微生物設(shè)計性實驗教學(xué)中教師擔(dān)任角色的探索與實踐

李 曉 艷

(大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116622)

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微生物設(shè)計性實驗教學(xué)中教師擔(dān)任角色的探索與實踐

李 曉 艷

(大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116622)

設(shè)計性實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的有效手段。教師在設(shè)計性實驗教學(xué)過程中扮演的角色直接影響教學(xué)效果,也是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的保障。設(shè)計性實驗教學(xué)注重學(xué)生自主學(xué)習(xí),發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,教師在教學(xué)中重視實驗題目的選擇、具體組織、考核評價等工作。題目選擇要有的放矢、知與行統(tǒng)一、難與易統(tǒng)一,教師擔(dān)任知識構(gòu)建的統(tǒng)籌者、實驗課題的選題者角色;學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)問題適時指導(dǎo)、監(jiān)督,教師擔(dān)任學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、監(jiān)督者的角色;建立以提高學(xué)生綜合素質(zhì)為主要評價指標(biāo)的考核體系,通過召開學(xué)生座談、問卷調(diào)查、書寫感想檢驗教學(xué)效果,教師擔(dān)任考核體系的建立者、教學(xué)效果評估者的角色。

微生物學(xué); 設(shè)計性實驗; 教師角色; 創(chuàng)新能力

微生物實驗技術(shù)是一門應(yīng)用性廣、實踐性強的專業(yè)基礎(chǔ)課[1-2],教師在教學(xué)過程中擔(dān)任何種角色直接影響教學(xué)效果。傳統(tǒng)教學(xué)模式以驗證理論知識的實驗技術(shù)為目的,教師充當(dāng)知識來源,教師講什么,學(xué)生學(xué)什么,教師演示什么,學(xué)生模仿什么。教師在前面領(lǐng)跑,學(xué)生在后面模仿,學(xué)生始終圍繞教師轉(zhuǎn),教師擔(dān)任“隊長”角色[3]。這種教學(xué)模式束縛學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造性思維培養(yǎng)。近幾年來隨著高校實驗教學(xué)改革的深入開展,實驗教學(xué)從驗證性深入到綜合性和設(shè)計性,實驗教學(xué)用于驗證、加深對理論知識的理解過渡到作為學(xué)生獲取新知識、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的手段[4]。在這一轉(zhuǎn)變過程中,作為任課教師,積極轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念,把握好在教學(xué)過程中角色,即“教練”角色,對學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動、創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)至關(guān)重要。

設(shè)計性實驗教學(xué)是近幾年來受到廣泛重視的實驗教學(xué)內(nèi)容,國家在本科評估指標(biāo)體系中提出設(shè)計性實驗占課程40% ～60%的開出比例,各大高校相繼加大設(shè)計性實驗教學(xué)改革力度[5-9]。在此定位基礎(chǔ)上,結(jié)合大連大學(xué):“會做人,會學(xué)習(xí),能做事,能創(chuàng)造”的培養(yǎng)目標(biāo),在保證微生物學(xué)理論課程教學(xué)體系的同時構(gòu)建合理的、科學(xué)的微生物實踐教學(xué)體系,有助于學(xué)生綜合能力的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。設(shè)計性實驗是指在教師指導(dǎo)下,根據(jù)給定的實驗?zāi)康?、實驗條件,對實驗器材加以選擇,自己設(shè)計實驗方案、擬定實驗程序,自己加以實現(xiàn)并對實驗結(jié)果加以分析處理的實驗[10-11]。設(shè)計性實驗與驗證性實驗、綜合性實驗相比應(yīng)具有以下特點:1)實驗操作的獨立性[5]。教師向?qū)W生交代任務(wù),學(xué)生自行查閱材料,搜集資料,設(shè)計實驗方案,統(tǒng)籌安排實驗時間,以學(xué)生為主體獨立完成實驗。2)實驗過程的研究性[5]。設(shè)計性實驗是一種對科學(xué)實驗全過程進行初步訓(xùn)練的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),實驗進行涉及到多學(xué)科多種方法,為學(xué)生提供廣闊思考空間,充分發(fā)揮學(xué)生想象力,培養(yǎng)學(xué)生的科研思維,學(xué)生創(chuàng)新意識和能力得到鍛煉與啟發(fā)。設(shè)計性實驗教學(xué)能夠有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動轉(zhuǎn)化主動。教師在設(shè)計性實驗教學(xué)過程中,不再處于中心地位,不再是知識庫,而是知識構(gòu)建統(tǒng)籌者,實驗課題選題者,學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)者,監(jiān)督者,考核體系建立者,教學(xué)效果評估者,教師在設(shè)計性實驗教學(xué)過程中把握好擔(dān)任角色是實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)保障。

