生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系的改革與實(shí)踐

胡春紅，郭 婕，李淑梅，胡炳義

（周口師范學(xué)院 生命科學(xué)系，河南 周口466001）

實(shí)驗教學(xué)和理論教學(xué)均具有非常重要的作用，有效地開展實(shí)驗教學(xué)對充分培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維能力、綜合觀察能力、實(shí)際動手操作能力、創(chuàng)新能力等是非常必要的.根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會對1 264家生物企業(yè)所進(jìn)行的調(diào)查顯示：中國生物產(chǎn)業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足，突出表現(xiàn)在缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才.這說明生物學(xué)教育還不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及國家對人才培養(yǎng)的要求.因此，加強(qiáng)和改進(jìn)生物學(xué)特別是生物學(xué)實(shí)驗體系的改革勢在必行.有關(guān)生物科學(xué)單科實(shí)驗教學(xué)的改革報道較多［1，2］，但有關(guān)整個生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗教學(xué)體系改革的報道尚不多見.筆者以周口師范學(xué)院生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)為研究對象，對生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容、管理模式、教學(xué)目的以及教師角色轉(zhuǎn)換等方面進(jìn)行了探索，旨在為尋求一套切實(shí)可行的高校生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)模式奠定基礎(chǔ).

1 目前生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中存在的問題

1.1 綜合性和設(shè)計性實(shí)驗少，且實(shí)驗內(nèi)容重復(fù)

緊貼理論課本的驗證性實(shí)驗較多，實(shí)驗內(nèi)容簡單，實(shí)驗項目年更新率較低；綜合性、設(shè)計性實(shí)驗較少.另外，由于生物學(xué)各學(xué)科之間相互滲透，知識點(diǎn)存在交叉，以教研室、課程組、甚至針對某一門課程制定相應(yīng)實(shí)驗教學(xué)大綱，導(dǎo)致不同實(shí)驗課程的實(shí)驗內(nèi)容之間存在著嚴(yán)重的重復(fù)現(xiàn)象，不僅造成資源的浪費(fèi)，更限制了學(xué)生實(shí)驗內(nèi)容的范圍，嚴(yán)重影響學(xué)生能力的提高，最終偏離生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo).

1.2 實(shí)驗室建設(shè)和管理制度不夠完善

在舊實(shí)驗教學(xué)大綱的指引下，實(shí)驗室建設(shè)和管理方面存在如下問題：

1）由于內(nèi)容、性質(zhì)相似的實(shí)驗重復(fù)開設(shè)，造成儀器設(shè)備重復(fù)購置和分散使用，降低了實(shí)驗資源的利用率.

2）同類型儀器設(shè)備分散管理，給儀器設(shè)備的維護(hù)和管理帶來困難.

3）不能切實(shí)根據(jù)教學(xué)、研究的需要，導(dǎo)致一些實(shí)驗儀器設(shè)備利用率低.

4）以教研室、教學(xué)組為單位的實(shí)驗室管理體制形成了條塊分割、資源分散，無法發(fā)揮整體資源優(yōu)勢.

上述一系列的弊端導(dǎo)致：層層壟斷，資源無法共享和高效利用；搶占教學(xué)資源，低層次競爭，最終影響到實(shí)際的教學(xué)質(zhì)量.要培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、適應(yīng)性強(qiáng)，具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，就必須重新思考實(shí)驗教學(xué)中存在的這些問題，探索改進(jìn)措施［3］.

1.3 實(shí)驗教師固定制

在生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)過程中，往往存在一個教師多年來擔(dān)任同一課程的實(shí)驗教學(xué)任務(wù)，形成實(shí)驗教師固定制現(xiàn)象.該教師在指導(dǎo)該實(shí)驗系列中可能得心應(yīng)手，也能切實(shí)地指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗，但不利于知識面的拓展，間接限制了教師和學(xué)生的知識面，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力.

