汪美凤,罗小芳,刘晓霞,王宗成,覃佐东

(湖南科技学院 化学与生物工程学院,湖南 永州 425199)

生物工程专业自2004年招收本科生以来，是湖南科技学院发展较快、师资力量较强的一支学科队伍，先后被确定为国家教育部第1类特色专业、国家综合改革试点专业、省“十二五”、“十三五”综合改革试点专业，拥有10余个省部级教学科研平台(项目)，其理论教学与实验教学已形成具有地方特色的教学模式，成为湖南省特色重点学科之一。尽管生物工程专业在教学上取得了一定的成效，但是对于如何建设生物工程专业综合性、研究型、创新性教学实验，如何通过实验教学，使学生掌握现代仪器设备的基本理论知识和实验操作及技能、了解生物工程专业中最新的实验技术手段和创新实验设计基础知识和设计思路是一个新的和重要的教学研究问题，尤其对于工科学生，培养其独立思考、综合分析、创新思维和能力十分重要[1-3]。

1 现状问题与对策研究分析

创新性实验是以问题和课题为核心的教学实验，依托大环境下新工科专业发展的需要及本校制定的生物工程专业本科人才培养方案，新增了创新性实验课程(2个学分，大三下学期开设)，即在学生完成了生物学等专业核心实验课程基础上开设，旨在调动学生的调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，逐渐掌握思考问题、解决问题的方法，提高其创新实践的能力、学生的科学素养及职业技能，为学生个人核心竞争力的形成创造条件[4]。

在生物工程专业本科综合创新性实验课程的建设过程中，应该融入马克思主义哲学基本原理，坚持探究以唯物论观点去解释生物工程中运用的现代分析技术和方法，以矛盾分析法去解决现代生物工程产业发展的关键问题的实验教学新理念，建立有利于培养本专业学生独立思考、综合分析、创新实践思维和能力实验教学体系[5]。创新性实验是传统核心基础实验的应用实践与升华，要求学生利用已学的专业理论知识及实验技能应用至创新性实验设计与实践上[6]。创新性实验课程遵循综合性、创新性和开放性原则，通过湘南特色资源的综合利用与实验设计相融合的教学方式，使学生了解和掌握生物学研究中的基本原理、方法和技能以及现代生物科学研究对本课程的需求[7-8]。

(1)综合性。结合生物工程学科的 "工程产业，应用技能与理论设计、创造融合互生，基础学科与工程技术交叉贯通"三大要素特点[9]，创新性实验的内容应包括产品特色原料的提取分离、工艺研究、产品制备等完整实验流程，体现实验的综合整体性及设计性，在巩固学生前期专业理论与实验基础知识的同时，又要培养和提高学生的实验设计、实验操作、文献查询及论文写作的能力。

(2)创新性。创新性实验内容需体现生命科学领域当前的发展热点和重点及地方特色优势。依托学院科研团队，总结凝练并提升团队科研技术与成果，将科研课题引入创新性实验教学，科研与教学共促进，教学推进科研，科研反哺支撑教学，从而实现科研与育人的有机衔接与良性互动，加快建成具有较强社会影响、办学特色鲜明的示范性生物工程品牌专业[10]。

(3)开放性。创新性实验教学模式相比传统基础实验教学模式更具主观能动性、开放性，学生由灌输式学习转为探究式学习。教师给定实验内容框架，学生以4人分组形式按小组进行实验，查文献资料后制定实验方案，进行可性行分析后开展实验。同时在实验教学过程中，在实验过程中小组各成员分工协作，保证每位同学都能掌握研究内容。同时开放性又体现在实验室的全开放，在实验教学过程中，要求学生除了掌握基本的操作技能外，实验室还做到全开放，为学生提供进行开放式、研究型、创新性研究的场所，学生可以个人或小组的形式根据自己所学知识、兴趣设计研究课题进行实验，撰写研究论文报告。通过开放式、研究型、创新性实验训练，不仅能培养学生的科学思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力，在一定程度上也培养了学生的团队协作精神。

2 创新性实验教学设计与探索

围绕本校的知识、技能、能力、素养四个维度人才培养方案，及专业与生物工程类产业、专业教学过程与生产过程、专业课程与职业教育、科研创新与教学“四个融合”的专业人才培养体系，创新性实验课程中提供多个具有地方特色的综合创新实验，形成了具有地方特色的产教研融合应用型创新性人才培养模式。

根据地方特色优势，专业培养需求等特点，创新性实验除了开设教师设计的教学实验外，学生还可以根据个人对生物理论基础知识的掌握情况、个人兴趣及教师的建议自主选择一些创新性实验。这些实验充分展现了新方法在教学创新改革中的应用，从而能更好地引导学生从基础的实验过渡到综合性与设计性实验，使学生通过自由设计实验训练掌握必须的专业实验技能，创新性实验名称见表1。

表1 创新性实验名称

创新性实验以项目课题的形式呈现给学生，具体的实施要求学生通过查询文献相关资料确定实验方案，由教师最后确定最佳实验方案。在整个实验过程中，学生为主要实验实施操作者，教师只给予辅助提示、点评，从而增强了学生的分析和解决问题、实际动手操作能力，且加深了学生与教师的交流与互动。在撰写实验报告上，创新性实验也有别于传统基础实验教学模式。传统的实验教学模式中，实验报告的书写要求是由教师统一规定，缺乏学生的发展及创造性，学生为应付式的学习。而创新性实验报告总结偏向于科研论文的形式，包括国内外研究现状、实验步骤、实验结果与分析、实验创新点总结。通过撰写科研论文格式的实验报告，可为学生日后走上工作岗位打下一定的科研论文书写基础。

3 教学效果评价

近3年来，生物工程专业在教学名师、实验和实践教学平台、大学生创新创业大赛等多个方面取得显著成效。学校每年组织综合创新性实验项目、实验与创新设计竞赛、创新创业大赛的申报，大学生参与实验课题及项目人数逐年递增，主持各类创新课题35项，且获全国大学生创新创业大赛银奖等省级以上奖励34项，其中国家级6项，如2019年获"互联网+"大学生创新创业比赛全国金奖一项。同时学生参与及发表的论文年均20余篇，参与申请的国家发明专利和实用新型专利20余项，27名学生考研深造，部分学生已成为单位骨干。

4 结语

在社会发展的大趋势下，高技术型科技人才越发成为众多高校和企业青睐的对象，因此加强本科生的科研实践能力是重中之重。建立创新性实验教学体系有利于推动本校实验教学资源的优化整合、开放共享利用，并有助于支撑生物类专业本科生的课外科技研究创新项目与毕业论文等工作，对提升大学生科技竞赛水平、科研能力及综合素质的整体提高有着重要的作用，因而引导大学生积极主动参与创新性实验十分必要。