摘 要:教學(xué)實(shí)踐課是為生物技術(shù)高年級(jí)的學(xué)生開設(shè)的一門以實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)為主的專業(yè)課程,該文介紹了在提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果方面所采取的一系列舉措:如實(shí)驗(yàn)整體布局,強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與意識(shí),加強(qiáng)動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等等,教學(xué)效果良好。
關(guān)鍵詞:生物技術(shù) 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)方法 分析總結(jié)
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)05(b)-0136-02
教學(xué)實(shí)踐具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性,對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生的素質(zhì)與能力培養(yǎng)具有不可替代的作用。為了幫助學(xué)生完成“從理論到實(shí)際”的轉(zhuǎn)變,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力,我們?cè)凇渡锕こ滔掠渭夹g(shù)》理論教學(xué)環(huán)節(jié)完成后,開設(shè)了教學(xué)實(shí)踐課《生化大實(shí)驗(yàn)》,連續(xù)4周時(shí)間,是學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行深入體會(huì)、理解、消化的過(guò)程,也是學(xué)生自己動(dòng)手、主動(dòng)思考的過(guò)程。教學(xué)實(shí)踐課設(shè)置的目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)分離生物物質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行工藝流程的設(shè)計(jì),為從事生物技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)打下理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
1 教學(xué)實(shí)踐中注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)
1.1 獨(dú)立操作能力的培養(yǎng)
生物技術(shù)專業(yè)要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作能力。教學(xué)實(shí)踐課具有較強(qiáng)綜合性,包括生物大分子的分離純化、制備、分析檢測(cè),涉及面廣,有一定難度,要求必須具備有一定生化基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。上課的第一關(guān)是規(guī)范操作包括儀器設(shè)備的正確使用及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的規(guī)范操作。訓(xùn)練學(xué)生基本操作如玻璃儀器的清洗、配套及使用,糾正不規(guī)范操作。同時(shí)學(xué)習(xí)核酸蛋白檢測(cè)儀、離心機(jī)、酸度計(jì)等常用儀器的使用;老師的作用是指導(dǎo),學(xué)生自己動(dòng)手練習(xí),在后續(xù)課中不斷強(qiáng)化訓(xùn)練,提供盡可能多的操作機(jī)會(huì),保證每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手機(jī)會(huì),獨(dú)立操作完成,使學(xué)生逐步掌握熟練、規(guī)范的操作技術(shù),促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程努力克服操作上的錯(cuò)誤和不規(guī)范,有利于養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)心的工作態(tài)度。
該課程不僅使學(xué)生熟悉了典型生物制品的生產(chǎn)流程,而且還將生物大分子的分離純化制備中各單元操作有機(jī)串連,有利于學(xué)生將理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐兩者結(jié)合。基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練必須強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作,只有規(guī)范操作才能獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,否則適得其反,甚至?xí)p壞儀器,釀成事故。對(duì)學(xué)生必須強(qiáng)調(diào)并嚴(yán)格要求規(guī)范操作,這不僅是技術(shù)操作的要求,也是對(duì)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)工作作風(fēng)的培養(yǎng)和鍛煉,這就要求老師對(duì)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生可能出現(xiàn)的問題要提醒學(xué)生做適當(dāng)記錄,尤其是關(guān)系到實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),要求學(xué)生必須一絲不茍,規(guī)范操作,力爭(zhēng)學(xué)習(xí)結(jié)束后學(xué)生對(duì)單元操作及設(shè)備認(rèn)識(shí)更為深入。
