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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇生物实验教学计划,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)05-0239-02
0引言
青岛农业大学生物实验教学示范中心承担着全校生物类基础课和专业基础课程,还承担着生物技术和生物科学两个专业的专业课程。每年为生物学、作物学、植物保护学、园艺学、水产学、工学、化学、动物学等8个一级学科的23个本科专业开设34门课程,每年计划教学实验人时数30万以上,同时还对学生和教师预约开放,开放人时数达20万左右。所开设的课程是其以后专业学习的基石,因此增加教学投入,改善教学条件提高教学效果对我校的人才培养起着极其重要作用。
从2009年开始,我校实行大类招生,培养方案有了较大的改变,基础课程进行了调整,如按旧的培养方案,动医、动科等专业不开设《植物学》这门课程,大类招生后生物类学生均开设此门课程,2009年开设班级达50个,比2008年多出20个班级;农学、植科等专业按旧的培养方案不开设《动物学》课程,大类招生后生物类学生同样均开此门课程,2009年开设班级达34个,比2008年多出19个班级。人时数的显著增加,使原有的仪器设备数量已无法满足新的需要;同时按照新的专业培养方案的要求,将有5%-10%的实验项目被更新,特别是创新型实验项目,更需要相应的仪器设备与之配套。而我校财力有限,能够争取的建设项目也不多,因此如何充分利用现有资源,挖掘其最大潜力,进行优化组合,发挥其最大效能研究具有极其其重要现实意义。
1实验教学管理体系的优化
实验室管理是综合性很强的工作,完善实验室各项规章制度,推行实验室管理工作的标准化、规范化、科学化[1]。
生物实验教学示范中心原只要中心主任1名、实验室管理人员15名进行全面管理。优化后设置主任1名,副主任1名,实验室负责人6名,均为具有高级职称或硕士研究生以上学历。实验管理队伍仍然是16名,但分工明确、责任到人。管理体系的优化,加强了对实验室的日常管理,有效的加大了生物中心的管理力度,实验教学资源的使用和管理更加高效而有序,五年来未发生一起实验教学责任事故、保障了中心实验教学任务的圆满完成。
为了提高整体管理人员的业务素质,我们严控用人关,要求硕士研究生以上学历,同时鼓励在职读研。经过五年的建设,研究生以上学历人员所占比例由原来的50%提高到81%。中心还不定期邀请有关仪器厂家及商来中心讲学,介绍仪器设备的使用、维护和保养知识,不断提高实验管理人员技术水平。
同时为了稳定实验技术人员队伍,出台了一系列政策,如实验技术人员劳动津贴比相应职称其它岗位的高10%等。实验技术人员的工作热情得到了提高,近三年来,实验技术人员队伍稳定,未有要求调离实验技术工作岗位的。中心制定了各项规章制度,定期对实验室管理人员的工作量、工作业绩和教学服务水平进行考评。考评结果与津贴效益挂钩,更激发了职工的工作热情。
2按功能整合实验室,优化了仪器配置
大学教学资源的整合是指大学将其有限的人力、物力、财力等资源进行调整协调优化和重组。既采取一系列的方法和手段,对各种教学资源进行开发,对现有资源进行配置和重组,以提高资源的利用效率[2]。
中心原有的实验室设置是按学科进行,仪器设备分散,重复购置严重,使有限的教学资金难于满足教学的需要,效益较低。
我们打破原有的设置,逐步按功能组建实验室。目前建立了8个显微镜室,其中1个是数字网络互动显微镜室。2个电泳室、2个分光光度计室、2个基因工程室、1个无菌操作室、1个植物标本室、1个组织培养室、1个细胞培养室等。
随着实验室的功能化,实验设备也进行了调整。如把生物中心的各类分光光度计调转到分光光度计室;把各类电泳槽和电泳仪调转到电泳室等,同时对现有资源,中心进行宏观掌控,必要时进行统一安排。如显微镜室,不仅要完成植物学的实验教学任务,同时还要完成动物学、细胞生物学、植物生理学等课程的实验教学任务。原中心所有实验室承担的实验教学任务都需要冷冻离心机,如果按实验室配置,需要16台方能保障正常的实验教学,而本中心只有6台冷冻离心机用于本科实验教学。为了完成实验教学任务,开学初,中心统一安排实验项目顺序和设备,基本满足了教学要求,提高了仪器的使用率,保障了实验课的顺利开出。
实验室与设备资源的优化,改变了教学资源浪费的情况,充分利用了现有的仪器设备,提高了利用率,最大程度发挥设备设施的资源潜力,以最小的投入换取了最大化的效益。
3优化实验教学体系,提高实验教学质量
为了加强实验教学,按照能力培养的要求,把部分实验教学内容从理论课中分离出来,独立安排实验教学新课程,建立了独立完整的实验课教学体系,如微生物学实验、遗传学实验、植物生理学实验等。
对实验内容进行系统优化组合,推陈出新,保证每年都有新的项目。调整了课程设置,改进了实验指导方式,积极利用现代教育手段进行指导,培养学生的动手能力和创新精神,促进实验教学质量的不断提高。
大类招生以后,植物学、动物学实验人数增加,两门课程均为基础课,实验人数多,都需要用到显微镜,为了保障实验教学的顺利进行,我们协调有关单位,对动物学的实验课程进行了调整,由第2学期开课,调整为第1学期开课,避开植物学开课时间,既提高了实验室、设备的利用率,又保障了实验教学任务的完成。
在实验课程建设上,通过疏理、合并、更新实验项目,实现两个贯通:即纵向把基础课、专业基础课、专业课的实验内容上下贯通;横向上将相近门类课程的实验内容左右贯通。鼓励实验指导教师开发新的综合性、设计性实验,如《细胞学实验》在资源优化前,只开设简单的制片实验,资源优化后,设备共享,新开设2个综合性实验项目。
探索多种形式的实验考核方式,考核学生基本操作技能、实验原理的掌握和实验现象、结果的分析。使学生真正体验到实验教学与理论教学一样重要。培养学生的科学实验观念,让学生掌握相应的实验技术和技能。
4资源共享、实验室开放
实验室是培养创新人才的场所,除了提供良好的实验条件外, 还必须具有独立运作、用于开放的实验教学工作机制和时间[3],学校制定了实验室开放和大型仪器共享使用办法,为实验室的开放运行提供了制度保障。同时也为实验室管理者制定了相关的激励政策,如规定每一位毕业实习的学生,在实验室完成论文,其导师需拿出0.5个工作量分配给实验室管理者。这一规定不但是保障了实验室管理者的利益,也明示实验室管理者,实验室是开放管理,实验室在完成实验教学计划任务的同时,有义务为教师、学生开放。更激发了青年教师科研的热情,使其有科研的场所,有仪器可用,为以后的申报项目,打下良好了的基础。
学生创新项目的设立和导师制实施后,大二学生即可进入实验室,通过与导师协商,自主选题,这样不但能让毕业论文有课题支撑,而且为做好毕业论文提供了更充足的时间。各类研究室、研究所、重点实验室对大四学生全面开放,他们在工作和读研前就可以提前受到良好、系统的科研训练,为今后的科研和工作点定了坚实的理论和实践基础。
