不同民族和年級的學(xué)生協(xié)作開展設(shè)計性實驗的探討

趙紅瓊，夏利寧，張曉紅，王金泉，姚 剛

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物醫(yī)學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

2007年教育部出臺了《關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程（簡稱質(zhì)量工程）的意見》，提出了“大力加強(qiáng)實驗、實踐教學(xué)改革，推進(jìn)高校實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新。綜合性或設(shè)計性實驗工作是教育部從人才培養(yǎng)的要求出發(fā)而提出的，是實施質(zhì)量工程的重要內(nèi)容。該意見的提出推動了各高校加強(qiáng)實踐教學(xué)，增加綜合性、設(shè)計性實驗比例，以期提高實驗教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力［1－3］。

根據(jù)新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)實踐教學(xué)的總體安排，我們申報了一項設(shè)計性實驗課題“用生理學(xué)方法研究新疆地產(chǎn)草藥對機(jī)體的影響”。該生理實驗課題創(chuàng)新性地對不同年級和漢語水平參差不齊的學(xué)生共同協(xié)作完成一個設(shè)計性實驗進(jìn)行了實踐，旨在探索少數(shù)民族地區(qū)的高等教育中如何發(fā)揮不同層次學(xué)生優(yōu)勢，鍛煉學(xué)生的協(xié)作能力，共同完成難度較高的設(shè)計性實驗的教學(xué)工作。不同年級學(xué)生是指已經(jīng)學(xué)過生理學(xué)和正在學(xué)習(xí)生理學(xué)課程的學(xué)生；不同漢語水平學(xué)生是指漢語言學(xué)生和民語言學(xué)生（我校民語言學(xué)生占學(xué)生總數(shù)50%以上）。本文中就該設(shè)計性實驗的實施過程和獲得的體會進(jìn)行介紹，結(jié)果在與同行，尤其是少數(shù)民族地區(qū)高校實驗、實踐環(huán)節(jié)的教師進(jìn)行交流。

1 正確認(rèn)識綜合性和設(shè)計性實驗

綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實驗；設(shè)計性實驗是指給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗。綜合性或設(shè)計性實驗項目并非簡單地對原有實驗、實踐教學(xué)內(nèi)容的增刪或簡單綜合，需結(jié)合課程教學(xué)體系和實驗教學(xué)體系，在保證基礎(chǔ)教學(xué)的前提下，將專業(yè)培養(yǎng)的技能訓(xùn)練、知識、方法等包括進(jìn)去，保證整個教學(xué)體系的完整性。綜合性實驗重點在于實驗技能、方法的訓(xùn)練，是實驗內(nèi)容、方法、運(yùn)行模式的最大優(yōu)化［4］；設(shè)計性實驗是在給定題目和明確目標(biāo)前提下，要求學(xué)生獨立完成從實驗選題、選材、實驗設(shè)計、資料搜集、數(shù)據(jù)采集、結(jié)果分析等環(huán)節(jié)，其目的是讓學(xué)生在實踐中將本門課程的基礎(chǔ)知識、基本理論得以實踐、融會貫通，培養(yǎng)其獨立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科研能力［5－6］。設(shè)計性實驗相對綜合性實驗而言，要求更高、難度更大［7］。例如，“用生理學(xué)方法研究新疆地產(chǎn)草藥對機(jī)體的影響”就屬于設(shè)計性實驗。首先，我們提供給學(xué)生新疆地產(chǎn)草藥的品種，根據(jù)個人喜好，學(xué)生可以選擇其中一種作為受試草藥，研究其對機(jī)體的影響。然后，學(xué)生在教師的指點下查閱和搜集該草藥的相關(guān)資料，再根據(jù)現(xiàn)有的和已經(jīng)掌握的生理學(xué)實驗技術(shù)，將它們?nèi)跁炌?，寫出詳?xì)的實驗設(shè)計并具體實施該實驗。最后，學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和討論。

2 編寫翔實的實驗教學(xué)大綱

實驗教學(xué)大綱是實施教學(xué)計劃、規(guī)范實驗教學(xué)、保證教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)規(guī)格的重要教學(xué)文件。我們以《動物生理學(xué)實驗指導(dǎo)》為參考［8］，編制了設(shè)計性實驗“用生理學(xué)方法研究新疆地產(chǎn)草藥對機(jī)體的影響”的大綱。在編寫設(shè)計性實驗教學(xué)大綱時要注意以下6個方面問題。

