《環(huán)境生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自主學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用探究

宋學(xué)宏 楊彩根 王永玲

摘要：本研究創(chuàng)新性地將自主學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于蘇州大學(xué)《環(huán)境生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)體系、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)成績(jī)測(cè)評(píng)體系等進(jìn)行了改革。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果顯示，自主學(xué)習(xí)模式變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)思考與探索，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)與科研興趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維能力、提高其綜合素質(zhì)搭建了良好的實(shí)踐平臺(tái)，并取得了預(yù)期的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：《環(huán)境生物技術(shù)》；自主學(xué)習(xí)模式；創(chuàng)新與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）38-0206-02

齊莫曼自主學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，自主學(xué)習(xí)是學(xué)生有明確的學(xué)習(xí)目的，選擇符合自己的學(xué)習(xí)策略，能自我監(jiān)控、調(diào)整和評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過程，并能主動(dòng)營(yíng)造有利于學(xué)習(xí)的物質(zhì)和環(huán)境[1]。高校的實(shí)踐教學(xué)更應(yīng)注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課既是理論教學(xué)的重要補(bǔ)充，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[2]。蘇州大學(xué)與國(guó)內(nèi)其他高校一樣，將《環(huán)境生物技術(shù)》課列為生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課，并將三分之一學(xué)時(shí)設(shè)為實(shí)驗(yàn)課，還在應(yīng)用生物、食品質(zhì)量與安全等專業(yè)相繼開設(shè)該門課程。由于環(huán)境生物技術(shù)的快速發(fā)展，新思路、新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，促使專業(yè)教師不斷地對(duì)該門課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段等實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新，提高教學(xué)資源利用率。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的篩選與實(shí)驗(yàn)體系的優(yōu)化

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的篩選。過去的《環(huán)境生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)體系中，實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容僅僅局限于課本，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、探索精神、科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)，限制了學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，也不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。作者按照生物技術(shù)、應(yīng)用生物、食品質(zhì)量與安全等專業(yè)的特點(diǎn)、培養(yǎng)目的和培養(yǎng)要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選，由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性的有機(jī)結(jié)合。生活污水是污染環(huán)境的重要來源，本課程則重于對(duì)學(xué)生應(yīng)用生物技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)能力的培養(yǎng)，將水體化學(xué)耗氧量（CODMn）、生物耗氧量（BOD5）、溶解氧量（DO）、細(xì)菌總數(shù)與大腸菌群的測(cè)定等水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)編入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中，還增加了“測(cè)磷比色法測(cè)定污水中ATP含量”實(shí)驗(yàn)，旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)理論課上講述的貼近日常生活的污水可生化性有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生對(duì)污水的性質(zhì)與污水處理的難易程度有了很深刻的認(rèn)識(shí)。

2.實(shí)驗(yàn)體系的優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)體系的整合是指合理編排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使之形成體系，以有利于學(xué)生的消化吸收和綜合能力的培養(yǎng)。我們根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，按認(rèn)識(shí)和能力提高循序漸進(jìn)的原則，分層次按階段安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，第一階段安排水體的CODMn、BOD5、DO、ATP、細(xì)菌總數(shù)與大腸菌群的測(cè)定等水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)判能力。第二階段安排Ames致突變實(shí)驗(yàn)和魚類急性毒性試驗(yàn)監(jiān)測(cè)廢水廢物毒性，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)有毒污水檢測(cè)的技術(shù)能力，使學(xué)生對(duì)嚴(yán)重污染水體的污染程度有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。第三階段安排學(xué)生到城市污水處理廠進(jìn)行實(shí)地參觀，通過實(shí)地考察，對(duì)污水的性質(zhì)、處理工程和工藝有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。通過三個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)水環(huán)境的污染現(xiàn)狀、檢測(cè)與污水處理技術(shù)有了全面的認(rèn)識(shí)，并較熟練地掌握了有關(guān)檢測(cè)技術(shù)，使學(xué)生畢業(yè)后能勝任水環(huán)境檢測(cè)部門或污水處理企業(yè)的工作。

