師范專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

王文靜

(商丘師范學(xué)院 生物與食品學(xué)院,河南 商丘 476000)

教師教育是教育事業(yè)的工作母機(jī)，是提升教育質(zhì)量的動(dòng)力源泉。作為地方師范院校，其主要任務(wù)是為社會(huì)輸出優(yōu)秀的中學(xué)教師，肩負(fù)重要的社會(huì)責(zé)任[1]。在本科師范生的培養(yǎng)計(jì)劃中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)重要的組成部分，能夠使學(xué)生鞏固課堂講授所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力?！吧锘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”是一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程全面、系統(tǒng)地介紹生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本理論、基本技術(shù)和方法，在人才培養(yǎng)中占有重要地位。

1 傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在問題

作為年輕的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)了學(xué)科的進(jìn)步，因此生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物化學(xué)教學(xué)的重要組成。但其重要性并未引起師生的足夠的關(guān)注，常被認(rèn)為是理論課程的一部分[2]。作為普通地方師范類院校，又常常由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊張，科研項(xiàng)目較少等原因，無法給學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)條件，限制了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

1.1 教學(xué)內(nèi)容單一

傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置較為簡(jiǎn)單，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。實(shí)驗(yàn)過程中，試劑和器材均由老師課前準(zhǔn)備好，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，這些實(shí)驗(yàn)往往步驟過于簡(jiǎn)單，對(duì)學(xué)生綜合技能培養(yǎng)并無幫助[3]。課后，一部分學(xué)生仍然處于似懂非懂的狀態(tài)，對(duì)于為什么這樣做全然不知，其綜合能力并不能得到充分鍛煉，更不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主思考。

1.2 教學(xué)方式單一

實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式通常都以講授和實(shí)驗(yàn)演示為主。教師一般事先準(zhǔn)備板書，詳細(xì)寫明該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)方法和步驟，課堂上對(duì)照板書進(jìn)行講解。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生大多分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)不同，每組2～5個(gè)人不等。實(shí)驗(yàn)中通常只是由1～2人在進(jìn)行簡(jiǎn)單操作，其他同學(xué)不是在刷手機(jī)就是在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，根本不能引起學(xué)生的興趣，在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題也不能進(jìn)行獨(dú)立思考。在最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告、計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，多數(shù)同學(xué)都會(huì)出現(xiàn)雷同，缺少自己的想法[4]。這種教學(xué)方法無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，創(chuàng)新意識(shí)薄弱，學(xué)生的能力得不到提升。

2 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

作為地方基礎(chǔ)教育師資的主要基地，不但在硬件設(shè)施上要加強(qiáng)投入，更需要重視學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)目前社會(huì)的高速發(fā)展。目前，生物科學(xué)師范專業(yè)人才培養(yǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻，師范專業(yè)的學(xué)生大多以中學(xué)教師為目標(biāo)，導(dǎo)致自我要求降低，創(chuàng)新意識(shí)不足，科研技能和能力的訓(xùn)練不夠。而具有高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的師范生的稀缺，制約了當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)教育水平的提高。我校通過進(jìn)行不斷的課程改革，以期使培養(yǎng)師范生的創(chuàng)新精神，成為創(chuàng)新型教師，在未來就業(yè)市場(chǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力。為進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)水平，我院對(duì)生物科學(xué)師范專業(yè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行了新一輪修訂和完善。

3 教學(xué)模式的改變

3.1 教學(xué)內(nèi)容改革——培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一般比較陳舊，十?dāng)?shù)年沒有改變，在技術(shù)快速更新的今天，學(xué)生需要跟上時(shí)代步伐，對(duì)新興的技術(shù)有所了解。因此，結(jié)合師范專業(yè)的需求特點(diǎn)，我們對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化改革，在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過不斷調(diào)整優(yōu)化，該課程的學(xué)時(shí)數(shù)增加到36學(xué)時(shí)，成為單獨(dú)課程占2學(xué)分。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變?yōu)榘?yàn)證性實(shí)驗(yàn)4個(gè)、綜合性實(shí)驗(yàn)4個(gè)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)2個(gè)。其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容淺顯易懂、操作較為簡(jiǎn)單，通常為2學(xué)時(shí)。主要通過實(shí)際操作使學(xué)生初步對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)科有所了解，為進(jìn)一步開展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)，也為之后的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)做鋪墊。綜合性實(shí)驗(yàn)相比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，難度加大，實(shí)驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng)，是多個(gè)內(nèi)容或章節(jié)的組合，往往要安排4～6個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。例如綜合性實(shí)驗(yàn)“血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活力單位的測(cè)定”，在該實(shí)驗(yàn)中，需要學(xué)生對(duì)酶活力單位的概念有著清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)了解丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性測(cè)定的臨床意義，并在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格設(shè)置對(duì)照組，以消除操作誤差和系統(tǒng)誤差，這些都是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和提高。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題可讓學(xué)生結(jié)合其學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行自由選題，也可以由教師根據(jù)生物化學(xué)理論課程的內(nèi)容，確定方向，由學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。例如在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)“一種簡(jiǎn)便快捷提取DNA的方法”中，首先由教師對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行復(fù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生可能分離DNA的幾種方式，如加入NaCl的鹽析法，加入異丙醇的脫水法等，學(xué)生根據(jù)自己感興趣的方向分組自查資料，找出對(duì)植物組織DNA，動(dòng)物組織DNA提取的最有效的方法；教師對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估后，與同學(xué)一起討論實(shí)驗(yàn)方案[5]。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，有的同學(xué)會(huì)對(duì)一種材料應(yīng)用不同的方法進(jìn)行DNA提取，探討該材料的最適提取方法，也有同學(xué)會(huì)對(duì)不同材料應(yīng)用一種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以研究方法對(duì)材料的適應(yīng)性。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，創(chuàng)造性被激發(fā)。在教師參與實(shí)驗(yàn)的過程中，通過討論可以提高學(xué)生的創(chuàng)造性、對(duì)科研的興趣和科學(xué)素養(yǎng)。這類實(shí)驗(yàn)不但要求學(xué)生與教師的互動(dòng)，還要求教師緊跟時(shí)代步伐，了解先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和科研導(dǎo)向，對(duì)學(xué)生能及時(shí)引導(dǎo)。另外，由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)往往不是一次可以完成，需要在一段特定的時(shí)間內(nèi)，連續(xù)性較強(qiáng)，需要實(shí)驗(yàn)室在開放時(shí)間上進(jìn)行放寬，甚至全天24小時(shí)開放，更要求老師對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和試劑進(jìn)行仔細(xì)檢查以確保其安全使用。