1.4 學(xué)生素質(zhì)有待提高

目前生物科學(xué)專業(yè)依據(jù)理論課程體系設(shè)立的實(shí)驗教學(xué)體系主要側(cè)重于對知識的驗證和知識產(chǎn)生過程的重現(xiàn).這種模式在鞏固知識，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析能力和實(shí)驗操作能力方面起到了很好作用，但對學(xué)生其他能力的培養(yǎng)存在諸多不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）目前實(shí)驗教學(xué)體系在教學(xué)理念上，體現(xiàn)出側(cè)重對學(xué)生所學(xué)知識的鞏固和實(shí)驗技能的培養(yǎng)，對學(xué)生創(chuàng)新思維，創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足.

2）在內(nèi)容上，由于不同課程間內(nèi)容的相互滲透與實(shí)驗課設(shè)置的相對獨(dú)立性，造成課程間協(xié)調(diào)不足，缺少整體規(guī)劃，出現(xiàn)簡單實(shí)驗開設(shè)過多和實(shí)驗內(nèi)容重復(fù)的現(xiàn)象.同時導(dǎo)致一些實(shí)驗類型漏開或少開，造成學(xué)生知識面窄，某些實(shí)驗?zāi)芰η啡?

3）具體的實(shí)驗課教學(xué)目標(biāo)表現(xiàn)為主要重視實(shí)驗的結(jié)果與教材上的是否相同，而對實(shí)驗的目的、實(shí)驗設(shè)計思路和操作過程重視不夠，使部分實(shí)驗處于淺層次或流于形式.所以，實(shí)驗課開設(shè)數(shù)量雖不少，但對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力培養(yǎng)不足.

2 生物實(shí)驗教學(xué)的改革對策

2.1 以專業(yè)為單位統(tǒng)一整合制定實(shí)驗教學(xué)大綱

為避免不同實(shí)驗課程的實(shí)驗內(nèi)容重復(fù)，在制定實(shí)驗教學(xué)大綱時，要切實(shí)圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，打破專業(yè)課程界限，以實(shí)驗性質(zhì)和實(shí)驗內(nèi)容設(shè)置整個生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗教學(xué)大綱.著眼于培養(yǎng)師資型、科研型、應(yīng)用型人才，以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)能力為核心，以從易到難，即由基礎(chǔ)性實(shí)驗，到綜合性實(shí)驗，再到設(shè)計性實(shí)驗，直至融合為三位一體的大實(shí)驗為改革思路.大致包括實(shí)驗基本素質(zhì)培養(yǎng)、專業(yè)實(shí)驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)、研究性和開發(fā)性實(shí)驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)三大實(shí)驗?zāi)K.根據(jù)各模塊的培養(yǎng)要求，設(shè)置實(shí)驗課程群及相應(yīng)的實(shí)驗系列.讓學(xué)生在掌握一些基本的實(shí)驗儀器操作方法及基本的實(shí)驗技能的前提下，掌握系統(tǒng)的生物科學(xué)專業(yè)相應(yīng)的實(shí)驗操作技能，重在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生實(shí)驗設(shè)計能力、創(chuàng)新能力，著重為滿足初高中生物學(xué)教學(xué)培養(yǎng)師資型應(yīng)用人才.改變以往學(xué)生動手能力差，創(chuàng)新意識缺乏，對實(shí)驗設(shè)計、方法、步驟是知其然、不知其所以然的局面.

