探索式教學(xué)在大學(xué)基礎(chǔ)實驗課改中的有效應(yīng)用

徐 瀾， 王明華

(忻州師范學(xué)院生物系,山西 忻州 034000)

探索式教學(xué)在大學(xué)基礎(chǔ)實驗課改中的有效應(yīng)用

徐 瀾， 王明華

(忻州師范學(xué)院生物系,山西 忻州 034000)

就“探索式”教學(xué)在植物生理學(xué)基礎(chǔ)實驗項目改革中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，主要包括①夯實基本實驗技能；②強化綜合實驗技能訓(xùn)練；③主導(dǎo)開放型實驗，培養(yǎng)初步科研創(chuàng)新能力；④注意“細(xì)節(jié)”，完善成績考核制度。通過實驗教學(xué)改革，優(yōu)化了實驗項目，增加了基礎(chǔ)實驗的綜合性、設(shè)計性思維，進(jìn)一步調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，教學(xué)效果良好。

實驗教學(xué)；課程改革；開放型實驗；探索式教學(xué)

作為高等師范院校生物專業(yè)必修課程，《植物生理學(xué)》的實驗教學(xué)是學(xué)生理解和掌握該學(xué)科基礎(chǔ)知識和基本原理的必須環(huán)節(jié)，是訓(xùn)練學(xué)生實踐技能、培養(yǎng)動手能力、提高創(chuàng)新思維的重要途徑和有效手段。國外研究機構(gòu)及高校非常重視實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)方面的改革創(chuàng)新，實驗室配備精良設(shè)備，學(xué)生擁有最好的實驗資源和實驗平臺，以此來提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新實踐能力。全球科技發(fā)展迅速，而國內(nèi)部分高校在本科實驗教學(xué)中，有些實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊，落后于當(dāng)代科研水平?，F(xiàn)代實驗儀器制作精準(zhǔn)、價格昂貴，對實驗條件、操作技能要求高，而本科實驗教學(xué)又具有課時少和學(xué)生多的特點，教學(xué)過程中存在一定的矛盾。如何通過改革實驗教學(xué)的方法和項目，精選整合科學(xué)合理的實驗項目，以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲為宗旨；如何使學(xué)生更全面地認(rèn)識到植物生理學(xué)實驗的理論價值和應(yīng)用前景，更好地理解與把握生命科學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律，探索全新的學(xué)科前沿動態(tài)，是我們地方本科院校面臨的一項至關(guān)重要的教學(xué)任務(wù)。筆者提出，探索式教學(xué)的有效應(yīng)用是解決此類問題的途徑之一，其思路是引導(dǎo)和激勵學(xué)生通過“任務(wù) → 方案 → 探索 → 失敗 → 思考→成功”的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生解決問題的意識得到培養(yǎng)，獲得創(chuàng)造性工作的愉快體驗，從而激發(fā)其不斷探索的欲望。同時，探索式教學(xué)是通過訓(xùn)練學(xué)生全程實踐動手、動腦能力，達(dá)到良好實驗效果的一種行之有效的教學(xué)改革方法。下面以忻州師范學(xué)院所開設(shè)的《植物生理學(xué)實驗》為例，主要介紹植物生理學(xué)實驗教學(xué)改革的思路與具體做法：

1 課程設(shè)置介紹

《植物生理學(xué)實驗》是為大四學(xué)生開設(shè)的專業(yè)必修課，將學(xué)生以10人一組分組，將之前課程的固定基礎(chǔ)實驗項目，整合成一個科研課題式的大實驗。編制實驗內(nèi)容，兼顧教學(xué)大綱的同時，結(jié)合學(xué)科熱點研究內(nèi)容、結(jié)合地域植物特征及社會需求等提出項目，形成解決問題為目的的綜合、設(shè)計型大實驗項目。實驗時間按排上也更加緊湊，從周五開始，周日結(jié)束，實驗室使用率得到了很大提高，雖然老師、學(xué)生會犧牲周末休息時間，但此舉有效解決了我院實驗室緊張的問題。

2 實驗教學(xué)改革創(chuàng)新

2.1 重視基本實驗技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究意識

夯實實驗基本操作技能，為綜合設(shè)計性實驗奠定基礎(chǔ)。在學(xué)生操作之前，教師對所有的操作，小到標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，大到精密儀器的使用操作，都作詳細(xì)講述、準(zhǔn)確示范。無論是手工操作還是儀器操使用，既要讓學(xué)生學(xué)會如何操作，還要讓學(xué)生懂得為什么要這樣操作，基本原理怎樣，以及什么是最科學(xué)、合理和規(guī)范的操作方式和操作技巧。在實驗操作過程中，教師挑選每個組動手能力較強的學(xué)生，配合老師對其他學(xué)生的每一步操作都認(rèn)真仔細(xì)的觀察，發(fā)現(xiàn)不足之處，及時給予糾正和反復(fù)示范。針對動手能力差的學(xué)生，更要反復(fù)細(xì)致地給予單獨的啟發(fā)指導(dǎo)， 引導(dǎo)他們既要動手又要動腦，并讓其反復(fù)練習(xí)和比較正誤方面的操作所帶來的影響。讓每個學(xué)生都掌握基本實驗操作技能，為綜合性實驗的開展奠定基礎(chǔ)。