1.2 培養(yǎng)學(xué)生參與意識(shí),提高操作效率
生物產(chǎn)品的分離純化涉及從基因工程至農(nóng)產(chǎn)品加工十幾個(gè)大門類幾十萬(wàn)種產(chǎn)品的加工過(guò)程, 要將這些問題面面俱到傳授給學(xué)生有一定的難度,為此在教學(xué)過(guò)程中,我們引入單元操作理念,將涉及面廣、綜合性,量大、復(fù)雜的生物原料分離純化和分析檢測(cè)技術(shù)歸成不同模塊,每個(gè)模塊介紹不同的操作技術(shù)。
許多學(xué)生習(xí)慣按教學(xué)指導(dǎo)書順序操作,甚至老師講一步做一步,很被動(dòng),不能充分利用時(shí)間來(lái)安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,如有些實(shí)驗(yàn)有中間保溫時(shí)間或需長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)過(guò)程,學(xué)生只坐等結(jié)果,當(dāng)遇到需幾個(gè)步驟分開進(jìn)行,然后同時(shí)進(jìn)入下一步驟,就忙亂無(wú)序,效率低。學(xué)生初次接觸,眼花繚亂,常常顧此失彼,如果不做課前預(yù)習(xí),對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟一無(wú)所知,很容易丟掉重要步驟,影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)。為解決這個(gè)問題,首先要求學(xué)生一定帶筆記本來(lái)上課,在預(yù)習(xí)時(shí)對(duì)操作程序的先后、反應(yīng)時(shí)間空檔有一個(gè)認(rèn)識(shí),并把整個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排列出,上課時(shí)老師提出統(tǒng)籌辦法,利用實(shí)驗(yàn)的時(shí)間空檔做下一步驟的準(zhǔn)備或討論可能出現(xiàn)結(jié)果。
如《親和層析分離純化胰蛋白酶》,在該實(shí)驗(yàn)中需配制的各種試劑達(dá)十幾種,需完成的實(shí)驗(yàn)有五個(gè)大環(huán)節(jié):提取胰蛋白酶粗提液——親和配體的制備——載體的活化——離子交換柱層析——親和柱層析。學(xué)生通常是忙于找藥品配試劑,再按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一步一步做,如此下來(lái),一個(gè)實(shí)驗(yàn)需一周或10天還做不完,而且可能無(wú)法完成。老師在講解實(shí)驗(yàn)要求和原理后,要求學(xué)生先預(yù)習(xí),寫出操作程序的先后、反應(yīng)時(shí)間及利用時(shí)間空擋,交錯(cuò)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,再進(jìn)行課堂討論,讓學(xué)生了解到整個(gè)過(guò)程實(shí)際可按4條思路來(lái)安排:(1)親和配體的提取和純化;(2)載體活化與偶聯(lián);(3)安裝親和層析柱,平衡,備用;(4)提取胰蛋白酶及酶的激活和酶活力的測(cè)定,上親和層析柱純化,收集,測(cè)酶活力。4條思路是互相聯(lián)系又互相影響,時(shí)間上是交錯(cuò)在一起的,試劑的配制可按實(shí)驗(yàn)時(shí)間的先后來(lái)進(jìn)行,只要在預(yù)習(xí)報(bào)告中體現(xiàn)出有效地安排實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)所需的試劑量并計(jì)算好用量,那么,就能夠在4~5 d完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)和積極學(xué)習(xí),既培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的合作能力,學(xué)生養(yǎng)成了統(tǒng)籌安排操作時(shí)間的習(xí)慣,主動(dòng)配合,實(shí)驗(yàn)效率有了很大提高。
1.3 觀察能力的培養(yǎng)
培養(yǎng)學(xué)生觀察能力是教學(xué)實(shí)踐課程的重要內(nèi)容之一。學(xué)生不能主動(dòng)地仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的任何現(xiàn)象,就不能很好地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,嚴(yán)重影響學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,更談不上創(chuàng)新。如進(jìn)行蛋白質(zhì)等電聚焦電泳實(shí)驗(yàn),由于各人操作的誤差,實(shí)驗(yàn)結(jié)果蛋白質(zhì)沉淀帶顏色不象示范一樣典型。當(dāng)學(xué)生拿著電泳管來(lái)問老師時(shí),老師不作直接回答,而是先提示學(xué)生判別各管顏色的深淺,觀察沉淀帶是否因拖尾現(xiàn)象而出現(xiàn)帶數(shù)與別組不同,學(xué)生很快就作出描述,再回想原理和操作過(guò)程,學(xué)生討論分析出當(dāng)加樣濃度不同時(shí)也影響蛋白質(zhì)沉淀帶的顏色,因?yàn)閷W(xué)生做蛋白質(zhì)SDS板狀電泳時(shí)也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況,讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論,把實(shí)際情況與理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)一起思考,印象就會(huì)更深刻。通過(guò)這樣逐步引導(dǎo),學(xué)生學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如實(shí)記錄結(jié)果,并能獨(dú)立分析原因,養(yǎng)成求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
