生物技術科研訓練實踐教學分析范文

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《中國教育改革和發(fā)展綱要》中明確指出：在教育教學中加強實踐環(huán)節(jié)的教學和訓練，與社會實際工作部門合作培養(yǎng)并促進教學、科研和生產(chǎn)三者的結合與發(fā)展，將實踐教學與實踐基地相結合培養(yǎng)社會人才［1］。實踐教學是高等教育的核心［2］，是學生牢固理論知識，增強動手能力，提升專業(yè)素質的有效途徑［3］，優(yōu)質的實踐教學平臺是實施高效實踐教學的根底。**農(nóng)業(yè)大學生命科學技術學院組建于20**年，長期以來生物技術專業(yè)因實踐教學不扎實導致學生考研復試成績差、就業(yè)率低，無法到達適應社會需求的高素質人才培養(yǎng)目標。大學生科研訓練計劃［4］是為適應高等學校教育教學改革，根據(jù)學校人才培養(yǎng)目標要求，提倡學生自主學習、自主創(chuàng)新，提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，造就出符合時代要求的高素質創(chuàng)新型人才而制定的一項教學改革措施［5］，是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題和開展知識創(chuàng)新的主要途徑，是實現(xiàn)教學、科研與社會實踐相結合的訓練過程。本專業(yè)課程組結合生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標及農(nóng)業(yè)院校課程特點，提出基于科研項目驅動的生物技術專業(yè)大學生科研訓練教學模式，即以學生為主體，結合本科生導師制基于教師科研項目驅動而開展教學，建立大學生“項目申請→項目實施→項目中期檢查→項目結題報告撰寫及答辯”的大學生科研訓練綜合評價機制。教學實踐證明，該模式對提高農(nóng)業(yè)院校學生專業(yè)素質具有良好效果，可供相關院校借鑒。

1、生物技術專業(yè)傳統(tǒng)實踐教學中存在的問題

生物技術專業(yè)實踐操作性強，傳統(tǒng)實踐教學存在諸多問題，主要有以下幾個方面：

1.1課程實驗教學內容滯后

生命科學發(fā)展日新月異，生物技術方法更新迅速，課程實驗教材經(jīng)過編寫出版等過程，作為教材使用時通常內容滯后，不能緊跟生物技術領域的快速發(fā)展。因此，課程實驗內容僅僅是以學生了解某種實驗技術或對某個理論開展實驗驗證為出發(fā)點，通常是一些基本方法及常用技術，如DNA的提取、ＲNA的提取等，各個實驗孤立，這些實驗雖然可培養(yǎng)學生動手能力，是學生實踐教學中必須掌握的技能，但是學生在操作時通常是機械地按照實驗步驟操作，缺乏對知識系統(tǒng)理解和整體認識及創(chuàng)新性，不能提高學生思考問題的能力。

1.2學生不能獲得理想的實驗結果

生物技術課程實驗通常是以班級為單位開展開設，每個大組為30人，每小組2人，每次實驗為2－4個學時。分子生物學、基因工程等實驗技術對操作環(huán)境要求較高，且要求操作者具有分子實驗操作的經(jīng)驗才可獲得實驗結果。如植物組織ＲNA提取實驗，如果提取環(huán)境人數(shù)較多，則環(huán)境中存在大量ＲNA酶會將ＲNA降解，即使有經(jīng)驗的操作者使用高效的試劑盒也無法提?。襈A，我們曾嘗試將該實驗的大組人數(shù)降至10人，每小組為1人，但因學生在實驗操作時無經(jīng)驗仍無法得到實驗結果，學生在辛苦4小時后卻得不到實驗結果，大大降低了學生做實驗的興趣，且無法掌握該基本技能。使得實驗只是趨于形式，而無法提升學生實踐技能。分子實驗通常都是微觀實驗，要到達提升實踐技能的目的必須重復多次，才能在失敗中總結經(jīng)驗獲得成功，本科生人數(shù)眾多與有限實驗資源之間的矛盾無法做到使每位學生的實驗技能都得到提升。