中心每年接受近200余名学生的本科毕业实习和若干名创新立项的学生;接受400余名学生,完成课程论文。另有120余名研究生的部分工作也在教学实验室进行。
总之,实验教学资源的各个组成部分,对中心的发展及学生素质的提高有着重要意义。生物资源的优化更好的服务于中心的实验教学,使管理与教学水平都有了较大的提高。但同时也存在着一些问题,如实验室管理更加困难,实验室和仪器的安全存在一定的隐患、各功能实验室的计划实验任务尚不均衡等等,还需要学校有关政策的配套和支持及在实践中进一步的研究与完善。
参考文献:
作者简介:郭桂平(1963-),女,河北霸州人,河北省廊坊卫生职业学院高级讲师,研究方向为医学教育;段广河(1966-),男,湖北永清人,河北省廊坊卫生职业学院高级讲师,研究生,研究方向为教师教育。
中图分类号:G712
文献标识码:A
文章编号:1001-7518(2012)14-0038-02
一、 研究背景
国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)指出“大力发展职业教育,职业教育要面向人人、面向社会,着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。把提高质量作为重点。以服务为宗旨,以就业为导向,推进教育教学改革。实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式。”。我国高职教育与国外相比较,起步较晚,而先进发达的国家职业教育已有几十年的历史,并积累了成功的经验。如CBE(Competence Based Education)以能力为基础的教育教学模式和DACUM(Develop a Curriculum)技能模块的经验。中国在办高职教育之前的专科教育与国外职业教育相比较,存在着诸多问题:没有专科教育的特色,形式犹如本科教育和中专教育之间的混合体;教材为本科教材的压缩本;教学内容系统化、理论化,实践教学学时数少;教学方法和教学手段陈旧等。医学检验主要是实践技能很强的专业,随着现代医学的飞速发展和各种检测技术的提高,医学检验技术也在日新月异,检验技术水平不断提高,尤其是生物化学检验技术。
二、研究的内容
作为培养医学检验人才的卫生职业技术学校,主要是培养具有良好职业素质,熟练掌握医学检验操作技能,能在各级各类医疗机构从事检验工作的实用型人才[1]。而通过我们多年的教学和大量调查发现,医学检验专业的学生在毕业时,专业技能还存在某种程度的不足,主要表现为操作不够熟练、欠规范,缺乏统一的考核标准,并且在内容上存在着不同程度的“教”与“用”的脱离。另外,在实际课堂教学中,由于生物化学实验需要化学反应时间,有些项目用时较长,课堂上不允许将示教的整个过程展示给学生。为解决这些问题,适应职业教育的要求,需要深化教育改革,建立高职教育的特色,生物化学检验技能教学的重点要体现“基础化、规范化、标准化、职业化”,注重学生实践能力的培养,加强实践性教学环节,兼顾医学检验专业实践技能的系统性和与临床实用性,进而推动职业教育在医学检验教育的改革与发展。
(一)重视生物化学检验基础技能训练
基础教育的性质和任务决定了基础教育必须为受教育者打下坚实的思想、知识、能力、体质基础,基础教育对人的素质的培养具有广泛的适应性。目前招生的学生不论是中职还是高职生,其文化基础素质普遍较低,学习能力参差不齐,对检验专业所有学生来说,加强基础教育是很重要的,包括人文基础和专业基础,这里主要讨论专业基础。《生物化学检验技术》是医学检验专业重要的专业课,既有一定理论又有较强的实践技能。
1.基础技能训练项目的确定。按着课程培养标准需要掌握医学检验基本理论及基本操作技能;在实践中强化医学检验操作技能训练;熟悉常用检验仪器的基本构件和性能,并能熟练地操作;熟悉常用检验试剂的配方和应用。因此,以《生物化学检验》[2]和《生物化学检验技术》[3]为依托,以《临床检验操作规程》[4]为参考,根据实验项目分类检验技术种类,分为光谱分析技术、电化学分析技术、电泳技术、层析技术、免疫分析技术、分子生物学实验技术、自动生物化学分析技术等,其中层析技术、免疫分析技术不作为生物化学检验技术的重点。制定教学方案,以各技术中所用到的仪器为主线,介绍其原理、操作过程、注意事项和使用范围,并制作成音像教材。选择以基础训练为目的的检验项目如血糖测定(邻甲苯胺法)(练习吸管和分光光度计的使用)、醋酸纤维素薄膜电泳(练习电泳技术操作)、丙氨酸氨基转移酶(赖氏法)(学会绘制标准曲线)、血钾测定(电化学分析)、半自动生化分析仪和自动生化分析仪(练习编程)、PCR扩增分析仪(示教)、化学法测定血钙血磷(试剂配制)等。经过反复训练,使学生具备在各种条件下从事临床、科研工作的基本素质。
2.基础技能训练的教学方法为。传统的教学模式是依照教科书进行讲授,实验课上,主要由是教师讲授实验原理、试剂的配制、仪器、临床意义,然后由学生按照书本上或教师给出的步骤完成操作,这样的结果只有导致学生成为了机械的操作者,完全没有了主动学习的意识。为摒弃传统教学模式的弊端,做出了如下改革:改变过去填鸭式教学模式为学生自主学习的模式。我们对学生开放实验室,将学生分成小组,让学生参与实验的准备工作,包括试剂的配制、保存,标本的准备与检验等环节。实验过程中,学生可以按照自己的想法,选择不同的方法完成对标本的检验,通过不同方法的比较,分析各种方法的优缺点,认识到导致较大结果误差的因素,力求使每个检验项目的误差控制在最小范围。鼓励学生自主学习,能够在传统方法基础上有所创新,包括实验方法的设计,实验器材规格及试剂的预算等不同方面。
(二)以实训教材规范实践操作
参考《生物化学检验》、《生物化学检验技术》,在调研中等卫生职业教育医学检验专业教材使用情况及各层次对检验人才需求的基础上,自编实用《生物化学检验技术》技能操作指导。该技能操作指导将根据培养目标的要求,注重学生实践能力的培养,加强实践性教学环节,兼顾医学检验专业实践技能的系统性和与临床实用性,删掉重复的内容和淘汰的实验项目,增加新技术、新方法介绍。以《临床检验操作规程》为岗位操作技术指导,选择、确定实验方法,对原理相同、方法相似的选做其中的一种;其他的方法要进行简介;对操作简便、适用于基层的检验项目,让每位同学都能准确、熟练地进行操作。在实验教学过程中,教师的指导作用不容忽视,注意及时纠正一些不规范的操作。通过反复练习,逐渐强化,达到熟练、准确、快捷的程度。
(三)制定《生物化学检验技术》考核标准,强化教学评价作用
在生物化学检验技术的教学中,为训练学生的动手能力,使学生自觉参加实践,我们加强了实验技能考核。以《生物化学检验技术》课程培养目标为依据,制定技能操作指导计划,选择有代表性的检验技术,确定考核项目,制定考核评价标准。课程终结性考核中技能考核单列成绩单、百分制,其中实验报告占10%,考勤、实验态度及提问占5%,平时操作考核占25%,期末操作考核占60%。为了计分方便,各项均采用单独计分百分制,最后按权重比例总和评定。以期末考核为例先将具体做法简介如下。期末操作考核安排在课程课堂教学结束后进行,考试地点为实验室,由3名教师一对一进行考核,按着技能考核手册项目(自编)抽取考核项目、评价学生,给出成绩。
