提高《生物資源開發(fā)利用技術(shù)》實驗課程教學(xué)效果的幾點體會

曹劍鋒等

【摘要】生物資源科學(xué)專業(yè)的開設(shè)目前在國內(nèi)高校中屬于新開專業(yè)，為此課程組開展對其專業(yè)核心課程《生物資源開發(fā)利用技術(shù)》的實驗課程教學(xué)內(nèi)容及方法思路的研究，為提高《生物資源開發(fā)利用技術(shù)》實驗課程教學(xué)質(zhì)量，辦好生物資源科學(xué)專業(yè)，培養(yǎng)特色資源開發(fā)利用人才提供參考。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué) 課程內(nèi)容 方法 質(zhì)量

【基金項目】貴州省學(xué)位辦項目：貴州省重點支持學(xué)科建設(shè)（2011231）；教育部生物資源科學(xué)專業(yè)綜合改革試點項目（2012287）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0151-02

我國有著豐富的生物資源，但生物資源開發(fā)利用狀況卻相對滯后，尤其是我國西部廣大地區(qū)更為突出。培養(yǎng)大批具有生物資源開發(fā)利用理論及技能的人才非常符合我國人才狀況及經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。我校開辦生物資源科學(xué)專業(yè)主要目的及辦學(xué)目標就是結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展狀況和資源特色及對人才的需求，培養(yǎng)具有生物資源開發(fā)利用基礎(chǔ)理論及基本技能的應(yīng)用型創(chuàng)新型人才。

《生物資源開發(fā)利用技術(shù)》是在科學(xué)實驗和生產(chǎn)實踐中發(fā)展起來的一門新型學(xué)科，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。實驗是該課程教學(xué)的重心和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要涉及生物資源開發(fā)利用的途徑及基本技術(shù)、產(chǎn)品加工工藝等，更側(cè)重應(yīng)用實踐。學(xué)生掌握生物資源開發(fā)與利用的基本原理、基本方法和基本技能，才能理解生物資源開發(fā)利用的關(guān)鍵點和技術(shù)難點，從而激發(fā)學(xué)生興趣和思維，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用實踐能力及分析解決問題能力。

生物資源開發(fā)利用技術(shù)實驗教學(xué)不同于其它實驗課程教學(xué)，除實驗室必須具有專門的設(shè)施設(shè)備外，實驗教學(xué)重在過程操作，培養(yǎng)生物資源開發(fā)的技術(shù)思路及基礎(chǔ)研究能力，學(xué)生認識自己今后在生物資源開發(fā)生產(chǎn)和科研中的應(yīng)用方向。因此在有限的實驗教學(xué)課時內(nèi)，我們把保證學(xué)生掌握技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力、科學(xué)思維能力以及科學(xué)研究能力作為該實驗教學(xué)最基本的任務(wù)。在很多高校中，由于受其它實驗課程的影響，普遍還存在著重理論、輕實踐的思想傾向，特別是高校擴招以來，受實驗條件的限制，雖然實驗課時的比例有所增加，但很難完成實驗教學(xué)內(nèi)容，造成學(xué)生動手操作的機會少。

比如肝素的提取、多糖的提取等一些最基本的實驗技術(shù)，不復(fù)雜但需要時間實踐才能掌握，這樣就局限了學(xué)生在真正意義上掌握這門技術(shù)，成為夾生飯，很大程度上學(xué)習(xí)是浮于表面的。我們基于前述情況改變傳統(tǒng)的嚴格按課表上課的教學(xué)方式，在學(xué)校還沒有運行開放實驗室的條件下，自行開放實驗室，把該課程的部分實驗的內(nèi)容和時間進行了調(diào)整，根據(jù)實驗內(nèi)容改變實驗時間，實驗室隨時開放，課表上課時間為老師輔導(dǎo)答疑指導(dǎo)時間，學(xué)生可以視自己時間到實驗室實施老師指導(dǎo)自己設(shè)計的實驗方案及觀察記錄實驗過程和結(jié)果。在教學(xué)過程中我們堅持改變傳統(tǒng)做法，為了回答學(xué)生提出的各種問題， 老師應(yīng)具有與此有關(guān)的足夠的知識，才能指導(dǎo)學(xué)生去尋找合適的參考書，給學(xué)生提供足夠的機會去理解一些基本東西，發(fā)展學(xué)生的鑒別能力， 篩分出錯誤的觀點， 接受正確的觀點[1]，這對老師提出了更高要求，老師因此也會更多的付出，但對于提高實驗教學(xué)效果，具有一定的成效。以下是我們在改變《生物資源開發(fā)利用技術(shù)》實驗課程教學(xué)思路中的一些思考及做法。

