生物工程實驗教學改革

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了生物工程實驗教學改革范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

【摘要】實驗教學是高校生物工程專業中不可或缺的教學環節，對培養學生的實踐操作和獨立思考能力以及思維的創新有非常重要的作用。目前我國高校生物工程專業實驗教學中仍普遍存在一些傳統的教學方式和實驗安全隱患的問題，本文以此為出發點，并以江西農業大學為例，針對實驗教學中存在的一些問題，對實驗教學模式進行改革并創新實驗教學方式、構建現代化教學模式、完善教學考核方式以及實驗安全管理制度等，對生物工程專業實驗教學的改革和對實驗教學安全規范管理方法進行探討。

【關鍵詞】生物工程；實驗教學；教學改革；實驗安全

生物工程是集微生物學、生物化學、信息學、化學工程為一體，由生物學為其奠定理論和技術基礎的應用型學科[1]。高校生物工程專業實驗教學有較強的可操作性，不僅有助于加深學生對課本理論知識的理解，而且提高學生的動手操作能力，進一步開發學生的思維，對學校的發展有至關重要的作用。由于辦學等教育基礎差異，各高校的生物工程專業在基礎知識的學習和技能應用方面有很大差異。一些學校過于注重書本教育而非學生對知識的運用能力，限制了學生的思維創新能力[2]。近年來，隨著生物類企業的不斷發展，實驗安全事故也頻頻發生，對綜合型應用人才的需求也日益增加，因此培養對生物工程多方位掌握的人才成為高校的重要任務[3,4]。由此對實驗教學模式的改革和對實驗安全規范操作的教學成為了高校改革目標的重中之重。在此背景下，通過分析江西農業大學生物工程專業教學模式以及實驗安全問題發現，尚存在教學模式單一、教學內容陳舊、課程安排不合理、考核方式隨意以及實驗安全隱患等弊端。為解決此類問題，本文對實驗教學模式和實驗安全進行了初步探究并提出相應的建議，以期適應生物教學全面發展的要求。

1生物工程專業實驗教學中存在的問題

1.1教學模式單一

目前，高校生物工程實驗教學方式仍相對較為傳統，依舊由教師將實驗目的、實驗原理、實驗操作步驟以及實驗注意事項等逐步進行講述，然后學生按此方式進行實驗。這種教學方式僅僅是將實驗課程作為輔助理解課本理論知識的簡單課程，像是“應付式”教育，不僅增加了教師的教學任務，重要的是限制了學生的獨立思考能力、打破傳統的創新能力以及對自身思路的實踐能力的發展[5]。在這種單一的教學模式下，學生們始終處于被動狀態，缺乏自主探究的意識以及自我解決問題的能力，未能使學生的能力得到充分發展。

1.2教學內容陳舊

傳統的生物工程實驗教學內容受到實驗課時的限制，僅是為了輔助課程知識設定的實驗驗證環節，加深學生對基礎理論知識的理解，但研究性和自主設計性實驗較少。傳統的生物工程實驗教學內容忽視了思維創新能力對學生的重要性，學生間容易出現實驗操作照抄照搬的不良循環，缺乏主動的思考能力，遇問題不能自主解決，減弱了學生綜合實驗能力的素養，減少了對進入現代生物類領域人才的培養。

1.3課程安排不合理，缺少完整的實驗教學體系

傳統的生物工程課程將大多數的時間用于基礎理論課程上，實驗課程僅占小部分，課時安排分散且均為驗證性實驗。盡管傳統的各個實驗的思路很清晰，但實驗間的的聯系并不緊密，導致實驗教學體系不完整，綜合能力不能得到整體提升，不利于對生物工程專業整體的掌握。

1.4考核方式隨意

考核是對學生某段時期學習的整體評價，通過考核可以反映出學生對理論知識的理解、實驗技能的運用以及二者綜合能力的掌握。但傳統的考核方式主要通過試卷考試考察學生對課本理論知識的理解程度，而實驗課的考核方式就相對比較隨意，眾多情況下是將每次的實驗報告以及成果作為考核的結果，由老師統一進行評分[6]。在平時的實驗操作中教師可能會對學生有一些錯誤的判斷，會根據實驗報告的結果考察學生的實驗操作，這種不看過程只重結果的評估在某種程度上有一定的隨意性，無法給予學生指導性的意見，從而降低了學生自主學習的積極性，影響了教師的教學水平。

1.5實驗教學存在安全隱患，學生安全意識薄弱

隨著生物工程專業實驗教學的不斷推進，學生的自主探究及動手能力逐步得到提高，與此同時實驗安全事故發生的幾率也有提升，不僅影響實驗教學的發展，而且嚴重影響到學生和教師的生命安全。事故發生原因主要包括：安全管理體系不完善、安全宣傳教育力度不強以及學生安全意識薄弱、實驗操作不嚴謹[7]，在應急情況下不能正確的解決問題。