2.1 明確實驗的性質(zhì)、目的和要求

在教學(xué)大綱中首先要明確實驗的性質(zhì)、目的和要求，這樣教師才能夠做到有的放矢，設(shè)立嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的實驗題目［9］。同時學(xué)生也能夠根據(jù)實驗的目的和要求設(shè)計出可行的，符合要求的實驗步驟。

2.2 注意實驗的可行性

實驗指導(dǎo)教師給出的綜合性或設(shè)計性實驗題目應(yīng)該具有可行性。從事該實驗的學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握或掌握部分該實驗題目所涵蓋的知識，并且通過其他途徑可以進(jìn)一步了解和運(yùn)用這些知識點。對本科學(xué)生而言，如果實驗的目的、要求設(shè)置過高，實現(xiàn)難度太大，學(xué)生對實驗結(jié)果的分析和討論也會存在一些問題。另外，不具備條件和耗資較大的實驗題目應(yīng)該盡量少出或不出。

2.3 合理分配學(xué)時

如果學(xué)時分配不均衡，必將影響整個實驗的順利完成。應(yīng)該將資料收集、實驗設(shè)計和準(zhǔn)備、實驗實施以及實驗討論和總結(jié)的具體學(xué)時分配寫清楚，這樣才能夠使實驗按期完成。

2.4 確定每個實驗組學(xué)生人數(shù)及組成

事先確定好每組學(xué)生的人數(shù)及組成，在進(jìn)行實驗設(shè)計時可以明確每個成員在小組中的分工，同時也決定了每個學(xué)生在實驗中的鍛煉效果。人數(shù)太少，既會造成實驗拖延，也浪費實驗資源。人數(shù)太多，造成實驗混亂，不能使每個學(xué)生在實驗中真正得到鍛煉。

2.5 提供部分實驗相關(guān)資料

教師應(yīng)該提前列出比較詳細(xì)的材料名目、可供參考的實驗方法和獲得參考資料的途徑。學(xué)生是初次參與科研實驗設(shè)計，在知識結(jié)構(gòu)、深度和廣度上同真正的科研工作者有一定差距，因此大綱有必要列出以上詳細(xì)的內(nèi)容。設(shè)計性實驗項目要盡量利用學(xué)?，F(xiàn)有的各類資源，突出學(xué)科、專業(yè)的特點。

2.6 明確評價指標(biāo)體系和給分標(biāo)準(zhǔn)

只有列出實驗評價指標(biāo)體系后教師才能夠依據(jù)該體系嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睾凸降亟o學(xué)生打分，同時學(xué)生也知道在整個實驗中如何獲得教好的評價［10］。例如，本次設(shè)計性實驗考核成績實行百分制，其中查閱資料占10%，實驗設(shè)計占20%，實驗操作技能占35%，協(xié)作組織能力占10%，實驗報告占25%。

3 加強(qiáng)實驗教學(xué)的組織管理

3.1 注重對學(xué)生協(xié)作能力的培養(yǎng)

在綜合性或設(shè)計性實驗中應(yīng)該注重對學(xué)生協(xié)作能力的培養(yǎng)，主要表現(xiàn)在協(xié)作學(xué)習(xí)［11］。協(xié)作學(xué)習(xí)是一種通過小組或團(tuán)隊的形式組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種策略。小組成員的協(xié)同工作是實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的有機(jī)組成部分。實驗組協(xié)作活動中的個體（學(xué)生）可以將其在學(xué)習(xí)過程中探索、發(fā)現(xiàn)的信息和收集的資料與該組中的其他成員共享。在此過程中，學(xué)生之間為了達(dá)到實驗?zāi)繕?biāo)，實驗組成員之間可以采用對話、商討、爭論等形式對實驗設(shè)計進(jìn)行充分論證，以期達(dá)到實驗的目的。學(xué)生實驗中的協(xié)作活動有利于發(fā)展學(xué)生個體的思維能力、增強(qiáng)學(xué)生個體之間的溝通能力以及對學(xué)生個體之間差異的包容能力。此外，協(xié)作實驗對形成學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)新性思維、對待學(xué)習(xí)內(nèi)容的樂觀態(tài)度、實驗組個體之間及其與其他組成員的交流溝通能力、自尊心與個體間相互尊重關(guān)系的處理等都有明顯的積極作用。實驗指導(dǎo)教師在學(xué)生協(xié)作能力培養(yǎng)中扮演很重要的角色。實驗指導(dǎo)教師可引導(dǎo)實驗組成員協(xié)作實驗，有效控制學(xué)生綜合性或設(shè)計性實驗的總體思路，及時發(fā)現(xiàn)并總結(jié)學(xué)生的新思想和新思路，以利于提高該實驗組所有學(xué)生對知識的綜合運(yùn)用能力，保證實驗的成功率。在最后的綜合性或設(shè)計性實驗考核中應(yīng)該將每個學(xué)生的協(xié)作能力納入考核范圍，以期督促學(xué)生進(jìn)行協(xié)作能力的培養(yǎng)。

