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地方高校应用型人才培养模式下的实践教学改革

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  摘 要 为适应地方高校应用型本科人才培养的需要,改革传统的实验教学模式,以大庆师范学院基因工程实验课为例,探讨新的教学体系设置和考核方式,提出以行业选题、科研引导和虚拟教学等开展实验教学改革的方法,在教学内容设置和评价体系方面提出适于应用型人才培养模式的教学改革具体措施。
中国论文网 /8/view-7486382.htm
  关键词 应用型人才 基因工程 实验课 教学改革
  目前,各高校充分认识实践教学的作用,注重实际技能的培养,为提高学生的实践应用能力,纷纷加大综合、设计实验比例,开展研究性、开放式实验教学形式,走产学研合作之路,共同培养行业需要的应用型人才等等,但也存在受限于传统的 “课程+实验”的模式,将实验作为课堂教学的辅助过程,实践课时过少或不集中,无法设置一些主动性和创新性的实验内容,导致内容陈旧、重复多等情况,如这些问题不加以解决,难以培养出适应地方产业发展需要的高素质创新人才。①本文以大庆师范学院基因工程实验课教学改革为例,针对这种理论性强,实验操作技术专业化,仪器精密度高的课程,通过开展行业选题、以科研项目引导、结合实验室开放和虚拟教学等几种措施,培养学生实践动手和分析解决问题能力,切实提高学生的综合素质,对高校应用型人才培养实验课程设置具有一定的借鉴价值。
  1 基因工程实验课教学存在的问题
  基因工程课程目前是国内外综合性大学、师范类高校以及农林医院校生物科学、生物技术、生物工程以及生物制药等相关专业本科生的一门重要的专业主干课与专业必修课。②基因工程技术本身是从实践操作中抽提出的一门科学,有很强的实践性,从培养应用型人才的角度出发,实验课堂教学是学生掌握专业知识和培养学生创新能力不可缺少的环节,然而,基因工程实验教学面临诸多问题。
  基因工程实验所需仪器设备精密,所用试剂昂贵,需要投入大量的经费,且仪器持有量和更新率,一般不能保障多人同时进行操作,受经费限制,导致实验项目更新率低,实验质量下降,学生能够完成的实验项目减少、具体实施难度增大等情况。另外,基因工程操作对技术要求较高,涉及遗传、分子、生化、微生物、细胞等课程的理论知识和操作技术,要完成相关实验需要有前期多种操作技术为基础,实验难度大、周期长,这对学生提出了很高的要求,学生自主实验的积极性不高。还有一些在实验课程设置上存在的共性问题,如:课程安排的间断性和教学内容的片面性;实验报告的局限性和不适应性;教学方式的单一性和机械性等,这些都限制了以培养应用型人才为目标的实践教学的开展。
  传统的基因工程实验主要包括核酸提取技术、引物设计及PCR 扩增、感受态细胞制备与转化、DNA酶切和载体构建、基因及表达产物检测等与基因克隆技术相关的基础实验。尽管这些实验项目注重理论知识和基本技能训练,然而实验教学内容跟不上日新月异的科技发展速度,由于基因工程技术的前沿性和操作的精密性,一般生产企业都不提供基因工程相关技术岗位的实习实践锻炼,加之教师不具备双师型教师资格或不了解行业发展需求,缺乏贴近行业的创新性实验项目,与行业结合不够,不能适应生物技术类相关产业的发展,不能满足行业对应用型人才的需求,因此有必要在实验内容设置上增加一些与行业相关的研究性项目,这样才利于培养学生的实践能力和创新精神,这也是培养应用型人才的出路之一。
  2 基因工程实验课教学改革方法探索
  2.1 开展行业选题,提高订单班岗位职业能力
  开展行业选题的前提是教师必须具备双师资历或者有一定时间在企业中培训和指导学生实习实训的经历,通过选取行业中适合基因工程实验的项目,在课上进行分析并实践操作,让学生理解理论知识的实际应用,助力应用型技术人才的培养,提高订单班岗位职业能力。③根据不同的行业班,先拟定一些行业应用广泛和有生产前景的目标蛋白,让学生自行查阅相关文献并设计实验方案,教师指导、审核后在进行试验操作。以我院生物技术和生物制药两个专业为例,生物技术专业与呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司、生物制药专业与福瑞邦生物科技基团股份有限公司开展订单培养合作,建立相应的行业班。给生物技术专业行业班同学选择在企业应用广泛的 “�%Z-淀粉酶”基因工程菌的构建与表达的项目,学生在指导下完成:质粒的提取、目的基因的克隆、酶切连接和转化、转化子筛选和验证、工程菌培养等一系列训练。通过这样的训练,不仅让学生学会基因工程基本操作技术,还锻炼用这些技术去解决行业问题的能力,培养学生的创新能力和行业应用能力。