1.考核内容:以教学大纲为依据,适应社区检验工作需要,选定有代表性的实验项目作为考核内容。包括血糖测定(氧化酶法)、胆固醇测定、尿素氮测定(二乙酰一肟法)、血钙测定、半生化自动分析仪试验程序编制输入。
2.考核方法:对血糖测定、胆固醇测定、尿素氮测定抽签选做一项;血钙测定每人均做;生化自动分析仪试验程序编制输入每人均做,从常规项目如ALT、AST、CK、LDH、TC、TG、Glu等抽取一处,参考试剂说明书,在规定的时间内在半自动生化分析仪上独立完成,并打印出程序进行评分。
3.评分标准:从实验准备、操作过程、试验后的整理、实验报告等方面按考核标准评定。
4.考核结果:经过综合评定,检验2009-1班全班总人数为55人,其中95分以上者19人,90分以上者32人,85分以上者4人,全部达标。
加强技能考核对提高学生学习的主动性、积极性及职业道德培养具有重要意义。加强实验技能考核避免了在校生只重视理论学习,忽视技能训练,培养了学生严谨认真的工作态度和实事求是的工作作风,有利于学生独立工作能力的培养,为进入临床实习打下坚实的基础。
(四)《生物化学检验技术》教学与职业标准相衔接
国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年) 坚持学校教育与职业培训并举,积极推进学历证书和职业资格证书“双证书”制度,推进职业学校专业课程内容和职业标准相衔接。职业教育的意义在于能够培养大量的目前急需的高水平的技能型人才,职业教育的重要性不是轻易可以认识到的,需要让学生经历一些实践,在实践中感知自己应该掌握一些职业知识。过去认为检验科是一个辅的科室,但随着检验医学的发展,检验结果已是诊断和治疗效果判断不可少的指标,而我国目前检验医师尚不充足,临床医师可能不了解检验结果的解释,检验技师可能也不清楚临床医师需要检验的目的,所以检验医师的发展很有必要。临床医师与检验医学应更紧密的联系在一起,加强双方的合作与交流,提高检验质量,指导临床用药和明确检验目的。因此学校职业教育要与职业技能等级认定内容对接,结合检验专业资格考试[5]需要,将相关内容融入生物化学检验技术日常教学中。
三、结论
本课题的研究其内容实用,注重能力培养和岗位需要,突出实践技能,技能考核标准及配套的多媒体表现形式,既可使教学变得直观,还可起到一定的满足学生反复学习的需要,同时为技能考核提供了一个客观评价标准,使考核更加规范。对《生物化学检验技术》课程教学的改革起到积极推动作用,为其他的课程改革也起到了借鉴作用。
参考资料:
[1]卫生职业教育教学指导委员会.医学检验专业教学计划和教学大纲[S].北京:人民卫生出版社,2007.
[2]段满乐.生物化学检验[M].北京:人民卫生出版社,2010(第3版).
传统的生物化学实验教学主要使用分光光度计、水浴箱和玻璃仪器,与化学实验教学相似。因而实验室整合后仪器共享得到了充分实现。
(2)打破院系界限。
(3)实验室空间位置得到充分利用。
整合后对课程作统筹规划,因而减少了实验室闲置,目前化学分析实验室是满负荷运转。
(4)减少实验室教学辅助人员配置。
(5)减少常用化学试剂的重复购置。
生物化学实验一般为小量实验,有时甚至是微量实验,所用化学试剂相对较少。实验室整合后可减少试剂浪费。
2整合的缺点
(1)实验室无法满足分子生物学实验教学需要。
分子生物学实验技术已经成为生命科学领域中的通用技术,是学生将来进行医学科学研究的必备手段。而现行化学分析实验室硬件水平无法满足分子生物学实验教学要求。
(2)实验室与教研室的分离严重制约生物化学与分子生物学学科的建设和发展。
生物化学与分子生物学学科为海南省重点学科,又为我校硕士点建设支撑学科,我校从2014年开始承担硕士研究生生物化学与分子生物学的理论教学和实验教学工作。同时,由于目前我校缺少科研实验室,教学实验室同时也作为教师科研场所。教研室与实验室的长期分离,极大地制约了教师的科研工作,不少教师的课题研究需要到校外实验室进行,这与未来生物化学与分子生物学学科在学校中的教学角色不匹配。
(3)生物化学实验教学改革难以开展。
目前生物化学实验与其他3门实验课程整合为一门化学分析实验课程,课程负责人为化学分析实验室负责人,课程规划、实验室规划都由课程负责人负责实施。然而化学分析实验课程中的生物化学实验教学仍由生物化学与分子生物学教研室教师负责教学。每次课程大纲修订、实验教学项目更改都需要由课程负责人跨院系召开不同教研室教师会议,难以实现多部门协调。部分生物化学实验内容严重落后,学生毕业后真正能用到的知识不多。而如果由授课教师进行教学改革设计、实验项目更新,又很难得到实验室的支持。例如近年来被认为在实验教学中有效的综合性实验和设计性实验,目前在生物化学实验教学中尚未开展。
(4)实验室规划及设备更新受到严重影响。
由于实验室规划和设备更新都由课程负责人提出并执行,因而难免受到负责人本身专业背景的影响。近10年来,生物化学实验教学所需仪器仅对分光光度计进行了更换,而分子生物学实验教学所需设备没有添置和更新。
(5)实验室教学辅助人员的培养受到严重影响。
由于实验室目前隶属于药学院,因而生物化学实验员无法参加生物化学与分子生物学教研室的集体备课以及教学任务、科研课题的承担,严重影响实验员的职称评定和专业能力提高。
(6)成为急诊医学等新办专业评估的“硬伤”。
新办专业首届学生毕业前,教育厅组织相关专业人员进行评估。而近年来新办专业评估时对医学院校没有独立生物化学实验室提出较多质疑,这会影响学生科研能力的培养。
(7)教学实验室在课余向本科生开放受到影响。
尽管学校提倡开放实验室,促进大学生创新实验开展。但实验室的开放需要实验教学人员和工作人员配合,因而目前进行的大学生生物化学创新实验并没有在化学分析实验室进行。
(8)教研室和实验室工作协调困难。
由于教研室与实验室隶属不同部门,涉及的跨院(系)实验室较多,而学校规定教职工奖金津贴由各院(系)独立核算,这些都使得教研室和实验室之间工作协调困难。
化学是一门实验科学,它的产生和发展,实验贯穿始终。因此,化学实验教学是整个教学工作的重要组成部分,它与理论教学相辅相成,是培养新世纪人才的重要环节。然而,实验教学在我国中学化学教育中是最薄弱的环节。调查表明,从地方招收的新生中,有未动手操作过简单实验的,甚至有未进过实验室的,实验双基严重短缺。而我们的生源大多数来自西北五省,用于化学实验教学的经费远不敷需要,于是就有黑板上做实验的教学情形。而无机化学实验是化学、生命科学、医学专业学生入校后学习的第一门实验课,也是大一学生第一学期的必修课,它不但为后续课程如分析化学、有机化学的学习奠定了良好基础,也为学生以后自己从事科研或教学工作打下了基础。良好的实验习惯、规范的实验操作、严谨的治学态度和科学的思维方法等的养成,都是从这里迈出第一步的,这个阶段对学生的成长来说是至关重要的。但无论从学习方法还是思维模式,新生都尚未脱离中学教学模式。如何使新生尽快适应由高中到大学的教材、教法及学习方法、技能等方面的转换,笔者结合自身的教学经验与体会谈谈无机化学实验教学方面的体会。