3.2 教學(xué)方式改革——線上線下相結(jié)合

多媒體信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)生對(duì)專業(yè)技能學(xué)習(xí)的需求。線上教學(xué)的手段和工具層出不窮，各種動(dòng)畫、小視頻增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的可視化程度和趣味性，將使繁瑣的實(shí)驗(yàn)操作演示得更加直觀。另外MOOC、微課等新的平臺(tái)都能很好地實(shí)現(xiàn)課程的線上教學(xué)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)也為生化實(shí)驗(yàn)課程在高校實(shí)施線上教學(xué)提供助力[6]。

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，雖然老師也會(huì)在實(shí)驗(yàn)開始之前對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行講解和，但由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，很容易忽視一些具體細(xì)節(jié)，而學(xué)生較多使老師在示范時(shí)不能讓每個(gè)同學(xué)都看清楚，可能造成實(shí)驗(yàn)失敗。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)用到強(qiáng)酸，強(qiáng)堿和酒精燈，操作不慎就會(huì)造成實(shí)驗(yàn)室安全問題。這就要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟熟記于心?；诖?，通過多媒體技術(shù)進(jìn)行線上課程，方便學(xué)生根據(jù)個(gè)人情況進(jìn)行學(xué)習(xí)。老師通過線上提供的實(shí)驗(yàn)的先導(dǎo)知識(shí)包括實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)，動(dòng)態(tài)視頻對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生進(jìn)行模擬操作實(shí)驗(yàn)，這不僅讓學(xué)生牢記了實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)、增加實(shí)驗(yàn)成功率，而且提高了實(shí)際實(shí)驗(yàn)的安全性[7]。

另外，混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式可以促進(jìn)教與學(xué)之間的互動(dòng)交流，使得教師在線上有更充分的時(shí)間解答學(xué)生的疑問，把握學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握情況，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化。

3.3 教師角色轉(zhuǎn)變——增強(qiáng)學(xué)生的參與性

由于近年來對(duì)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的壓縮，受限于實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)課程中，實(shí)驗(yàn)知識(shí)和內(nèi)容通常被傾倒式傳輸給學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程了解不足。另外，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，都是由老師全權(quán)代理，學(xué)生得不到充分的鍛煉。課程改革后，實(shí)驗(yàn)前期要求學(xué)生與老師協(xié)作完成準(zhǔn)備工作，學(xué)生分組輪流配置試劑，這樣不僅可以使學(xué)生熟悉試劑的配置方法，鞏固實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，而且還能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到配置試劑的繁瑣性，養(yǎng)成節(jié)約的習(xí)慣。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師通常將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)方法提前板書在黑板上，上課時(shí)按照黑板照本宣科，而同學(xué)也會(huì)將黑板上的內(nèi)容原封不動(dòng)的抄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性，效果不佳。教師應(yīng)重視預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過程僅提供提示和幫助，應(yīng)處于引導(dǎo)和輔助的地位。讓每個(gè)學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生的主動(dòng)性。

3.4 完善課程評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課一般依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分，這就導(dǎo)致很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上并不重視實(shí)驗(yàn)，而是著急完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，更有甚者，有些學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在互相抄襲，篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不良現(xiàn)象。因此僅僅通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)課是不全面的，課堂的整體表現(xiàn)更能體現(xiàn)學(xué)生分析解決問題的能力，應(yīng)將學(xué)生的表現(xiàn)列入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的評(píng)價(jià)體系，形成預(yù)習(xí)-實(shí)驗(yàn)-總結(jié)結(jié)合的綜合性評(píng)價(jià)體系。預(yù)習(xí)部分考核主要通過線上軟件統(tǒng)計(jì)，根據(jù)完成情況由教師進(jìn)行打分；實(shí)驗(yàn)部分考核主要是通過實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)態(tài)度是否端正，操作是否規(guī)范，是否遵守實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)范等都是考核的重要部分；總結(jié)部分考核主要是通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，考核學(xué)生是否能自主思考，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行描述、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，嚴(yán)格杜絕抄作業(yè)的現(xiàn)象。通過三位一體的評(píng)價(jià)方式，教師可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)情況掌握更為全面，從而給出更合理的成績(jī)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

4 結(jié)語

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是生物科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過對(duì)教學(xué)模式、考核評(píng)價(jià)模式的改革，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的熱情。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立學(xué)生和老師之間更多溝通，促進(jìn)了學(xué)習(xí)交流的互動(dòng)性。通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的改革，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，提高學(xué)生獨(dú)立發(fā)掘問題、分析問題、解決問題的實(shí)踐能力。另外，細(xì)化并完善實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)，需要根據(jù)師范專業(yè)發(fā)展、學(xué)生的接受程度不同，不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高能力和素養(yǎng)，真正體現(xiàn)教育以人為本，培養(yǎng)高素質(zhì)中學(xué)教師人才。