生物技术专业实践教学体制改进及实验室搭建

　　引 言
　　
　　生物科技的迅猛发展推动了席卷全球的绿色革命，以绿色产业为龙头的产业革命正在全世界范围内展开。为迎接这一革命浪潮的到来，从 20 世纪末期开始，全国很多高校都开办了生物技术专业（ 或生物工程专业） ,但办学水平却参差不齐，与学科定位和人才培养目标差距较大。导致这一结果的一个重要原因就是课程设置改革，尤其是实践教学体系改革及实验室建设的严重滞后。事实证明，要实现与国际接轨，使生物技术专业教育具有国际化趋势和中国特色，建立具有国际竞争能力的本科生教育体系，处理好学科发展与社会对人才需求的关系，必须进行包括实践教学体系改革及实验室建设在内的课程设置改革.

　　高等学校生物科学与工程教学指导委员会在《生物学科战略发展报告》中指出： “改革课程设置是适应新的专业设置，培养高质量基础性人才的关键”,但如何改革课程设置（ 包括理论教学和实践教学及实验室建设） ? 对于生物技术专业，课程设置改革的切入点在哪儿？ 等一系列的问题，都需要进一步研究和探索。

　　1 学生认知能力和地区资源的差异
　　
　　1. 1 学生认知能力和地区资源的趋异与“规范”要求的趋同
　　由于受历史、社会、经济、区域文化和政治等多种因素的影响，从中国的东部、中部到西部，全国各个高校之间，无论在办学环境、办学条件以及师资力量等地区资源和决定学生认知能力的学生生源等方面都有很大的差异，各高校间学生认知能力和地区资源的差异随处可见。

　　各高校间学生认知能力和地区资源的差异决定了各个高校办学的起点是不同的，但高等学校生物科学与工程教学指导委员会制定的“高等学校本科生物技术专业规范”（ 简称“规范”） 却规定了本专业的培养目标和人才培养规格,这意味着虽然全国各高校办学的起点不同，但最终办学的规格和要求是相同的。

　　要想从不同的办学起点开始实现相同的办学目标，达到相同的办学目的，就必须从各高校学生认知能力和地区资源的实际情况出发，因时、因地制宜地进行教学改革，尤其是实践教学体系改革及实验室建设。

　　只有这样才能保证各高校“个性”的基础上，实现“规范”所规定的“共性”,进而把“个性”和“共性”统一在各高校的“特性”之中.

　　1. 2 学生认知能力和地区资源的差异是我院实践教学体系改革及实验室建设的切入点
　　楚雄师范学院是位于云南省楚雄市内的一所新建的一般本科院校，2001 年才从原来的楚雄师专升为一所本科院校，学生中至少 80% 来自于本省。因为云南地处边疆，少数民族人口众多，云南基础教育的发展速度非常缓慢，加之长期的应试教育的结果，我院学生的基础较差，学习被动，学习方法死板，认知能力较弱。

　　他们要在短短 4 年的时间内，完成本专业的学习任务，达到本专业人才培养规格的要求，难度可想而知。

　　楚雄州作为彝族自治州，地区社会-经济-文化的发展水平还比较低，要全面地支撑起楚雄师范学院的飞速发展是非常困难的。这一切，对新建的生物技术专业（ 2004 年 9 月开始招生） 的教学改革和教学建设工作，尤其是实验室的建设和发展，都提出了更加严格的要求。

　　这就造成了： 一方面，由于云南基础教育的发展速度非常缓慢，楚雄州基础教育近年来还一直在走下坡路，地区社会-经济-文化-教育的发展水平还比较低，急需像楚雄师范学院这样的地方高校，为地区社会-经济-文化-教育的发展培养和输送大批的合格的高素质人才； 而另一方面，要使像楚雄师范学院这样的地方高校，能为地区社会-经济-文化-教育的发展培养和输送大批高素质人才，地区基础教育首先必须为地方高校培养和输送大批高素质的高中毕业生，这是高校培养合格高素质人才的基础和前提，同时，地区还必须为地方高校的发展提供足够的财力、物力和人力资源的支持。但现实却恰恰相反，地区基础教育不能为地方高校培养和输送大批高素质的高中毕业生，也无力为地方高校的发展提供足够的财力、物力和人力资源的支持，实验室的建设和发展困难重重。西部民族地区地方高校势单力薄，发展之路步履维艰。