无机化学实验课程的基本教学目标可以归纳为四方面:训练学生具有良好的实验室工作习惯;训练学生的基本实验操作技术和技能;印证深化相应无机化学理论课程的内容;培养学生有独立进行实验研究工作的初步能力[1]。新教材的教学内容有了较大的变化,教学目标有了更高的要求,如何在现有的实验条件下更好的达到以上要求,我们相应做了以下几方面工作。
1.重视第一堂实验教学课
无机化学实验内容由各学科的基础知识和基本技能构成,包括基本知识和基本操作、基本化学原理、基本元素化学、无机化合物的制备及综合设计五大部分内容。而且,实验涉及的试剂和玻璃仪器较多。无疑,严谨的实验态度、规范的实验操作、科学的实验学习方法的教学和实验室的安全教育是第一课的主要目的和内容。但是,如何把这些体现在今后的实验学习的行动纲目和指标体系中,使学生学有指南、行有方向、做有方法、动有规矩,通过近年来实验教学改革实践经验,上好第一堂实验课非常重要。因此,应针对不同专业的学生及生源进行认真的、多方面的、详细的备课,为了达到以上教学目的,准备一些课件也非常必要。
2、认真预习实验报告
无机化学中化学元素的基础知识、无机反应的生成物判断必须依据实验,且须记忆。在无机化学实验课的教学中,怎样才能既培养和锻炼学生的动手能力又能使学生更好地理解和记忆化学知识呢?我们的方法是首先要求学生在每一个实验之前,必须预习,并清楚地写好预习报告,实验时只准带预习报告进入实验室做实验。教师在上课前认真检查,同时对实验内容和仪器使用进行简单提问,符合要求才准予进入实验室做实验,对于预习不充分的学生,应该请他们暂时离开实验室,待补上以后再进行实验。这样,在措施上保证重视预习报告,学生能较好地独立实验,确保了素质教育主体性的贯彻。
3.积极关注教学环节
在实验中培养学生规范化的操作是必须的,是最基本的要求,也是无机化学实验教学的重点。无机化学实验在培养学生严谨的科学态度、正确规范化的操作技能和良好的实验习惯等方面起着关键性的作用。因为,无机化学实验教学的好坏,将直接影响到学生对本专业的兴趣、实验习惯及实验技能的培养,也关系着今后专业实验课的开设效果。所以,在重视理论教学的同时,必须加强无机化学实验课的教学,特别是重视对学生基本技能的训练,使学生掌握基本的实验方法和操作技能,培养学生实事求是的科学态度、良好的科学习惯和科学素养。在实验条件允许的条件下,最好一人一组。因此,给大一的学生授课要特别注意观察学生能否规范准确操作,要让学生明白对于实验课来说,过程重于结果,对于一个失败的实验,只要能找到失败的原因同样是成功的。对于化合物性质实验课,我们把教师的讲解、提问、总结放在学生实验结束以后进行,以此来强化学生对实验现象及化合物性质的进一步理解和记忆;对于化合物制备实验课,教师的讲解、提问、总结放在学生实验之前进行,以强化学生对化学基础合成知识和实验正确操作的理解和提高。
4.科学应对实验课改革
实验教学是教师指导学生用实验手段进行观察、探索和创新,从而培养学生实验能力的教学过程。通过实验教学既要达到巩固基本理论知识,又要达到拓展知识、开发智力的目的。新课程理念强调学习方式的特征是自主学习、探究学习和合作学习,是让教材内容更好地激发学生的探究热情和认知欲望,使教材内容同学生的经验与体验建立联系,搭建教材内容通向学生生活世界的桥梁,从而使教材内容更切合学生的心理特点,激发他们的联想与创意。一个行之有效的方法就是开放实验室,给学生创造良好的学习环境和氛围,满足可以自己动手操作的条件,保证学生自主安排时间,而且要有专业的指导教师。开放实验室就会面临经费问题,而选择微型化学实验是解决这个问题的很好途径。微型化学实验仪器微型化、操作简捷、经济省时、安全便携[2],在化学实验教学中,不但有较好的实验效果,而且能极大减少实验的“三废”,是可持续发展战略在化学实验教学中的具体体现。因此,选择微型化学实验可以满足更多的学生来加强规范操作和技能培训。为了有效地开放实验,提高技能培训,可以根据实验条件和学生的需求,列出一系列相关的研究性课题供学生选择,这样在加强规范操作、技能培训的同时,提高了他们的实验能力、创造性能力。
总之,化学实验教学有其自身的特征和规律,采用科学的教学方法去认识、理解、创新,建立“以学生发展为本”的教学模式,是实验课教与学的总目标。我们所尝试的这种实验教学模式,从形式上看是一种学业结构评价模式,实质上是一种系统的指标实验学习模式。实践证明,该教学模式可使新生尽快摆脱中学学习模式,为日后的实验教学活动顺利进行奠定基础,增强自身实验学习的适应性,促使实验教学质量明显提高。在无机化学实验课以后的教学中,要坚持不懈地实践、改革、探索,继续努力提高教学水平,为培养高素质的新世纪建设人才贡献力量。
基础生物化学实验是生物科学及相关专业必修的一门基础性实验课,随着现代生物化学实验技术的快速发展,生物化学已渗透到生命科学的各个领域,成为其他实验性学科和专业的基础和先导课程[1,2]。基础生物化学实验是师生共同探讨学习的一门实验学科,是扩张充实生物化学实验学者的知识面之一,能提高学生对生物化学的理解能力、对实验的动手操作、思维扩散以及观察讨论团结和实践总结领悟能力[3,4]。许多高校将基础生物化学实验作为单独的课程进行开设,然而在基础生物化学实验的教学过程中,笔者发现存在一些较为明显的问题,该文就长江师范学院生命科学与技术学院基础生物化学实验课程的现状进行了分析,并对主要问题提出相关建议和改革措施。
1地方高校基础生物化学实验的现状分析
1.1教学内容陈旧,综合性实验较少
基础生物化学实验要求学生掌握生物大分子物质的分离、纯化、定性和定量分析技术[3]。由于教学大纲陈旧,没有及时更新实验项目,教学内容主要以经典的、基础的生物化学实验为主,如:糖类的性质实验-糖类的还原作用、氨基酸的纸层析分离、蛋白质及氨基酸的呈色反应、蛋白质的沉淀反应及等电点的检测、蛋白质含量的测定-考马斯亮兰法、总氮量的测定-凯氏定氮法、氨基酸的分离鉴定-纸层析法、血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳、果胶的制备、维生素C的定量测定等,一些前沿的、当下常用的实验技术,如:酶联免疫法、Western印迹和高效液相色谱等,学生接触较少。由于综合性实验需要一定的经费和仪器、实验时间相对较长、需要实验老师更多投入,地方高校基础生物化学实验课程综合性实验开设的比例相对较少。
1.2经费投入有限,先进仪器设备缺乏
地方高校教学经费有限,对实验课的投入相对较少,使许多实验大打折扣,甚至无法开展。特别是一些仪器设备数量较少或缺乏,如:移液器、高速冷冻离心机、电泳仪、分光光度计、超低温保存冰箱、凝胶成像系统和高效液相色谱等。而上课的人数较多,多人共用一台仪器,或只有老师和部分同学能操作仪器,学生不得不在相应时间内几个人一组完成一组实验数据,而分小组进行实验的结果是,总有学生当观众,久而久之,部分同学就不愿意动手操作。
