生物化学实验分层次、模块化教学模式构建与探索

徐丹丹 付伟丽 彭慧娟 王芳 李兴霞 李斌  

.（内江师范学院，生命科学学院，四川 内江 64100）

[摘  要]根据专业人才培养目标要求，对生物化学实验课程教学体系进行了改革，构建了“层次化、模块化”实验教学体系，制定了“网状”实验教学模式。实践证明：这种实验教学体系和教学模式能够提高学生的科研创新能力、市场竞争力和创业水平，符合人才培养目标的要求。

[关键词]分层式、模块化教学模式；教学改革与探索；生物化学实验

[基金项目]内江师范学院校级教改项目（JG201830-418）；四川省2018-2020年高等教育人才培养质量和教学改革项目（SJJG2018-12-59）；四川省教育厅本科教学工程项目（14J001）

[作者简介]徐丹丹（1986-），女，新疆昌吉人，硕士，实验师，主要从事生物化学实验教学研究；

[通讯作者]李斌（1981-），男，河南信阳人，博士，教授，研究方向：水生生物学；

高等教育是国家民族发展的基石，也是保证社会公平的重要机制。我国高等教育已从规模扩张转向高质量人才培养的关键时期^[1]。生物化学是所有涉猎生命科学领域学生的一门必修的公共基础课程，同时又是一门实验性和应用性很强的学科^[2]。目前，普通本科院校基础生物化学实验课程依旧存在以下主要问题。1.不同专业方向培养定位和教学内容缺乏针对性和创新性；2.教学方法和模式较为单一，忽视了对学生自主学习、独立思考和主观能动能力的培养；3.教学形式的大班化，忽视了不同生源质量（普高/高职）和不同就业取向（就业、创新创业、深造）的学生对学习需求的差异性。为适应新时代新形式下高质量人才培养需求，基于“因材施教”的教育理念，以内江师范学院为例，通过近5年的不断探索，教学团队提出了“生物化学实验分层次、模块化教学模式”，通过对生物科学、生物技术、水产养殖学三大模块的分层教学，为就业型、创新创业型和深造型（科研型）人才培养探索出新的思路和方法。

1 分层次、模块化生物化学实验教学体系构建

1.1 多层次生物化学实验教学体系的构建

依据学生生源和就业取向的不同，并基于“基础性（验证性）、综合性、实用性和创新性”的原则对生物化学实验教学内容和项目进行了分层设置。共设置了基础性（验证型）实验、综合型实验、设计型实验和创新探索型四个层次的实验内容。

验证型实验是第一次层次的实验，主要包括基本操作、原理验证和技能培训等内容，是每个专业（生物科学、生物技术和水产养殖学）学生都必须完成的基础实验，在考核上更加侧重仪器、设备操作的规范性。第二层次的实验是综合型实验，主要包括三个不同专业的专业实验和综合实验，属于必修的实验内容。设计型实验是第三层次的实验。教师结合不同专业特点和人才培养目标给出了实验选题并提供实验思路，学生通过资料查询独立设计实验方案，待指导老师审核通过后独立完成实验数据的测定和处理。每个专业的设计型题目在2-4个，重点培养学生的独立设计和操作能力。创新探索型实验是最高层次的实验，也是第四层次实验。创新探索型实验主要针对科学研究、创新创业类学生等开设的实验项目，对学生知识储备和能力要求很高，主要内容是大学生创新创业训练实验设计项目、参与教师科研项目、大学生科研立项项目和实验教学基地委托的开发或应用型项目等。

1.2 模块化教学模式的构建

模块化教学模式起源于德国，是指一个专业内单一的教学活动组合成主题式教学单元，其目的是提高教学过程和考核内容的透明度，从而提高整个学习的灵活性^[3]。将生物科学、生物技术和水产养殖学专业设置为三个模块，围绕学生的培养目标，将课程体系进行调整，使教学环境和教学内容及其评价体系方面的构建始终贯穿于人才培养这一过程中^[4]。本文把生物化学实验项目设置成不同的模块，不同模块用于不同专业。生物科学专业（普高生源）基础相对好，参加大学生创新训练项目和研究生入学考试（深造类）的比例高。因此在实验项目设置上增加第三层次和第四层次的实验项目比例（合计60%），加强培养学生的科学探索和创新能力。生物技术专业（职高生源），基础相对弱，毕业进入生物科技公司的学生比例较高，在实验项目设置上增加了第一层次的实验项目（50%），注重对学生基本技能和仪器操作规范的培养。水产养殖专业（高职生源），就业进入水产养殖公司和自己创业的学生比例较高，在实验设置上增加第二和第三层次的实验项目比例（60%），培养学生实验设计和分析能力，用于解决生产中的实际问题。

2“网状”生物化学实验教学模式构建

科学的实验教学体系能有效提高教学内容的可操作性和适用性。根据不同专业人才培养目标，并结合生物化学实验课程体系，教学团队在该课程的教学内容和实验项目安排及实验室功能设置方面进行了一些列的改革探索，初步建成了以“三个”实验教学模块、“二个”功能类型的实验室和“四个”层次的实验项目的“网状”实验教学模式用于支撑不同专业的人才培养目标（图1）。