1 教師擔(dān)任知識構(gòu)建統(tǒng)籌者,實驗課題選題者角色

在設(shè)計性實驗教學(xué)模式中,教師備課與以往不同,教師根據(jù)課程特點、課程培養(yǎng)目標(biāo)、將學(xué)生掌握知識點進行構(gòu)建,由點到線,由線到面,形成系統(tǒng)知識網(wǎng)絡(luò),然后根據(jù)學(xué)生知識背景,實驗軟硬件條件,為學(xué)生選擇實驗課題。實驗課題選擇激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,帶動學(xué)生思維,涵蓋教學(xué)目標(biāo)要求。因此,要求教師實驗前必須花費更多精力選擇實驗題目,統(tǒng)籌安排學(xué)生如何開展。

在2006大連大學(xué)本科教學(xué)評估后,對微生物實驗教學(xué)進行教學(xué)改革,增加設(shè)計性實驗教學(xué)內(nèi)容。幾年來教學(xué)實踐使教師體會到,實驗題目的選擇不僅是設(shè)計性實驗成功與否關(guān)鍵,教學(xué)質(zhì)量的保證,而且也是教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)的起點和依據(jù)。在設(shè)計性實驗題目選擇過程中,應(yīng)從以下幾個方面來考慮:1)實驗選題要有的放矢。作為任課教師在選題方面首先依據(jù)教學(xué)大綱,培養(yǎng)目標(biāo)要求,同時兼顧學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢,為學(xué)生提供合適的題目。2)實驗選題要知與行的統(tǒng)一。以學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識為基礎(chǔ),將學(xué)生學(xué)過知識系統(tǒng)化和實用化,題目選擇最好與科研課題、生活實際結(jié)合起來,以便能更好的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,吸引學(xué)生注意力。因為研究內(nèi)容只要與科研相關(guān)、生活實際相關(guān),與社會所需和時代氣息相關(guān),就能使學(xué)生產(chǎn)生共鳴,體驗到學(xué)習(xí)的價值和意義,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機[3]。3)實驗選題要難易統(tǒng)一。設(shè)計性實驗是培養(yǎng)學(xué)生具有探索精神和創(chuàng)新精神重要的手段,課題選擇面過難或過易,難以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生探索性和創(chuàng)新性教學(xué)目標(biāo),設(shè)計性實驗便因此失去意義。課題面過寬或較難,會使學(xué)生望而生畏,失去勇氣和信心,學(xué)生無從下手,難以達到實驗?zāi)康?。比如?產(chǎn)低溫蛋白酶生產(chǎn)菌株選育"為學(xué)生設(shè)計性實驗課題時,在選題方面目的性很強,將學(xué)生掌握微生物基本技能和操作(玻璃器皿包扎技術(shù)、培養(yǎng)基制備技術(shù)、滅菌技術(shù)、無菌操作技術(shù)、制片技術(shù)、顯微觀察技術(shù)、分離純化技術(shù)、純培養(yǎng)技術(shù)、菌種保藏技術(shù)、微生物生長量測定技術(shù)、生長曲線測定技術(shù)、誘變育種技術(shù)、酶活測定技術(shù)等)有機構(gòu)成整體,將"零錢"形成"錢串"；實驗課題研究內(nèi)容與生產(chǎn)實際息息相關(guān),蛋白酶在洗滌、制革、銀回收、醫(yī)藥、食品加工、飼料等方面有廣泛應(yīng)用,而低溫酶以其獨有低溫高催化效率,高效結(jié)構(gòu)柔順性,熱不穩(wěn)定性特點在應(yīng)用領(lǐng)域得到研究者青睞,以此激發(fā)學(xué)生研究動機；實驗選題難易統(tǒng)一,學(xué)生在樣品處理方面產(chǎn)芽孢菌和非產(chǎn)芽孢菌樣品處理技術(shù)不一,在產(chǎn)功能性酶微生物分離培養(yǎng)基制備、產(chǎn)低溫酶生長曲線測定,低溫酶誘變育種及酶活測定方面對學(xué)生探索和創(chuàng)新精神有所培養(yǎng)和鍛煉。

