这个实验环节，学变被动学习为主动学习，充分发挥主观能动性和创生必须运用生物信息学知识，网络查询基因信息并新性思维。具体做法是：将学生分成若干学习小利用软件设计引物；在构建原核表达载体过程中，组，在每次课程结束之前，教师都会针对课堂中出结合分子生物学和基因工程原理课程学习，考虑基现的问题或者下次课的实验内容，提出2～3个问因转录、翻译过程的必须要素、表达载体的结构特题，由各实验小组在课后利用网络等学习工具查找点、如何实现诱导表达的机理等，最后，通过蛋白资料，充分交流探讨并努力解决问题。另外，每个质水平检测基因表达产物的状况。实验小组将轮流负责参与实验所需溶液的配制、器在这个教学环节，在清晰连贯的实验方案指导械和设备的准备工作，这样，能保证学生参与完整及老师的帮助下，以学生为主体，相对独立地完成的实验流程，融人实验教学情境，激发学习的动一个完整的实验过程。虽然这个过程有一定的难力，变被动学习为主动学习，也为今后进行创新型度，但是在学生心中形成了明确的分子生物学实验实验奠定了基础。技术模型，学会如何运用于未来科研和实践中。1．3．3师生互动交流，激发学生科研热情1．2．3创新性实验学院一直鼓励教师将自主科研成果引入教学，创新性实验是本课程的难点，这一层次的教学以激发学生的求知欲，积极参与实验室活动。使学具有探索I生质，有助于培养学生的科研能力和创新生的探索精神和创新能力以及综合素质都有了很大能力J。在课程中，我们通过向学生布置选题范提高_6j。本课程的授课教师自身也参与一线的科围、或者学生提出选题后，以小组为单位自主查阅研工作，具有丰富的实践经验；而本课程的学生已文献、设计实验方案，以P形式公开答辩的方是大学三年级，他们中有不少人从大一开始即陆续式，经课堂讨论通过之后，确定课题的研究方案并进入实验室，在不同的课题组学习，部分学生还参付诸实施。在实验过程中，各小组成员参与课题选加“创新实验”项目或“挑战杯”科技竞赛。为配合择、方案设计、共同面对实验的成功与失败。教师本课程的创新型实验模块的学习，在课程中我们穿起I!III强引导，帮助解决疑难问题的作用。实验过插了师生互动的交流环节，在实验的间隙，老师介程、结果及分析作为课程论文形式提交。通过这段绍自己的研究成果，以及相关研究领域的最新研究持续时间较长而且内容较为复杂的实验过程，学生进展；引导学生就自己正在参与或关注的科研问题充分发挥主观能动性和创造力，培养了独立进行科展开课堂学习和讨论。通过这种科研情境的建立，学研究的能力，也培养了团结协作的科研精神，有激发学生对科学研究的热情，从而使课程的教学不助于今后本科毕业论文的完成和研究生阶段的再拘泥于实验内容。学习。1．3．4与重点实验室接轨，促进创新能力的培养1．3优化教学方法，提高学生创新能力本课程创新性实验的完成，在选题、方案设1．3．1借助多媒体手段，有效利用课堂时间计、实施平台都与重点实验室密不可分。长期以独立设课的实验课程教学，对教师系统讲解的来，学院依托广西亚热带生物资源保护利用重点实时间是有限制的，一般要求在20min以内。借助验室、微生物及植物遗传工程实验室、广西分子生多媒体教学，教师可以采用图形、动画，视频等多物学工程重点实验室的实验资源，为本课程创 ·68·实验科学与技术2014年2月新性实验的实施，以及在此基础上发展起来的本科之间的交叉渗透，又优化了实验室资源配置，为我毕业论文设计提供了实验资源和师资保障。实力雄院教师和学生的科研工作提供了基本条件。同时，厚的技术支撑，使学生发挥创新性思维，培养独立随着相对独立的教学实验中心的不断完善，有助于分析问题和解决问题的能力有了实施的平台，而不本课程在现有实验内容的基础上，有计划地增加随再仅限于纸上谈兵。时代发展而更新的前沿性实验内容。1．4完善考核方式。客观评价学生综合素质3展望完善的考核方式是通过科学评价学生的综合素质来衡量教学效果的有效手段，根据实验教学本实验课程以独立设课的方式，通过验证性的内容和组织方式，本课程的总评成绩具体分为三实验、综合性实验、创新性实验三个层次的有效部分：(1)实验报告，占30。主要考核实验报告衔接，建立了以老师为主导、学生为主体的教学撰写格式、实验结果及分析；(2)基本技能考核，模式；实现了理论知识与实验教学、实验教学与占30。包括典型实验过程的操作以及常见问题科学研究的有机结合。高校的教学改革必须与社分析解答；(3)课程论文成绩，占30。主要创新会的需求相适应，生物技术专业的教学改革也要性实验的设计方案的可行性以及实际实施情况；在不断积累经验的基础上，继续从以下3个方面(4)平时学习成绩，占10。考查学生的课堂表现深入探索：和课堂出勤率。考核机制充分考虑了全面、客观、3．1丰富验证性实验内容公正的原则，在传统考核的基础上，也体现学生自随着新技术新方法的出现，在改善现有实验方主学习、搜索文献、英文阅读、实验方案设计等方案的同时，适当增加真核生物乃至未培养微生物的面的能力，有助于拓宽学生知识面，激发学习积极基因操作；增加RNA提取、RT—PCR等实验技能性学习。3．2提高综合实验的深度2教学效果评价后基因组时代不断发展起来的基因功能研究技2．1循序渐进，实现以学生为主体的教学模式术、蛋白质组学技术等，也是生物技术实验课程深《生物技术综合实验》作为一门独立的课程，入改革考虑的范畴。在现有原核表达系统上，增加得到了学生应有的重视。