1.3“傻瓜式”实验,学生自主思考空间有局限
传统的基础生物化学实验教学方式是:课前教师准备好相关的实验药品、材料及仪器,上课时由教师讲解实验步骤,并由老师进行示范操作,在老师的指导下学生操作实验,实验结束后学生撰写实验报告。学生称之为“傻瓜式”实验,因为学生不用准备药品及材料,不用考虑实验的成功与失败,不用考虑为什么要这样做、有没有更好的方法,只需要按老师说的实验步骤进行就可以,学生自主思考的空间有局限。由于做实验的学生比较多,实验中老师和学生一对一进行讨论的机会较少,学生的疑问往往得不到解答,对于实验中有没有更好改进实验的办法,师生之间的交流更是少之又少。
1.4实验教学时间安排不合理
基础生物化学实验按实验项目进行,每个实验3~6个学时,学校按学时给老师算工作量,许多老师为了在规定学时上完实验课,一是尽量安排简单、容易操作的实验,减少综合性实验;二是对于实验时间较长或处理时间较长的实验,侧提前准备实验,学生只操作实验的部分内容,进而影响实验的效果。随着学生人数的增多和很多实验课程都单列成单独的课程,实验课的安排经常出现冲突,许多实验都安排在晚上和周末,导致很多同学和老师都有厌倦情绪,教学及学习的主动性较差。这样造成基础生物化学实验课程安排了较多实验,但综合性的、真正由学生完成的实验却寥寥无几。
1.5考核方式僵化,不能调动老师及学生的积极性
对学生成绩评定主要考核内容包括实验态度、实验报告和期末考试3个部分,其中实验态度占实验总成绩的20%,实验报告占40%,期末考试占40%。实验态度,主要考察完成实验预习报告情况,以及实验课学生迟到、早退及旷课情况。实验报告成绩根据实验报告的规范性,实验结果和实验现象的正确性,以及对存在问题的分析处理办法等进行综合评定。期末考试主要考察学生理论知识及对仪器操作规范性。考核的主要依据主要是以文字形式表现出来的东西,导致实验课平时多数学生抄袭预习报告和实验报告,考试背背理论和仪器操作步骤就可以过关,这样不认真进行实验操作也能得高分,忽略了对实验操作过程的考核,不能真正调动学生的学习兴趣。对教师的考核主要是完成教学时数、上交相关教学材料,对教学效果的好坏没有考核和评价。教师认真负责与否、教学效果好与坏,最后算的工作量都是一样,严重影响教师工作的积极性,也不利于教师进行教学改革与创新,因为只要有改革,必然要求付出更多。上交的教学材料也较多,如:上一门实验课要上交教学进度计划、实验试做记录、学生预习报告、学生实验报告、实验室运行记录、实验运行记录、考核方案、试卷审核表、空白试卷、学生考试试卷、成绩册、成绩登记表和试卷分析表等,如此多的材料让老师自顾不暇,哪还有心思搞改革、创新。
2基础生物化学实验教学改革建议及措施
2.1结合教师科研,加大综合性实验的比例
教师是学生的引路人和榜样,学生科研素质和创新能力的培养是以教师的科研水平和能力为前提的,一个不具有较高科研水平和创新能力的老师是不可能带领他的学生走上科研和创新之路的[4]。因此,生物化学教师,只有努力进行科学研究和探索,不断更新自身知识结构,提高自己的科研水平,并将科研内容引入基础生物化学实验,及时更新实验内容,在实验内容选取时,应多选用实用性强、综合性强的实验,才有可能开阔学生的知识视野、激活学生的思维。甚至学校可以规定基础生物化学实验课综合性实验的比例不低于多少,对于综合性实验可以加大工作量的折算系数。以综合性实验增加实验的探究性,调动学生的兴趣。
2.2增加实验经费的投入
实验室是进行教学、科学研究和技术开发的重要基地。实验是课堂教学的延伸,是理论联系实际的重要手段,是学校教学和科研工作的重要组成部分。实验室是培养学生的素质和能力的主要实践基地,实验室的建设是专业课程建设中的重要组成部分[4]。所以,学校应逐步完善实验室的建设、仪器设备和用具的配置,保证实验教学经费的投入。这样不仅有利于基础生化实验课程的建设,也可为学生提供充分的操作空间。
2.3改变教学方式,引导学生主动思考
教师在生物化学实验教学过程中要勇于创新,不断创新教学内容,不断把自己的、他人的、世界的最新科研成果融进普通生物化学实验课中,改变过去那种“照葫芦划瓢”的实验教学模式,注重培养学生主动获取知识、独立思考和解决问题的能力,形成以培养学生做学问做研究为主的新模式,这样才能在潜移默化言传身教中培育出学生科研创新的素质[5,6]。如:部分实验项目可以安排学生自己查阅资料、设计实验方案、准备药品及材料,并独立完成实验,引导学生主动参与实验。
2.4合理安排实验教学时间,多种渠道激发学生学习兴趣
合理安排实验时间,应保证实验室和教师的数量,尽量减少实验组学生的人数,保证每一个学生都能够有机会操作实验,增加学生的动手能力和独自思考的能力。打破传统的每一个实验在固定时间集中进行的设置,让实验老师合理安排时间,让学生尽量参与实验全部过程。让学生积极参与到实验中来,由被动变为主动。鼓励学生多参与实验课相关活动,如:参与实验相关的讲座、参与教师相关科研项目、大学生“挑战杯”、创新创业项目和学生科研项目等。在教师的指导下,学生独立完成生物化学相关的实验,最后完成科研任务,体会实验带给学生的苦与乐,帮助学生真正理解科学的含义,让学生从心底里改变对实验的态度,激发学生对实验浓厚的兴趣,从而由衷地热爱实验[7,8]。
2.5合理考核,调动师生的积极性
应注重实验过程的考核和综合性实验能力的考核。为了使考核更加科学合理,激发学生的积极作用,将考核方式改为综合考查学生实验能力。实验总成绩中,实验考勤占10%、预习提问占10%、实验操作占30%、实验报告占20%、期末开发性综合实验占30%。其中实验操作成绩在每次实验完成之后马上给予评定,实验报告着重考查学生的结果分析与讨论、心得体会,检查学生能否根据学过的理论知识和操作技能,对实验结果、实验方法和技术等提出自己独特的见解。开发性综合实验为选一些具有一定综合性、应用性和可操作性的题目,学生自选题目,学生自己查阅资料、设计实验方案、准备药品及材料,并独立完成实验及结果分析,根据对实验的完成情况进行成绩评定。这种方法使得学生在平时实验课上严格要求自己,重视实验操作和动手能力的提高。建立一套公正、合理、科学的实验教学评估体系,包括实验人员管理与考核体系、教师实验教学质量评价体系和学生实验教学质量评价体系。课程上采取评比竞争,让教师感到有一定的压力,从而提高教师的责任心和进取心。
3结语
生物化学是一门基础性的、快速发展的学科。新理论、新技术每时都在不断涌现,要建立能适应时展的生物化学实验教学模式,就必须对现有的教学模式不断进行改革和创新,这是一项长期而艰巨的任务,需要生物、化学教师不断探索,在实践中不断提炼出新的教学理念,并能够积极与大众分享,以提高高校大学生的能力素质,为国家培养出具有独立分析问题和解决问题能力的创新型人才。
作者:陈发波 单位:长江师范学院生命科学与技术学院
参考文献:
[1]李欣,赵玉红,周浩,等.基础生物化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2016,35(3):161-165.