1.3部分理論內容無相應實驗課程開設

生物技術專業(yè)專業(yè)課理論知識抽象，學生普遍的學習方法是死記硬背，其原因是部分理論知識并無相應的實驗課開設，導致學生不能完全理解應用理論知識，只能通過強行記憶應付考試，例如基因工程課程中理論課講述了分子雜交Southern雜交的方法及應用，但是課程實驗中受經(jīng)費及實驗條件限制無法開設該實驗，學生無法真正理解其過程和技能，即便獲得高分數(shù)，但并未掌握其方法。導致考研時初試成績雖高，但因復試成績低不被錄取，嚴重打擊了本專業(yè)學生的學習積極性。

1.4實踐教學經(jīng)費缺陷、無優(yōu)質實踐教學平臺

本科生人數(shù)多，所需實驗試劑、耗材及器具用量大，且無實踐經(jīng)驗，實驗操作浪費大，加之生物技術實驗所需試劑耗材費用昂貴，實驗設備精細且價格貴，使得生物技術專業(yè)本科生的實踐教學花費很大，因此本專業(yè)實驗課開設花費較農(nóng)業(yè)院校其他專業(yè)高很多，實踐教學下?lián)芙?jīng)費的缺陷嚴重制約了該專業(yè)實踐教學的實施。另外，雖然近年來教學實驗場所面積增大，但用于實驗教學的儀器明顯缺陷，實踐課中學生需要排隊等待儀器使用，不能給學生提供優(yōu)質的實驗平臺。近年來，學校鼓勵學生申請大學生科研訓練項目，以期通過大學生科研訓練項目提高學生實際操作技能，這在一定程度上提高了學生對科學研究的認識，但是因為每個項目3－5個學生，每年的研究經(jīng)費共計800元，科研訓練小組利用800元只能設計一些簡單的小實驗，如種子發(fā)芽實驗等，在實驗過程中無法到達提高每位學生實際操作能力的目的，學生實施科研訓練只是以獲得1個學分為最終目的，背離了學校設置科研訓練的真正意義。

1.5實踐教學基地無法有效支持實踐教學

近年來，雖然建立了多個教學實踐基地，但現(xiàn)有的教學實踐基地均為與小型企業(yè)聯(lián)合而建，生物技術企業(yè)考慮到自身企業(yè)效益無法提供大量學生親自操作實踐的時機，本科生在實踐教學基地通常是走馬觀花，只能開展認知而非實際操作，并未提升操作技能。綜合上述原因，現(xiàn)有生物技術專業(yè)實踐教學模式培養(yǎng)的學生專業(yè)素質低，不能到達應用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，學生考研和就業(yè)受阻，畢業(yè)時部分學生怨聲載道，并將這種不良情緒傳染給低年級學生，形成不良學風，嚴重影響了本專業(yè)學科發(fā)展，因此生物技術專業(yè)實踐教學改革已刻不容緩、勢在必行。

2、基于科研項目驅動的大學生科研訓練教學模式實踐

就此現(xiàn)狀，短期內獲得大量的教學實踐經(jīng)費滿足學生需求無法實現(xiàn)?；谝陨显颍緦I(yè)課程組依托教師科研項目，結合本科生導師制，提出基于科研項目驅動的生物技術專業(yè)大學生科研訓練教學模式。教師科研項目所用實驗方法和技術通常和生物技術發(fā)展與時俱進，具有較為先進的技術手段，且經(jīng)費相對充裕，實驗儀器充足，實驗平臺完善，將教師科研與學生實踐教學相結合則可以填補實踐教學中的缺陷，有效提升學生專業(yè)素質。20**年開始課程組老師開始嘗試此種實踐教學方法，20**年正式啟動該種實踐教學模式即以學生為主體，結合本科生導師制，依托導師科研項目，指導大學生獨立完成大學生科研訓練項目過程：“項目申報→項目實施→項目中期檢查→項目結題報告撰寫及答辯”。其過程主要有以下幾個方面：

（1）每位課程組教師指導二年級3－5名本科生，即本科生導師制，指導教師依托自己的.科研項目，讓本科生參加導師科研課題組的會議及學術報告，協(xié)助導師所帶研究生開展實驗操作，半年之后，學生對科學研究有深度認知。