2 教師擔(dān)任學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)者,監(jiān)督者角色

由于設(shè)計性實驗無論在實驗樣品取樣、實驗方案設(shè)計、實驗過程實施,實驗結(jié)果分析等幾方面以學(xué)生為主體,學(xué)生獨立完成。學(xué)生在材料查閱、方案設(shè)計、實驗操作、實驗結(jié)果分析等方面會存在問題,教師給學(xué)生適時指導(dǎo)。如指導(dǎo)學(xué)生如何圍繞實驗課題查閱材料,如何取樣,取樣過程中注意哪些問題,如何處理實驗樣品,如何設(shè)計實驗方案,對學(xué)生設(shè)計方案提出改進意見,為學(xué)生設(shè)計合理性、科學(xué)性、可操作性、有創(chuàng)新性方案提供保障;學(xué)生在實驗操作過程中遇到困難,教師不能面面俱到講解具體內(nèi)容,而應(yīng)為學(xué)生指明方向,啟發(fā)式為學(xué)生解決實驗中面臨困難,盡量讓學(xué)生獨立完成實驗,教師在實驗過程中發(fā)揮指導(dǎo)者作用。同時,教師結(jié)合學(xué)生實驗選題為學(xué)生提出實際問題供學(xué)生思考,以此促進對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。如在“產(chǎn)低溫蛋白酶菌株生產(chǎn)菌株選育”為實驗課題時,實驗前對實驗樣品采集采取何種原則？對采集樣品采用何種方法(包括樣品處理,何種分離培養(yǎng)基)才能盡快分離到所需實驗菌株,分離到實驗菌株是如果細菌,如何正確判斷未知實驗菌株革蘭氏陰陽性?在繪制低溫菌株生長曲線時注意哪些問題？結(jié)合低溫菌株生長曲線在對其進行酶活測定時注意哪些問題？對實驗菌株進行誘變以提高酶活時采用哪些菌株？采用哪種方法誘變效果好等一系列與實驗息息相關(guān)問題,學(xué)生帶著問題進行實驗時學(xué)生的分析問題、解決問題的能力得到提高、綜合思維能力、創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)。實驗結(jié)束后,教師引導(dǎo)與幫助學(xué)生學(xué)會對實驗結(jié)果進行整理與分析,并且引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗特色及創(chuàng)新點。如在“產(chǎn)低溫蛋白酶菌株生產(chǎn)菌株選育”為實驗課題時,本實驗特色與創(chuàng)新之處:以大連自然條件麗嬌灣海水采取實驗樣品,分離到實驗菌株是產(chǎn)低溫酶菌株,酶活較高,實驗菌株誘變后經(jīng)多代培養(yǎng)后產(chǎn)酶性能穩(wěn)定、酶活顯著提高。設(shè)計性實驗一般持續(xù)時間長,學(xué)生選題各不相同進度不一,實驗完全由學(xué)生自己掌握,但教師不能不問不管,放任自流,需要參與實驗全過程的輔助和監(jiān)督工作,這是實驗取得良好效果的保障。另外,教師的監(jiān)督作用還能培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度,為良好的科研素質(zhì)培養(yǎng)奠定基礎(chǔ),教師在學(xué)生實驗過程的始與終擔(dān)任“教練”角色。