[2]李宁,陈明红.生物化学实验教学改革的实践与体会[J].科技创新导报,2015(5):227-228.
[3]王进波,齐莉莉.基于应用型创新人才培养的生物化学实验教学模式探索[J].生命的化学,2016,36(3):413-416.
[4]倪志华,周艳芬,张瑞英,等.基于提高学生综合能力的生物化学实验考评体系建设[J].教育教学论坛,2016(1):230-231.
[5]吴功庆,易运红.生物化学实验教学改革与创新思维能力的培养[J].广州化工,2015,43(4):231-232.
基础生物化学实验的内容主要包括生物大分子的分离纯化制备和常用的生物化学实验技术。在设置实验项目时紧紧围绕这些内容,并在保留经典实验的基础上,增加一些设计性、综合性的实验,以提高学生的动手能力和分析问题的技能。如“多酚氧化酶活力测定”实验,该实验项目不仅是让学生独自测定马铃薯中多酚氧化酶的活性,而且由授课教师先介绍实验目的和要求,学生以5~6人为1组,利用课余时间查阅文献,在预习、总结后再独立设计实验方案,待教师协助完善方案后由学生自己组织实验材料,然后进行实验。这种教学流程不仅使学生更进一步了解了多酚氧化酶功能,提高学生的主动学习兴趣,并可提高其动手能力、解决问题和分析问题的能力[1]。
2 对常规教学方法进行改革
2.1 让学生带着问题进行实验课预习
由教师布置一些思考题,让学生带着这些问题去了解实验目的、原理和实验步骤等。然后带着问题听课,根据授课教师的讲解思路,在课堂上增加师生互动环节,增强学生的主动学习能力,也可提高上课效率和学习兴趣,提高学生的自学能力[1]。
2.2 对课堂教学模式进行改革
改变以前教师在课堂上讲,学生等教师讲完后再进行实验的老方法。教师只讲授实验目的,具体的实验方法让学生在动手实践中进行摸索和验证,教师在学生实验时进行巡视,以及时纠正学生实验过程中出现的不规范操作[2-3]。对实验中出现的与理论不符的现象,尽量让学生独立思考。这也锻炼了学生的动手能力和解决问题的能力。
2.3 重视实验结果分析
在实验过程中,教师要求学生实事求是地将所见到的现象以及实验结果记录下来,实验结束后对其进行分析并得出结论。如果有某组学生的实验结果与其他组有较大出入,分析原因,找出产生差异的原因及实验所需要注意的事项,必要时重做该实验。这样大大提高了学生的实验兴趣、参与实验操作的主动性和实验分析能力,并最终提升了学生的实验技能[1,4]。
3 改革实验考核制度
2重编实验教材,优化教学内容
随着生命科学的快速发展,新的生物化学技术不断涌现,使生物化学的理论知识、研究方法和内容不断推陈出新;因此,对生物化学实验教学内容提出了更高的要求。为此,我院生物化学教研室组织经验丰富的专家、教授、青年教师共同编写了《生物化学实验技术》,本书删除了一些陈旧、过时的实验,增加了一些与生物技术、动物医学等专业应用紧密的新实验。同时将本实验室常规仪器设备的操作方法、注意事项,常用试剂的配制及保存,常用蛋白质等电点、分子量及常用生物化学词汇及缩写写进本书,以方便学生日后的查阅与应用。传统的生物化学实验教学内容多为一些基础性、验证性的简单实验,教学目的过于“单一化”、教学方式过于“程式化”,这种教学方法容易导致学生思维定势、机械操作,实验兴趣不高,为此我院加大了综合性、设计性实验的比例,加强实验的系统性学习,建立了一个既能培养学生基本实验技能,又能提升学生综合设计能力的实验教学体系。以“小牛血清免疫球蛋白分离、纯化及鉴定”为主题,开展了如下实验项目。
3改进实验教学方法,突显学生主体地位
3.1使学生学习变被动为主动
以往的实验教学多是教师讲解,学生模拟、验证,被灌输的“填鸭式”教学模式,双向交流较少,学生积极性不高,无法满足培养高素质综合性人才的需求;因此,把学生放在一个主动学习的位置上是极为必要的。实验开始前,将学生分成几个小组,让学生亲自参与实验的各个环节,包括试剂的称量、配制、高压;实验材料的包装、灭菌;实验仪器的调试、校正;预习报告的书写;实验原理及操作重点环节的思考和讨论等。通过主动参与实验,既培养了学生“主人翁”意识,又锻炼了动手操作能力,培养了团结协作的精神。
3.2多媒体技术和虚拟实验的建设与应用
多媒体技术能有效地将声、色、动画相结合,使多媒体教学生动、形象、直观、具体、动静结合、色调鲜明,现已是一种普遍的教学手段。利用现有的教学设备资源制作多媒体课件、演示实验动画、教学视频等,同时,利用网络资源,搜集国内、外实验课相关素材,开拓学生的视野。吉林大学网络虚拟实验建设项目完成的“双向电泳实验技术”等微实验已应用到实验课教学中,教学效果突出,虚拟仿真实验打破了时间、空间的束缚,为学生自主学习创造了良好的机会。
3.3举办生物化学实验报告会
生物化学课程是专业基础课和必修课,学时多,学分高,理论性及实践性极强。学生通过查阅大量国内、外文献,结合目前生物化学先进的技术热点和研究内容,自选题目,独立完成PPT;邀请生物化学教研室的教师,利用业余时间组织学生进行汇报和交流,同时,教师给予相应的指导和总结。通过举办报告会,使每名学生都有机会展示自己,开阔了他们的视野,锻炼语言表达能力的同时,也增强了他们的自信心,提高了学生学习的积极性、主动性。
4开放实验室,给予学生更多的选择
实验课的教学目的是让学生把学到的理论知识应用于实践。鉴于课堂学习时间及资源的局限性,有必要将实验室对外开放,鼓励学生积极申请吉林大学“大学生开放性、创新性实验项目”,创造条件让学生将好的实验项目和想法得以实施。例如猪脾脏胰蛋白酶的提取及鉴定;蚓激酶的提取、纯化及检测;胰蛋白酶比活力的测定方法比较;梅花鹿鹿茸多肽的提取及应用等实验项目均得到了很好的开展,并顺利完成了结题鉴定。实验室的开放是实验课计划内学时的一个强有力的补充,使学生有了更多的自和独立完成实验的机会,激发了学生的创新思维和意识,培养了学生的科研思路。
5教学改革实施的效果分析
改革后的实验教学内容不再是简单的、单一的验证实验,而是一环扣一环的连贯性很强的综合性实验。多样化的实验内容提高了学生对生物化学实验技术的理解和应用能力,深化了对生物大分子的性质、提取、纯化及检测等理论知识的学习;教学手段的改革使学生的实验态度变被动为主动,增强了实践过程中的责任感,培养了学生实验动手操作能力;实验室的开放使学生能够合理安排时间,将科研设想得以实现,部分优秀的本科生顺利完成了开放性创新实验项目,撰写研究论文并公开发表。通过对2012级、2013级和2014级生物技术专业及动物医学专业共约400名学生开展实验教学效果满意度调查结果表明:95%的学生满意新的教学模式,5%的学生提出了新的建议和想法,在后续的实验教学中有待进一步的改进。
