王凌宇 吳群英 黃 江 王 芳 肖福英

桂林醫(yī)學(xué)院 廣西桂林 541004

生物技術(shù)已成為高新技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，生命科學(xué)和生物技術(shù)相關(guān)研究已經(jīng)占據(jù)了科學(xué)研究的主導(dǎo)地位，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的意義和經(jīng)濟社會價值已成為共識[1]。醫(yī)藥生物技術(shù)在世紀(jì)之交呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢，在基因工程藥物和疫苗、單抗導(dǎo)向藥物、人工血液代用品、生物芯片的研制，疾病相關(guān)基因的定位和克隆、體細胞克隆、遺傳病的基因診斷技術(shù)、基因治療、腫瘤免疫治療、抗血管治療、組織工程、干細胞的研究等方面均得到了廣泛的應(yīng)用[2]。

我校依托醫(yī)學(xué)院校在醫(yī)藥方面的優(yōu)勢，很早就開設(shè)了生物技術(shù)專業(yè)，并從2000年開始招收醫(yī)藥生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生。經(jīng)過多年發(fā)展，目前已經(jīng)獲得全國首批醫(yī)藥生物技術(shù)特色專業(yè)和廣西壯族自治區(qū)醫(yī)藥生物技術(shù)重點實驗室與實驗教學(xué)中心。

生物技術(shù)本科專業(yè)課程設(shè)置由3年基礎(chǔ)知識教育和1年畢業(yè)實習(xí)組成。在實習(xí)前的一個學(xué)期，專門針對實習(xí)以及前兩年半時間所學(xué)實驗技能開設(shè)生物技術(shù)大實驗，使學(xué)生更全面系統(tǒng)地對已學(xué)知識、技能進行更多的實際操練以適應(yīng)即將面臨的畢業(yè)實習(xí)。

到目前為止，已經(jīng)針對10屆學(xué)生開設(shè)了生物技術(shù)大實驗課程，而課程開設(shè)模式也在不斷變化與改革，現(xiàn)總結(jié)課程開設(shè)以來的改革與探索情況。

1 綜合實驗階段

綜合實驗階段主要教育指導(dǎo)思想是培養(yǎng)學(xué)生基本實驗操作技能，重點強調(diào)學(xué)生動手能力。

這段時期是生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)初期，帶教教師和學(xué)生對整個教學(xué)過程均處于摸索階段，招收的學(xué)生人數(shù)相對較少，每名教師帶教的學(xué)生數(shù)量較少，基本可以做到“1對1”的教學(xué)模式。開設(shè)的實驗內(nèi)容主要以細胞工程、基因工程、酶工程、微生物工程四大工程為主，學(xué)生已經(jīng)進行相關(guān)理論學(xué)習(xí)，通過生物技術(shù)大實驗，讓學(xué)生從每個實驗的準(zhǔn)備工作做起，如試劑瓶的清洗、基本試劑的配制、高壓滅菌消毒技術(shù)等全方位了解實驗的完整流程，要求對四大工程基本實驗技能的每一個實驗步驟均能熟練掌握。通過教師“1對1”的指導(dǎo)和學(xué)生親自動手完成實驗的教學(xué)方式，多數(shù)學(xué)生對四大工程實驗技術(shù)能夠達到實驗開設(shè)的要求，彌補了之前實驗課操練不足的缺陷，也為畢業(yè)實習(xí)奠定了扎實的基礎(chǔ)。通過實習(xí)單位反饋的結(jié)果，這種實驗開設(shè)模式對學(xué)生的基本實驗技能培養(yǎng)具有幫助作用，有的學(xué)生畢業(yè)后直接留在了實習(xí)單位任職。

雖然在學(xué)生基本實驗技能培養(yǎng)方面綜合實驗?zāi)Ｊ饺〉昧撕艽蟮某尚?，但是在后來頒布的《高等教育法》中明確提出“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”，要求高等教育除了培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力外，還重點強調(diào)了創(chuàng)新的重要性，提出了培養(yǎng)“創(chuàng)新型人才”的目標(biāo)。很顯然，綜合實驗培養(yǎng)模式不能夠適應(yīng)時代發(fā)展的要求，因此以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)的新教育培養(yǎng)模式開始建立。

