生物科学本科实验教学改革实践与成效

生物科学本科实验教学改革实践与成效
摘要：本文从本科实验教学改革出发，总结了生物科学专业在实验教学模式，课程体系优化、教学内容更新、教学方法及实验教学评价体系等方面的改革实践。

新实验体系的实施，有利于提高学生创新能力和实践能力，对深入实验实践教学改革有一定的借鉴意义。

关键词：实验教学；教学改革；质量工程
生物科学是实验性的学科，实验教学在生物学人才培养中的重要作用不言而喻，华中农业大学生命科学技术学院在生物科学本科实验教学改革方面，进行了一系列改革实践，取得了良好效果。

现将我们的实践教学改革归纳如下。

一、实验教学改革的总体思路
随着高等教育教学改革的深入，实验教学的地位和条件有了非常明显的改观，然而，本科教学中实验教学的整体设计与课程体系优化相对缺乏，实验分散现象普遍存在，不同课程之间实验内容重复、脱节严重，验证性实验项目多于综合性、创新性实验项目等在一定范围内长期存在，所有这些均不利于学生知识的应用能力的培养，继而严重制约了创新人才的个性发展。

为此，我们确立了以科研为主导，以培养学生实践技能、科学思维、团队意识和创新精神为目标，坚持“理论教学与实践教学并重、实验技能训练和科学思维训练并举”的实验教学总体改革思路。

具体思路是：根据生命科学学科发展和人才培养要求，按照“目标性、系统性、层次性和发展性”原则，建立基本技能训练与综合能力训练、实验教学与科学研究、第一课堂与第二课堂、个性培养与共性培养相结合的实验教学模式，从群体水平及个体水平、细胞水平和分子水平等研究层面，构建科学的本科实验教学体系。

整合、更新实验教学内容，改革实验教学形式和评价体系，加强实验教学条件建设，不断拓展学习时空，引导学生全面成才。

二、建立综合、系统的实验教学体系
实验教学体系的构建是以学生创新思维和综合能力培养为目标，合理处理基础性与综合性、系统性与创新性的关系，改变实验室依附于教研室的格局和实验课服从于理论课的传统，整合优化实验教学内容，建立由生物学基础性实验、理论实验一体化、综合与提高性实验内容合理配比又有机统一的实验教学体系。

即按照基础性、综合性、设计性3个实验层次，将实验教学内容分为：生物学基础类、理论与实验一体化类和模拟研究与创新类3个课程类别，通过1个综合能力训练项目让学生得到系统的科研能力训练，以达到既强化学生基本技能等实践动手能力，又有效提高其创新能力和实践能力的目的。

学生综合能力训练通过三种途径来实现：一是学生选作综合创新型实验项目；二是参与课外科技活动，主持学校大学生科技创新基金项目、“神农杯”计划项目、“挑战杯”计划项目、数学建模竞赛等；三是直接参与教师科研课题，实行导师负责制等。

三、实验教学模式探索
我们实施了以“发现问题(提出研究课题)—分析问题(提出研究思路)—解决问题(实验求证)”为主线，以学生为中心的实验教学模式。

注重发挥学生的主体作用，启迪他们的科学思维和创新意识，运用所学知识解决实验中遇到的问题，如细胞工程实验课，我们通过不同的实验阶段设计教学模式，训练了学生的各种实验操作技术，通过连续的实验环节培养学生的逻辑思维能力，通过论文写作培养学生的知识应用能力。

积极开展“自愿参加、自由组合、自己设计、自行实验、自我总结”的探索性实验活动，以调动学生自主学习、激发学生求知欲和创造性。

在从2001年开始面向三年级学生，利用暑假开设2周生物化学综合实验、遗传学综合实验、微生物学综合实验或生物技术综合训练等深受学生欢迎和好评，均体现了新模式的创新和吸引力。

四、实验教学内容更新
以加强科学研究为导向，及时更新实验教学内容。

注重将科学研究的新技术、新方法和新进展及时运用于实验教学，如分子杂交、基因定位、基因克隆、遗传转化、生物芯片、生物信息等一大批科研前沿的实验技术和内容及时引入实验课堂，及时更新实验教学内容，每年实验更新率在10％以上，同时强化了学生科研思维和创新能力的培养。

如结合新发展起来的克隆技术和教师科研，开设分子克隆技术实验课程，实验材料和内容来源国家重点实验室教师的科研课题。

遗传学实验课程则引进当前遗传学研究新技术，将分子标记用于经典的遗传定律验证实验中，利用学校已有的科研材料和根据实验教学需要筛选的分子标记，开出了利用RFLP分子标记验证遗传学三大基本规律和利用SSR分子标记进行基因定位和基因作图的实验。

使学生在掌握基础遗传学知识的同时，也掌握了遗传学研究的最新实验技术。

五、实验教学方法与评价体系改革
不断改革实验教学方法，构建多元化的实验教学考核体系，在实验教学中强化学生主体地位，大力倡导和推行研究式、启发式、研讨式、交互式和探索式等教学方法，着力学生创新精神与能力培养。

如生物化学技术实验课程设计出以鸡蛋清和猪胰脏为原料的生物大分子制备技术综合实验，不仅让学生了解生物大分子的制备流程，掌握凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析、沉淀法、光学分析法、电泳分析法等原理和方法；了解酶原的激活、酶、底物、抑制剂三者的相互关系，及酶促动力学等方面知识，很好地训练学生的分析和解决问题的能力。

建立和实施以基本操作技能与设计创新能力并重的实验教学全程考核体系，重点考核学生运用所学的知识和技能创造性的发现问题、分析问题、解决问题的能力，促进学生专业技能和观念技能的提高。

实验课程考核成绩一般由平时成绩、现场操作和笔试成绩三部分组成，平时实验成绩包括出勤、实验态度、预习报告、实验方案设计、课堂提问回答、操作是否规范等；现场操作考核成绩主要包括实验报告及质量，设置综合性实验内容对学生的实验操作能力、仪器的使用熟练程度等进行现场考核；笔试成绩主要是对实验理论、方法原理及运用等进行闭卷考试。

如博士生导师王石平教授主讲的理论与实验一体化课程“生物信息学”实行活学活考，2006年5月得到教育部本科教学工作评估专家的高度评价。

六、改革成效与思考
生物科学实验教学改革取得了初步成效，教学研究氛围日益浓厚，教学名师带头主持实验教学研究项目，学生培养质量明显提高。

我们先后承担国家级、省级教学研究项目14项，建成国家级精品课程6门、国家理科基地名牌课5门、湖北省精品课程7门，获国家级、省级教学成果奖6项，主编出版普通高等教育“十五”及“十一五”国家级规划教材5种，实验教材4种、自编实验讲义8种，公开发表教学研究论文30余篇。

生物科学本科生整体创新能力强，优秀个体不断涌现。

本科生先后完成科研项目71项，18人次在挑战杯等竞赛中获奖，32项成果获湖北省大学生优秀科研成果奖；2003—2006年，本科生在MGG、中国农业科学等核心期刊上发表论文25篇；近三年本科毕业生中有20余人考上了国外的研究生，近60％的应届毕业生考取国内重点高校和科研院所的研究生。

随着质量工程的深入开展，还需要进一步加大改革探索力度，在实验教学中大力推进研究性教学和探究性学习，在现有基础上完善科研主导的整个实践教学体系优化，建设高水平的实验实践教学指导队伍，加大对学生创新的指导和支持，努力实现学生知识、能力和素质协调发展。