2生物工程專業實驗教學模式改革措施

2.1創新實驗教學方式，改進實驗教學內容

隨著網絡技術的高速發展，利用最新的網絡技術優化實驗教學改變傳統的“老師講，學生聽”的教學模式，已成為實驗教學改革的新趨勢。隨著網絡課堂的推進，越來越多的教學小程序層出不窮，其中慕課很受大家歡迎，其包括各類教學視頻、練習內容和答疑環節，且有些教學視頻內容出自名校，內容有針對性，學生可根據自身需要選擇性學習，既節約了時間又學到了更多的內容[8]。另外有翻轉課堂的教學模式被眾多教師引用，打破了傳統的被動教學模式，主張學生能通過自主學習設計預實驗的方案并闡述方案的可行性，后經與老師、同學等討論得出最終結果，付諸實施。這種學習方式不僅加深學生對實驗的印象，而且在設計實驗方案的同時也提高了思維能力，活躍了課堂氣氛，激發學生的學習熱情。生物工程實驗教學內容要與時俱進，引進新理念、新方法，激發學生對學習的熱情，使其積極主動投身于實驗中，從中提出問題并解決問題。江西農業大學生物工程專業臨近畢業的學生都會到企業參加實習工作，所以加強學校與企業的合作，建立強強聯合的雙師資隊伍，將理論知識與實踐工作緊密結合，增加學生各方面的技能，提高學生的綜合素質。

2.2構建現代化實驗教學模式

2.2.1開展開放性實驗教學平臺

隨著網絡信息時代的發展，將教學資源與電子信息相結合，以多媒體網絡教學輔助實驗教學，實現實驗教學多元化。教師可在網絡教學平臺發布學期教學任務，實驗知識重點區和注意事項以及相關儀器的使用說明等，并邀請學生進入平臺，開展討論互動小組，并發布教學視頻由學生觀看學習，最后由教師查看學生學習進度條，學習進度條到某種程度可以參與線下實驗，此方式一定程度上保證了學生的自身安全，另一方面減少了儀器的損傷程度，培養高素質、多技能的綜合性人才。

2.2.2建立虛擬仿真平臺

盡管經過實驗教學改革的實驗平臺較多，但并不能保證每個學生均能切身參與其中。為滿足廣大學生的需求，新型的虛擬仿真實驗平臺出現在大家的視野中，該種實驗平臺可以不受時間和空間的限制，學生可根據自身需要在平臺進行模擬操作，可對自己實驗不足的地方著重練習[9]。虛擬仿真實驗教學給學生和老師帶來了極大的便利，實驗教學環境安全問題也隨之解決，起到了事半功倍的效果。

2.3完善實驗教學的考核方式

合理的考核方式不僅能體現教師的教學水平，還能檢驗學生對實驗項目的掌握程度以及真實的學習效果，有效地提高學生的自我學習和實踐操作能力。生物工程實驗教學是考量學生的動手操作能力以及對實驗整體的掌握能力，所以考核不能只注重最終的實驗結果，一方面需側重實驗過程中學生的實驗操作是否規范、儀器是否排列合理、實驗結束儀器的復位以及固液廢物的處理方式；另一方面即自主設計方案和方案的可實施程度、學生的出勤率、實驗課堂的互動（提問以及回答環節）以及最終的實驗報告完成情況。另外，考核的實驗操作涉及各個實驗的操作及細節問題，將問題制作成小紙條，由學生抽取，根據抽到的問題進行相對應的操作，老師全程進行觀察直到學生完成實驗操作并及時打出合理的分數。實驗教學的最終考核成績包含以上三方面的分數，最終總成績分為不合格（<60）、通過（60-70）、中等（70-80）、良好（80-90）、優秀（90-100）。對優秀的同學給予獎勵，其他同學進行鼓勵。此種方式多方面地對學生進行評測，相對公平、公正，真實的反映學生的真實水平。

2.4加強并完善實驗安全管理制度，提高學生的安全意識

2.4.1實驗室大環境的安全

實驗室是我們進行實驗教學的場所，建立合理安全的制度有利于規范學生的實驗行為，保證實驗人員的安全。完善實驗室安全準入制度和現有的安全管理體系，加強實驗教學規范操作，主要包括實驗教學安全操作、試劑管理、儀器的培訓和安全使用等規章制度，保證實驗室大環境的整潔，避免因雜亂出現碰撞導致事故發生[10]。經實驗教學改革，增加學生實踐操作的課程。將實驗教學中的資源進行合理性分配，設置專業實驗平臺和綜合實驗平臺，一方面實現實驗教學平臺的節約及合理化，另一方面避免出現實驗安全事故，維護師生人身和財產安全。

