生物技术专业“三平台”实践教学体系构建探究

于新萍 赵 斌 李彦杰 谭续英 杨俊年

（1重庆三峡学院生物与食品工程学院，重庆 404199；2重庆三峡学院教师教育学院，重庆 404199）

生物技术是一门多学科互相交融和渗透、理论与实践并重的综合性学科，具有涉及领域广、涵盖面宽、基础性强等特点[1-2]。而实验教学是生物技术专业重要的实践教学环节，是培养学生动手操作、观察、分析实验并运用基本理论知识和技能解决科研、生产实际问题等综合能力的重要途径，是拓宽学生知识面的重要手段，也是开展创新教育的重要保障[3]。目前，生物技术专业实践教学体系还存在许多不足，导致难以达成《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中要求的人才培养目标，致使学生无法满足用人单位用人要求，最终影响了生物技术本科毕业生的就业率。在以企业需求为导向培养人才的今天，对实践教学模式进行改革，开展多种实践教学平台，更新实验教学内容，适应新时代和社会发展需求，培养应用型、创新型学生是十分必要的[4]。

1 现有实践教学体系存在的问题

1.1 以教师为中心，学生被动接受学习

传统教学模式下实验教学以灌输理论知识为主，学生被动接受理论知识的学习。教学活动是以教师为主体的，从实验的准备、实验的设计到实验的演示均由教师完成，而学生只需要学习实验原理，按部就班地进行验证性实验操作，撰写实验报告，就能完成本门课程的学习。长此以往，学生为完成实验而实验的现象便屡见不鲜。此外，教师多采用讲授法和演示法进行实验教学，课堂中的大部分时间用于知识的讲解，缺乏与学生沟通交流，部分善于思考的学生难以表达自己对实验的理解和看法，师生之间也就难以产生思维交流的火花。这种教学模式下难以调动学生学习的主观能动性，学生在实验前、中、后整个过程都缺少积极主动的思考、总结与交流，进而磨灭了对实验课程的热情，也就提不起探索知识的兴趣，最终难以真正激发他们的创新思维和探索精神，达不到预期教学效果。此类实验教学活动仅能有限地培养学生的基本实验操作能力，使学生掌握一定的实验技巧，但不利于锻炼学生独立分析、解决问题的能力，亦未涉及学生的探索精神、科学思维、创新和实践能力的开发。

1.2 实验课程侧重验证性实验，缺少综合性实验及创新性实验

传统教学模式下课程实验被分散在理论课程中，实验课时占比小，而且实验项目一般是验证性实验，缺少综合性实验及创新性实验。验证性实验要求简单，学生在既得知识经验的基础上设计出程式化实验方案，完成实验操作，观察实验现象，分析实验数据，得出预期的实验结果，验证并巩固习得的理论知识。验证性实验的过程未涉及学生提出科学问题、优化或创新实验方案等环节，虽然能帮助学生学习和巩固相关理论知识，提升认知能力，但是并不能激发学生的探索精神，提升创新意识和探究能力。对于有一定基础实验技能的学生来说，验证性实验相对简单，毫无挑战性，提不起对实验课程的兴趣，长此以往就会潦草应付此类实验，达不到预期学习效果。显然，验证性实验课程培养的学生难以达到国家的人才培养目标。因此，修改传统实验课程内容，增加综合性实验和创新性实验占比，创建多种实验教学平台，增加学生探索、实践机会，培养创新型人才势在必行。

1.3 传统教学“重理论轻实践，重科学轻技术”

生物技术是一门实践性很强的学科，其中实践教学是培养学生的基本专业能力、创新实践能力和工程应用能力等综合素质的必要环节。长期以来，受经济发展水平和传统教育教学理念的束缚而形成的实践教学体系，在指导思想上表现为“重理论轻实践，重科学轻技术”，致使实验课长期从属于理论课程，分散在理论课程中，实验课表现为理论知识的再现或验证，一般是上完一节理论课紧接一节实验课。这样的实验课像是公式化地走流程，学生上实验课更像是在看热闹、走过场，真正深入思考、扎实掌握知识技能者寥寥无几。在实践教学中未开设或者很少开设行业综合和工程类实验项目，使得学生综合实践能力和工程应用能力的培养无法落到实处，造成毕业生就业竞争力不足，进入企业培训周期长，企业运行成本显著提高等问题。

