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[摘 要] 根据生物类课程本身多学科间交叉渗透、相互融合的特点，开展了生物类综合性实验教学改革探索，整合优化不同课程的实验教学内容，建立相应的生物类多学科实验教学体系，采用以学生为主体的实验教学模式和开放性的实验管理模式，培养学生的创新能力，提高高校实验教学质量。
[关键词] 多学科；实验教学；整合；创新能力
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）01-0103-02
实验教学是高校人才培养的重要教学环节之一，对培养学生的创新精神和实践能力具有特殊作用。生物类课程具有很强的实践性，在生物学教育中，实验教学在整个教学过程中占有很大的比例。当前，以材料、生命和信息科学为代表的新学科异军突起，尤其是生命科学领域，交叉学科、边缘学科蓬勃发展，传统生物类课程实验教学体系及教学模式已经无法满足培养创新型人才教学目标的要求，需要进一步加强学科联系，整合优化实验教学内容，建立相应的生物类多学科综合性实验教学体系，培养学生的创新能力。
1 目前存在的问题
随着科学技术和学科本身的发展，学科之间相互渗透，不同课程的实验内容之间紧密相关，依附于理论教学的实验教学内容无法体现实验教学本身的连贯性和系统性[1，2]，不利于培养学生的综合分析能力和创新能力。生物类课程本身多学科间交叉渗透、相互融合的特点迫切要求进一步打破学科教学限制，对不同学科实验教学内容进行系统分析、整合优化，建立系统的、多学科综合的、开放性的实验教学体系。同时，这种整合的多学科实验教学也可以解决由于高校扩招、资源不足等原因造成的课时有限、实验费用增加等问题。整合的多学科实验教学可以避免由单一课程设置相应的实验课带来的实验分散独立、重复和缺乏系统性的现象。整合的多学科实验教学使学生接受系统的科学实验训练，把握科学实验研究的整体性方法，将不同学科的内容融会贯通用以解决科学问题，有利于学生创造性思维和科学探索能力的培养，实现实验教学培养创新人才的目标。
2 改革内容与实践
针对以上问题，根据现代生物科学发展的需要，笔者在广泛调研和前期教学改革实践的基础上，制定了适合教学实际情况整合的生物类多学科实验教学改革措施。
2.1 建立以“酶工程”课程为中心的整合多学科 实验教学体系
酶工程是专门研究酶的结构、功能、催化机理、酶反应动力学及其关系的综合性学科，与生物化学、分子生物学、基因工程、微生物学、生物信息学等课程具有广泛的交叉联系。从学科特点和各学科间的相互联系出发，构建了以酶工程实验为中心的涉及上述多门课程的实验教学体系。
实验教学以酶工程中“Taq酶的提取与纯化”为中心，将微生物发酵培养、酶的提取纯化、酶纯度及活性检测等内容整合优化，形成系统、连续的综合性多学科综合性实验。其中微生物发酵培养主要是与微生物学和基因工程实验整合，为酶的提取提供发酵液，包括微生物实验课中的“培养基配制实验”、基因工程实验课中“宿主菌大肠杆菌的培养实验及重组表达质粒的诱导表达”；酶的提取纯化则主要与生物化学学科整合，包括蛋白质的提取和分子筛技术、透析技术纯化蛋白；酶纯度及活性检测整合了生物化学、基因工程、分子生物学、生物信息学等多个学科实验内容，包括生物化学的蛋白质含量测定及SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳用于纯化的Taq DNA聚合酶含量测量及纯度测试，分子生物学的“植物DNA提取实验”为Taq DNA聚合酶活性检测提供DNA模板，生物信息学的引物设计为Taq DNA聚合酶活性检测提供PCR引物，基因工程的PCR实验用于检测Taq DNA聚合酶活性。实验内容将多学科实验有机地结合在一起，各学科相互交叉、相互渗透，使学生获得了跨学科多技能的综合训练，也使学生对专业知识有了系统全面的认识，为培养学生的综合能力提供了足够的空间，有利于调动学生的主动性和创造性，培养创新型人才。
2.2 以学生为中心的教学模式及开放性实验管理 模式
依据建立的整合的多学科综合性实验教学体系，与各学科教师、实验教师集体备课讨论实验方案，制定相应的教学大纲，将紧密相关的课程所对应的实验合编成多学科综合性实验并进行指导，对实验内容进行系统地编排。教师依据学生情况，对分组情况、实验周期、所需的材料、仪器设备等进行大致的预计，并提出若干有代表性的影响重组蛋白表达的因素、不同基因组DNA 提取方法、PCR影响因素等作为实验课题，学生依据自己的兴趣从中选择。
在实验教学过程中，充分体现学生的主体性，让学生依据实验的目的要求查阅图书资料，自主设计实验方案，自行分析实验中会出现的问题及相应的解决方案。学生在实验前提交实验设计方案，指导教师审阅并组织学生讨论，选出几种可行方案，分组选用不同方法进行实验。例如，重组蛋白表达的影响因素中包括诱导剂的添加量、诱导时间、诱导温度等多个因素，可以让学生自行设计不同因素，分组平行实验，实验后对不同组的实验结果进行比较分析，这种研究型的实验内容不仅注重学生各方面能力的培养，同时也会增强学生的学习兴趣，提高学习效率。