一、 優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建學(xué)生知識體系

生物資源開發(fā)利用技術(shù)課程理論學(xué)時為54學(xué)時，實驗部分為36學(xué)時，實驗學(xué)時數(shù)占到40%，這樣保證了實驗內(nèi)容的選擇比較靈活，包含的實驗技術(shù)也比較全面，學(xué)生可以學(xué)到較多的實驗技術(shù)，有較充足的時間掌握較完整的的實驗技術(shù)體系。實驗內(nèi)容的組合注意反映該課程的基本理論知識與實驗技術(shù)體系。構(gòu)成生物資源開發(fā)利用技術(shù)實驗課程最基本的實驗技術(shù)體系見表1。實驗課我們總共準備了10個實驗，根據(jù)學(xué)科理論知識的體系和資源開發(fā)的技術(shù)及生產(chǎn)的實際需要，項目實驗內(nèi)容分成三大塊，按照資源成分的提取分離包括植物和動物體的活性成分（有機大分子如多糖、淀粉等）分離提??；實驗室條件下的飲料、果脯等產(chǎn)品的加工生產(chǎn)；動物資源相關(guān)產(chǎn)品鑒別、生產(chǎn)與加工方法參觀學(xué)習(xí)實訓(xùn)；通過設(shè)計三個密切相關(guān)的實驗實訓(xùn)版塊，完成對學(xué)生從實驗技能到生產(chǎn)技術(shù)的培養(yǎng)過程中，體現(xiàn)資源開發(fā)技術(shù)的邏輯層次，把對學(xué)生實驗室基本技能的培養(yǎng)與走出校園實際觀摩和考察實際生產(chǎn)結(jié)合起來。通過理論教學(xué)到基地實訓(xùn)、企業(yè)參觀考察等教學(xué)環(huán)節(jié)，加深對企業(yè)的了解，掌握資源產(chǎn)品鑒別、生產(chǎn)與加工方法，加深對學(xué)校教學(xué)和企業(yè)實際聯(lián)系的理解，從實訓(xùn)中深化專業(yè)知識，從專業(yè)知識到技能訓(xùn)練，從課堂理論教學(xué)到企業(yè)實踐，給學(xué)生一個走出課堂，走進企業(yè)、走進社會理論聯(lián)系實際的實踐的機會。形成一種理論-實驗室技能訓(xùn)練-生產(chǎn)實踐這樣一個培養(yǎng)體系。這樣，每個學(xué)生都會被新的實驗內(nèi)容所吸引，而且在每次實驗中學(xué)生均有獨立的操作時間和思考空間，從而使學(xué)生達到系統(tǒng)地掌握生物資源開發(fā)利用基本實驗技術(shù)的教學(xué)目的。

表1. 生物資源開發(fā)利用技術(shù)實驗課程內(nèi)容安排

二、改進實驗教學(xué)方法，注重學(xué)生能力培養(yǎng)