2 “三平台”实践教学体系的建构

参考《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中人才培养目标，收集生物技术专业相关企业对人才技能的需求，深入分析现阶段生物技术实践教学对人才技能培养与相关企业需求的差距。以培养综合能力为最终目标，搭建“三平台”实践教学平台，改革实践教学体系，更新实践教学内容。从实践教学的层次性、渐进性和关联性出发，将生物技术专业实践教学能力培养目标按阶段分为专业技能培养、创新思维和创新能力培养、相关行业综合工程应用能力培养，并设定了上述3 种能力在具体实践教学中的实现环节、实践平台和支撑体系[5]（图1）。

图1 “三平台”实践教学体系构建

2.1 基础实验室教学平台夯实基本专业技能

基础实验室教学平台旨在培养学生的基本专业技能，要求学生能够熟练地进行专业相关的实验，在此平台实施基础及专业实验课程教学，以基因工程实验室、遗传工程实验室、生化工程实验室、微生物工程实验室、细胞工程实验室、专业课程类实验室等为支撑。首先，在实验教学中需要调动学生的主观能动性，让学生成为实验的主导者，积极参与实验的全过程。新的教学模式要求学生从资料的查阅、原理的学习、方案的制定、材料的准备、试剂的配制、实验的操作、结果的分析和报告的撰写等整个实验周期，以小组合作的方式共同完成[6]。在学生完成实验的全过程中，教师要多与学生交流沟通，给予适当的引导，帮助学生制定合理科学的实验方案，解决实验过程中出现的各种问题，同时鼓励学生积极思考，不断探究，优化或创新实验方案。在此教学模式下，不仅能培养学生基本的实验操作、现象观察、数据分析等技能，还能加深学生对理论知识的理解，促进学生掌握基本的生物学研究手段。其次，由于传统实验课程的各实验项目之间相对独立、缺乏连续性，导致学生难以掌握完整的实验体系和方法，可以压缩相关实验项目，增设综合性实验。以微生物学实验课程为例，可以将相同的实验项目进行压缩整合，如把放线菌、蓝细菌、酵母菌和霉菌形态和结构的观察实验合并为一个实验，以便学生更系统地认识和比较不同微生物形态和结构的差异。综合性实验内容多，学时长，需要安排在集中的课时进行实验，这样不仅有利于学生集中精力进行实验，而且加强了各实验模块之间的连续性和连贯性，促进学生掌握完整的实验体系和方法。在此实验教学平台多开展综合性实验训练，让学生采用不同实验仪器测试实验数据，通过对实验内容、方法、手段的综合掌握，培养学生综合应用所学知识分析问题与解决问题的能力，使学生具备扎实的专业技能。

2.2 导师课题创新实验平台培养创新实践能力

传统的实验项目多为短而易的验证性实验，缺乏长而专的设计性实验和创新性实验。创新性实验是培养学生提出问题、思考问题、综合运用已有知识经验解决问题的能力，提升创新能力和实践能力的重要环节。开设导师课题创新实验平台，组织学生进行创新性实验是达成创新型人才培养目标的可行办法。首先，将生物技术专业任课教师的学科背景、研究方向及在研项目等情况展示给学生，要求学生根据自己的兴趣爱好、性格特征、未来职业方向等自主选择加入导师的课题小组，成立科研创新团队。其次，导师指导学生申请国家以及大学生创新性实验计划项目、大学生创业项目和企业横向项目等；鼓励学生积极参加“全国大学生生命科学竞赛”“全国大学生生命科学创新创业大赛”等科技竞赛；积极开发利用地方特色生物资源，建设特色生物资源开发利用工程中心，如三峡道地药材绿色种植与深加工重庆市工程实验室，帮助学生参与地方特色产业的研发和改进项目，为区域内传统优势特色产业的进一步高质量发展输入源源不断的高素质人才[7]。此类实践项目要求学生以小组合作的形式，自主查阅相关文献，提出具体研究问题，设计初步的实验思路，分析讨论研究思路的可行性，然后细化研究目标和研究路径，具体化实验步骤，最终完成实验项目。同时，导师给予适当的指导，尤其注重对学生实验过程中观察、体会、思考等环节的引导，开展小组会议进行分阶段讨论，总结得失，查漏补缺，及时修正实验研究方向，不断优化实验方案，完成课题项目。学生在教师的引导和帮助下，借助此平台积极参加各项科研实践项目，经过不断磨炼，不仅能了解到本学科最新发展前沿动态，掌握先进的科学研究技术手段，而且能全面提升自身团队协作、知识应用、沟通表达、批判思维以及创新思维等综合能力。