2.4.2實驗教學試劑管理規范

生物工程實驗教學中會接觸到一些危險的試劑，要定期進行排查，符合國家安全標準，及時貼標簽，避免因失誤而釀成嚴重后果。危險或有毒試劑使用之前需進行登記試劑名稱、用量、人員以及時間，切勿直接接觸，戴好手套、口罩等防護工具，提高安全防護意識。生物工程實驗教學中一些致病菌的存在會提高操作難度，稍有不慎就會造成人員感染，因此特定的操作要在特定的操作臺中進行實驗，注意安全操作。

2.4.3固液廢棄物的正確處理

學生做完實驗后的固液廢棄物未經分類直接倒入垃圾桶或水池中，一些廢液可能對人體造成危害，流入地下亦會對地下資源造成污染，甚至一些液體間會相互發生化學反應，存在安全隱患，加大安全事故的發生的幾率。因此，學生做完實驗后的固液廢棄物要進行分類收集，專業回收。

2.4.4消防設備的放置及學習安全教育知識

由于生物工程實驗室長時間存放一些易燃易爆的試劑和精密的儀器，為避免造成重大損失，公共區域以及各間實驗室需放置滅火器及消防栓等消防設備，并且針對不同設備配置不同的滅火器，維護師生和實驗室財產安全。實驗教學安全不僅需要大家配合，學校的安全教育宣傳力度也要增強，適當時間進行安全演練，一定程度上提高學生的應變能力，能夠恰當地給出安全對策，減少不必要的損失。近來生物科學與工程學院組織了實驗室安全知識在線學習及考試，首先需完成6個小時的學習，后可參加模擬考試（不限次、不占用考試次數），也可不參加模擬考試直接參加考試，每個考生可參加2次考試，考試題目100道，考試時間為90分鐘，系統自動記錄考生最高分作為最終成績。考試滿分為100分，合格成績為不低于90分。若本次成績不合格可繼續參加下次考試直至合格為止?？荚嚭细竦娜藛T在系統內獲取“實驗室安全考試合格證書”，自行保存或打印。該證書將作為同學們進入實驗室進行實驗課程學習以及后續開展實驗研究的通行證。

3結束語

通過分析高校在傳統實驗教學中存在的一些弊端，并以江西農業大學為例對實驗教學體系進行改革，考慮到生物工程要與時俱進，增加學生實踐的次數，由此重視學生在實驗教學中的安全問題。近年來，生物工程產業的迅猛發展，給生物工程專業的學生帶來很大的機遇，學校聯合企業加強對學生高素質的培養，提高學生的創新能力，為生物工程這一領域培育出更多優秀的人才，為就業和科研奠定良好的基礎。

參考文獻

[1]李莉梅,歐陽樂軍,韋明肯,等.基于OBE教育理念的生物工程專業教學改革探究[J].廣州化工,2017,45(3):126-128.

[2]陳玲.高校實驗室安全管理面臨的問題與對策[J].實驗室研究與探索,2017,36(1):283-286.

[3]王少莽,關媛.高?；瘜W實驗教學改革及實驗室安全管理對策初探[J].教育現代化,2019,6(92):140-141.

[4]楊東升,羅先群,李小麗.生物工程實驗教學改革探討[J].廣州化工,2020,48(24):183-185.

[5]廖潔丹,肖文,陳麗純.“以學生為中心”的教學改革與創新人才培養——以生物工程下游技術課程為例[J].教育現代化,2017,9(17):21-24.

[6]張慶華,肖小雙,郭曉燕,等.生物工程專業螺旋上升式實驗教學模式的探索[J].輕工科技,2020,36(3):157-159.

[7]劉瑾.基于OBE理念的《化工安全技術》教學改革實踐[J].廣州化工,2018,46(24):140-141.

[8]楊忠華,侯亞利,黃皓等.基于產業人才培養的生物工程專業實驗教學體系構建探索[J].化工高等教育,2017(2):32-35.

[9]閆浩,李小蓉.應用型人才培養的制藥工程有機化學實驗改革[J].廣州化工,2020,48(16):182-183.

[10]安雪姣,安衛娟,郭曉燕,等.實驗教學中安全管理體系的完善與實踐——以江西農業大學生物工程專業為例[J].輕工科技,2020,36(5):136-138.

作者:安衛娟 安雪姣 張慶華 李格 肖小雙 單位:江西農業大學生物科學與工程學院