实验教学具体实施时，学生自行进行实验的准备工作，列出实验中所需试剂，查阅并制定试剂配制方案，预订使用实验室和大型仪器的时间。实验期间实验室实行开放性实验管理，学生在预定的时间内或实验室开放的时间内，根据实验安排和进度自行开展实验，指导教师则主要起指导协调的作用，保证实验的顺利实施，鼓励学生提出新想法、改进或设计新实验。实验完成后，学生根据原始记录，按科技论文的格式完成实验报告。学生实验成绩的评定则以实验设计的合理性、实验操作的正确性与熟练程度、实验实施的效果等多方面为标准开展自我评价、教师评价。
3 讨论
整合生物类多学科实验教学，摒弃了学科课程间的界线，通过优化资源配置、节省实验费用，提高了实验教学效率。整合的多学科综合性实验教学增加了实验的研究性，提高了学生的分析能力和创新能力，有利于培养学生独立研究的能力，从而提升实验教学的整体质量和水平，培养创新型人才。实验教学采用以学生为主体的教学模式，极大地激发了学生学习的兴趣，使学生更加热爱自己的专业，必将促进其在学习过程中开展研究性学习，使其创新能力不断提高。整合的多学科实验教学还处于探索阶段，但是其对专业和课程的多学科实验教学体系的建立具有一定的指导和启发意义[3-5]。
整合的多学科综合性实验教学改革的探索，得到了广大教师和学生的支持和肯定，同时还存在着一些需要解决的问题，比如需要进一步加大对多学科实验教学和实验室的投资力度和政策支持；需要教师提高自身的业务水平，转变传统的思维方式和工作方式；另外，需要进一步在理论上开展多学科综合实验教学各种知识、创新意识、能力及态度互相整合的机制的研究，优化实验管理模式。
参考文献
[1]吴建新，田昆仑，袁国林.基础医学综合性实验教学的改革与实践[J].大理学院学报，2008，7（4）：57-59.
[2]韩梅.浅谈改革综合设计型实验的必要性[J].浙江工商职业技术学院学报，2007，6（4）：69-71.
[3]韩毅强，高亚梅，王景伟，等.生物类多学科综合实验教学的实践研究[J].高校实验室工作研究，2009，（4）：19-20.
[4]刘运美，雷小勇，高治平，等.整合药学多学科实验教学的思考[J].药学教育，2007，23（2）：42-44.
[5]应晓英，袁弘，杜永忠，姚彤炜.药学多学科综合设计性实验的实践[J].中国高等医学教育，2007，（12）：75-76.
[关键词] 多学科；实验教学；整合；创新能力
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）01-0103-02
实验教学是高校人才培养的重要教学环节之一，对培养学生的创新精神和实践能力具有特殊作用。生物类课程具有很强的实践性，在生物学教育中，实验教学在整个教学过程中占有很大的比例。当前，以材料、生命和信息科学为代表的新学科异军突起，尤其是生命科学领域，交叉学科、边缘学科蓬勃发展，传统生物类课程实验教学体系及教学模式已经无法满足培养创新型人才教学目标的要求，需要进一步加强学科联系，整合优化实验教学内容，建立相应的生物类多学科综合性实验教学体系，培养学生的创新能力。
1 目前存在的问题
随着科学技术和学科本身的发展，学科之间相互渗透，不同课程的实验内容之间紧密相关，依附于理论教学的实验教学内容无法体现实验教学本身的连贯性和系统性[1，2]，不利于培养学生的综合分析能力和创新能力。生物类课程本身多学科间交叉渗透、相互融合的特点迫切要求进一步打破学科教学限制，对不同学科实验教学内容进行系统分析、整合优化，建立系统的、多学科综合的、开放性的实验教学体系。同时，这种整合的多学科实验教学也可以解决由于高校扩招、资源不足等原因造成的课时有限、实验费用增加等问题。整合的多学科实验教学可以避免由单一课程设置相应的实验课带来的实验分散独立、重复和缺乏系统性的现象。整合的多学科实验教学使学生接受系统的科学实验训练，把握科学实验研究的整体性方法，将不同学科的内容融会贯通用以解决科学问题，有利于学生创造性思维和科学探索能力的培养，实现实验教学培养创新人才的目标。
2 改革内容与实践
针对以上问题，根据现代生物科学发展的需要，笔者在广泛调研和前期教学改革实践的基础上，制定了适合教学实际情况整合的生物类多学科实验教学改革措施。
2.1 建立以“酶工程”课程为中心的整合多学科 实验教学体系
酶工程是专门研究酶的结构、功能、催化机理、酶反应动力学及其关系的综合性学科，与生物化学、分子生物学、基因工程、微生物学、生物信息学等课程具有广泛的交叉联系。从学科特点和各学科间的相互联系出发，构建了以酶工程实验为中心的涉及上述多门课程的实验教学体系。
