生物檢測技術課程改革實踐探索

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生物檢測技術課程改革實踐探索

【摘要】生物檢測技術是鄭州輕工業大學生物技術專業的專業必修課,一門知識綜合性以及實踐操作性很強的課程。為促進教學與行業標準的銜接,提高學生的實踐能力、創新能力和就業能力,本文以生物檢測技術課程為例,從理論教學內容、實驗教學內容和教學模式等方面開展一系列的教學改革,并在實踐中取得良好的教學效果。

【關鍵詞】行業標準;生物檢測;教學改革;職業能力

隨著生物技術的發展,與之相關的新產品和人們日常生活的聯系也越來越緊密。同時,生物安全問題也越來越引起人們的關注。強調:“把生物安全納入國家安全體系,系統規劃國家生物安全風險防控和治理體系建設,全面提高國家生物安全治理能力。”與生物安全相伴而生的便是生物檢測技術,目前急需專業知識扎實、職業能力強并具有一定創新能力的生物檢測專業技術人員。鄭州輕工業大學開設的生物檢測技術課程由理論課和實驗課兩部分組成,其中理論課為32學時,實驗課為3周時間。該課程涉及面廣、應用性強,分析檢測內容除了傳統的糖、醇、有機酸、氨基酸、脂肪酸、酶蛋白及微生物之外,尚有基因、次生代謝物、細胞因子及免疫制劑等[1]。隨著生物技術日新月異的發展,新的生物檢測方法不斷涌現,行業標準在不斷更新。因此,在生物檢測技術教學中,如何及時更新教學及實驗內容,實現行業標準與教學實踐的合理銜接,使學生及時了解和掌握生物檢測技術的現狀及發展趨勢,增強其職業能力及創新精神,是任課老師在不斷思考和努力解決的問題[2-4]。筆者在近幾年的教學工作中,通過不斷探索新的授課模式和授課方法,積累了一定的教學經驗,提高了生物檢測技術的教學質量。

1優化教學內容體系

在生物檢測技術課程教學過程中,要充分考慮企業對崗位人才職業素質的要求,將行業標準與教學內容相銜接,力求縮短學校教育與行業要求的距離,增強學生的就業競爭力和崗位適應性。生物檢測技術教學內容廣泛,涉及到眾多學科知識,要求學生能較為系統地掌握微生物學、免疫學、細胞生物學、生物化學、分子生物學、生物芯片、生物傳感器等檢測技術,知識點相對零散,學生缺乏生物檢測行業經驗,對相關知識缺少感性認識,在學習過程中感覺枯燥乏味,理論知識掌握起來較吃力,對課程的授課效果造成較大影響。因此,優化理論教學內容,對提高課程的教學質量較為關鍵。我們教師在備課過程中認真鉆研教材,努力掌握生物檢測知識體系,處理好課程整體與各部分之間的關系,重點、難點與一般性知識之間的關系;在授課過程中采取由表及里、由易到難、由感性到理性等循序漸進的教學方法,使教學內容成體系、成系統。隨著生物技術的快速發展,新的生物制品不斷涌現,其相應檢測方法和標準被不斷地制定出來。同時,人們對生物安全問題的關注度在逐漸提升,生物檢測的規范化和標準化要求也在不斷提高,因此需要對原有的檢測技術及標準進行及時更新。任課老師通過查新資料,及時了解生物檢測方面的最新研究成果,并根據實際需要將其引入課堂教學中。在充實和更新教學內容的同時,使學生了解生物檢測技術的研究前沿,激發其學習生物檢測技術的興趣。任課老師還將與生活密切相關的生物檢測內容引入課堂,如肺炎的核酸檢測、轉基因產品的檢測、綠色中藥檢測、化妝品檢測、微生物檢測等。教學內容優化后,學生聽課的注意力和認真度有了明顯提升,課堂氣氛更加活躍,學生對理論知識的掌握和理解也有了顯著提高。