2.2 整合實(shí)驗室

在新制定的實(shí)驗教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，根據(jù)各儀器設(shè)備的功能及各實(shí)驗室的實(shí)驗項目，合理組建實(shí)驗室.在滿足各個實(shí)驗室所需基本儀器設(shè)備的前提下，配置相應(yīng)的儀器設(shè)備及實(shí)驗藥品等材料.兼顧大型儀器設(shè)備專人單獨(dú)管理的模式，打破以往實(shí)驗設(shè)備重復(fù)購置，設(shè)備設(shè)置分散，利用率低，不利于統(tǒng)一管理、維修等的局面.在實(shí)驗藥品的管理上，采用統(tǒng)一購置、統(tǒng)一管理的模式，杜絕不必要的浪費(fèi).同時，還要制定一套有關(guān)儀器設(shè)備和實(shí)驗藥品的系統(tǒng)而合理的管理規(guī)則.制定完善的實(shí)驗室各項規(guī)章制度和運(yùn)行模式，并由專職實(shí)驗管理員進(jìn)行監(jiān)管.杜絕以往實(shí)驗室管理存在儀器設(shè)備藥品亂借亂拿亂放、學(xué)生遲到早退、實(shí)驗室環(huán)境衛(wèi)生差等混亂現(xiàn)象.以充分發(fā)揮新實(shí)驗教學(xué)體系的綜合效率為目標(biāo)，在現(xiàn)有實(shí)驗各項規(guī)章制度的基礎(chǔ)上，結(jié)合新實(shí)驗室的組建情況及新的實(shí)驗教學(xué)大綱和實(shí)際教學(xué)過程制定相應(yīng)的管理和運(yùn)行模式，以實(shí)驗教學(xué)目的為依據(jù)制訂相應(yīng)評估體系，客觀的檢驗、改進(jìn)、完善實(shí)驗教學(xué)體系.

2.3 培訓(xùn)實(shí)驗教師，制定輪崗計劃

本實(shí)驗改革結(jié)合本系國家級生物科學(xué)專業(yè)及省級植物與分子重點(diǎn)實(shí)驗室的優(yōu)勢條件，擬采用實(shí)驗教師定期培訓(xùn)、定期召開經(jīng)驗交流會，采用“相互幫輔制”等措施，培養(yǎng)教師全面的實(shí)驗?zāi)芰?并根據(jù)本專業(yè)整體實(shí)驗教學(xué)大綱和各實(shí)驗教師的實(shí)際情況擬定實(shí)驗輪崗計劃.從而打破以往實(shí)驗教師固定制，克服雖然該教師在指導(dǎo)該實(shí)驗系列中得心應(yīng)手，也能切實(shí)地指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗，但不利于知識面的拓展，間接限制了學(xué)生的知識面，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力等方面的弊端.

2.4 培養(yǎng)高素質(zhì)人才

通過實(shí)驗課培養(yǎng)學(xué)生能力著重從以下4個方面入手：

1）讓學(xué)生逐步參與各項實(shí)驗?zāi)K，并掌握相應(yīng)各項實(shí)驗技能、方法，避免不必要的重復(fù)實(shí)驗.

2）通過基礎(chǔ)實(shí)驗，使學(xué)生在科學(xué)態(tài)度和生物學(xué)科學(xué)研究方法等方面得到嚴(yán)格訓(xùn)練，同時達(dá)到熟練掌握和運(yùn)用生物學(xué)實(shí)驗基本操作技能.

3）讓學(xué)生在掌握各項基本實(shí)驗技能的前提下，大幅度增加綜合性、設(shè)計性實(shí)驗在實(shí)驗教學(xué)中的比例，創(chuàng)設(shè)問題情境培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力［4，5］.實(shí)驗中出現(xiàn)的問題即所謂的“異?，F(xiàn)象”，一般不采取必要的方式或做出肯定或否定的直接回答，而是有意識地引導(dǎo)他們把已有的知識同自己在實(shí)驗中遇到的問題結(jié)合起來分析［2］.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立開展實(shí)驗的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為學(xué)生今后的發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ).