　　因此，要想实现人才的低进高出，达到本专业人才培养规格的要求，为少数民族地区社会-经济-文化-教育的发展培养和输送大批合格的高素质人才，必须进行改革，而首当其冲的就是基于学生认知能力和地区资源基础上的实践教学体系改革及实验室建设。

　　实践证明，我校生物技术专业以学生认知能力和地区资源为突破口的实践教学体系改革及进行相关实验室建设的做法是成功的，为我校生物技术专业的可持续发展做出了重要贡献。

　　2 实践教学体系改革及实验室建设的探索与实践
　　
　　综上所述，考虑到“规范”对高校学生认知能力和地区资源的严峻挑战，我们从省、州、尤其是楚雄师范学院生物技术专业建设和发展的实际情况出发，在以下几个方面，大胆地进行了基于学生认知能力和地区资源基础上的生物技术专业实践教学体系改革及实验室建设的探索与实践.
　　
　　2. 1 普通生物学实验课程的解构
　　“规范”中的普通生物学课程，包括了“动物体的结构与功能、植物体的结构与功能、生物多样性与分类特征、生物的生殖与发育”四大知识领域。不少高校的生物技术专业人才培养方案中，就开设普通生物学一门课（ 必修课） ,其中，理论课 90 课时，实验课 54 课时，一些重点院校，甚至更少，理论课 54 课时，实验课36 课时。

　　我校生物技术专业 2004 年 9 月开始招生，普通生物学（ 必修课） 课程最初设计也是理论课 90 课时，实验课 54 课时，第二学期开课。但当首届学生（ 2004级） 进校后，我们发现，由于应试教育的结果，不少学生高中生物基础极差。为此，我们在 2004 级和 2005级的人才培养方案中，将普通生物学分解为植物生物学（ 必修课，第一学期开课） 和动物生物学（ 必修课，第二学期开课） 二门课，每门课的理论课 54 课时，实验课 36 课时。但从这两级学生考研和学生做毕业论文的情况来看，学生普遍吃亏在普通生物学部分的基础不够扎实，尤其是系统分类学部分和生理学部分。而从我们的师资力量来看，我们这二部分的师资力量都很强（ 由多名教授和博士及博士后执教） ,加之云南又有如此丰富的生物多样性资源，所以，我们从 2006 级开始到现在，将“规范”中的普通生物学一门课，分成了植物学（ 必修课，第一学期开课） 、动物学（ 必修课，第二学期开课） 、植物生理学（ 限选课，第六学期开课） 、动物生理学（ 限选课，第六学期开课） 四门课来上，每门课的理论课 54 课时，实验课 54 课时。结果，实验室的压力小了，学生学习起来感觉轻松多了，学生的普通生物学基础更扎实了，相关实验的动手能力更强了，学生考研和学生做毕业论文的情况都比前面2004 和 2005 级的学生好多了。我们基于我校学生认知能力和地区资源基础上的普通生物学实验课程的解构是正确的、成功的。

　　2. 2 普通生物化学实验课程的梳理
　　对于“规范”中的生物化学课程，很多高校的生物技术专业人才培养方案中，就开设普通生物化学一门课（ 必修课） ,其中，理论课 72 课时，实验课 36 课时，一些重点院校，课时甚至更少，理论课 54 课时，实验课18 课时。