2構建基于崗位技能要求的課程實驗教學體系

2.1將生物檢測相關國家標準引入實驗課程。生物檢測技術是一門實踐操作性很強的課程,實踐教學是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節。為了增強學生畢業后的工作適應性和崗位勝任力,我們對實驗內容進行了優化,將生物檢測行業技術操作標準與實驗教學銜接起來。通過調研,發現我們的學生畢業之后大部分在生物技術公司、制藥企業、食品生產加工企業、生物檢測公司等單位工作,我們從這些單位的常規工作內容出發,有針對性的來優化課程實驗內容。所有檢測項目的操作及結果分析均嚴格按照最新國家標準(GB)進行,通過課堂演示從全國標準信息公共服務平臺查詢國家標準,例如,菌落總數測定(GB4789.2-2016)、霉菌和酵母計數(GB4789.15-2016)、動物狂犬病病毒核酸檢測方法(GB/T36789-2018)等,使學生掌握查詢行業標準的方法。

2.2改進基礎性、驗證性實驗。在學習生物檢測技術這門課程之前,學生已學習過微生物學、生物化學、分子生物學等課程,并掌握了一些生物實驗的基本操作技能。在以往的實驗課教學過程中,基礎性、驗證性實驗所占比例較多。通常先由老師講述實驗原理、目的、方法、實驗步驟、注意事項等內容,然后學生依葫蘆畫瓢,機械地完成這些老師所布置的實驗內容,學生缺少獨立思考,這在很大程度上限制了學生思維能力和創新能力的發展,這也不符合高校培養高素質創新性、實用型人才的需要。通過這幾年的教學改革,本課程實驗不再單獨開設基礎性、驗證性實驗,而是將其有機融合到綜合性的實驗項目中。如將培養基的配制、高壓滅菌鍋的使用、樣品的采集與處理、微生物的分離與純化、菌落總數的計算融合到“牛奶中細菌總數的測定”實驗中;將基因組提取、引物設計、目的基因擴增、核酸電泳分析融合到“大豆中轉基因成分的定性PCR檢測”實驗中。通過這樣的訓練,學生對理論知識有了進一步的理解,其實驗操作技能有了明顯進步,實驗經驗的積累,也為其開展綜合性、設計性實驗打下了基礎。

2.3積極開展綜合性、設計性實驗。為進一步提高學生綜合運用所學知識和實驗技能進行生物檢測和分析的能力,本課程積極開展綜合性、設計性實驗。我們將學生分為多個小組,每個小組3~4人,小組長負責組織實驗項目的完成。綜合性實驗其內容涉及較為廣泛,使學生在具有一定知識和技能的基礎上,運用某一門課程或多門課程的知識、技能和方法進行綜合訓練的一種復合型實驗。通過教學改革,我們增設了“茶葉中霉菌及酵母菌檢測”“牛奶中大腸菌群數檢測”“利用顯色培養基初步檢測環境水樣中的大腸桿菌、沙門氏菌”“酶聯免疫法鑒定植物病毒”等綜合性實驗。每個小組根據實驗目標和內容,在課前查閱相關國家標準和行業標準,討論并制定具體實驗步驟;自行選擇實驗原料、試劑耗材、儀器設備。在檢測過程中要求學生把自己當做真正的檢測員,模擬公司實際檢測過程獨立完成每個實驗步驟。之后進行數據分析處理,并參照專業機構的報告模板撰寫實驗檢測報告。學生是整個實驗完成的主體,老師在其中起到監督指導作用,及時解決實驗中出現的問題。設計性實驗通常由學生自行設計實驗方案并加以實現。本課程列出了超市中熟食食品的污染狀況調查、高校食堂衛生狀況調查、水產品衛生狀況調查、無公害農產品認證檢測、飼料添加劑檢測、飼料中蛋白質含量的檢測、化妝品中微生物指標的測定、以及鹵制品中李斯特菌的分離鑒定等選題,讓學生根據已學習的知識和掌握的基本技能,結合自己的興趣進行選題,設計實驗方案,并以組為單位自主實施。針對同一檢測項目,老師指導學生多途徑查閱生物檢測的國家標準、國外發達國家或地區的標準、行業標準,鼓勵學生選用不同的標準來進行檢測,同一指標也可以用多種方法來進行檢測,并對結果進行比較。如對化妝品進行衛生檢測時,要求學生查閱相關檢測標準,分析化妝品的主要污染微生物及其數量,并評價不同品牌化妝品的衛生狀況。綜合性和設計性實驗的開展,顯著提高了學生的文獻檢索能力、動手能力和實驗操作技能,真正鍛煉了學生獨立分析問題和解決問題的能力,檢測報告的撰寫,有效提高了學生的專業論文寫作能力。目前,已有一些有關綜合性、設計性實驗在學生綜合能力培養中所起積極作用的報道,如岳曉禹等[5]研究發現:通過綜合性、設計性實驗訓練,能使學生養成主動觀察、積極思考的習慣,能提高學生綜合運用理論知識、分析問題和解決問題的能力;陳興都等[6]通過實踐指出:綜合性、設計性實驗的開展能全面激發學生的創新思維和學以致用的科研素養,能提高學生的綜合實踐能力和開拓創新能力。

