生物類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革研究
時(shí)間:2022-08-20 03:41:38
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創(chuàng)新能力是新時(shí)期對(duì)人才素養(yǎng)提出的新要求,很多高校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到實(shí)踐教學(xué)對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性,在各學(xué)科都已開展不同程度的教學(xué)改革,但是由于各種原因?qū)е履壳皩?duì)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)系統(tǒng)還不健全,在實(shí)際教學(xué)中仍存在偏重教學(xué)理論學(xué)習(xí)而輕實(shí)踐的現(xiàn)象[1-2]。生物類專業(yè)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的學(xué)科類別,是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)。在教學(xué)過程中,由于管理人員教學(xué)理念存在差異,部分專業(yè)教師教學(xué)能力和責(zé)任心有待提高,以及實(shí)踐教學(xué)設(shè)施不齊全和大學(xué)生實(shí)踐參與意識(shí)不強(qiáng)等各種問題的存在,致使實(shí)踐教學(xué)亟待形成系統(tǒng)的教學(xué)體系,來(lái)確保大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1生物類專業(yè)中培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性
在深化教育改革和全面推進(jìn)素質(zhì)教育的過程中,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力具有十分重要的意義,也是全面貫徹國(guó)家教育方針和社會(huì)發(fā)展的需要,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于高等教育的全過程[3-4]。生命科學(xué)與人類生存和社會(huì)發(fā)展有著密切關(guān)系,是當(dāng)今最受關(guān)注的基礎(chǔ)性自然學(xué)科之一。生物類專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力是指高等學(xué)校在人才培養(yǎng)的過程中,以培養(yǎng)學(xué)生的生物專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和科學(xué)實(shí)踐能力為基礎(chǔ),進(jìn)行創(chuàng)新教育,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),形成生物科技創(chuàng)新的綜合能力。隨著社會(huì)和教育的不斷發(fā)展,原有的教育觀念、教育體制和人才培養(yǎng)模式已不能適應(yīng)提高大學(xué)生綜合素質(zhì),本著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要,以生命科學(xué)研究為專業(yè)基礎(chǔ),對(duì)生物類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行研究,分析影響生物類本科生科研和創(chuàng)新能力的主要因素,以期對(duì)高校有效開展大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有所裨益。
2生物類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的問題
2.1專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容滯后,難以適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容滯后,一方面是由于實(shí)踐課時(shí)減少及設(shè)備陳舊、匱乏。自從國(guó)家實(shí)施《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作審核評(píng)估方案》后,全國(guó)高校進(jìn)行了新一輪的課程改革,各高校通過減少實(shí)踐課時(shí)來(lái)壓縮總課時(shí),導(dǎo)致理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)比例失衡,使實(shí)踐育人的目的難以達(dá)到。例如在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中,PCR是很經(jīng)典的技術(shù),但是由于經(jīng)費(fèi)的限制,使得本科教學(xué)用的PCR數(shù)量極少,同時(shí)在課時(shí)壓縮的情況下,使得很多學(xué)生沒有實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)。由于生物技術(shù)發(fā)展迅速,行業(yè)中興起了多種PCR,如RT-PCR、梯度PCR、反向PCR、實(shí)時(shí)定量PCR、巢式PCR等,學(xué)生很多情況下只是在課堂上聽教師講過這些PCR,但是沒有機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)踐,陳舊的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已經(jīng)難以適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展。另一方面,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏少,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。生物類專業(yè)包括生物技術(shù)、生物科學(xué)、園林園藝等專業(yè),教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的實(shí)驗(yàn)課時(shí)為24或32課時(shí),設(shè)置8~10個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)3課時(shí)。開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多屬于驗(yàn)證性內(nèi)容,綜合性實(shí)驗(yàn)占比例比較小,缺少設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)非常少,這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)限制了學(xué)生的自主思考和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。多年來(lái),針對(duì)生物類專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革力度不大,當(dāng)今生命科學(xué)前沿研究領(lǐng)域所用的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù),如免疫熒光、流式細(xì)胞術(shù)和體外細(xì)胞培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中都沒有涉獵,導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容滯后,實(shí)驗(yàn)技術(shù)相對(duì)落后,難以適應(yīng)現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展。2.2學(xué)生參與意識(shí)不濃,難以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)一般包括教學(xué)實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文(或設(shè)計(jì))和社會(huì)實(shí)踐,它是深化理論認(rèn)識(shí)和培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)人才的有效途徑,是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法、提高實(shí)踐能力和實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的重要平臺(tái)。高校中有一部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,他們只求修夠?qū)W分、考試及格拿到畢業(yè)證,將實(shí)踐能力的鍛煉置之腦后。導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,一方面是課程考核評(píng)價(jià)方式過于簡(jiǎn)單,偏重于理論期末考試,實(shí)踐考核比重偏低;另一方面,是存在大量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),致使學(xué)生對(duì)實(shí)踐失去興趣。2.3專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)管理不靈活,不利于綜合能力培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段之一是實(shí)踐訓(xùn)練,通過專業(yè)實(shí)習(xí)可實(shí)現(xiàn)最大限度地利用學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練時(shí)間,提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的水平,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和科研開發(fā)能力。由于省內(nèi)外相關(guān)的生物技術(shù)研究所和公司接收本科生實(shí)習(xí)的單位能力有限,不能滿足各地區(qū)大專院校相關(guān)專業(yè)接收學(xué)生實(shí)習(xí)的需求,因此,學(xué)校應(yīng)根據(jù)每年各地實(shí)習(xí)單位的具體情況,適當(dāng)調(diào)整實(shí)習(xí)的時(shí)間或采取學(xué)生部分分流實(shí)習(xí),拓寬實(shí)習(xí)平臺(tái),以實(shí)現(xiàn)學(xué)生真正意義上的實(shí)踐能力培養(yǎng)。
