验证性实验作为整个实验体系的衔接桥梁而存在,对核心实验项目进行整合后,依然可以选择性保留3~4个验证性实验,例如酵母细胞的固定化,溶菌酶的制备,阿司匹林肠溶片的含量测定等。综合性大实验周期长,不确定因素较多,难度也相对较大,而验证性实验相对于综合性实验来说,实验结果比较直观确定,未知影响因素较少,可以帮助学生理解理论知识并掌握一定的实验技术,同时了解实验基本思路建立的方法,帮助学生从成功的实验中树立信心。
在整合实验前期,我们做了初步尝试以探索其可行性,由教师与学生进行双向选择,最终由2014级、2015级、2016级生物制药专业15名学生和5位教师共同参与,以重组人干扰素的制备为综合性、设计性实验项目,开展实验教学。首先由学生以团队或个人形式查阅相关文献资料,提出整体设计方案,与带教老师讨论修改后确定最后的实验方案。这个过程能够让学生充分的体验“构思、设计、实施、运行(CDIO)”的整个环节。在此过程中,学生初步掌握了科学信息检索与整理归纳的能力,充分调动了学生的主观能动性,锻炼了学生的科研思维及设计能力。通过不同年级三个批次学生的实践与摸索,重组人干扰素的制备实验项目基本成型,学生认可度高,普遍认为这样的综合性实验项目比独立基础性实验项目的教学效果好,参与度高,对知识的系统性把握度高,得到了系统的实践锻炼。
2.2实验教学方式的改进①利用多媒体进行课堂教学,将关键的实验操作以线上视频的形式重复播放[4],在老师巡回指导的同时,方便学生反复学习,掌握要点。②采用线上线下混合式教学,利用多样化的自媒体方式加强与学生的课内外互动,包括e-教学平台、微课、专业网站、微信群等。③加强专业虚拟仿真实验平台建设,尽可能还原整个生物药物的研发生产过程,包括相关设备的内部构造以及参数调控等。这样的教学方式具有直观性、趣味性和可重复性,可有效提高教学质量和效果。④适当精简实验讲义的内容,只列出实验的关键试剂耗材与实验步骤,在授课过程中学会“放手”,加强引导,激发学生的逻辑思维能力与自主设计能力,充分调动学生在课堂上的参与性与主体性。⑤学生实验多以小组形式进行,每组人数限定为2~3人,这样既可以保证每位同学都能亲自进行实验操作,又能够锻炼学生的分工协作能力与团队合作精神。
2.3实验考核方式的改革传统的实验课考核模式主要以学生提交实验报告为主,报告内容单一,大同小异,难以帮助学生真正掌握实验内容。从考核方式上,我们采用多元化形式,首先对学生的报告内容及格式严格要求,将报告中对实验现象的观察、解释及数据处理、综合讨论分析作为考察评判重点[5],包括原始数据的记录与处理,实验现象的规范描述,实验结果的分析等[6],要求学生准确把握实验的重点及难点;其次在实验课程结束时开展知识竞赛或实验技能竞赛,作为实验考核的加分点,在提升学生活跃度的同时巩固教学效果。
目前,已有多门实验课增加了讨论课环节,由学生自由组合,3~4人为一组,通过查阅文献资料,集中讨论学习,推选一人介绍专业相关的最新进展或技术,其余学生以书面报告形式完成。调查分析显示,讨论课作为考核方式的一种,学生接受度高,认为有助于提升学习效果,在掌握现有实验技术的同时,可以学习前沿新知识新技术,拓展视野,开放思维。
3小结
生物制药专业作为应用性学科,实验教学改革举足轻重。针对我校生物制药专业实验教学中存在的问题,紧贴CDIO工程教育模式中“构思,设计,实施和运行”的理念[1],我们对实验内容及实验教学方式、考核方式进行了初步的改革,通过具体实践摸索,以上方法可运用于生物制药专业今后的实验教学中。我们以基因工程药物研发为主线,将课程有机结合,建立实用技能培训式实验—验证性实验—综合性实验—创新性实验的实验教学体系,增强专业技术的连贯性与系统性,增强学生的主体地位,最大程度地给予学生动手实践的机会,帮助学生进行探索式主动学习。利用多媒体、自媒体等多种平台,结合线上、线下相结合改进教学方式,对学生加强引导点拨,而不是填鸭式教学,提高教学质量。采用多样化的考核方式,巩固学习效果。在此过程中,教师常常要引导学生正确面对失败,耐心分析解决问题,明白科学研究不可能每次都是成功的,树立坚强而认真的科学精神。总之,通过一系列的改进与实施,使学生不仅能够掌握一定的专业知识与实验技能,更能具备发现问题、分析问题、解决问题的能力,从而真正成为具有良好的科学素养、较强的创新和实践能力的应用型人才。
参考文献
[1]李健,韩增胜,栗坤.围绕CDIO人才培养模式的基因工程课程教学改革[J].教育教学论坛,2019,11(14):143-144.
[2]魏娜.基因工程实验课程教学改革研究[J].科教文汇,2018,15(1):73-74.
[3]郑晟,武国凡,王娟,等“.生物技术制药综合实验”教学改革初探[J/CD].高校生物学教学研究(电子版),2019,9(1):45-48.
[4]李慧玲,程玉鹏,刘莉莉,等.生物技术制药实验教学方法初探[J].才智,2012,23:192.
[5]姚庆收,张秀丽,秦加阳,等.基于生物制药上、下游技术为一体的实验教学改革研究[J].卫生职业教育,2014,32:101-112.
[6]王舒宁,张阔,张旺倩,等.生物制药学实验教学之初探[J].药物生物技术,2018,25(2):157-159.
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