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1.生物化学实验教学投入不够:
湖南理工学院生物工程专业为2005年新设专业,一切从零开始,实验设备不够,无法满足现代生物化学实验教学要求。实验设备台套数不够,限制了学生单独操作实验设备的可能,例如层析系统、常压色谱仪和高效液相色谱仪各一台,很难让每位学生单独操作。
2.生物化学实验教学内容陈旧:
由于生物化学实验教学经费投入有限,生物化学实验设备单一,导致生物化学实验内容设置只能以验证性实验为主。比如运用分光光度计测定物质的含量,设置的内容太多,几乎一半实验均需要使用分光光度计。这样的实验内容设置,根本无法满足学生对生物化学基本理论、基本概念的理解,更谈不上能力的培养。
3.教学过程中学生参与性不强:
实验前预备室教师做好一切准备工作。课堂上实验教师先召集学生讲解操作步骤等等。然后学生按照实验教师的讲解一步一步完成实验内容。实验完成后,教师指导学生处理实验结果,分析实验问题。一切均由实验指导教师包办。学生不用思考,只需要机械地完成一切,久而久之,学生不再思考,更谈不上在实验过程中发现问题和解决问题。如此教学方式,必将影响学生对实验课的兴趣,不利于学生能力的培养。
二、生物化学实验教学改革内容。
针对上述问题,湖南理工学院在多方面采取对策,对生物化学实验教学进行了改革,具体改革内容如下:
1.加大生物化学实验教学投入。
加强实验室基本建设,首先从实验场地建设入手,学校加大实验场地建设,为生物工程专业建设了大量实验室,保证了实验教学场地,目前建立了包括生物化学实验分室在内的大量实验分室。在进行场地建设的同时,连续多年对生物化学实验教学仪器进行投入,购置了包括5台液相色谱仪在内的大量实验教学仪器,使生物化学实验教学内容改革成为可能。近几年来,湖南理工学院不仅在实验室硬件建设方面增加了财力投入,同时在实验室人员配置上也投入人力,把教学能力强的教师配置到实验教学上,把实验教学放在一个前所没有的高度进行建设。
2.改革生物化学实验教学内容。
生物工程专业在改革前生物化学实验40学时,实验内容主要以验证性实验为主。通过改革,把生物化学实验从40学时调整为96学时,把实验教学内容将生物化学实验调整为以验证性实验为基础,以综合性实验和设计性实验为主要教学内容,重点突出综合性实验和设计性实验的实验教学内容设置,以此为基础进行生物化学实验教学。结合教师专业方向特点,我们在生物化学综合性和设计性实验设置上主要以生物大分子的分离提纯与活性测定为主。事实证明,综合性和设计性实验的开设,激发了学生的学习与研究热情,越来越多的学生主动申请进入教师课题组从事科学研究工作。考虑到学生的学习热情,我们在改革生物化学实验教学内容的同时,结合学院每位教师的科研工作,开设了生物化学创新性实验,以期学生获得进一步提高。比如2011级生物工程专业生物活性镇痛肽的合成与活性研究课题小组,在该文作者的指导下,通过Fmoc固相多肽合成、高效液相色谱纯化、复性体系二硫键形成等方式合成生物活性多肽,将活性多肽在动物模型上进行镇痛活性研究,发现合成的镇痛多肽在动物模型中具有良好的镇痛活性,该实验结果通过该文作者整理,发表在SCI杂志“Protein&PeptideLetter”杂志上。通过创新性实验开设,学生解决问题的能力越来越强。为本科生将来进入实验室从事研究工作实现无缝对接打下了坚实基础。
3.改革生物化学实验教学方式。
传统生物化学实验教学由教师主导,学生被动接受,学生缺乏主观能动性,缺乏参与性。目前我们通过改革,将教师从主导地位改为从属地位,而学生则从从属地位变为主导地位,教师只安排实验项目,也就是出题。学生则从实验设计、实验准备、实验过程到实验结果分析全部自己解决,并且每次实验完成后学生均应该能够提出问题,教师则和学生探讨实验问题,学生的实验操作技能和实验成功率得到了极大提高。同时也使学生了解了一个实验的全部内容,为学生研究性学习,为学生将来进入社会参与工作或者将来从事研究工作打下坚实基础。
4.改革生物化学实验考核方式。
针对传统生物化学实验只注重实验理论考试和期末实验考试的做法,湖南理工学院采用全程考核的方式对生物化学实验进行全程考核,也就是实验的全过程都是考核过程。对每位学生生物化学实验成绩的评定,采用平时实验成绩、实验报告和实验考试成绩相结合的办法。平时实验成绩占比50%,平时实验成绩根据每位学生每次实验的准备情况,实验过程中各种仪器设备操作规范性,实验结果的准确性,甚至包括实验过程中试剂称量、溶液配制等实验习惯性动作进行综合评定,每次实验完成现场给出平时成绩;实验报告占比20%,实验报告的撰写是学生对自己实验过程以及实验结果的重要总结,体现学生分析归纳总结能力,同时也是对学生将来从事研究工作,撰写研究论文和研究报告的重要训练,故有必要将实验报告的撰写考核单独列出,予以评分,使学生重视实验报告的撰写;实验考试成绩占比30%,实验考试成绩和传统实验考核一致,但比重显著下降,实验笔试成绩占实验考试成绩的20%;实验操作考试占实验考试成绩的80%。通过实验考核方式的改变,督促学生在生物化学实验过程中全身心投入,认真对待每一次生物化学实验,认真对待每一个实验的全部细节,认真做好每一个生物化学实验。由于考核方式的改变,只有那些从头至尾认真对待生物化学实验的学生才有可能获得高分,大大调动了学生对生物化学实验的积极性和主动性。
