談科研創建設計性生物教學體系
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［摘要］為了提高《生物工程綜合實驗》課程的教學效益，更好地培養學生的實踐和創新能力，通過教學與創新科研相結合的方式構建了設計性、探究性的綜合實驗教學體系。實踐結果證明，改革后的教學體系有效提高了學生的綜合實踐能力，激發了學生的主動性和創新意識，符合培養創新性人才的教育目標。
高等院校是培養具有創新能力、獨立工作能力和實踐能力的人才的主要基地。綜合性實驗課程是本科教育的重要內容之一，是應用某一課程或多門課程的綜合知識獨立思考并完成實驗的技能和方法進行綜合訓練的過程，是提高學生實踐能力的重要途徑。生物工程綜合實驗是一門融合生物工程各種技術的綜合性專業課程，對培養創新和應用型的生物工程人才非常重要。我校生物工程專業開設的《生物工程綜合實驗》課程在以往的教學中存在一些弊端：（1）內容不能很好地融入目前先進的實驗技術；（2）教學以教師為主導，學生按部就班，缺乏創新意識和主動性。這樣的教學體系，雖然鍛煉了學生的動手能力，但是在培養學生綜合分析問題能力、充分激發學生的創新思維方面是遠遠不夠的。參考近年來不少學者提出的高校綜合實驗教學改革的經驗，從本校實際情況出發，我們對《生物工程綜合實驗》課程進行了一些改革。
一、結合生產實踐，拓展經典綜合實驗項目
經典綜合實驗項目包含了基本理論和操作，為了讓學生掌握生物工程專業的基本技能。但是往往不能很好地展現最新的實驗技術，使得教學內容與生產實踐不能很好地銜接。在經典的綜合實驗項目內容中增加一些目前生產過程中使用的技術，例如，在“谷氨酸發酵”這一經典實驗中增加了轉化谷氨酸生產γ-氨基丁酸的內容，對γ-氨基丁酸的測定需要涉及產物初步提取、衍生以及高效液相色譜梯度法測定，通過該項目的實踐，讓學生掌握了氨基酸及其衍生物的測定方法，并應用于今后的生產實踐中。
二、結合教師創新科研，衍生綜合實驗項目
充分利用湖州師范學院浙江省生物實驗教學示范中心的資源，通過結合教師的科研成果衍生出新的綜合實驗項目。例如：“重組大腸桿菌高密度發酵生產β-糖苷酶”這一實驗項目，是從教師科研衍生的綜合實驗項目。讓學生從重組菌表達條件、發酵工藝條件等方面入手，設計工藝優化方案來提高重組β-糖苷酶的產量。通過實驗，讓學生了解了基因工程菌高密度發酵的工藝調控。這種啟發式、設計式的綜合性實驗對激發學生的自主創新和分析問題、解決問題的能力具有顯著的促進作用。
三、結合大學生創新科研，構建探究性綜合實驗項目
根據本校的實驗條件，設計幾個綜合性實驗項目。在課程開設的前一個學期將內容發給學生，讓學生自主選擇實驗內容。以團隊合作的形式自主查閱文獻和設計實驗方案，通過提交可行性報告的形式由教研組教師進行審核。通過審核的實驗方案，由教師利用課余時間指導學生對實驗設計方案進行完善。對于在課程中能夠順利實施并取得較好結果的實驗內容，在課程結束后，根據學生的興趣拓展成大學生創新性科研項目。例如：“纖維素酶高產菌株發酵工藝優化”這個綜合實驗項目，學生組利用前期篩選獲得的纖維素酶高產菌株進行發酵并純化獲得纖維素酶，利用酵母菌進行同步酶解發酵浮萍纖維來生產單細胞蛋白。課程結束后申請“校級大學生創新創業訓練計劃”項目對不同的水生植物纖維同步酶解發酵工藝條件進行了優化，使單細胞蛋白的產量提高了9%。進一步申請了“浙江省大學生新苗人才計劃”項目，利用大腸桿菌大量表達重組纖維素酶，使發酵后單細胞蛋白的產量進一步提高了15%左右。在每3年重新制定教學大綱時，將這類順利完成的課題內容增加到綜合實驗內容中，豐富課程內容，同時也吸引更多的學生選擇這類開放式的綜合實驗設計項目。通過這種方式，調動學生參與綜合實驗項目的積極性，促進學生拓寬知識面，培養團隊合作精神，同時激發他們參與創新性科研的熱情和積極性。
四、結束語
改革后本課程的問卷調查結果顯示，通過結合創新科研使課程內容的設置更緊密地結合科研實際，94%以上的學生對改革后的教學方式和教學內容表示滿意。實踐證明，在這種設計性、探究性的教學體系中更能激發學生的學習興趣和創新思維。
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作者:于嵐 邵朝綱 姜葉琴 劉洋 孫來玉 朱淑穎 單位:湖州師范學院生命科學學院