3改革實(shí)踐教學(xué)體系,提高學(xué)生創(chuàng)新能力
3.1開展實(shí)踐教學(xué)體系改革,培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。3.1.1完善人才培養(yǎng)計(jì)劃,增加實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。生命科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),在保證理論教學(xué)的前提下,更應(yīng)注重實(shí)踐教學(xué),學(xué)校對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修改,調(diào)整專業(yè)基礎(chǔ)理論課和專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課時(shí)比例,兩者的課時(shí)比例約為1.25∶1,以堅(jiān)實(shí)的理論指導(dǎo)與實(shí)踐學(xué)習(xí)并舉的原則,提升學(xué)生實(shí)踐能力。針對(duì)生命科學(xué)的特點(diǎn)和相關(guān)內(nèi)容,整合課程內(nèi)容,設(shè)置了4層次實(shí)踐教學(xué)模塊(見圖1),體現(xiàn)不同階段學(xué)生在生命科學(xué)實(shí)踐教學(xué)能力方面的培養(yǎng)。3.1.2開展實(shí)踐課程改革,注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。(1)通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本技能。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,重理論、輕實(shí)踐,方法過于僵化,使得抽象理論教學(xué)難以形象化,不利于學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解[2-5]。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識(shí)的正確性,學(xué)會(huì)驗(yàn)證理論知識(shí)的方法,加深對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶。目前的生命科學(xué)各專業(yè)的課程實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,課前學(xué)生應(yīng)通過預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)了解相關(guān)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原理和基本操作過程,課上教師提出問題,引導(dǎo)學(xué)生回答問題,實(shí)驗(yàn)過程中檢查學(xué)生是否規(guī)范操作。在這一過程中,教師起主導(dǎo)作用,創(chuàng)造條件讓學(xué)生多動(dòng)手,對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)糾正,提高學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰6]。(2)通過綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題能力。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,開展綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在綜合性實(shí)驗(yàn)過程中,注重學(xué)生的綜合分析與解決問題能力的培養(yǎng)[7-8]。如在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將原本的孚爾根核反應(yīng)染色法和顯微攝影技術(shù)2個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)合并后更改為綜合實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生對(duì)洋蔥根尖進(jìn)行培養(yǎng),秋水仙素預(yù)處理、HCl水解、希夫試劑染色,以獲得理想中期染色體,進(jìn)行顯微攝影,并對(duì)洋蔥根尖細(xì)胞染色體進(jìn)行核型分析,這樣的實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)相關(guān)細(xì)胞生物學(xué)理論課內(nèi)容的理解。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神,如植物的愈傷組織誘導(dǎo)和分化實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)不同的外植體、不同生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素及其激素水平,從而找出最佳實(shí)驗(yàn)條件,交流實(shí)驗(yàn)成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)或教訓(xùn)。這樣給學(xué)生足夠的空間和時(shí)間,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)[7]。學(xué)校要求生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院各專業(yè)每門實(shí)驗(yàn)課至少有1~2個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或綜合性實(shí)驗(yàn),以創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn),構(gòu)建知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展生命科學(xué)的特色課程體系,為高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供有力的支撐。(3)拓展實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),提高培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。生命學(xué)院以“黑龍江省高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”為依托,在校內(nèi)設(shè)立實(shí)踐基地。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生從二年級(jí)就陸續(xù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,結(jié)合教師的科研項(xiàng)目,安排學(xué)生參與科研項(xiàng)目,形成本科生—研究生—導(dǎo)師鏈鎖式管理模式[9]。在校外與科研院所和企事業(yè)單位共同建立實(shí)踐教學(xué)基地,拓寬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。目前已經(jīng)建立了中國(guó)疾病預(yù)防控制中心中科院北京動(dòng)物研究所、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所等較為完善的實(shí)踐基地,加強(qiáng)與校外的交流合作,促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)體系的不斷擴(kuò)展,部分學(xué)生將在實(shí)習(xí)結(jié)束后由用人單位招聘或繼續(xù)在前實(shí)習(xí)單位工作,為本科生展現(xiàn)專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力開辟了舞臺(tái),實(shí)現(xiàn)校企共贏、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果。3.2建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力。為了引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過程中注重自身實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力,現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃中將實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)設(shè)置為一門課程[10],對(duì)每門實(shí)驗(yàn)課程的考核方式進(jìn)行了改革,對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。