三、结语
一、高校本科毕业论文教学存在的主要问题
毕业论文质量明显下降。原因如下:学生的态度不端正,在当今就业形势严峻的情况下,每到大四上学期,学生开始准备考研、找工作、出国等。毕业和就业时间存在严重的冲突。有的学生为了找工作而向学校请长假,这严重影响了毕业论文的质量。而且一般学校很少发生学生因为毕业论文的原因而不能毕业的,所以学生对毕业论文的态度非常不认真。
化学本科毕业论文与其他文科专业的论文有更大的区别,有些化学实验有一定的危险性。它是以实验为基础的,要撰写高质量的毕业论文,除了学生和指导教师有时间和精力上的保障外,还必须有一定的实验条件和科研经费保障才能有效开展相关的科研实验。很多学校图书馆的资源非常有限,特别是相关外文数据库几乎没有,教师和学生无法查阅最新的外文文献资料。学校提供的毕业论文专项经费有限,实验所需的药品和测试条件不足。大多数普通教师特别是年轻教师没有科研项目,缺乏必要的研究经费;指导教师数量不足,这势必造成对学生指导得不到位,老师由于工作量大而态度敷衍。这些因素造成学生很难完成具有一定水准的实验性毕业论文。
二、化学本科毕业论文教学改革方法
(一)加强对毕业论文的重视,正确认识毕业论文的教学定位,正确认识本科毕业论文的必要性和重要性。
从小学、中学到大学,部分学生往往是在应试教育指挥下进行机械性学习,严重缺乏创造性,创新思维得不到发展。毕业论文是培养、锻炼、提高学生专业综合素质与能力最集中的一个教学环节,是弥补教学过程中的某些薄弱环节的不足,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,培养创造性思维最好的课堂。学生和老师应该深刻地认识到此重要性,加强对毕业论文的重视。教师是指导者和领路人,要重视本科毕业论文,在指导过程中既要传授知识,培养学生各方面的能力,又要培养学生严谨的科学态度和工作作风,履行自己的职责,帮助他们顺利完成这一重要的教学环节。国家和学校应加大对毕业论文指导工作的激励力度,加大对化学本科毕业论文资金的投入;使得本科毕业论文在物质上得到保障,解决普通教师由于经费的缺乏而限制了论文水准的问题。学校应建立有效的激励机制,把指导毕业论文的能力和质量作为评价教师的重要指标之一,并在课时配备、津贴补助、评优晋级等方面予以倾斜。
(二)鼓励教学与科研相结合,鼓励学生尽早进入实验室进行相关教育,建立有利于毕业论文创新的教学机制。
化学专业本科生科研素质和创新能力的培养,不是通过短暂的毕业实验就可以一蹴而就的。和其他专业相比,它是一个长期过程,应该贯穿于整个本科教育中。化学专业的本科生除了要牢固地掌握专业基础理论、基本知识外,还需要具有扎实和熟练的化学实验操作技能;打破传统的教学方式,让学生尽早接触实际和研究课题,获得更新和更前沿的知识与理念。鼓励本科生参与教师承担的研究项目课题组,尽早在教师的带领和指导下从事科研实践活动。学生在大二、大三就进行相关的科研训练,这样既培养了学生的能力,调动了学生的积极性和主动性,又加快了科研项目的进度,调动了教师的热情,取得了良好的效果。学生经过更长时间的学习和实践,往往能凭借自己的体会写作毕业论文,从而避免论文抄袭现象。目前,我院很多大四学生已经成为教师科研项目的得力助手,毕业设计已成为学校教学和科研的较好结合点,体现教学与科研很好结合的范例。
实验室高端仪器向本科生开放。通过精心设计实验课件,向包括本科生在内的各层次学生开放实验室等,把高端仪器设备的应用和实验技术推广到本科实验教学中,既提升了本科实验教学的先进性,又提高了贵重仪器的利用率。例如,X-射线衍射仪、电镜、核磁等现代仪器和技术的培训与运用,可使学生了解最新的现代仪器的操作,培养运用现代技术与技能的能力,为本科毕业论文工作提供扎实的技术与技能。
(三)改革毕业论文成绩的评价方式。
对于毕业论文不要拘于形式,将对化学本科生的专业要求落到实处,毕业论文中形式的东西可以弱化;充分发挥这个环节在人才培养过程中的作用,以多元化的学习成果替代单一的本科毕业论文。