3.2 合理搭配民、漢語言學(xué)生，高、低年級學(xué)生以及男、女學(xué)生

學(xué)生的能力、水平和特長差異較大，但是要達(dá)到好的教學(xué)效果，就應(yīng)該有效地將不同層次的學(xué)生組織起來，讓不同層次學(xué)生協(xié)作完成一個綜合性設(shè)計性實驗［12］。新疆是少數(shù)民族地區(qū)，在少數(shù)民族人口眾多的地區(qū)很多中小學(xué)采用少數(shù)民族語言授課。但是，學(xué)生從采用民語言的學(xué)校畢業(yè)后通常僅經(jīng)過一年或一年以上的強(qiáng)化漢語學(xué)習(xí)就開始接受大學(xué)漢語言的教學(xué)。這樣，大部分民語言學(xué)生漢語水平相對一直用漢語言教學(xué)的學(xué)生低，民語言學(xué)生在查閱資料和對資料理解與掌握方面存在一定問題。因此，在一個綜合性或設(shè)計性實驗組中要合理搭配民語言和漢語言學(xué)生，利用漢語言學(xué)生在查閱和收集資料方面的優(yōu)勢，同時發(fā)揮民語言學(xué)生積極參與，動手能力較強(qiáng)的特性。另一方面，學(xué)生要做一門課的綜合性或設(shè)計性實驗是在掌握了一定理論基礎(chǔ)知識和實驗操作技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。高年級學(xué)生相對低年級學(xué)生知識面較廣，考慮問題更加深入和全面，而低年級學(xué)生正在學(xué)習(xí)該課程，清楚地了解該課程的理論體系并且對其實驗技能較熟練，所以將高低年級學(xué)生搭配在一起做綜合性或設(shè)計性實驗，他們可以相互學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，達(dá)到更好的效果。根據(jù)多年實驗教學(xué)經(jīng)驗，男女生在實驗中的表現(xiàn)一般也不一樣。男生相對女生精力比較充沛、大膽、思路寬廣，而女生比較心細(xì)，考慮問題周到，對于比較紛繁的實驗項目能夠很有耐心地完成，所以在一個實驗組中應(yīng)合理搭配男女?？梢姡瑢嶒灲M學(xué)生的分派依據(jù)許多因素，如學(xué)習(xí)成績、知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知能力和認(rèn)知方式等，在完成實驗任務(wù)的過程中，小組成員之間互相配合、相互幫助、相互促進(jìn)，從而可圓滿完成實驗任務(wù)。

4 實施“用生理學(xué)方法研究新疆地產(chǎn)草藥對機(jī)體的影響”設(shè)計性實驗的過程

4.1 實驗準(zhǔn)備階段

在實驗準(zhǔn)備階段教師要做以下工作：（1）召集自愿參加實驗的學(xué)生，讓學(xué)生明確實驗的性質(zhì)、目的和要求；（2）對學(xué)生提出分組要求，本次設(shè)計性實驗中每個實驗組由4名學(xué)生組成［其中2名民語言學(xué)生，2名漢語言學(xué)生；2名女生，2名男生；2名正在學(xué)習(xí)生理學(xué)課程（低年級）的學(xué)生，2名已經(jīng)學(xué)過生理學(xué)課程（高年級）的學(xué)生］，這4名學(xué)生均來自不同的班級；（3）每組根據(jù)自己的喜好選擇受試中草藥（本次設(shè)計性實驗提供新疆阿魏、新疆紅花、一枝蒿和麻黃等草藥供學(xué)生選擇）；（4）分發(fā)給各組部分實驗資料，包括實驗使用的主要儀器和材料名目、可供參考的實驗方法以；（5）安排學(xué)生通過現(xiàn)有圖書和網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，一周時間內(nèi)每組自行討論寫出一個實驗實施方案；（6）一周后指導(dǎo)教師檢查學(xué)生查閱資料情況，討論實驗方案的可行性，并提出修改意見。