實驗教學(xué)是一系列“實驗法”的有機聯(lián)系，通過“行動-觀察-研究-分析-總結(jié)”的過程，獲得實驗結(jié)果或發(fā)現(xiàn)新問題，這是理論通向?qū)嵺`的橋梁，是形成科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑。在教學(xué)活動中，為了改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀、教育模式、教學(xué)的組織形式、教學(xué)過程以及教學(xué)內(nèi)容，需采用多種教學(xué)形式和教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生開啟知識的大門，自行實踐獲取知識或動手“做”來獲得知識，使得實驗課教學(xué)生動、形象、直觀，極大程度地提高了學(xué)習(xí)效益，教學(xué)才真正實現(xiàn)教與學(xué)的互動關(guān)系。

1.調(diào)動學(xué)生的主體能動性

隨著素質(zhì)教育的推進和考試內(nèi)容的改革，發(fā)揮學(xué)生的主體性、培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新意識成為實驗教學(xué)改革的著眼點。上好一堂實驗課和理論課的關(guān)鍵問題都在于增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效益，但對于實驗過程而言，實驗就是對實驗原理的理解、對已獲取知識信息的分析，獲得實踐動手能力及解決問題的能力。學(xué)生在實驗過程中，教師傳遞的是一種知識的信息載體，通過信息鏈接學(xué)生的認識本質(zhì)，形成學(xué)生主體的認知結(jié)構(gòu)去主動“構(gòu)造”知識，從而形成學(xué)生對課程基本實驗技術(shù)體系的系統(tǒng)認識。在實驗過程中注意把技能訓(xùn)練與傳授知識發(fā)展智能相結(jié)合起來，不能把實驗教學(xué)理解為僅僅培養(yǎng)學(xué)生的動手能力而滿足于學(xué)生實際操作水平的提高，否則時間長了學(xué)生就會對這種只動手不動腦的實驗教學(xué)方式感到厭倦[2]。在教學(xué)活動中，熟悉授課對象，強調(diào)基礎(chǔ)技術(shù)的訓(xùn)練，注重實驗設(shè)計、技術(shù)操作和實際動手能力，科研思路及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠在生物資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)中解決實際問題。

根據(jù)課程特點，實驗前結(jié)合理論課所授知識給學(xué)生講解整個實驗體系、涉及到的每個獨立實驗的目的和原理、儀器設(shè)備的使用、實驗步驟、操作要領(lǐng)以及注意事項。不告訴學(xué)生實驗結(jié)果，而是指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識自行設(shè)計實驗方案進行探索性實驗，從最初實驗材料的處理，經(jīng)過中間加工處理制作或提取過程，收獲實驗結(jié)果。最后通過實施和分析，得出最佳方案和結(jié)果，使學(xué)生認識到不同實驗參數(shù)條件對實驗結(jié)果有較大影響，學(xué)會分析實驗現(xiàn)象和實驗過程及結(jié)果的關(guān)聯(lián)性，克服實驗的盲目性，變被動實驗為主動實驗。這樣學(xué)生不僅掌握了生物資源科學(xué)開發(fā)利用的基本技術(shù)，還培養(yǎng)了學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新意識。這種教學(xué)路線的優(yōu)點在于：（1）學(xué)生通過自己處理實驗材料，學(xué)會動腦思考不同生物資源開發(fā)利用采用的技術(shù)類別；（2）通過中間加工處理制作或提取過程不同實驗參數(shù)的設(shè)置訓(xùn)練，培養(yǎng)探索精神和習(xí)慣；（3）通過實驗結(jié)果的觀察記錄，數(shù)據(jù)分析，總結(jié)學(xué)到的知識與實踐結(jié)合的程度，整個實驗過程由此加深了學(xué)生對實驗內(nèi)容和方法的理解，增強了學(xué)生的實際動手操作能力和創(chuàng)新能力，從而全面提高了綜合能力。

2.實驗分組示范操作流程跟進指導(dǎo)