图1 “网状”实验教学模式

2.1 “三个”实验教学模块

   根据不同专业人才培养目标对生物化学实验的具体要求，把生物化学实验分为生物科学专业模块、生物技术专业模块和水产养殖学专业模块，模块中设置了不同层次和不同难度的实验项目（见图1），并结合不同专业学生生源和毕业取向的差异性设置不同层次实验项目的比例。

2.2 “二个”功能类型的实验室

拓展实验室功能，实现资源共享。在生物化学实验室建设上，依据实验内容设置的异同，将实验室分为基础实验室和多功能综合生化实验室两种类型。基础实验室主要开设基础生化实验（包括专业基础实验）；多功能综合生化实验室开设专业实验、综合实验、创新探索实验和大学生创新项目实验设计等。在运行机制方面，实验室实施预约式开放运行模式。

2.3 “四个”层次的实验项目

    在四个层次的实验项目中，前三个实验项目是3个专业都要开设的实验内容，但不同专业实验项目开始比例不同。创新探索型实验主要针对基础较好，有继续深造意向和研究爱好的学生开设的实验项目。

3 生物化学实验分层次、模块化教学模式实施效果

培养具有创新意识和创业能力的应用型科研人才是教学的重要任务，把市场需求与人才培养相结合，才能使应用型本科院校大毕业生在市场具有竞争优势^[5]。在生物化学实验的教学过程中，教学团队依据不同专业人才培养的目标要求，把实验教学与教师科研及学生科研创新有机结合。首先在生物化学实验课程体系中增加了创新探索实验项目，突出了实验课的层次性，为学生考研（从事科研活动）和部分科研爱好者设置了创新创业训练项目、大学生科研立项、“创青春”竞赛和参与教师科研等项目。同时，对实验项目的来源和内容进行了梳理与规划。

将生物化学实验的分层次、模块化教学与学院实施的深造类、就业类和创新创业类的人才培养目标相结合，取得了一定的改革成效。近5年来，学生以生物化学实验理论和实验室平台为基础申报的大学生创新创业训练项目和科研立项项目累计超过了80项；学生发表学术论文（第一作者或参与作者）50余篇，先后参加了“创青春”、“生物与环境科技创新大赛”、“挑战杯”等各项比赛，并多次获得优异成绩；特别是生物技术专业张春萍同学的“猴头菇驯化选育及家庭栽培模式”项目获得国家级“创青春”铜奖。科研项目和竞赛激发了学生的科研兴趣，有效培养了学生的创新探索能力，提高了学生的综合素养。近年来生物化学方向的研究生报考比例呈现了逐年递增的趋势；毕业生一次性就业率达到了87%以上；自主创业正在“成为时尚”。2015级水产养殖学专业徐桂林创立的“蜀洋水产科技公司”成为学校的大学生自主创业的成功典范。这些统计数据表明，生物化学实验分层次、模块化的教学改革已经初现成效，后续团队将继续加强该课程的教学改革，力争取得更多成效。

4 结论

将“因材施教”这一传统教学理念在新时代新形势下创新应用。在生物化学实验课程体系的改革中，以模块化区分不同专业的学生群体，分层次区分不同生源和就业取向的教学对象；通过“网状”实验教学模式满足科研类（深造类）、就业类和创新创业类教学对象的学习需求，以达到各个层次分头并进的教学效果。实践证明：这种实验教学体系和教学模式可以提高学生的科研创新能力、市场竞争力和创业水平，符合人才培养目标的要求。教学改革一直在路上，本团队将继续加强生物化学实验课程的教学改革，努力为社会培养更多高水平人才。

                                    [参考文献]

[1] 刘敏, 冯清.武汉市某大学医学基础化学模块化、分层次教学模式研究与实践[J]. 医学与社会, 2018, 031(012):79-82.

[2] 胡晓倩, 陈来同. 生物化学实验教学改革实践与思考[J]. 实验室研究与探索, 2006, 25(8):960-962.

[3] 魏银萍, 周小萍. 高职生物化学模块化学习模式探讨[J]. 中国教育技术装备, 2018, 000(014):83-85.   

[4] 徐理勤, 赵东福, 顾建民. 从德国汉诺威应用科学大学模块化教学改革看学生能力的培养[J]. 高教探索, 2008, 000(003):70-72.

[5] 刘敏, 党永岩, 牛延宁, 等. 学生自主式生物化学实验教学改革的尝试[J]. 实验室研究与探索, 2010, 29(6):146-148.   

The Construction and exploration of Hierarchical and modular teaching model of Biochemistry experiment

XU Dan-dan, FU Wei-li, PENG Hui-juan, WANG Fang, LI Xing-xia, LI Bin

(School of Life Sciences, Neijiang Normal University, Neijiang 641100, China)

Abstract: The experimental teaching systems of biochemistry experiment was reformed according to the talents cultivation objective. The experimental teaching system of hierarchical and modular teaching model.is constructed, and the "network" experimental teaching mode is formulated. The results show that the experimental teaching system and teaching mode could improve the students' scientific research innovation ability, market competitiveness and entrepreneurship level, and meet the requirements of the talent training objectives.

Keywords: Hierarchical and modular teaching model;Teaching reform and exploration; Biochemistry experiment