2.2 運用“問題引導(dǎo)式”教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

從根本上改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的模式，即從進(jìn)實驗室開始學(xué)生一直被教師"牽著鼻子走"的教學(xué)方式：實驗?zāi)康摹嶒灧椒?、實驗操作、實驗結(jié)果均由教師逐一講解的方法，而是把所涉及到的相關(guān)內(nèi)容融會貫穿于教師提問之中，使學(xué)生帶著疑問進(jìn)入探索，渴望得到答案進(jìn)而激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。同時，根據(jù)預(yù)習(xí)情況和回答問題的得分作為本課程總評成績的構(gòu)成部分，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動性和積極性受到了激發(fā)，明確了需要解決的問題，專注于對實驗現(xiàn)象的思考，加強了對學(xué)科原理的理解與體會。也可以有意識地設(shè)置一些實驗障礙，提高挑戰(zhàn)性，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力。例如，部分實驗項目只給出實驗?zāi)康?，不提供具體實驗方法和步驟等，讓學(xué)生課前在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，帶著疑問進(jìn)行自主探索，尋找合適的方法、搞清實驗原理、列出實驗具體方案。在實施過程中應(yīng)注意設(shè)置難度和學(xué)生能力相適應(yīng)，采取循序漸進(jìn)的方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生獨立完成實驗的能力。

2.3 采取“開放式教學(xué)”，注重創(chuàng)新能力的養(yǎng)成，強化實驗綜合操作技能訓(xùn)練

目前實驗教學(xué)均由授課教師依據(jù)本學(xué)期規(guī)定的實驗課時數(shù)開出具體實驗項目，學(xué)生按部就班地跟著老師的思路走。教改之后，學(xué)生可以根據(jù)自己已經(jīng)掌握的理論知識，通過教師的指導(dǎo)和學(xué)習(xí)參考文獻(xiàn)來設(shè)計一些實驗環(huán)節(jié)和操作方法。自主設(shè)計實驗操作細(xì)節(jié)，有助于激發(fā)學(xué)生獨立探究意識。比如，葉綠素的提取及其含量測定，提取方法有很多種，具體到你的實驗材料該使用哪種方法，有機溶劑種類及比例是多少，提取溫度時多少，等等。所以，首先要教會學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)而自主設(shè)計實驗方案，并獨立完成實驗；教師進(jìn)行啟發(fā)式指導(dǎo)教學(xué)，要求學(xué)生講清楚實驗方案的依據(jù)，擬解決問題的思路，同時引導(dǎo)學(xué)生分析失敗環(huán)節(jié)的可能原因，最終找到解決問題的方法，逐漸營造一個探究、獨立思考的學(xué)習(xí)氛圍。通過綜合、設(shè)計實驗可以引導(dǎo)和激勵學(xué)生通過"任務(wù) → 方案 → 探索 → 失敗 → 思考→成功"的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生解決問題的意識得到培養(yǎng)，獲得創(chuàng)造性工作的愉快體驗，從而激發(fā)其不斷探索的欲望。當(dāng)然，探索式實驗教學(xué)的開設(shè)，其成效如何，往往與教學(xué)方式、方法具有重要的關(guān)系。即使是“探索式實驗”，如果老師將實驗的內(nèi)容、方法、步驟等均準(zhǔn)備齊全，那學(xué)生只是進(jìn)行了照方抓藥，實驗效果也不會很好；而對于驗證性實驗，如果正確地采用開放式教學(xué)，同樣會使學(xué)生從實驗設(shè)計到結(jié)果分析等多方面得到充分的鍛煉和提高。