4.2 實驗實施階段

正式開始實驗的時候，以學(xué)生組內(nèi)協(xié)作完成實驗為主，但教師要隨堂指導(dǎo)，注意觀察實驗的實施過程，盡量少提建議，鍛煉學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和處理問題的能力。但是，如果學(xué)生做出影響后續(xù)實驗進(jìn)行的不規(guī)范操作要立即糾正，以免影響實驗進(jìn)度。同時教師對學(xué)生實驗操作技能和協(xié)作能力打分。

4.3 實驗總結(jié)和撰寫實驗報告

實驗結(jié)束之后，組織學(xué)生總結(jié)實驗中出現(xiàn)的問題，并分析出現(xiàn)這些問題的原因，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力。例如，在本次實驗中有一個組同學(xué)由于沒有在實驗過程中進(jìn)行詳細(xì)的實驗記錄，因此在獲得結(jié)果的時候，部分結(jié)果找不到歸屬，讓這組同學(xué)深深體會到隨時進(jìn)行詳細(xì)實驗記錄的重要性。同時實驗結(jié)束后要求學(xué)生盡快在規(guī)定的時間內(nèi)寫出翔實的實驗報告，包括實驗題目、目的、材料和方法、技術(shù)路線、結(jié)果及分析、注意事項和體會等，為學(xué)生將來撰寫畢業(yè)科研論文做訓(xùn)練。

5 結(jié)束語

為了提高不同年級和不同漢語水平學(xué)生參加綜合性或設(shè)計性實驗的積極性，不僅對學(xué)生在綜合能力和創(chuàng)新能力上提出了更高的要求，而且對實驗指導(dǎo)教師的組織能力和知識結(jié)構(gòu)也是一個挑戰(zhàn)。指導(dǎo)教師只要不斷更新知識，引導(dǎo)得當(dāng)，能充分考慮學(xué)生實際情況設(shè)計實驗題目，學(xué)生就會慢慢從“老師要求這么做”轉(zhuǎn)變到“主動參與設(shè)計，自覺動手實驗，認(rèn)真分析結(jié)果”，從內(nèi)在激發(fā)出不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，達(dá)到讓盡可能多的學(xué)生參與培養(yǎng)實踐能力與創(chuàng)新能力的目的。

（

）

［1］伍國明，溫海祥，曾榮，等.食品微生物學(xué)優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的探索與實踐［J］.微生物學(xué)通報，2013，40（3）：522－526.

［2］田運(yùn)生，劉維華，王景春.綜合性設(shè)計性實驗項目建設(shè)的探索與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29（2）：126－129.

［3］徐麗琴，馬穎，劉筱燕，等.大學(xué)物理綜合性實驗教學(xué)效果的調(diào)查與思考［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，9（6）：103－106.

［4］張志勇.談高校綜合性實驗的創(chuàng)新［J］.河南科技學(xué)院學(xué)報，2012，37（3）：132－135.

［5］肖建富，高瞻，李桂新.綜合性實驗的界定與作用探析［J］.實驗技術(shù)與管理，2008，25（12）：143－145，165.

［6］沈炳玲，高建華，邸紅軍，等.開發(fā)綜合設(shè)計性實驗培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［J］.中國病理生理雜志，2009，25（11）：2268.

［7］黃芳，吳小南，林文庭，等.設(shè)計性實驗在《營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)》教學(xué)中的實踐［J］.福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2012（2）：53－55.

［8］王國杰.動物生理學(xué)實驗指導(dǎo)［M］.4版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

［9］關(guān)皎，張秀榮，馮波，等.藥物制劑新技術(shù)與藥物新劑型設(shè)計性實驗的探索與實踐［J］.中國高等醫(yī)學(xué)教育，2012（6）：72－73.

［10］李忠光；龔明.植物生理學(xué)綜合性和設(shè)計性實驗的考核方法［J］.植物生理學(xué)通訊，2008，44（3）：551－553.

［11］吳新開，朱承志，鐘義長.綜合性實驗的綜合原則［J］.實驗室研究與探索，2007，26（6）：89－91.

［12］沈為民，黃杰，楊凱.提高綜合性設(shè)計性實驗的教學(xué)效果的探討［J］.高教論壇，2012（8）：21－24.