美国是公认的高等教育比较发达的国家,在培养学生创新意识和创新能力方面,美国大学可谓处于世界领先水平。本科学生采取各种不同的灵活多样的毕业形式,例如公开发表的专业性学术论文、专利,完成各种项目或写作调研报告等。在美国,不仅很多本科生不写毕业论文,而且有的专业连硕士研究生都不用写毕业论文。因此采用多元化的成果代替毕业论文有国际先例,证明可行。对待毕业论文要综合考虑中国国情和外国经验,在确保对本科人才培养规格和质量的基础上对毕业论文进行改革。鉴于高等学校是多层次性、多类型性和专业的差异性,宜采用多元化的评价方式。
一以有机化学实验为起点
培养本科生科研素质从以上参与有机化学实验教学改革的学生中,组建本科学生课外科研兴趣小组,长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下,在笔者所进行教改的2个实验班中,实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提,因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学,分成了2组,在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比,这些学生思想动机总体相对较端正,除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外,其它学生一直踏踏实实,完成了多个环节的课外科研活性内容,坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期,这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能,同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后,尽管有专业知识的限制,但是由于学生的主动积极进取学习,大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能,熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索,也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后,在教师的指导下,学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候,利用前期实验结果,指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文,利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成,因此,在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛,学生的潜力得到了充分的发挥,不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力,也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力,整体综合素质较高。例如,首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目和多项校学生科研项目;同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇;其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;由于毕业论文是几年积累的结晶,这些学生的本科毕业论文整体水平较高,避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念,大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电,其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假,每个寒暑假都能留在实验室做实验,每个寒暑假只休息两周时间。再次,在所带教的学生中,学生的学习成绩总体不是特别好,只有一人次拿过一等奖学金,但由于综合素质强,在研究生考试中脱颖而出,有5人考取了硕士研究生,其中有北京大学和浙江大学各一名(整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名)。
二小结与重点
院校相比,由于一般院校药学本科学生总体科研素质相比较弱,如何个性化的提高一般院校药学本科生的科研素质是非常重要的课题。笔者通过小范围的以有机化学实验教学为基础/起点培养一般院校药学本科学生的科研素质的探索,能够充分发掘出具有科研潜质的学生,并激发出了学生在科研方面的潜能,学生的综合素质也得到了进一步提升,能够为一般院校药学本科生进行科研“早教”提供一定的参考。
作者:吴建章 单位:温州医科大学药学院