　　我校在 2004 和 2005 生物技术班，采用的是 72 +36（ 理论课时 + 实验课时，必修课，第三学期开课） 的模式，但通过 2004 级和 2005 级教学实践后发现，所有学生基本上都没有听懂，教学以失败而告终。从 2006级开始，我们采取了分上、下二个学期（ 必修课，第三、第四学期开课） 开课，即生物化学Ⅰ和生物化学Ⅱ，每学期都采用 54 + 27（ 理论课时 + 实验课时） 的模式。

　　同时，把生物化学实验中，偏植物生理学和动物生理学部分的实验，放到植物生理学实验和动物生理学实验部分来上，而 2 门生理课中偏生态学部分的实验，则放在普通生态学实验部分来做。实践证明，这不仅有利于上课教师有一定的时间把有机化学课程（ 必修课，第二学期开课，为生物化学课程的预修课程） 和生物化学课程连接起来，而且也保证了学生有足够的时间消化和吸收所学知识。

　　结果发现绝大部分学生听得懂了，学生不再“恐惧”生物化学课了，不再害怕做生物化学实验了，生物化学实验课的负担减轻了，生物化学实验室的压力减小了，而且无论是理论课还是实验课，教师、学生都轻松了。学生考研时，不少学生敢选生物化学方向了，做毕业论文时，也敢进行该领域的研究了。实践证明，我们基于学生认知能力和地区资源基础上的对普通生物化学实验课程的梳理是成功的，保证了生物技术专业这门重要的专业基础课的教学质量，提升了我们的办学水平。

　　2. 3 分子生物学实验课程的构建
　　“规范”中的专业知识体系，没有把分子生物学的知识单元和知识点作为一门“大”课，或者说一大知识领域，明显地列举出来，而把它“分散”在生物化学和遗传学等课程的知识体系中，主要放在“生命的化学分子基础”这一知识领域。如此组合，作为知识点是讲到了，避免了课程与课程之间的重复，节省了授课时间，但问题是学生的学习效果并不好。从我校 2004 和2005 生物技术班的学生实践下来的结果来看，由于不开实验课，学生认知能力受到了极大的挑战，分子生物学对他们而言是那么的抽象和那么的难以理解。而且从生物化学到细胞生物学和分子生物学一直到最后的“四大工程”这一课程链来看，分子生物学，代表着生物学研究的一个全新时代的到来，有着承前启后、继往开来的作用，把它凸显出来，独立出来，对于学生的学习效果乃至毕业后的考研和他们对整个生物学学科的把握都有好处。

　　为此，从 2006 级开始，我们把分子生物学独立出来，为必修课，第六学期开课，并采用了 54 + 36（ 理论课时 + 实验课时） 的模式，我们这几年的教学实践证明这样的处理是正确的。教学的需要，也是培养合格人才的需要，更是学生认知能力的需要，推动了我校分子生物学实验室的建设和发展，在经费投入严重不足的情况下，师生共同努力，克服了重重困难，拉开了分子生物学实验的序幕。分子生物学实验开起来了，有了实验，有关的理论和技术不再抽象，学生听得懂了，在考研和做毕业论文时，都很轻松。基于我校学生认知能力和地区资源基础上的对分子生物学实验课程的构建是正确的。

　　2. 4 生态学实验项目的巧妙设计
　　对于生态学课程，最初设计是将其相关内容放在普通生物学一门课中，理论课 90 课时，实验课 54 课时，第二学期开课。但当首届学生（ 2004 级） 进校后，我们发现，由于应试教育的结果，不少学生高中生物基础极差。为此，我们在 2004 级和 2005 级的人才培养方案中，把生态学课程独立出来，为专业限选课，理论课 36 课时，由于实验室条件的限制，未开设实验课。但从 2004 级到 2006 级这三级学生后续课程的学习状况和他们最后考研及做毕业论文的情况来看，生态学实验部分是学生普遍吃亏的一个地方。