  2.2 以科研项目为引导,探索开放式实验课堂
  教师除了承担课程教学任务外,又承担着一定的科研项目。以科研项目为引导,鼓励教师积极将从自己的科研成果中抽提凝练出适应应用型本科人才培养的综合性、设计性、研究性实验项目开设基因工程实验课,还可以从学生以往进行和正在进行的各类项目中进行归纳,寻找符合基因工程实验设计的内容,把精优的设计项目搬入课堂教学,同时把课堂教学没有完成的项目转入实验室开放和创新项目中继续操作。
  基因工程实验一般在大三或大四开设,此时学生已具备一定的课程理论知识和实验技能储备,这时再通过科研项目引导,可使学生进入相对前沿的研究领域,研究过程中突出以学生为主体,在教师指导下,学生独立完成项目的各个环节,对于培养学生实验操作能力,组织协调能力及科研思维训练都起到了良好的效果。
  利用教师科研项目的实验材料,可以让学生们尝试了更多的实验技术和方法,例如基础的核酸提取试验,以往课堂全部学生都用一种方法,在实验开放和创新项目中针对不同的实验材料可以让学生采用酸、碱、SDS、CTAB法等进行操作,同种方法还可以进行不同的提取条件试验,结果在课上进行分析和比较,利于激发学生的学习兴趣,培养学生的分析问题能力和创新精神。
  2.3 充分利用虚拟教学手段,拓展强化理论知识
  开设虚拟实验教学是指由于受实验仪器、药剂的限制不能开设的实验内容,借助网络查找分析,通过软件虚拟演示和操作让学生对知识有系统全面的了解。例如,教学过程中可以利用分子生物学软件对目的基因进行分析,设计PCR的上、下游引物,计算相应Tm值,一方面让学生更加理解PCR引物设计的原则和反应原理,巩固理论知识;另一方面,学生用自己设计出的引物进行PCR操作,更能够增强学生的参与感,从而提高学习兴趣。   基因工程实验课程实践性很强,且实验的流程长,受课时限制明显,所用试剂较贵,加之教学经费投入不足等因素,严重制约了基因工程实验教学内容设置, “ 虚拟实验教学” 可解决这一问题。虚拟实验是借助计算机仿真技术实现实验操作的计算机应用系统,学生根据提供的模拟软件,用电脑自行设计与完成实验操作。突破时间和空间的约束,克服仪器和试剂缺乏的局限性,互动性强的教学软件让学生体会到实际实验操作带来的乐趣,具有趣味性和仿真性的特点,对于实验条件欠缺的地方高校本科生实验课堂具有重要的作用,值得我们去开发和探索。
  3 基因工程实验课程考核问题及解决方案
  实验课程考核是衡量学生掌握具体操作技能和理解所学理论知识的重要手段。以往考核分为操作和笔试两部分,把平时实验动手能力和综合分析能力作为考试内容,实验操作让每个学生抽签,按抽签内容独立完成一项操作,反映学生的操作技能水平,避免高分低能情况。笔试主要以主观题为主,考查学生对整个实验的设计能力和对实验原理的理解。
  针对不能所有学生同一时间在实验室的项目,如科研引导项目、不同行业选题、开放课堂等不拘泥于课堂的情况,必须建立一套既重视过程又重结果的,以创新能力培养为重心的实验课程考核新模式。此类项目考核时,主要是从查阅文献、实验实际、动手操作、实验结果和总结等方面进行考核。这种全程性评价成绩的方法,既能反映学生的实际水平和能力,又能调动学生学习的主动性和积极性,为学生开展创新性活动奠定了坚实的专业基础。
  教学评价是实践教学活动过程中的一个重要环节,完善的评价体系,可以客观考核学生实践技能,分析学生知识掌握的程度和能力缺陷,还可以让学生建立自信心、增强主动性和积极性,为改进和完善实验教学目标提供依据。实验教学的评价也可以针对不同选题进行不同评价,考评方法可以由分数制转成等级制度,完善开放式的管理制度与全程式参与的评价方式有待进一步提升。
  4 结语
  地方高校要培养应用型人才就必须重视实践教学作用,进一步实践教学改革,构建以应用型人才培养为目标的实践教学体系,更新观念,不断改进教学方法和考评方式,全面提高学生的综合素质,只有这样才能培养出适应时代发展的高等技术应用型人才。通过以上几点改革措施,我校基因工程实验课的教学效果提高明显,从应用性人才培养的角度出发,将基因工程实验课进一步延伸成为校企合作的课程,对于学生未来就业竞争力将会有更大的促进作用。
  注释
  ① 郜刚,李卉,智艳平,薛珍. 基因工程实验课程改革探析与实践[J].实验科学与技术,2015.1:56-59.
  ② 袁婺洲.“基因工程”课程多种教学方法改革的探索与实践[J].高校生物学教学研究,2015.2:38-41.
  ③ 蔡晶晶,宋小平,王雅洁,王蔷.提高订单班岗位职业能力的基因工程实验教学[J].微生物学通报,2014.7:1439-1442.

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