2 教學(xué)實(shí)踐課中應(yīng)注重學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
2.1 自學(xué)能力的培養(yǎng)
在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,信息量呈指數(shù)增加,學(xué)生要?jiǎng)偃谓窈蟮墓ぷ鞅仨毑粩喔轮R(shí),終身教育成為必然的趨勢(shì)。而終身教育的實(shí)現(xiàn)主要靠自學(xué)獲得。為提高學(xué)生的自學(xué)能力,要求學(xué)生課前溫習(xí)相關(guān)知識(shí),閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),做好教學(xué)實(shí)踐提綱:包括所需儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和可能出現(xiàn)的問題。老師講授演示操作并強(qiáng)調(diào)應(yīng)注意問題,然后讓學(xué)生動(dòng)手操作,討論結(jié)果,課堂及時(shí)小結(jié)。學(xué)生做得不好,老師應(yīng)多加指導(dǎo)鼓勵(lì),當(dāng)學(xué)生比較熟悉后,老師只提綱挈領(lǐng)式概括要領(lǐng),演示操作,主要時(shí)間讓給學(xué)生操作,任課老師巡視,隨時(shí)糾正錯(cuò)誤,逐步引導(dǎo)學(xué)生依靠課本、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、板書和同學(xué)討論等獨(dú)立完成大實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生到圖書館查閱資料,作實(shí)驗(yàn)分析和改進(jìn)的參考。因?yàn)?,?dāng)代科學(xué)知識(shí)既高度分化又高度綜合,要求我們注意教學(xué)中的橫向聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生接觸多方面的知識(shí),讓學(xué)生看到教材之外更廣闊的知識(shí)天地,通過(guò)逐步訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生利用圖書館獲取信息的能力。這對(duì)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)尤為重要。
2.2 思維能力的培養(yǎng)
在學(xué)生的諸多能力中,思維能力居于核心地位,它是各種能力發(fā)展的關(guān)鍵,各種能力的發(fā)展依賴于思維能力的發(fā)展,也有助于思維能力的發(fā)展。有的學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,一碰到問題就無(wú)所適從,等老師解決,習(xí)慣于簡(jiǎn)單的接受或被動(dòng)的工作。為解決這個(gè)問題,首先要求學(xué)生充分溫習(xí)有關(guān)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的內(nèi)容,其次進(jìn)行隨機(jī)提問,培養(yǎng)學(xué)生分析問題的思維習(xí)慣,當(dāng)學(xué)生提出問題時(shí),老師也要因勢(shì)利導(dǎo)讓學(xué)生分別講述他們對(duì)問題的見解,對(duì)教學(xué)實(shí)踐的安排及操作步驟中觀察到的現(xiàn)象,然后進(jìn)行比較、討論,激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性,提出解決的思路,自己解決問題。在實(shí)驗(yàn)課中每當(dāng)學(xué)生碰到問題,老師就鼓勵(lì)學(xué)生組內(nèi)討論分析,必要時(shí)點(diǎn)拔提示,并對(duì)學(xué)生的點(diǎn)滴進(jìn)步及時(shí)給予肯定鼓勵(lì)。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,學(xué)生的獨(dú)立工作能力和思維能力有很大提高,實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題時(shí)基本能自己找到原因,對(duì)一些教學(xué)環(huán)節(jié)難點(diǎn)也能提出好的解決辦法。
2.3 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
開發(fā)人的創(chuàng)造力,培養(yǎng)人的創(chuàng)新素質(zhì)是新世紀(jì)教育的主旋律,如何在教學(xué)中使創(chuàng)新才能得到發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力?愛因斯坦曾說(shuō):“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要。因?yàn)榻鉀Q問題也許僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已。而提出新的問題,新的可能性,以新的角度去看待舊的問題,都需要有創(chuàng)造性和想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?!痹鯓哟蜷_學(xué)生思路?最常用的是問題引導(dǎo)法!