3 教師擔(dān)任考核體系建立者,教學(xué)效果評估者角色

考核是教學(xué)過程中重要環(huán)節(jié),直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)方法,對學(xué)生的學(xué)習(xí)作出公正、合理的評價[12-13]。但設(shè)計性實驗考核作用不限于此,它是評價學(xué)生知識水平、創(chuàng)新能力重要手段,建立科學(xué)合理的考核體系對教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)非常重要。設(shè)計性實驗是高層次的實驗教學(xué)[5],在支撐知識、實驗方法、實驗手段等方面與基礎(chǔ)性實驗截然不同。支撐知識是多層次、復(fù)合型的,需要學(xué)生將不同層次知識、不同學(xué)科知識有機結(jié)合起來,并且學(xué)會融會貫通;實驗方法是多學(xué)科的,設(shè)計到化學(xué)、物理、生物等多學(xué)科方法[14],需要學(xué)生合理運用不同實驗方法,并對部分實驗方法加以改進與創(chuàng)新;實驗手段是多樣性的,學(xué)生在利用不同實驗手段達到相同目的時,就會對每種手段優(yōu)缺點、特點掌握透徹。如對已分離低溫蛋白酶菌株酶誘變提高酶活時,學(xué)生可采取紫外線誘變,也可用化學(xué)試劑進行誘變,也可采用紫外線和化學(xué)試劑復(fù)合處理,到底是哪種誘變方法合理,學(xué)生在結(jié)合生產(chǎn)菌株特點如分離產(chǎn)蛋白酶的菌株是芽孢桿菌,誘變結(jié)果表明采用紫外線誘變?yōu)樽罴颜T變條件,實驗結(jié)果給學(xué)生思考帶來空間,為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。由此可見以實驗報告和操作考核為主傳統(tǒng)考核模式已不能客觀、全面評價學(xué)生的知識水平、實踐能力、創(chuàng)新能力等多方面要求,迫切需要建立一種新的考核體系以適應(yīng)設(shè)計性實驗教學(xué)要求。根據(jù)設(shè)計性實驗教學(xué)目標(biāo),微生物設(shè)計性實驗考核主要由實驗預(yù)習(xí)報告、實驗方案設(shè)計、實驗論文書寫、實驗結(jié)果答辯四部分組成。實驗預(yù)習(xí)報告是對學(xué)生獲取知識能力、靈活、創(chuàng)造運用各種知識能力考核。通過查閱文獻資料、收集有用材料并靈活、創(chuàng)造運用各種知識,是實驗得以順利進行保證。實驗方案設(shè)計是對學(xué)生所學(xué)知識和技能綜合應(yīng)用能力的考核。通過方案設(shè)計對實驗實施過程中所涉及知識和技能應(yīng)用全面檢驗,方案設(shè)計是否合理、方法運用是否正確,儀器使用是否規(guī)范、熟練,試劑配制是否正確,實驗過程中出現(xiàn)為題能否正確處理,是否養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣等方方面面實驗中涉及到問題進行全面考核。實驗論文書寫是對學(xué)生科研寫作能力考核,打破傳統(tǒng)報告書寫格式,要求學(xué)生嚴格以科研論文格式撰寫實驗報告,不但使學(xué)生掌握科研論文書寫格式,培養(yǎng)學(xué)生表達能力和科技論文寫作能力,同時為畢業(yè)論文書寫奠定基礎(chǔ)。實驗結(jié)果答辯是對學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力檢驗。學(xué)生對實驗結(jié)果分析與討論,總結(jié)提高,制作PPT進行答辯,在答辯過程中實現(xiàn)與學(xué)生、教師交流,交流中對所學(xué)知識和技能掌握更透徹,學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新思維得到培養(yǎng)。