以實驗室科研工作為切入，推行開放型實驗，拓寬學(xué)生實驗的研究范圍，帶領(lǐng)學(xué)生參與課題研究，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。目的是在為掌握基本實驗技能的學(xué)生提供自主實驗的場所，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、綜合實驗?zāi)芰涂茖W(xué)創(chuàng)新能力。教師將自己的科研課題引入到教學(xué)過程中，使學(xué)生對相關(guān)領(lǐng)域的科研動態(tài)有了一定的了解，在實驗研究過程中，指導(dǎo)教師注意加強對學(xué)生實驗素質(zhì)和技能、創(chuàng)造性的科學(xué)思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，并做好實驗室安全和開放情況記錄工作。如將教師課題的基礎(chǔ)實驗部分融合于本科植物生理實驗中，讓學(xué)生參與先進(jìn)儀器的調(diào)制、使用，并按照發(fā)表文章水平記錄，整理和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，盡可能保證學(xué)生參與課題的小范圍完整性，使學(xué)生了解科研從選題、實驗設(shè)計、處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等全過程；在大型儀器的使用方面，如將目前使用較普遍、本實驗室已購置的用于測量植物光合作用參數(shù)的TPS-2光合儀和用于測量植物光合作用中光反應(yīng)進(jìn)程熒光參數(shù)變化的PEA植物效率分析儀開放使用，教師進(jìn)行演示后，學(xué)生分組操作，讓學(xué)生在了解儀器的工作原理和操作方法的基礎(chǔ)上親手操作，并掌握測得數(shù)據(jù)的生理學(xué)意義，這對于鞏固理論知識、提高應(yīng)用能力非常重要。因為所選儀器操作相對簡單，而且不需要大量額外的能源和耗材，所以具有經(jīng)濟(jì)可行性。

在整個教學(xué)過程中，實驗室給予學(xué)生一定自由發(fā)揮的余地，學(xué)生把所學(xué)知識與實踐緊密結(jié)合，鍛煉了他們解決問題的刻苦鉆研精神和獨立工作能力。另外通過開放實驗室對資源進(jìn)行有效整合，將本科生大學(xué)生科技創(chuàng)新研究、教師科研項目等與實驗教學(xué)密切結(jié)合，教學(xué)的增長點在于科研的突破，科研的創(chuàng)新又為開發(fā)新的實驗教學(xué)內(nèi)容做好充分的準(zhǔn)備工作，實現(xiàn)"教學(xué)-科研"互相促進(jìn)的良性循環(huán)。通過實驗室開放立項的研究，學(xué)生提高了應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，有部分學(xué)生已撰寫出具有一定水平的科研小論文并公開發(fā)表。

2.4 注意“細(xì)節(jié)”，完善實驗成績考核制度

逐步完善實驗成績的考核制度。評定學(xué)生實驗成績，其目的主要是為了能夠客觀公正的檢驗學(xué)生對所學(xué)知識及技能的理解、掌握和運用程度，而不僅是給出一個分?jǐn)?shù)。目前單一用實驗報告來評價學(xué)生實驗成績的作法顯然是不夠科學(xué)的。改革之后，《植物生理學(xué)實驗》的總評成績除了包括學(xué)生平時的實驗課表現(xiàn)和實驗報告外，還體現(xiàn)在對所有實驗數(shù)據(jù)、結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，以小論文形成該實驗的結(jié)論，以論文質(zhì)量作為實驗成績評定體系的重要組成部分。這樣，某種程度上有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生對待實驗課的態(tài)度，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，真正達(dá)到人才培養(yǎng)的目的。

3 實驗教學(xué)改革成果與展望

在植物生理學(xué)實驗教學(xué)改革中，通過探索式教學(xué)的有效應(yīng)用，實驗項目得到優(yōu)化，教學(xué)目標(biāo)更加明確，既提高了教學(xué)效率，又能夠促使教師在教學(xué)過程中突出重點、解決難點，有的放矢地完成教學(xué)目標(biāo)。同時，由于基礎(chǔ)項目的綜合性、設(shè)計性組合，促使學(xué)生在實驗過程中解決問題的目的性更加明確，其學(xué)習(xí)的主動性和積極性大大加強，學(xué)習(xí)效果良好。例如，實施課改四年以來，學(xué)生發(fā)表以植物生理學(xué)實驗為內(nèi)容的相關(guān)學(xué)術(shù)論文已近10篇，本專業(yè)本科生考研率為40%～60%之間，在同類院校中名列前茅。再者，成績評定的改革充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生的自我完善，在提高學(xué)生實驗操作能力的同時，逐步實現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

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(本文文獻(xiàn)格式：徐 瀾， 王明華 .探索式教學(xué)在大學(xué)基礎(chǔ)實驗課改中的有效應(yīng)用[J].山東化工，2017，46(12)：175-176.)

2017-04-19

徐 瀾(1975—)，山西偏關(guān)人，忻州師范學(xué)院生物系副教授，博士,主要從事植物生理學(xué)教學(xué)與研究?；痦椖?山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項目(項目編號J2016096);忻州師范學(xué)院博士科研啟動經(jīng)費(2016); 公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費(201503124)資助。

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1008-021X(2017)12-0175-02