2.3 校企合作工程实践平台提升工程应用能力

实践教学作为教育过程中由知识向能力转化的关键环节，是学生获取知识、掌握实践技能，熟悉专业所涉行业、产业的发展现状与趋势的重要途径，在人才培养中发挥着举足轻重的作用[8]。培养学生的综合实践能力和综合工程应用能力，提升学生的就业竞争力，还需开启校企合作工程实践平台。企业单位为了节省运行成本，更倾向于录用具有丰富工作经验和工程应用能力强的技术人员，学校可以与当地专业相关企业进行深入合作，设置校企合作实践平台和实习基地，如校企生产学研协同育人平台（校外）和校企合作实践基地和工程中心（校外），为学生的综合实践能力和工程应用能力的培养提供一定支撑。

实验课的教学任务多数由生物技术专业硕（博）士研究生承担，他们毕业之后就从事教学工作，无企业进修或工作经历，缺乏工程经验和背景，在开展部分企业生产实践教学内容和项目的过程中就会显得力不从心。因此，首先要大力鼓励、支持实验教师去企业任职或挂职培训，提升教师适应自身学科和专业发展需求的综合能力，建设具有实施培养应用型本科人才能力的专业化、专职化的双师型高素质教师队伍。其次，任课教师还要积极地与企业生产一线人员对接，熟悉企业开发及生产等各环节；与企业管理、技术人员一起交流讨论，共同拟定生物技术专业实践教学培养体系；邀请企业技术人员参与主持或参与专业实践课程教学大纲的拟定及审核。再次，外聘企业一线技术人员，参与拟定相关实验课程教学内容，修订、更新实验项目；鼓励企业技术人员参与开展实践教学，将企业对学生实践能力的需求落实到实践教学和实践项目中，指导学生进行实际生产中的实验操作，要求学生从生产线到后期品质品控等各个环节进行专业实践，熟悉行业生产流程，完成专业技能的学习及综合实践能力和工程应用能力的提升。同时收集近几年生物技术专业毕业生进入专业相关企业的技能需求和相关培训内容，深入分析现阶段生物技术实践教学对人才技能培养与企业需求的差距，开展生物技术专业教学体系的更新与重建，将企业所需专业技能落实到实践项目教学中，设置实践教学内容及完成培养目标，提升学生的综合实践能力和工程应用能力。最后，还需每年就上一学年实践教学的实际情况和教学效果进行总结、反思，以培养目标达成度为标准，调整或优化实践教学内容及进一步开展细节，不断完善校企合作工程实践平台。

3 结语

生物技术专业的强实践性决定着实验教学的重要地位。实验教学是培养学生实践能力、创新能力，拓宽学生知识面，激发学生学习兴趣和主观能动性的重要途径。比较企业对人才技能的需求与实际教学效果，生物技术专业教学体系的改革势在必行。通过开设基础实验室教学平台、导师课题创新实验平台和校企合作工程实践平台，改变教学模式以及更新教学内容，让学生成为实验的主体，从不同阶段分别培养学生的专业技能、创新实践能力和综合性工程应用能力。然而教学改革不是一蹴而就的，只有经过长期探索、不断积累经验才能使生物技术专业教学体系趋于完善，培养适合社会需求及经济发展的应用型人才。