教學(xué)效果評估是對設(shè)計性實驗教學(xué)效果的檢驗。任課教師通過定期(學(xué)期初、學(xué)期中、學(xué)期后)召開學(xué)生座談會或問卷調(diào)查,聽取學(xué)生對教學(xué)工作見解,了解學(xué)生要求,了解教師授課存在問題,有的放矢改進教學(xué)。每學(xué)期課程結(jié)束后,要求學(xué)生以記名或不記名方式寫一篇感想,將自己對課程的意見和想法表達出來,強調(diào)適當(dāng)多寫些缺點或不足的地方,為的是使課程得到更好傳承與發(fā)展。學(xué)生在不同形式考核體會中寫道:“實驗答辯考核讓我們記憶深刻,它是我們實驗結(jié)果總結(jié)與提高,同時也是搭建學(xué)生與學(xué)生之間、教師與學(xué)生交流平臺,讓我們在享受自己成果同時分享他人果實,讓我們體會到與他人分享智慧的快樂,在分享中增強自信,自身綜合素質(zhì)得到培養(yǎng),增強學(xué)生間團結(jié)合作,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神[15]?！痹O(shè)計性實驗的考核讓我們耳目一新,實現(xiàn)大學(xué)學(xué)習(xí)生活很多“第一次”,第一次圍繞課題系統(tǒng)查閱材料,第一次查閱英文資料,第一次書寫科研論文,第一次選擇自己喜歡課題并進行研究,第一次感覺到科研樂在其中,極大提高我們積極性與興趣,讓我們有當(dāng)家作主感覺,充分發(fā)揮我們潛力,真正體現(xiàn)“能做事,能創(chuàng)造”的能力。

設(shè)計性實驗教學(xué)對教師提出更高要求,不但要求教師具有扎實理論知識,而且有豐富的科研經(jīng)歷,才能在設(shè)計性實驗教學(xué)中游刃有余把握好自己,擔(dān)任“教練”角色,對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程起到引導(dǎo)、指導(dǎo)、協(xié)助、監(jiān)督和促進的作用,實現(xiàn)設(shè)計性實驗教學(xué)目標(biāo)。另一方面,教師平時不斷積累有關(guān)設(shè)計性實驗教學(xué)經(jīng)驗,專業(yè)知識、不斷更新知識結(jié)構(gòu),接受新技術(shù)、新技能,轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念,擔(dān)任與世俱進的“教練”的角色。

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Exploration andpractice on teacher’s role of designing experimental teaching of microbiology

LIXiaoyan

(College of Life Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China)

The designing experiment is an effective mean to cultivate the students’ practical skill and innovation ability.The teachers’role in designing experiment affects teaching effect.They are also the protections to achieve the teaching goals.Designing experiment pays attention to students’autonomous learning, arouses students’enthusiasm, and stimulates students’ interest.Therefore, during the course of experiment teaching, the teachers should pay attention to topic selection, organization, evaluation, etc.Topic selection should be targeted, to unify the knowledge and practice, and the hard and easy.Teachers act as coordinators of knowledge construction and topic selection of experimental subjects, directors and supervisors of students’learning.Teachers establish the assessment system which focuses on improving the comprehensive quality of students.Holding student seminars, questionnaire surveys and writing thoughts are effective ways to test teaching effect, in the teaching, teachers act as establishers of assessment system and evaluators of teaching effect.

microbiology; designing experiment; teachers’role; innovation ability

2014-09-25。

遼寧省教育廳普通高等學(xué)校本科人才培養(yǎng)模式改革試點項目(GM201418); 大連大學(xué)教學(xué)改革項目。

李曉艷(1972-),女,遼寧大連人,大連大學(xué)講師,碩士。

1673-5862(2015)01-0121-04

Q93

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.01.027