3教學模式及手段改革

3.1線上線下混合式教學模式的構建。生物檢測技術理論教學內容知識點相對零散且涉及到眾多學科知識,實驗項目多為綜合性、設計性實驗,實驗步驟繁瑣,而且每個實驗項目對學生來說都是全新的內容。因此,學生要想僅靠課堂時間來完成對這些知識的理解和掌握,是一件非常具有挑戰性的事情?;旌鲜浇虒W模式既保留了課堂授課的親切感和交互性,發揮教師引導和監控教學過程的主導作用,又能充分利用和建設各類在線教學資源,充分體現學生在學習過程中的主動性、積極性和創造性[7,8]。為達到方便學生課前預習、課后復習鞏固和師生之間相互交流的目的,本課程構建了基于超星學習通的在線教學平臺。將授課PPT、實驗內容、錄課視頻及相關資料上傳到線上教學平臺,教師及時下達預習任務,并督促學生及時完成預習任務。對在預習過程中遇到的難點問題,學生可以在線上學習平臺反饋,全班同學一起討論解決,老師適時提供指導意見。對于學生普遍掌握較好的內容,教師在課堂上不再講解或只進行簡單講解,這樣可以節省大量課堂時間來完成對重點、難點知識的講解和增加學生動手操作時間。老師在學習通線上平臺布置作業,通過批改作業可以及時發現學生在學習過程中存在的問題。這幾年的教學實踐表明,線上線下混合式教學模式較受學生歡迎,學生學習更加積極主動,理論知識的掌握更加牢固,實驗操作技能得到了強化。

3.2構建檢測機構頂崗實訓的教學模式。讓學生進入專業生物檢測機構進行實訓,能提高學生職業檢測能力和職業素養[9]。為了更好地培養學生開拓創新精神、理論聯系實際的能力,使學生更全面了解生物檢測技術的現狀和行業發展對畢業生技能的要求,我們與鄭州市多家專業檢測機構建立了合作關系。在寒暑假期間,通過老師推薦,學生進入專業檢測機構進行至少一個月的頂崗實訓。學生在專業檢測機構的真實環境中開展實訓,能印證和鞏固課堂所學的理論知識;能熟悉檢測機構的完整檢測流程;能提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力;能了解企業對檢測人員職業素質的要求;能培養其學習認真、工作嚴謹、操作規范的職業素養。實踐證明,經過檢測機構頂崗實訓的學生與沒有經過該項訓練的往屆畢業生相比,其自主學習能力、就業競爭力和崗位勝任能力明顯提高。

4結語

以上是我們為提高生物檢測技術課程教學質量而開展的一些教學改革探索。通過改革,進一步調動了學生學習的積極主動性,加深了其對理論知識的理解掌握,強化了其實驗操作技能的訓練,鍛煉了其發現問題、分析問題和解決問題的能力,提高了其就業競爭力和崗位勝任能力。隨著生物技術的快速發展,生物檢測新方法不斷涌現,生物檢測的規范化和標準化在不斷提高,我們要及時更新教學內容,將行業標準與教學實踐相銜接,縮小學校教育與行業要求之間的差距。生物檢測技術課程的改革是一項長期而細致的工作,需要教師在教學實踐中不斷探索、總結和深化。

作者:郭法謀 付博 孫紅賓 單位:鄭州輕工業大學食品與生物工程學院

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