生物資源開發(fā)利用技術(shù)實驗基本操作有很強的工藝流程性，整個操作過程應(yīng)配上相應(yīng)的清晰解釋，尤其是關(guān)鍵性的細節(jié)要特別加以示范指導(dǎo)，如大米水解生產(chǎn)葡萄糖、肝素的提取等。實驗過程要求有溫度、ph的可變條件。為加強學(xué)生的自主實驗?zāi)芰蛨F隊合作精神，每個實驗采取4—6人為一實驗小組進行，教師對每個實驗小組進行示范。在學(xué)生操作過程中，教師適時現(xiàn)場指導(dǎo)，隨時答疑，糾正不良操作習(xí)慣，使學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范化操作的技術(shù)要領(lǐng)，操作中，通過示范教學(xué)和現(xiàn)場指導(dǎo)，可使抽象的操作技術(shù)形象化、具體化，學(xué)生錯誤的操作經(jīng)過教師糾正后，一般認識深刻、記憶牢固，可在短時期內(nèi)提高學(xué)生的操作水平和基本技能，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。

3.利用科研資源豐富實驗教學(xué)

教學(xué)能促進科研的發(fā)展，科研又為教學(xué)提供充足的創(chuàng)新資源。加強科教融合，明顯提高了教學(xué)效益和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在生物資源開發(fā)利用技術(shù)實驗中，有目的讓學(xué)生參加相關(guān)科研項目，如讓學(xué)生分組參與課程組教師的百尾參多糖的提取，陰地蕨抗癌活性研究等科研項目，有豐富的實驗材料供學(xué)生開展實驗教學(xué)活動。學(xué)生通過參加科研活動，掌握科學(xué)研究的基本方法，開拓科研思路，盡早融人到科研的氛圍中，使學(xué)生認識到科研是一項嚴謹和艱苦的工作，樹立起正確的科學(xué)意識。同時學(xué)生也從老師身上學(xué)到了實事求是、一絲不茍的科研作風(fēng)，懂得科學(xué)研究應(yīng)具備的素養(yǎng)，為今后從事生物資源的開發(fā)利用研究奠定基礎(chǔ)。

三、改變實驗成績評價方式注重實驗收益

在已往的實驗成績評價中，評定學(xué)生的實驗成績一般以實驗報告的寫作情況作為實驗成績的評定，對于實踐性很強的實驗課程就無法檢查學(xué)生實際操作能力和對實驗方法的理解把握程度。我們采用實驗理論、平時操作能力及實驗報告、實驗結(jié)果各占一定比例的方式進行實驗考核，較能反映出學(xué)生的客觀實際，達到以查促學(xué)的目的。

評定成績采用加權(quán)衡重法，重心放在實驗操作與培養(yǎng)結(jié)果的客觀表征上，實驗理論占15%，操作和創(chuàng)新能力占40%，實驗報告占15%，實驗結(jié)果占30%。這種實驗成績評定方法，學(xué)生會非常主動注意各個實驗環(huán)節(jié)與操作細節(jié)，注重創(chuàng)新，不按實驗指導(dǎo)書“照方抓藥”完成實驗，激發(fā)學(xué)生的操作設(shè)計思維，每個實驗不僅能在規(guī)定的時間內(nèi)完成，而且學(xué)會了實驗操作的程序性、規(guī)范性、科學(xué)性。一方面促進師生、生生之間形成良好的互動關(guān)系，另一方面也實現(xiàn)了大學(xué)生素質(zhì)教育的真正交融，從而使實驗教學(xué)水平進入一個新的高度。

參考文獻：

[1]G.E.巴依烏列斯庫， C.帕特羅埃斯庫， R .A .查默斯.分析化學(xué)教育與教學(xué)法[M].王雄，方揚帆，譯.李俊義，校.北京科學(xué)出版社，1993.

[2]楊春燕，鐘振平.大學(xué)生實驗興趣的激勵和培養(yǎng)[J].河北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.1999，第19卷增刊：92-94

作者簡介：

曹劍鋒（1971.7-）男，副教授，博士，主要從事生物資源開發(fā)利用技術(shù)教學(xué)與研究。