許多學(xué)生習(xí)慣死記硬背,理論課與教學(xué)實(shí)踐課脫節(jié)。如提問影響酶活性的因素,大部分同學(xué)回答完整,而老師提問為什么提取酶實(shí)驗(yàn)要加緩沖液時(shí),有很多學(xué)生回答不出或不完全。針對(duì)這種情況,老師堅(jiān)持把實(shí)驗(yàn)課與理論課緊密聯(lián)系起來(lái),如要求學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)理論知識(shí),再啟發(fā)學(xué)生推理出實(shí)驗(yàn)中加緩沖液的作用,放溫箱是給酶反應(yīng)提供最適PH值和最適溫度,進(jìn)而聯(lián)想到后續(xù)課中有酶催化的反應(yīng)都需加緩沖液和恒溫保溫。又如《提取海藻多糖》,要求學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理,組內(nèi)討論后按實(shí)際要求設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)表,引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,課末小結(jié)時(shí)又把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)意義聯(lián)系起來(lái),討論提取的最適條件、最高得率,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析及數(shù)據(jù)處理,選擇最經(jīng)濟(jì)的提取工藝。通過(guò)訓(xùn)練,學(xué)生養(yǎng)成了學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)想到實(shí)際應(yīng)用,實(shí)踐時(shí)又聯(lián)系到理論知識(shí)的思維習(xí)慣。
2.4 表達(dá)能力的培養(yǎng)
有些理科學(xué)生,平時(shí)不注意加強(qiáng)漢語(yǔ)語(yǔ)法等方面的訓(xùn)練,文字表達(dá)能力差,常有內(nèi)心明白卻表達(dá)不出的情況,加上少鍛煉,平時(shí)不敢開口。針對(duì)這種情況,要求學(xué)生在平時(shí)回答問題和實(shí)驗(yàn)課間討論時(shí),盡可能用自己的語(yǔ)言來(lái)表達(dá);我們不要求大段的抄錄實(shí)驗(yàn)原理及材料方法,要求從實(shí)驗(yàn)報(bào)告中體現(xiàn)出學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)中的收獲,這一點(diǎn)尤為重要。完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告按自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果來(lái)寫,不準(zhǔn)照抄課本,必需用自己的話簡(jiǎn)要地表達(dá),對(duì)結(jié)果的分析要用自己的觀點(diǎn)和已經(jīng)掌握的知識(shí)進(jìn)行討論。其次,要求所有學(xué)生積極參與課間討論或回答問題,對(duì)不開口的同學(xué)給予提示啟發(fā)。
完成教學(xué)實(shí)踐報(bào)告的分析總結(jié)是給分的依據(jù)之一。因此,在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中和完成實(shí)驗(yàn),要督促學(xué)生及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,既有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程作全面回顧,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟進(jìn)行歸納概括,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理,并對(duì)存在問題進(jìn)行分析總結(jié),提出解決辦法,使學(xué)生養(yǎng)成了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮鲬B(tài)度,培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問題的能力;又有利于提高學(xué)生的表達(dá)能力特別是文字表達(dá)能力。寫出有創(chuàng)見的文章來(lái),對(duì)學(xué)生今后總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)、撰寫論文或報(bào)告有很好的幫助。同時(shí)教師重視課后小結(jié),對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法、操作中存在問題進(jìn)行歸納總結(jié),并適當(dāng)介紹生物技術(shù)新技術(shù)、新進(jìn)展,讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展有一定的了解。
參考文獻(xiàn)
[1]胡永紅,姚忠,劉洋,等.本科《生物分離工程》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].理工高教研究,2006,25(6):124-126.
[2]劉智運(yùn).必須重視大學(xué)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新[J].教學(xué)研究,2010,33(1):33-37.
[3]齊紅倩.建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家與高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].中國(guó)高等教育,2011(9):53-54.
[4]A.愛因斯坦.走近愛因斯坦[M].遼寧教育出版社,2006.