| 标题 | “以学生为中心”构建生物工程综合实验 |
| 范文 | 赵晴潇 郑胜 魏群 张秀廷 摘? 要：時代的不断进步、社会竞争的日渐加剧及网络教学手段的日益更新，对高校教学改革提出了新的要求。“以学生为中心”的教学理念日益深入教学改革的核心。唯有教学理念的转变、教学过程的改革才能更好地提高学生观察问题、分析问题、解决问题的能力，为学生就业、考研奠定更为扎实的实验基础。该文就笔者学校生物工程综合课程的教学内容、教学过程和教学模式等方面进行了详细的阐述。实施以来，学生的动手能力、思维能力在实验过程中相比以往教学模式得到较大的提升。 关键词：生物工程? 实验教学? 以学生为中心? 生物工程综合实验 中图分类号：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2020）10（c）-0084-03 Abstract： The increasing social competition and the renewal of network teaching means put forward new requirements for college teaching reform. "Student-centered" educational concept is more and more important in the teaching process. The change of teaching concept and the reform of teaching content stimulate the students' enthusiasm for classroom participation， and lay a more solid experimental foundation for the students' employment and postgraduate entrance examination. This paper expounds the teaching content， teaching arrangement and teaching mode of the course of biological engineering. The students' practical ability and thinking ability have been greatly improved compared with the previous teaching mode in the process of experiment. Key Words： Biological engineering; Experimental teaching; Student centered; Bioengineering experiment 面对教学改革的不断深化，“以学生为中心”的教育理念逐步得到广大教育工作者的认可，理念的实施对教学管理理念、教学方法、教学过程评价手段的改革提出了新的要求[1]。东北电力大学地处东北地区，毗邻国家生物产业基地长春，学生除集中就业于长春外，还面向全国各大生物企业。近年来就业单位有雪花啤酒、梅花味精、科伦药业、湛江燃料乙醇、电厂等企业。专业通过走访、座谈、问卷调查等方式深入了解生物工程类企业的人才需求实际，参考国内相近培养目标生物工程专业的人才培养方案，制订出有利于提高学生能力素质的培养方案。 其中实验课程的设置力求既具有一定特色又符合该专业的人才培养目标。该文将从生物工程综合实验课程的课程安排、教学内容和教学模式等方面逐一进行阐述。 1? 课程安排 生物工程综合实验课程的开设要求学生已具备微生物学、生物化学、分子生物学、酶工程、基因工程、细胞工程、发酵工程等课程的理论基础。该专业将该课程安排在大学四年级的第一学期，这样就可以集中利用两个星期的时间，全天进行实验，排除其他课程对实验的影响，以确保实验可以连贯完整地完成。以往开设实验，实验时间需严格遵循课程表时间安排，导致实验连续性差、学生责任心不强、敷衍了事的问题。实验时间改为两个星期后，学生专心完成实验，实验环环相扣，马虎、敷衍后带来的自然结果惩罚机制（重做实验）极大地扭转了学生的不良心态。 2? 优化实验教学内容 着眼于拓宽学生就业方向，切实提高学生操作能力、观察能力和思维能力，根据企业走访、座谈及毕业生反馈信息结合现有的科研优势拟定了生物工程综合实验教学大纲，教学内容中突出体现来自行业企业涉及的实验项目、减少验证性实验，提高研究设计性实验比例， 部分实验采用启发式教学，由学生根据实验室现有条件，自行设计切实可行的实验方案，经实验教师审核后方准许开展实验[2]。经实践，学生在解决问题的过程中工程能力得到了极大的提高。具体的教学内容如下。 （1）基因工程实验模块。 实验一：蓝色素基因的序列分析及PCR扩增。 ①蓝色素基因的序列分析及表达引物的设计。 ②蓝色素基因的PCR及纯化回收。 实验二：表达质粒载体的提取、酶切、与目的基因的连接、转化。 ①表达质粒的提取。 ②表达载体和蓝色素基因PCR产物双酶切及连接。 ③基因表达载体转化大肠杆菌。 ④重组大肠杆菌工程菌株的鉴定。 （2）发酵工程实验模块。 实验三：大肠杆菌工程菌株的发酵及产物的萃取。 ①大肠杆菌工程菌株的发酵。 ②蓝色素的萃取。 ③发酵工厂仿真模拟实验。 （3）酶工程实验模块。 实验四：胰蛋白酶比活力的测定。 实验五：酵母细胞的固定化。 实验六：溶菌酶的提取。 （4）细胞工程实验模块。 实验七：马铃薯茎尖组织培养。 实验八：月季快繁。 3? 优化教学模式 在之前的生物工程实验中，实验药品完全由实验教师准备，大四毕业设计时发现部分学生药品配制中计算不过关，药品作用原理不知，不具备遇到问题分析解决的能力。学生上课时照方抓药，懒于动脑，机械性完成实验，功利的仅以拿到高分为目标。传统的实验教学模式对部分学生来说，学习兴趣不能被有效激发，学生也缺乏遇到问题、解决问题的机会，学生能力提升有限。该课程每次上课前要求学生通过网络资源查找此次实验内容除教材规定外的不同解决方案，并组织全体进行讨论，由任课教师进行提问，计入成绩。督促学生认真预习自编教材《生物工程综合大实验》，理解實验原理、操作步骤、注意事项等各个方面，每次课前由任课教师进行测评，计入成绩。尔后任课教师对此次实验的实验原理、实验内容、药品原理、易犯错误、理论实验结果等方面逐一讲授，加深学生对此次实验内容的理解。对于部分设计性实验，教师不给予统一实验方案，学生根据自己对实验内容预习情况，与指导教师讨论后形成切实可行的实验方案。无论是验证性实验还是设计性实验，实验用试剂都需要学生自行配制，对于用量少的试剂可以由若干组合作配制。这就要求学生具备计算能力及团队沟通、合作能力。实验过程中，由于实验环环相扣，学生实验积极性及责任心有所提高，锻炼了学生的动手能力和操作技巧。由于实验时间的持续性，学生需要自行合理安排、规划实验时间，自行进行组内分工，有效提高了学生的自律性、规划能力和合作能力。实验过程中，指导教师负责答疑解惑、指导监督、及时纠正不规范操作。实验结束后，实验报告中要求呈现实验结果、实验中遇到的问题及解决方法、实验的心得体会。整个实验过程对扩展学生知识面、锻炼学生解决实际问题，加深对理论知识的理解具有巨大的帮助作用[5-6]。 4? 建设线上实验平台 （1）采用多媒体教学， 优化实验教学设备。在正式实验开始前， 采用多媒体示范， 利用幻灯片、动画等方式， 将实验的大概流程、注意事项、仪器的操作要点展示给学生， 使学生对预习过的实验的内容有形象的认识， 在这个基础上进行独立自主实验。 （2）利用线上教育平台，建设实验教学课程，提高教学效果。利用雨课堂构建生物工程综合实验，在雨课堂上呈现PPT、动画等实验预习用材料，对于以往学习过的实验技能提供基础实验操作小视频，以便纠正其不规范操作。有效提高学生的自主学习能力， 也利于提高学生实验兴趣和技能[7-8]。利用雨课堂进行预习内容的随堂测试，用时短，覆盖面大且极大地简化了实验教师的计分工作量。 （3）学院购置了东方仿真系统，可以进行啤酒发酵车间、青霉素发酵车间等的仿真训练。学生不需进入生产车间，就可以短时间模拟发酵工艺流程，为学生日后实习、参加工作奠定了工业化生产基础，有效地完成了从理论—实验—实践的过渡。经过实践，我们发现学生的参与积极性有所提高，学生对工厂的认识有所提高。 5? 结语 经过教学实践，学生的动手能力、思维能力、解决问题能力得到了较大提高，为学生走向工作岗位，走入科研院所从事研究性工作打下了坚实基础。随着实验室软硬件条件的逐步提高，实验体系的进一步优化，将更符合当今时代对生物工程专业人才的需求，切实增加学生的竞争能力。 参考文献 [1] 杨忠华，侯亚利，黄皓，等.基于产业人才培养的生物工程专业实验教学体系构建探索[J].化工高等教育，2017，17（2）：32-35. [2] 房海燕，兰文军.基于科教融合思维的生物工程专业开放实验课程建设研究[J].价值工程，2018，44（7）：276-278. [3] 沙莉，孙淑静.立足专业定位改革生物工程综合实验课程[J].高校生物学教学研究，2017，7（2）：52-55. [4] 庞叶，于爽，迟乃玉，等.基于多层次微生物学实验培养科研创新型人才[J].教育教学论坛，2019，8（2）：263-264. [5] 孜力汗，杨君，袁文杰，等.生物工程专业实验自主学习开放教学改革[J].实验科学与技术，2018，16（5）：139-144. [6] 陶永清.内涵式发展建设生物工程专业综合实验教学[J].教育现代化，2018，46（5）：312-313. [7] 魏群，贾艳萍，郑胜，等.基于应用型创新人才培养模式下的《生物工艺综合实验》教学改革与实践[J].东北电力大学学报，2013，33（4）：91-93. [8] 李馨，刘吉升，周玉萍.生物工程上游技术实验的教学改革与实践[J].实验技术与管理，2019，36（3）：225-228. |
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