例如每門實(shí)驗(yàn)課總成績(jī)?yōu)?00分,其中每個(gè)實(shí)驗(yàn)占10~12.5分。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的考核成績(jī)又分為3個(gè)部分,第一部分為課堂考勤和課堂提問占10%,第二部分為實(shí)驗(yàn)操作占50%,第三部分為實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況占40%。在實(shí)驗(yàn)課程考核中,制定實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳細(xì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),教師可根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和完成的效果給予評(píng)價(jià),最后給出一個(gè)相對(duì)科學(xué)合理的成績(jī),這樣可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。3.3開展各種科技活動(dòng),提高學(xué)生的科研能力。3.3.1開放實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。高校實(shí)驗(yàn)室的功能主要是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究,學(xué)校增加了在生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入,重點(diǎn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的功能,增加了一些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入,如掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、流式細(xì)胞儀、凝膠共聚顯微鏡成像系統(tǒng)等。重視實(shí)驗(yàn)室開放系統(tǒng)的建設(shè),并通過開放實(shí)驗(yàn)的建立,為學(xué)生提供創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)。此外,學(xué)校為各實(shí)驗(yàn)室定期提供學(xué)術(shù)講座平臺(tái),為提高大學(xué)生科研素質(zhì)營(yíng)造學(xué)術(shù)氛圍,鼓勵(lì)和促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。通過這些措施的實(shí)施,學(xué)生能夠正確站在學(xué)習(xí)者和創(chuàng)造者的角度,在實(shí)踐過程中發(fā)揮主觀能動(dòng)性和提高科學(xué)探究能力。3.3.2通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練提高學(xué)生的科研能力。本科教育階段是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要階段,學(xué)校已建立了4個(gè)與生命科學(xué)相關(guān)的專業(yè),這些專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)均依托于生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái),以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目及教師科研項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),師生共同開展科學(xué)研究。學(xué)生在本科階段參與科研活動(dòng),可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,增強(qiáng)分析問題、解決實(shí)際問題的能力。目前,生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院學(xué)生加入大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目及教師科研團(tuán)隊(duì)學(xué)生逐年增加,近3年獲得不同層次的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,包括國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí),多項(xiàng)研究成果已發(fā)表在國(guó)家級(jí)中文核心期刊。3.4以科研促教學(xué),提高學(xué)生創(chuàng)新能力。以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)2種,經(jīng)過本輪實(shí)踐教學(xué)改革,增加自主性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),由學(xué)生根據(jù)實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃自主設(shè)計(jì)技術(shù)路線、研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法等,由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作過程,對(duì)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析和論證。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決實(shí)際問題,激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力,為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定科研基礎(chǔ)。學(xué)校在生命科學(xué)實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域,除進(jìn)一步改革實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃外,拓展到大學(xué)生的創(chuàng)新項(xiàng)目領(lǐng)域,與大學(xué)生的創(chuàng)新項(xiàng)目相結(jié)合,為學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和能力培養(yǎng)提供了條件??蒲信c實(shí)踐教學(xué)改革相結(jié)合,在培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力、提高教學(xué)水平和質(zhì)量、促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革的深化等方面發(fā)揮了重要作用。將教學(xué)與科研相結(jié)合,繼續(xù)深化和教師的科研課題相結(jié)合,以科研成果充實(shí)和更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容[11-12],如學(xué)生通過系統(tǒng)地掌握載體構(gòu)建和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、熒光和共聚焦顯微鏡使用、生物信息學(xué)對(duì)基因功能分析等技術(shù),使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)深刻認(rèn)識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,很好地促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高。
4結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐教學(xué)體系的改革與建設(shè),一定要結(jié)合學(xué)校定位、學(xué)科特色和人才培養(yǎng)計(jì)劃,充分調(diào)動(dòng)教師的積極性,積極地將科研成果和學(xué)科前沿知識(shí)融入實(shí)踐教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生積極參加各種實(shí)踐活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓展學(xué)生的視野,學(xué)會(huì)如何開展科學(xué)研究,為學(xué)生科研訓(xùn)練及創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供平臺(tái)。以科研促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高,推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力形成,可有效地促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的不斷更新,保障教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升。
作者:李波 張曉雪 付學(xué)鵬 劉麗杰 孫嬰寧 焦德志 單位:齊齊哈爾大學(xué)