2 創(chuàng)新設(shè)計實驗階段

這一階段的主要教育指導(dǎo)思想是學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

隨著我校生物技術(shù)專業(yè)招生規(guī)模逐漸增加，每名帶教教師指導(dǎo)的學(xué)生人數(shù)也急驟增加，之前“1對1”的培養(yǎng)模式已經(jīng)不再適應(yīng)新階段的形勢。同時，教育部對“創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”的支持力度加大，國家鼓勵人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新。我們要求生物技術(shù)專業(yè)的，除了掌握必備的基本實驗技能外，重點培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、自主學(xué)習(xí)的能力，能夠通過教師指導(dǎo)和查閱相關(guān)文獻自主設(shè)計實驗并予以實施。這個階段，生物技術(shù)大實驗主要采取學(xué)生自主設(shè)計實驗的培養(yǎng)方式，每個教師指導(dǎo)10名學(xué)生，分為2個小組，以小組為單位，通過小組間討論擬定實驗題目，通過查閱文獻設(shè)計實驗方案，在教師指導(dǎo)下討論、確定可行的實驗方案并予以實施，最后以小組為單位進行實驗報告撰寫并使用PPT匯報實驗結(jié)果。

通過這種方式，增加了師生間的互動，開拓了學(xué)生思維，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進了學(xué)生獨立思考問題的能力。由于實驗內(nèi)容由學(xué)生獨立思考設(shè)計，更體現(xiàn)了實驗的探索性和未知性，在實驗過程中會出現(xiàn)很多意想不到的結(jié)果，通過對這些意外結(jié)果的分析處理，提高了學(xué)生解決問題的能力。這一階段，學(xué)校每年舉辦大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽，生物技術(shù)大實驗又與大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽相結(jié)合，通過學(xué)校經(jīng)費支持進一步幫助學(xué)生完成設(shè)計實驗，并且取得了不錯的成績，有些實驗成果發(fā)表在國內(nèi)科研雜志上。

這一階段培養(yǎng)模式的改革探索，培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生學(xué)會了通過查閱文獻進行實驗設(shè)計的初步科學(xué)思維，并在實踐過程中鍛煉了解決實際問題的能力。但是，同時也暴露出這一培養(yǎng)模式的一些弊端：(1)考核內(nèi)容不全面。學(xué)生設(shè)計實驗有其局限性，通過一個設(shè)計實驗很難將生物技術(shù)四大工程的多數(shù)實驗覆蓋，學(xué)生的基本實驗技能培養(yǎng)出現(xiàn)欠缺。(2)耗時、耗力。從實驗分組、查閱資料、設(shè)計實驗方案，到確定實驗方案、動手實施、完成實驗報告、匯報實驗成果，前后歷時一個學(xué)期，學(xué)生普遍反映耗費的時間太多。同時教師的工作量增加很多，各實驗組開展實驗的時間不一致，不利于教師的跟蹤考核。(3)成本不易控制。由于學(xué)生的興趣廣泛，積極性高，為得到滿意的實驗結(jié)果，一些實驗重復(fù)次數(shù)多，耗費了大量的試劑、耗材，教學(xué)成本不容易控制。(4)評判標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一。由于各教師的專業(yè)、課題研究內(nèi)容不盡相同，學(xué)生進入教師的課題組學(xué)習(xí)，受到的培訓(xùn)存在差異，掌握的實驗技能參差不齊。在成績考核、評定上不易做到統(tǒng)一、客觀、公平[3,4]。

基于以上幾點弊端，我校生物技術(shù)大實驗又進行了以下改革。

3 綜合設(shè)計實驗階段，也稱“兩步法”教學(xué)模式

這一階段的教學(xué)模式特點是以模塊教學(xué)為主，分為基礎(chǔ)綜合技能訓(xùn)練模塊(必修)及創(chuàng)新設(shè)計實驗?zāi)K(選修)。