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2012)10-0222-01
物理学是一门实验科学,实验教学既是物理知识教学的基础,也是学生形成严谨的科学态度,实事求是的科学作风的主要渠道,更是培养学生具有探索精神、探究能力的有效手段。现代教育提倡学生自主、合作、探究学习,实验教学过程中,体现了这种要求,而教师如何根据学生的生理、心理特点来优化实验教学,对培养学生的探究能力起了极其重要的作用。
1.合理划分实验小组,奠定合作学习基础
哥拉斯的选择理论认为学校是满足学生需要的重要场所。学生到学校来学习和生活,需要的就是自尊和归属。只有创造条件,满足学生对自尊感和归属感的需要,他们才会感到学习是有意义的,才会愿意学习,才有可能取得学业成功。据此,分组时首先要根据内容灵活确定每组的人数以及组数。对于相对简单的实验划分较小的组,难度大的实验划分较大的组,任务多的实验可以采取大组套小组,各自分担一部分实验内容的方法,以此来减少实验中的“闲杂人员”。然后让学生自由组合,并通过民主选举选出组长,负责组内具体工作,避免按座位就近搭配分组和按学习好中差搭配分组造成的事实上的不平等给合作学习带来的障碍。
2.利用投影技术,增强演示实验效果
演示实验,就是教师利用实验器材、仪表向学生做表演示范实验,或创设必要条件将自然现象及其变化规律等再现出来。这是物理教学中将理论与实际相结合的重要方法,是提高学生学习兴趣、启发学生积极思维的重要手段,是认识事物规律的起点,也是物理实验教学中的一个重要组成部分。学生通过观察演示实验,思考总结,从而找出规律性的东西,得出正确结论。但是,有的演示实验观察目标个,现象细微,且由于条件的限制,教师只能在讲桌上进行演示。后排学生看不清楚实验现象,这就增加了学生在理解过程中的难度,直接影响教学效果。利用投影器将演示现象放大,使其在银幕上清晰地显示出来。这样既有利于学生观察思考,又缩短了观察时间,从而增强了演示实验的效果。
例如,在测定物质的密度这个实验中,其实验目的就是练习使用天平,学习使用量筒,学会利用天平和量筒测物质的密度。在这个实验中,学生第一次学习使用量筒测量液体的体积和测量小金属块的体积。因此在做实验之前,教师应先教学生如何使用量筒,如何正确读数。而量筒的刻度较小,教师演示讲解,大部分学生看不清楚。这时可利用投影技术,将刻度放大,学生就容易看清。方法一:用立式投影器对圆形量筒进行投影时,会产生聚光作用,在银幕上形成一条竖直亮线,无法看清演示刻度。为了消除圆形量筒的聚光作用,可将量筒放在透明的水槽里进行投影演示。方法二:用立式投影器和专门作投影用的方形量筒。方法三:用卧式投影器和抽拉式量筒投影片(在教学生学习温度计、安培计、伏特计的正确读数时,也可用抽拉式温度计投影片,旋转式安培计、伏特计投影片进行投影演示)。
在讲“磁潮”和“电流的磁潮”这两节课时,磁场的概念比较抽象,条形磁铁、U形磁铁、同名磁极之间和异名磁极之间的磁感线分布以及直线电溢的磁场的磁感线和通电螺线管的磁场的磁感线分布形状各不相同。传统的演示方法一股是:将玻璃板放在磁铁上面,将铁屑均匀地撒在玻璃板上,轻轻敲动玻璃板,使铁屑在磁场的作用下形成平面的磁感线分布图形。因平面放置,学生看不清楚,教师只好端着玻璃板走到讲台下,让一部分学生看看,这样既浪费时间,还是有许多学生看不清楚。利用投影技术,则完全可以改变这一局面。将课本上所讲的几种演示情况投影到银慕上,使全班学生都能清晰地看到各种情况的磁感线分布。这样就加深了学生对“磁潮”的认识,使抽象的问题容易理解。
2.利用网络资源指导学生进行设计型实验
网上资源为物理实验探究提供了丰富的材料,学生不但可以看到、听到各种信息,而且可以进入学习内容中去。课程教学中,可不定期在校园网上公布一些“探索研究”的课题,以激励学生试着去设计实验、解决特定的问题。学生可以围绕选题,通过网络资源,查找有关资料,整理自己的成果,写成小论文在网上;也可利用电子邮件、BBS等,围绕探究的主题进行讨论交流,各自形成自己的判断,表达自己对问题的理解以及解决问题的不同思路,相互解疑、争辩和评价,相互合作解决各种问题。在网络上提出和设计研究课题,指导学生在现实生活和文字资料中进行探究性学习,然后利用网络进行跨时空交流,综合各方面的信息,能大大提高学生在信息时代的学习与研究能力。
3.利用网络的交互优势进行实验复习,提高复习效率
2有机化学实验的教学实践内容改革的举措
鉴于以上存在的问题我主要从授课方式、教学内容和实验报告的撰写等方面对有机化学实验进行研究。
2.1授课方式的探索首先,在上课程之前,批改学生的预习报告,知道学生预习实验的认真程度,老师在讲课的时候可以进行补充,如果是学生预习知道的东西可以简略的带过,对学生没有预习到的知识进行补充,并提出在实验的时候可能出现的问题抽学生回答;也可以让学生和教师相互交换角色,让这“教师”讲解该实验,最后教师再针对该学生的不足加以点评。在此过程中教师要鼓励学生积极发言、各抒己见,对有创意的学生要给予热情、肯定和赞扬。这样既激发了学生的学习积极性和对实验课程的热情,使学生做到上实验课之前积极配合教师完成安排的工作。在每次课的结尾时,向学生宣布下一次实验。其次,在实验准备的全过程中让全班学生分组参与,在教师引导下,学生可按照实验要求来对实验仪器的选择和所用试剂的配制等。同时,给一个题目,让学生自己去查找资料,进行实验的设计,自己根据所找资料写出实验方案,实验药品,并在老师的指导下对实验方案可行性的判断,得到老师的批准后,让学生自行实验准备,这样有助于提升学生对实验设计、实验操作技能以及对整个实验内容的整体把握都是非常有效的。但是这对生物科学专业化学基础知识较差的学生来说难度较大,对化学基础知识较好的学生对实验的积极性和创新能力都将得到很大的提高。对于大一的学生来说,主要是对基础实验技能的操作实践和设计实验原理的初步理解,比如熟悉提纯的原理及操作、简单的制备等,从而对化学实验有了基本的认识,并能够掌握比较基本的化学实验理论,对学习以后的课程打下基础。