　　因此，从 2007 级到 2008 级，在学校对生态学实验室仪器设备的投资几乎为零的情况下，依然为专业限选课的生态学课程（ 课程名称为“普通生态学及实验”） ,除了开设了 36 课时的理论课外，还开设了 27课时的实验课，这是通过将生态学实验项目分解成了实验室内项目和野外实验项目二大部分后实现的（ 见表 1） .通过分解，27 课时的实验有 21 课时在野外---距离我校仅 15 min 路程（ 步行） 的楚雄西山森林公园内就可以直接进行，而无需过多的实验仪器和设备，公园内保护得非常好的亚热带常绿阔叶林为我们提供了丰富的实验资源和条件，实验室内仅剩下 6 课时的实验（ 见表 1） ,即“温度对生物的影响”和“盐分胁迫对生物的影响（ 选做实验） ”.这两个室内实验，我们都是用普遍学生都非常熟悉的泥鳅作为实验材料，也无需过多的实验仪器和设备，但实验结果明显，学生的实验非常成功。结果，学生考研和学生做毕业论文的情况都比前面 2004 到 2006 级的学生好多了，学生学习相关课程也感觉轻松多了，保证了学生专业知识结构的系统性和完整性。【表1】

　　
　　就这样，在学校对生态学实验室仪器设备的投资几乎为零的情况下，在准确把握地区资源和学生认知能力的基础上，我们克服了生态学实验室现有条件的限制，从“规范”出发，依据教学大纲，把室内实验和野外实验结合起来，巧妙构建实验项目，使生态学实验课从无到有，从根本上缓解了实验室压力，保证了实验教学质量，实现了我校生物技术专业生态学实验课程教学的可持续发展，为我校生物技术专业的建设和发展做出了应有的贡献。

　　3 结 语
　　
　　生物技术专业课程设置的改革，包括实践教学体系改革及实验室建设，最终都要落实在学生身上。在我国不同层次的高校之间，学生知识结构以及认知能力的差异，是非常大的，这是一个无论如何也不能忽视的问题。同时，各高校所在的地区，无论是自然环境，还是社会环境、经济环境和文化环境，也是大相径庭。

　　生物技术专业学科实践性强的特点，决定了生物技术专业实践教学体系改革及实验室建设对周边自然环境和社会、经济环境的依赖性很大，除此之外，生物技术专业实践课程的教学效果，还与学生认知能力的强弱有很大的关系。因此，只有在学生认知能力和地区资源的基础上，进行生物技术专业实践教学体系改革及实验室建设，因地制宜地建设和发展，才能真正实现生物技术专业课程设置改革的目标，达到本专业的培养目标和人才培养规格的要求。

　　本文从楚雄师范学院开办生物技术专业的一些经验和体会出发，结合“高等学校本科生物技术专业规范”的相关内容，以学生认知能力和地区资源为突破口，从对普通生物学实验课程的解构、普通生物化学实验课程的梳理、分子生物学实验课程的构建以及生态学实验项目的巧妙设计等多个方面入手，对生物技术专业实践教学体系改革及实验室建设进行了积极的探索与实践。多年的教学实践证明，只有在学生认知能力和地区资源的基础上，才能真正实现生物技术专业实践教学体系改革及实验室建设的目标。

　　综上所述，如何加快高校实践教学体系改革及实验室建设是中国高等教育改革的一个重点和难点，也是我国高等教育改革研究中的前沿性课题。要想真正实现与国际接轨，使生物技术专业教育具有国际化趋势和中国特色，建立具有国际竞争能力的本科生教育体系，处理好学科发展与社会对人才需求的关系，我们要做的工作还很多，还有很多我们必须注意到的、但还依然被我们忽略的细节和问题。本文所论述的学生认知能力和地区资源的差异，对生物技术专业实践教学体系改革及实验室建设的影响问题，只是这诸多问题中的一个，本文的研究只想取到一个抛砖引玉的作用。

　　
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