在教学中，循序渐进地以蛋白质纯化与蛋白质免疫印迹(westernblot)等较为学生为主体、教师起主导作用的多层次实验教学模复杂的实验；并且，根据学生参与科研项目的需式，逐步实现学生由“被动参与一主动参与一成为要，增加对双向电泳、蛋白质相互作用、实时荧光学习主体”过程的转变。通过课程学习，学生掌握定量PCR等实验的理论和技术指导。了基本实验技能、锻炼了独立分析解决问题的能力3．3优化创新实验平台并培养了创新能力。学生普遍反映，通过这样完整为适应新技术发展带来实验课程的变更，适时的一门实验课程学习，对今后学习和毕业论文也有更新、添加实验设备，完善实验室的综合研究功促进作用。能。确保学生在这个平台能顺利完成基本的课题研2．2培养学生科研素养，实现课程学习向科学研究任务，并更好地与学院其他实验平台有效衔接。究的过渡提供学生开展独立科研、提高团结协作和创新能力在合理的实验内容设置和实验进程编排下，的平台。学生系统掌握了生物技术知识，初步培养了科研4结束语素质和团队合作精神；越来越多的学生加入了教师的科研队伍、参加创新计划、挑战杯等各种科综上所述，通过横向拓宽课程的实验内容，丰技竞赛等，实现从实验课堂到融入科学研究的跨富学生的实验技能；纵向提升实验内容的深度，紧越。跟学科发展的前沿；以及优化创新实验平台，深化2．3优化实验资源配置，提高实验资源利用空间科研素质的培养。在未来课程建设中紧跟学科发展为教学工作服务的实验室整合改建为具有综合的步伐，适应社会对高素质综合性人才的需求，才性功能的综合实验室，使其具有科学研究的功能。能真正体现以学生为本的教育理念。通过这个平台，实验课程在改革中既实现了各学科(下转第107页) 第12卷第l期王登贵：项目教学法在单片机课程教学中的应用实践·107·3．4项目评估价，过程方面评价主要是考察学生的学习态度、学在完成项目任务后，经老师同意后，召开项目习能力、协作能力、分析和解决问题的能力；结果汇报大会。先由每个小组汇报设计的思路，关键环方面评价主要根据项目完成的情况确定学生是否达节的实现方法，设计过程中遇到的困难及解决方法到了学习目标，通过合作或个人是否能完成工程项及硬件系统的设计方法、存在的问题和改进措施目，个人是否具有创新意识和解决问题的能力等，等，并当场演示自己制作的系统。最后由指导教师教师教学是否取得预期的效果J。检查项目运行结果是否满足设计要求，所有学生观5结束语看项目的执行结果，提出修改意见J。学生完成的“汽车车灯控制系统设计”项目的演示图如图2经过近3年的教学实践证明，项目教学法把理所示。论与实践有机地结合在起来，使教学目的更加明确，教学环节设计更为合理。学生不仅更好地掌握了书本的理论知识，更体验到了用所学的知识与技能去解决实际问题的乐趣。这种方法确实使学生学到了真正的知识与技术，培养了学生真正的实践技能和创新能力以及团结协作的精神，这种方法更符合高校教育发展的特点，将会在越来越多的高校课程中得以实施。参考文献[1]王萍．项目教学法在高职教育中应用的探讨[J]．陕西图2项目演示教育：高教版，2010(1)：49．[2]毛晚堆，杨明，刘冬梅．基于项目教学法的课程教学4对项目教学法的评价方法的研究[J]．中国电力教育，2009(23)：88—87．[3]金卫华，吴玉斌，田本滢．我国职业教育常用教学方在应用项目教学法的整个过程中，应模拟生活法比较[J]．中国科技创新导刊，2012(10)：112—中实际的工程项目，使学生通过完成项目来达到对114．本课程教学目标及内容的掌握，学习过程成为人人[4]郭文川．项目教学法在单片机课程教学中的实践[J]．参与的实践活动。项目教学法注重的不只是最终的中国现代教育装备，2011(1)：112—114．结果，而更注重的是完成项目的整个过程。对[5]赵丹．项目教学法在单片机课程教学中的探索与实践项目教学法的评价就应该从过程和结果两个方面评[J]．科技创新导报，2009(10)：115．驴，护驴、护(上接第68页)[5]孟庆繁，逯家辉，王贞佐，等．探索性实验是创新型人才培养的有效途径[J]．实验研究与探索，2004，23参考文献(1)：85—88．[6]何勇强，白先放，冯家勋，等．重点实验室科研成果[1]荣昶，赵向阳，蔡惠萍，等．实验教学与创新能力培养转化为课堂教学资源的教学实践[J]．高校教育研究，探析[J]．实验室研究与探索，2004，23(1)：12—14．2008(13)：57—58．[2]王国强，吴敏，陆庆，等．研究型大学实验教学创新[7]白先放、冯家勋、陈保善，等．依托重点实验室培养平台的构建[J]．实验室研究与探索，2007，26(8)：创新型生物科学技术人才的探索[J]．高校教育研究，65—68．2008(13)：118—119．[3]李有志，梁锦添，王邕，等．实验教学中心建设和改[8]冯家勋、杨洋、白先放，等．构建重点实验室开放平革中的体会[J]．实验科学与技术，2010，8(3)：136台，培养本科生实践能力和创新能力[J]．高校教育研—137，189．究，2008(13)：54—55．[4]王国强，吕琴，傅承新，等．研究型大学实验教学队[9]程金林，吴斌，靳晓枝，等．高校实验教学考核模式伍建设的实践和思考[J]．中国大学教学，2006(8)：的改革与实践[J]．实验室研究与探索，2005，24(4)：43—45．76—78．