二、改革教學(xué)手段，將自主學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

1.改革教師準(zhǔn)備為學(xué)生參與、共同準(zhǔn)備及預(yù)備實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段。在以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師在每次實(shí)驗(yàn)課前做了大量準(zhǔn)備工作，包括預(yù)試驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容和指定的方法“按部就班”地操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告按固定格式填寫，缺乏個(gè)性化和創(chuàng)造性的內(nèi)容。這不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考問題的能力，也沒有留給學(xué)生創(chuàng)新能力的空間。因此，我們嘗試將老師準(zhǔn)備的方式改為學(xué)生參與共同準(zhǔn)備及預(yù)試驗(yàn)的自主教學(xué)方法，由單向?qū)嶒?yàn)教學(xué)向互動(dòng)式轉(zhuǎn)變，如CODMn、BOD5、DO、ATP等水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，均有標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置和標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作，我們讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的全過程，讓學(xué)生自己配試劑、做預(yù)試驗(yàn)，教師則起到指導(dǎo)和服務(wù)的作用。學(xué)生一開始出錯(cuò)率很高，經(jīng)過3—4次后才能得到結(jié)果，經(jīng)過多次實(shí)踐，預(yù)試驗(yàn)基本上能一次成功，并對(duì)某些實(shí)驗(yàn)的具體操作過程提出了建設(shè)性的改進(jìn)意見。所以，經(jīng)過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生既學(xué)好了本門課的專業(yè)知識(shí)，又掌握了實(shí)驗(yàn)的基本套路和技能，教學(xué)效果十分顯著。

2.以研究課題形式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生科研意識(shí)和系統(tǒng)分析問題和解決問題的能力。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)過程中，逐漸建立和完善以綜合能力培養(yǎng)為主的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。其核心就是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程與具體的研究課題相結(jié)合。我們的校區(qū)處于蘇州市工業(yè)園區(qū)，我們學(xué)校的護(hù)校河是否受到影響，對(duì)于這個(gè)疑問，我們將水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定的一組實(shí)驗(yàn)（即CODMn、BOD5、DO、ATP、細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定、水中大腸菌群的測(cè)定等）的測(cè)定對(duì)象鎖定為護(hù)校河。以蘇州大學(xué)新校區(qū)護(hù)校河水質(zhì)狀況為研究題目，學(xué)生分6個(gè)實(shí)驗(yàn)組，同時(shí)進(jìn)行測(cè)定研究，對(duì)照我國(guó)地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，最終給出一個(gè)客觀、公正的評(píng)價(jià)。經(jīng)過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的測(cè)定，所測(cè)水質(zhì)指標(biāo)顯示，同學(xué)們得出的結(jié)論是新校區(qū)的護(hù)校河水質(zhì)較好，屬Ⅱ—Ⅲ類水。以這樣的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅在很大程度上提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，也能讓學(xué)生們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)肅性，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生科研意識(shí)和系統(tǒng)分析問題和解決問題的能力。

3.將現(xiàn)代教學(xué)手段用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，為環(huán)境生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了諸多便利。創(chuàng)新教育不是個(gè)人的靈感、頓悟與直覺，而是集體的創(chuàng)造和智慧的集約。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，為教學(xué)創(chuàng)造了條件，學(xué)生可自主地選擇學(xué)習(xí)條件，從而回歸到以學(xué)生為主體的教育模式。如電子課件的引用，不僅可縮短實(shí)驗(yàn)課的講授時(shí)間，而且可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。筆者在指導(dǎo)CODMn、BOD5等實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用自動(dòng)播放文件，將預(yù)實(shí)驗(yàn)過程完整地演示給學(xué)生，通過評(píng)點(diǎn)，解悉關(guān)鍵問題，使學(xué)生一目了然，順利地完成實(shí)驗(yàn)操作，并對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析，收到了事半功倍的教學(xué)效果。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成績(jī)測(cè)評(píng)體系，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的考核體制是從知識(shí)、技能、態(tài)度和科研能力4個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考評(píng)。實(shí)驗(yàn)考核分兩種方式進(jìn)行，考試成績(jī)各占50%。

1.常規(guī)考核。按照教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)課的要求，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容歸納成若干命題，建成實(shí)驗(yàn)測(cè)試試題庫(kù)，實(shí)驗(yàn)考核以抽簽方式進(jìn)行，學(xué)生從命題中抽取考核的題目，在規(guī)定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)的全過程，根據(jù)考生對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟、器材的正確使用、儀器的調(diào)試使用、獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的清洗整理等掌握狀況和熟練程度進(jìn)行打分。

2.對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行打分考核。伴隨著實(shí)驗(yàn)課程的結(jié)束，每個(gè)學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行考核，測(cè)試、分析其中的數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論，尤其對(duì)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果的分析部分進(jìn)行打分，測(cè)試學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的難點(diǎn)、疑點(diǎn)進(jìn)行歸納、整理、分析和總結(jié)的能力。

四、結(jié)語

當(dāng)今科技突飛猛進(jìn)，大學(xué)生是進(jìn)一步推動(dòng)當(dāng)今科技的骨干，讓他們盡快地接觸、掌握先進(jìn)的技術(shù)，培養(yǎng)他們積極探索、勤于實(shí)驗(yàn)的精神是我們的責(zé)任。通過幾年的《環(huán)境生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)效果，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)生們非常認(rèn)可這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，畢業(yè)生反映這樣的教學(xué)讓他們?cè)谧霎厴I(yè)論文和工作中受益非淺，實(shí)現(xiàn)了改革的目的。

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