（2）學生根據(jù)導師科研項目內容，及前期認知，查詢整理文獻，結合自身知識系統(tǒng)尋找感興趣的科學問題，與導師及研究生討論確定研究內容，該3－5名本科生為一個小科研團隊撰寫“大學生科研訓練計劃項目申報書”。

（3）進入三年級，該團隊在教師科研平臺實施“大學生科研訓練計劃項目”，團隊成員各有分工、互相合作，期間和導師及研究生積極討論項目實施中遇到的問題，同時參與導師科研團隊的學術活動，在此過程中學生為得到理想的實驗結果需要不斷地重復實驗，例如植物ＲNA提取，雖然課程實驗中已開設，但是學生并沒有時機重復多次提升技能獲得結果，并未掌握具體技能，而在科研訓練過程中，學生必須獲得高質量的植物ＲNA才能繼續(xù)后續(xù)的cDNA合成及PCＲ擴增，因此學生通常在第一次提取失敗后和研究生溝通交流吸取經(jīng)驗再重復實驗，失敗多次后最終獲得成功，在這個過程中學生真正掌握了該實驗技能。

（4）在導師指導下總結階段性研究結果，撰寫項目“中期報告”，制作中期答辯幻燈片，開展中期答辯，傳統(tǒng)的教學模式下本科生雖然開設科技論文撰寫課程，但是該課程只是開展理論講述，學生雖然掌握了科技文章的組成部分及寫作方法，但幾乎沒有實戰(zhàn)經(jīng)驗，而在此科研訓練過程中學生根據(jù)自己的研究目的和結果撰寫科技報告，是一次有效的訓練。

（5）根據(jù)中期答辯專家建議進一步完善實驗，獲得實驗結果。

（6）在導師指導下利用統(tǒng)計方法分析實驗數(shù)據(jù)，撰寫結題報告，制作答辯幻燈片，開展結題答辯，傳統(tǒng)教學模式中已開設實驗統(tǒng)計方法課程，學生對實驗統(tǒng)計及計算方法已有掌握，但是并未做到真正應用，而科研訓練的數(shù)據(jù)分析過程需要分析大量數(shù)據(jù)，應用各種統(tǒng)計分析軟件，是對實驗統(tǒng)計方法的有效應用，加強了學生對數(shù)學統(tǒng)計方法的掌握。

整個科研訓練過程是在導師的指導下學生自主完成，教師啟發(fā)引導學生獨立開展工作，發(fā)揮學生的主動創(chuàng)造精神，在這個過程中學生掌握了科學研究的流程，同時學習了科研申報書、中期報告和結題報告的撰寫方法，另外通過中期和結題2次匯報答辯使學生掌握了制作科研幻燈片的方法、鍛煉了語言表達能力及個人展示能力，掌握了數(shù)學統(tǒng)計方法在具體科研實踐中的應用，最重要的是學生依靠導師科研項目經(jīng)費資助及借助科研平臺開展了一年多的具體實踐，充分有效地提升了自身專業(yè)素質，在此過程中，部分學生還將實驗結果發(fā)表，激發(fā)了濃厚的學習興趣和熱情，為今后攻讀研究生和就業(yè)打下了良好根底。

3、改革后的實踐教學效

果經(jīng)過5年的實踐，基于科研項目驅動的生物技術類大學生科研訓練實踐教學模式取得了顯著成果，具體表達在以下幾個方面：

3.1學生專業(yè)素質提升

與單純開展大學生科研訓練項目的學生相比，依托教師科研項目的大學生科研訓練項目研究內容充實，學生參與實踐的時間長，使用各種精細儀器技能嫻熟，各項實驗技能完全掌握，能熟練運用所學理論知識解決實際問題，邏輯思維能力得到提升，實驗結果可靠，且具有一定的理論價值及實際意義。部分項目結題后，學生發(fā)表了科技論文，獲得“挑戰(zhàn)杯”大賽等獎項，激發(fā)了學生從事科研工作的興趣。在做畢業(yè)實習論文時，這部分學生通常能快速高質量地完成畢業(yè)論文，其畢業(yè)論文常常被評為校級優(yōu)秀論文。