4）完善實(shí)驗考核方式，督促學(xué)生提高實(shí)驗?zāi)芰?建立完善的實(shí)驗考試體系：精選一些具有一定綜合性和探索性，并且具有應(yīng)用性和可操作性的題目作為考題.要求在規(guī)定的時間內(nèi)用已學(xué)的知識和實(shí)驗技能完成整個實(shí)驗考試，超時者將被扣分等方法進(jìn)行考核，成績不合格者將必須重修本門實(shí)驗課程.同時改進(jìn)實(shí)驗成績評定方法：將原來的以實(shí)驗報告為主的考核方式改為綜合考查學(xué)生實(shí)驗操作能力的考核方式，成績評定更注重實(shí)驗設(shè)計及操作過程，并將實(shí)驗成績作為評優(yōu)評先的依據(jù)之一.這樣可以促使學(xué)生在平時的實(shí)驗學(xué)習(xí)中嚴(yán)格要求自己，重視實(shí)驗技能的訓(xùn)練和能力的提高.

2.5 調(diào)查總結(jié)生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的有效模式

采用問卷調(diào)查、座談會、個別談話、學(xué)生測試、抽查、經(jīng)驗總結(jié)等形式展開調(diào)查，了解新教學(xué)模式的可行性及是否達(dá)到預(yù)期目的.進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗，整理研究資料，形成文本成果，完善實(shí)驗課教學(xué)的有效模式，并在生物工程、生物技術(shù)專業(yè)進(jìn)行試用推廣.聘請有關(guān)專家、學(xué)者，審定有關(guān)研究資料.

3 生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系改革與實(shí)踐的效果

目前，生物科學(xué)專業(yè)從2012級開始已經(jīng)在試行新的實(shí)驗教學(xué)體系，并且取得一定的效果，實(shí)驗室管理、教學(xué)理念、教學(xué)方法等方面也大為改觀.其效果體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）在先進(jìn)的實(shí)驗教學(xué)管理模式下，在實(shí)驗室管理、儀器設(shè)備、藥品存放方面實(shí)現(xiàn)統(tǒng)管、開放，資源共享、高效利用，節(jié)約資金，避免浪費(fèi).

2）在先進(jìn)的教學(xué)理念指導(dǎo)下，使在校生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生經(jīng)過新生物實(shí)驗教學(xué)模式的培養(yǎng)，學(xué)生實(shí)驗興趣濃厚，學(xué)習(xí)效果明顯提高.學(xué)生掌握各項本專業(yè)基本實(shí)驗技能，動手能力、實(shí)驗設(shè)計能力、實(shí)驗操作能力、科研創(chuàng)新能力等全面提高.考研復(fù)試過關(guān)率提高，就業(yè)競爭實(shí)力增強(qiáng).隨著此改革方案的不斷推行和完善，將為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的綜合型人才.

3）從2012級生物科學(xué)專業(yè)開始試運(yùn)行，受益學(xué)生約116人，一年后推廣到生命科學(xué)系生物工程和生物技術(shù)專業(yè)，受益學(xué)生約400人.在此基礎(chǔ)上申報了省級實(shí)驗教學(xué)示范中心，擴(kuò)大了成果的輻射面.

4 結(jié)語

以生物科學(xué)專業(yè)為實(shí)驗對象，對實(shí)驗課進(jìn)行系統(tǒng)改革探索有著重要意義.以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新品格、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計能力為核心，探索以專業(yè)為單位，以實(shí)驗內(nèi)容和實(shí)驗性質(zhì)為依據(jù)的實(shí)驗教學(xué)體系，打破專業(yè)課程之間的界限，統(tǒng)一整合制定實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容.融基礎(chǔ)性實(shí)驗、綜合性實(shí)驗和研究設(shè)計性實(shí)驗為一體，大幅提高綜合性和研究設(shè)計性實(shí)驗比例.探索新實(shí)驗體系下的實(shí)驗室建設(shè)方案，既體現(xiàn)教師教育特色、又能滿足學(xué)生多途徑發(fā)展的需要，能切實(shí)提高學(xué)生實(shí)驗操作能力、實(shí)驗設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，最大限度地減少和消除現(xiàn)行實(shí)驗教學(xué)體系存在的問題，提高實(shí)驗資源的綜合利用率，使實(shí)驗教學(xué)體系為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗教學(xué)的教學(xué)理念和教學(xué)目標(biāo)提供更科學(xué)的保障.

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