2.2优化实验教学内容因传统教学主要是基础实验和验证性质实验,本文主要将基础有机实验与有机设计实验以及综合实验融合在一起,以增强学生的创新能力,提高学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。首先,让学生拥有扎实的基础知识,开设大量的基本实验来规范学生的操作技能,减少验证性实验的个数来为后续的实验做铺垫,比如重结晶的操作实验,可以让学生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等来巩固此操作。其次,多开设与生物科学专业相关的综合性实验。因综合性实验难度比验证性实验要大,对学生来说具有挑战性。比如从茶叶中提取咖啡因,可以有两种方法,一种方法时间短,设备简单,但是效果不好;另一种方法用索氏提取器做,所需时间久,装置也比较麻烦,效果明显。还有葡萄糖酸钙制备、从槐花米中提取芦丁等,这些实验都与生物相关,能够增强学生的兴趣和提高学生的动手能力。
2.3实验报告的撰写实验报告采用科技论文的格式,包括中英文摘要、引言、仪器与试剂、实验方法、实验结果与讨论、结论、参考文献等[4]。这样写的好处是有利于对学生以后的科研打下基础,知道论文的写法,也为写毕业论文打下一定的基础。
3实验考核体系的完善
传统的实验考核体系是以实验报告为主,不注重学生的具体操作过程,因为预习、操作、报告以及期末考查等贯穿实验的整个过程。传统的体系导致学生只注重实验报告,不注重过程,而使很多基本的操作技能都出现错误。最终不能够地对学生进行公平的评价、更不能够激发学生的学习兴趣,也不利于培养学生的创新意识及创新能力。实验教学的特点是以学生为中心,使学生的主观能动性得到充分地发挥,与此同时也要求教师一定要具备高度的责任意识,将不同教学项目的实验设计其具有不同的功能,并实现各个教学环节上的松紧适度。此外,为提升实验教学效果,教师应该在实验课的不同环节,充分扮演自己的角色定位,在宽松、和谐的氛围中有序、高效地进行实验。通过对有机化学实验的教学内容、教学方式和评价体系的进行改革,既调动了学生的学习积极性,增强了学生观察、分析及解决问题的能力,又准确地考核了学生的综合素质,收到了良好的教学效果。
生物学是一门以实验为基础的自然科学。许多生物现象只有通过实验才能得到解释,各种生物体的结构必须通过实验才能观察清楚,生物学的理论也是人们通过实验总结出来的。所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。由于历史等原因,我国的生物实验教学起步较晚,以致重知识、轻实验,重理论、轻实践,学生的“高分低能”现象至今仍相当严重。随着教育的改革,在新编九年制义务教育生物教学大纲中,注重了理论和实践相结合的原则,教材内容突出了实验内容多,实验形式多,实验要求多的特点。这样,学生动手参加实验的次数和机会多了。当然,如果教师不注意对学生进行实验规则和技能的教育,不精心设计好实验的内容、步骤和项目,学生不明白实验目的、要求和要注意的事项,则不仅效果不好,甚至会出现实验秩序乱,自然无法达到应有的实验目的。在生物实验教学中,为使每个实验达到教学大纲的要求,必须加大生物实验教学的力度,强化实验规则和技能。我的做法和体会是:
1.首先要加强组织纪律教育
“没有规矩,不成方圆”。实验室守则和实验规则是上好实验课的保证,为了培养良好的实验习惯,使实验顺利进行,必须向学生强调遵守实验室守则和实验规则的重要性。并要向学生讲清道理,反复教育,使学生明白并自觉遵守,保证实验室内环境安静。要求学生不到下课时间,不准擅自离开实验室。如本人实验完毕或有事要离开,须报告教师。总之,要养成有组织,有纪律的实验习惯和良好作风。
2. 要关心爱护教学仪器,节省实验材料
在做每个实验前后,要求学生一定要养成洗手的习惯,以免实验时沾污实验仪器和试剂、样品、标本,从而引起实验误差,同时还要求学生不应做与本实验无关的动作,以免损坏实验仪器,甚至发生意外事故。要节约实验材料,如在制作洋葱表皮细胞临时装片,只要取一张洋葱表皮就够了,不必取大块,另外如擦镜纸、吸水纸,大头针和各种试剂等也要节约使用。严禁将教学器具如镊子、放大镜、剪子等带出实验室。同时为保证实验用品、材料、仪器不丢失,在实验前分发给每个小组一份实验仪器、材料登记表,要求学生在实验前后核实,并填写本节课的实验名称、日期、班级和组别等,最后要签名,以示清点核实无误并承担责任。实践证明,在实验中对学生进行爱护关心仪器和经常节约实验材料教育,有助于培养学生爱护公共财产,艰苦奋斗,自力更生的精神,有利于调动学生上好实验课的积极性。
3.要有实事求是和富于探索的科学态度
要求学生在做实验的同时,一定要做好记录,如果一个实验小组两人,则一人做实验,一人记录,下一次实验互相对调。实验绘图要求学生实事求是照看到的实际画,在实验课中完成。如在解剖鲫鱼时,有的同学发现鱼的心室和动脉球的搏动位置在心房的上方,而在生物教学挂图中,心室位于心房下侧,在心室前端有一白色的动脉球,这就要按实际看到的画。又如初中生物课本中,用显微镜观察[人的口腔上皮细胞装片]实验,而在实验报告册上则要求,观察人的口腔上皮细胞要用0.01%亚基蓝溶液作为染色剂,如果此种试剂一时买不到,不进行染色,人的口腔上皮细胞透明度大,那么在显微镜下很难看清其细胞膜和细胞核等。为了观察清楚,这时可提示学生是否也可用稀释的碘酒或墨水作为染色剂,观察人的口腔上皮细胞装片,学生试着做了结果很满意。人的口腔上皮细胞被染成黄(红)色,细胞膜、细胞质、细胞核看得很清楚。细胞周围空间呈白色,图像很清晰。再如有些同学,即使不用牙签轻刮口腔上皮,用一滴口水,处理后也可找到口腔上皮细胞,这又是为什么?等等。从而培养了学生独立探索和实际操作、制作能力,培养了学生观察思维、动手能力,培养了学生严谨的科学态度。
4. 预习好实验内容,明确实验过程
只有让每个学生弄清了每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程,这样学生才能做到心中有数,进入实验室才能有条不紊地进行实验操作。同时对于难度较大的实验,教师要事先进行实验难点和要点的讲解,以使学生掌握要领,使实验达到预期目的。如制作临时装片,练习使用显微镜,对初中一年级学生来说有一定困难,教师可事先在课外兴趣小组活动时培养好骨干,再由这些骨干学生去辅导带动其他同学做好实验,在练习使用显微镜时,就要特别强调其使用方法和操作要领。如顺时针调节粗调节轮时,使镜筒缓慢向下,这时头应向左侧偏下,眼光与装片在同一水平面上,眼要特别注意物镜下降的位置,当物镜靠近装片时停止。这时用左眼从目镜观察,同时右眼也要睁开,用右手逆时针方向转动调节轮,使镜筒慢慢上升,直到对准焦点,看清物像为止。再转动细准焦螺旋,来回调节,使看到的物像更加清晰。千万不能违反操作规程,下降镜筒时,一定要从旁注视物镜,防止物镜碰到盖玻上,损坏玻片标本和物镜。教师也可以用两台显微镜示范,一台是已经对好光了的,另一台则是已找到标本清晰图像的,让学生观察后做模仿。
5.做好实验小结,启发学生自我评价