实验教学以酶工程中“Taq酶的提取与纯化”为中心，将微生物发酵培养、酶的提取纯化、酶纯度及活性检测等内容整合优化，形成系统、连续的综合性多学科综合性实验。其中微生物发酵培养主要是与微生物学和基因工程实验整合，为酶的提取提供发酵液，包括微生物实验课中的“培养基配制实验”、基因工程实验课中“宿主菌大肠杆菌的培养实验及重组表达质粒的诱导表达”；酶的提取纯化则主要与生物化学学科整合，包括蛋白质的提取和分子筛技术、透析技术纯化蛋白；酶纯度及活性检测整合了生物化学、基因工程、分子生物学、生物信息学等多个学科实验内容，包括生物化学的蛋白质含量测定及SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳用于纯化的Taq DNA聚合酶含量测量及纯度测试，分子生物学的“植物DNA提取实验”为Taq DNA聚合酶活性检测提供DNA模板，生物信息学的引物设计为Taq DNA聚合酶活性检测提供PCR引物，基因工程的PCR实验用于检测Taq DNA聚合酶活性。实验内容将多学科实验有机地结合在一起，各学科相互交叉、相互渗透，使学生获得了跨学科多技能的综合训练，也使学生对专业知识有了系统全面的认识，为培养学生的综合能力提供了足够的空间，有利于调动学生的主动性和创造性，培养创新型人才。
2.2 以学生为中心的教学模式及开放性实验管理 模式
依据建立的整合的多学科综合性实验教学体系，与各学科教师、实验教师集体备课讨论实验方案，制定相应的教学大纲，将紧密相关的课程所对应的实验合编成多学科综合性实验并进行指导，对实验内容进行系统地编排。教师依据学生情况，对分组情况、实验周期、所需的材料、仪器设备等进行大致的预计，并提出若干有代表性的影响重组蛋白表达的因素、不同基因组DNA 提取方法、PCR影响因素等作为实验课题，学生依据自己的兴趣从中选择。
在实验教学过程中，充分体现学生的主体性，让学生依据实验的目的要求查阅图书资料，自主设计实验方案，自行分析实验中会出现的问题及相应的解决方案。学生在实验前提交实验设计方案，指导教师审阅并组织学生讨论，选出几种可行方案，分组选用不同方法进行实验。例如，重组蛋白表达的影响因素中包括诱导剂的添加量、诱导时间、诱导温度等多个因素，可以让学生自行设计不同因素，分组平行实验，实验后对不同组的实验结果进行比较分析，这种研究型的实验内容不仅注重学生各方面能力的培养，同时也会增强学生的学习兴趣，提高学习效率。
实验教学具体实施时，学生自行进行实验的准备工作，列出实验中所需试剂，查阅并制定试剂配制方案，预订使用实验室和大型仪器的时间。实验期间实验室实行开放性实验管理，学生在预定的时间内或实验室开放的时间内，根据实验安排和进度自行开展实验，指导教师则主要起指导协调的作用，保证实验的顺利实施，鼓励学生提出新想法、改进或设计新实验。实验完成后，学生根据原始记录，按科技论文的格式完成实验报告。学生实验成绩的评定则以实验设计的合理性、实验操作的正确性与熟练程度、实验实施的效果等多方面为标准开展自我评价、教师评价。
3 讨论
整合生物类多学科实验教学，摒弃了学科课程间的界线，通过优化资源配置、节省实验费用，提高了实验教学效率。整合的多学科综合性实验教学增加了实验的研究性，提高了学生的分析能力和创新能力，有利于培养学生独立研究的能力，从而提升实验教学的整体质量和水平，培养创新型人才。实验教学采用以学生为主体的教学模式，极大地激发了学生学习的兴趣，使学生更加热爱自己的专业，必将促进其在学习过程中开展研究性学习，使其创新能力不断提高。整合的多学科实验教学还处于探索阶段，但是其对专业和课程的多学科实验教学体系的建立具有一定的指导和启发意义[3-5]。
整合的多学科综合性实验教学改革的探索，得到了广大教师和学生的支持和肯定，同时还存在着一些需要解决的问题，比如需要进一步加大对多学科实验教学和实验室的投资力度和政策支持；需要教师提高自身的业务水平，转变传统的思维方式和工作方式；另外，需要进一步在理论上开展多学科综合实验教学各种知识、创新意识、能力及态度互相整合的机制的研究，优化实验管理模式。
参考文献
[1]吴建新，田昆仑，袁国林.基础医学综合性实验教学的改革与实践[J].大理学院学报，2008，7（4）：57-59.
[2]韩梅.浅谈改革综合设计型实验的必要性[J].浙江工商职业技术学院学报，2007，6（4）：69-71.
[3]韩毅强，高亚梅，王景伟，等.生物类多学科综合实验教学的实践研究[J].高校实验室工作研究，2009，（4）：19-20.
[4]刘运美，雷小勇，高治平，等.整合药学多学科实验教学的思考[J].药学教育，2007，23（2）：42-44.
[5]应晓英，袁弘，杜永忠，姚彤炜.药学多学科综合设计性实验的实践[J].中国高等医学教育，2007，（12）：75-76.