基礎(chǔ)綜合技能訓(xùn)練模塊以醫(yī)藥生物技術(shù)未來應(yīng)用為導(dǎo)向，以基因工程實驗為主，進行學(xué)生綜合技能培養(yǎng)。將學(xué)生分為4～5人一組，以組為單位進行，采取三統(tǒng)一的原則，即實驗內(nèi)容統(tǒng)一、實驗要求統(tǒng)一、實驗技能統(tǒng)一。要求學(xué)生從最基本的實驗技能，如實驗用品清洗、試劑配制、實驗物品包裝、高壓滅菌消毒等做起，逐步掌握DNA和RNA的提取、PCR技術(shù)、細菌培養(yǎng)、質(zhì)粒酶切與連接、質(zhì)粒DNA提取與鑒定以及測序基本原理及序列信息比對等生物信息學(xué)技術(shù)。通過實驗，學(xué)生基本掌握實驗室的基本規(guī)章制度，熟悉常規(guī)實驗儀器，如PCR儀、電泳儀、搖床和培養(yǎng)箱等的使用，了解測序儀、流式細胞儀等貴重儀器的使用原理等。在這個部分，要求每個學(xué)生都參與其中，掌握每個實驗的操作步驟及注意事項?？己藭r，由幾名帶教教師分別考核一個方面，如PCR儀使用、電泳技術(shù)、顯微鏡操作、細菌培養(yǎng)操作等，每個學(xué)生都要分別通過各個實驗技能的考核，綜合得分即為實驗技能考核得分。此外，實驗原始記錄、PPT匯報、實驗報告、平時表現(xiàn)及團隊協(xié)作等均作為考核計分項目。

創(chuàng)新設(shè)計實驗?zāi)K作為選修模塊，采取“實驗項目與教師科研課題相結(jié)合”的項目驅(qū)動法的教學(xué)模式。隨著國家投入力度的加大，西部高校獲得了很多資金支持科學(xué)研究，許多教師通過申報獲得了科研項目。通過鼓勵學(xué)生參與教師科研課題，既讓學(xué)生學(xué)到基本實驗以外的知識和技能，又避免了學(xué)生自己設(shè)計實驗的盲目性和不可延續(xù)性。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生參與完成導(dǎo)師科研課題的部分工作，包括文獻查閱、實驗設(shè)計、實驗結(jié)果分析、實驗論文撰寫等，從而使學(xué)生得到系統(tǒng)化科研工作全過程的培訓(xùn)，也培養(yǎng)了學(xué)生的科研思維。

生物技術(shù)綜合設(shè)計實驗的教學(xué)模式，在重視培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能的同時兼顧了學(xué)生科研創(chuàng)新的訓(xùn)練，以教師科研課題為指南，使培訓(xùn)更有針對性。自2012年開始，自治區(qū)推出了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)計劃，我們又巧妙地將生物技術(shù)綜合設(shè)計實驗與此培訓(xùn)計劃相結(jié)合，申報立項的課題數(shù)量達到8項，同時在其他各種比賽中也獲得了不錯的佳績。

4 取得的成效

經(jīng)過多年不斷發(fā)展改革，生物技術(shù)大實驗的課程教學(xué)模式改革取得了豐碩成果，生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生受到實習(xí)單位和用人單位的一致好評，近兩年來先后獲得了全國化學(xué)化工競賽一等獎1項、二等獎2項、三等獎2項、優(yōu)勝獎3項；“挑戰(zhàn)杯”廣西大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎2項、三等獎2項；校級大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽一等獎2項、二等獎1項、三等獎2項、優(yōu)秀獎5項；獲省級生物化學(xué)與分子生物學(xué)年會二等獎2項、優(yōu)秀獎3項；獲省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)計劃立項8項。實踐證明，通過課程教育模式的不斷改革和發(fā)展，學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力及基本科研思維能力均得到了提高。

[1] 石忠國.生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)域競爭力評價與培育策略[D].成都:電子科技大學(xué),2012.

[2] 張木,魏于全.醫(yī)藥生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化進展[J].生物工程進展,2002,22(1):3-8.

[3] 蔣林彬,肖福英,黃健.生物技術(shù)大實驗兩步法教學(xué)模式的構(gòu)建[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2013,15(1):54-56.

[4] 肖福英,蔣林彬,吳群英,王凌宇.研究型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的嘗試[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育,2013(5):47-48.