3.2學生考研率提高

和未參加大學生科研訓練的學生相比，參與教師科研的學生在研究生復試時表現(xiàn)較佳，復試成績高。20**年以前，學生在報考外校研究生尤其是211及985高校時，雖然取得了較好的初試成績，但是在復試筆試時遇到的一些具體實踐操作題目，學生無從答起，在面試時部分學生語言表達能力弱、自信心缺陷，對生物技術相關的實踐操作不清楚，導致復試成績低而最終不能被錄取，嚴重打擊了學生學習的積極性，并且給低年級學生帶來消極影響。通過教師科研項目驅動下的大學生科研訓練實踐教學模式的實施，學生在復試時自信心明顯增加，針對復試時的各種實驗實踐操作問題能清楚答復，面試時能展現(xiàn)出較為敏捷的科研思維，復試成績高，部分同學即使初試成績不是很高，而因有較強的實踐經(jīng)驗也被211、985高校及中科院研究生院錄取，給低年級學生樹立了信心，學習風氣明顯改善，形成了良性循環(huán)。

3.3學生就業(yè)率增加

本課程組教師指導的學生近兩年就業(yè)率到達100%，未考取研究生的學生均全部就業(yè)。通過長期扎實的科研訓練，學生專業(yè)素質提升，在就業(yè)面試時獲得較好的成績，在工作實習期間能較快適應工作要求，用人單位較滿意，為學校樹立了良好的形象，為低年級學生開拓了更為廣闊的就業(yè)時機。

3.4有助于學生心理安康發(fā)展

學生在參與教師科研、完成大學生科研訓練的過程中，是以3－5人為一組的團隊形式開展的，學生需要和導師、研究生、團隊成員間互相交流，實驗實施在課后開展，充分占用了學生課余時間。自實施該模式以來，學生課后沉迷于網(wǎng)絡游戲的現(xiàn)象減少，和導師交流的次數(shù)明顯增多，導師可及時關注學生思想變化開展教誨，和研究生及同學討論實驗的次數(shù)增多，參加學術交流的時機增加，語言表達能力及個人展示能力均有所提升，學生自信心增強，社會交往能力加強，和導師及同學均建立了良好的關系，有助于學生心理安康發(fā)展。

3.5有助于學生較早開展職業(yè)生涯規(guī)劃

在實施該實踐教學模式的過程中，課程組教師和許多大學生交流發(fā)現(xiàn)其中普遍存在學生對自身未來規(guī)劃迷茫的現(xiàn)象，盲目跟風，其他同學申請科研訓練就申請，其他同學復習考研也就準備考研……，學生并無明確的學習目標，其原因是學生并不知自己的興趣點及特長何在。實施該種實踐教學模式后，大學生能較早地嘗試生物技術科學實驗帶來的成就感及挫敗感，體會科研工作的艱辛，幫助學生較早找到自己的興趣點所在，較早地確定未來考研究生的研究方向及工作方向，科研訓練結束后，長達1－2年的科研熏陶，部分起初抱著混學分心態(tài)的學生反而喜歡了生物技術實驗，考取了985高校的研究生，部分起初想考分子生物學研究方向的學生最后改變了想法改為作物栽培學，也有部分學生經(jīng)歷了科研訓練后放棄最初的考研計劃決定進入公司實習早日適應工作環(huán)境，每位學生在實踐中重新認識自己，較早地對自己未來職業(yè)開展規(guī)劃。

4、結語

大學生科研訓練是高校生物技術專業(yè)實踐教學的重要組成部分，是理論與實踐密切結合的重要手段，而基于教師科研項目驅動的科研訓練實踐則是培養(yǎng)和提高學生實際操作能力、獨立分析與解決問題能力、綜合應用能力、科學研究能力的有效途徑，相對于理論教學與課程實踐課具有更強的實踐性、直觀性、綜合性與創(chuàng)新性，在加強學生的素質教育和培養(yǎng)創(chuàng)新能力