基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的模塊化分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)方法改革策略

摘要：分子生物學(xué)是一門集理論與實(shí)驗于一體的學(xué)科，理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)之間存在著相輔相成的關(guān)系。通過實(shí)驗教學(xué)的有效開展，不僅可以夯實(shí)學(xué)生對抽象理論知識的掌握，還可以訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力，并且還有助于學(xué)生創(chuàng)新能力和思維能力的提高。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，教師在開展分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)時，應(yīng)該與時俱進(jìn)，加強(qiáng)教學(xué)方法的改革，以此切實(shí)提高教學(xué)效果和質(zhì)量。筆者針對分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了探析，并提出了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的模塊化分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革策略，希望有助于生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)水平的提高。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”；模塊化教學(xué)；分子生物學(xué)；實(shí)驗教學(xué)

引言

據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，很多學(xué)生認(rèn)為分子生物學(xué)是一門具有較高學(xué)習(xí)難度的課程。而在分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，教師通常都是繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)法，學(xué)生始終處于被動學(xué)習(xí)的位置，機(jī)械地按照教師指導(dǎo)的步驟做實(shí)驗，教學(xué)效果并不是很理想?，F(xiàn)如今“互聯(lián)網(wǎng)+”在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入，教師一定要正確認(rèn)識當(dāng)前分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中存在的問題，并加強(qiáng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用，進(jìn)行模塊化實(shí)驗教學(xué)改革，以此達(dá)到更為理想的實(shí)驗教學(xué)效果。

1. 分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗教學(xué)條件有限

目前我國很多學(xué)校實(shí)驗教學(xué)條件較為簡陋，很難為分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的大規(guī)模、多樣化開展提供重要支撐，這就不得不簡化部分實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容和減少一些實(shí)驗項目，尤其是一些比較基礎(chǔ)的實(shí)驗項目，如標(biāo)記示蹤劑實(shí)驗、核酸提取實(shí)驗、聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗等，導(dǎo)致實(shí)驗教學(xué)成為理論教學(xué)的一種附庸。很多實(shí)驗教學(xué)活動的開展都是對教材中知識內(nèi)容的驗證，學(xué)生通常都是按照教師指導(dǎo)的流程進(jìn)行實(shí)驗，或者直接“臨摹”教材中的實(shí)驗，缺乏一定的自主性，導(dǎo)致很多學(xué)生對分子生物實(shí)驗教學(xué)并不是很感興趣，這也嚴(yán)重影響著實(shí)驗教學(xué)的質(zhì)量與效果[1]。

1.2 實(shí)驗教學(xué)方式滯后

以往教師在開展分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)時，采用的都是“演示性”教學(xué)模式。例如，教師通過PPT教學(xué)課件的制作，對分子生物學(xué)實(shí)驗的過程以及現(xiàn)象進(jìn)行演示，讓學(xué)生通過觀看演示圖片，對實(shí)驗過程和實(shí)驗原理加以分析，顯然這種實(shí)驗教學(xué)模式難以給學(xué)生帶來“沉浸式”學(xué)習(xí)體驗感。這種滯后的實(shí)驗教學(xué)方式，將極大削弱學(xué)生參與實(shí)驗教學(xué)的積極性和自主性，學(xué)生的主體位置也被忽略。

1.3 缺乏合理的實(shí)驗教學(xué)目標(biāo)

很多教師在開展分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)時，將學(xué)生的實(shí)驗操作結(jié)果作為平時考核成績的一項重要內(nèi)容，所以教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計也傾向于實(shí)驗結(jié)果。這就導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗過程中實(shí)驗原理的體現(xiàn)、實(shí)驗操作的規(guī)范性、實(shí)驗設(shè)計的創(chuàng)新性都不是很重視。很多學(xué)生為了提高成績，通常都是將精力花費(fèi)在實(shí)驗報告上，這就很容易形成為了實(shí)驗而實(shí)驗的教學(xué)局面，這對學(xué)生創(chuàng)新能力、科研能力的提高十分不利。

2. 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的模塊化分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革策略

2.1 優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)條件

教師在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上，對分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)實(shí)施模塊化改革的過程中，首要做的就是優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)條件。學(xué)校管理人員必須對優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)條件的重要性引起足夠的重視，并增加對實(shí)驗教學(xué)硬件與軟件設(shè)施建設(shè)的資金投入，緊跟時代的發(fā)展，加強(qiáng)“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的運(yùn)用，構(gòu)建在線實(shí)驗教學(xué)平臺，以此助推模塊化分子生物實(shí)驗教學(xué)改革。

首先，借助在線教學(xué)平臺，在開展實(shí)驗教學(xué)前一周將有關(guān)的課件、實(shí)驗儀器操作示范等以微視頻的方式推送給學(xué)生。學(xué)生是否在課前自主展開學(xué)習(xí)，將會在學(xué)習(xí)進(jìn)度條中展示出來。其次，借助在線教學(xué)平臺，在課前為學(xué)生合理地布置預(yù)習(xí)作業(yè)[2]。例如，通過查閱相關(guān)資料，了解有關(guān)本次實(shí)驗的最新科研動態(tài)和實(shí)驗技術(shù)，并通過提煉形成相應(yīng)的研究報告，同時在線提交預(yù)習(xí)成果。再次，在正式開展實(shí)驗教學(xué)活動前進(jìn)行課堂簽到，教師可以利用多媒體設(shè)備把簽到二維碼進(jìn)行投屏，學(xué)生需要在規(guī)定時間內(nèi)掃碼簽到。最后，學(xué)生在完成實(shí)驗操作，并書寫完實(shí)驗報告后，可以隨時將報告上傳到教學(xué)平臺，這樣便減少了學(xué)生、學(xué)習(xí)委員以及教師之間遞送報告的過程，教師可以利用手機(jī)或者電腦登錄該平臺隨時隨地查看和批改學(xué)生的實(shí)驗報告。

2.2 創(chuàng)新模塊化分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)方式

在開展下一次分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)前，教師可以將學(xué)生劃分為不同的小組，各小組可以通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)用，在在線教學(xué)平臺上建立網(wǎng)絡(luò)交流群，教師提前將本次實(shí)驗教學(xué)的目標(biāo)發(fā)布在該平臺上。學(xué)生登錄該平臺明確本次實(shí)驗?zāi)繕?biāo)后，小組長可以通過網(wǎng)絡(luò)交流群對組內(nèi)成員進(jìn)行明確分工，各小組可以通過組內(nèi)討論、查閱資料等方式，共同合作創(chuàng)新一個切實(shí)可行的分子生物學(xué)實(shí)驗方案，并在教學(xué)課堂上展示本組的實(shí)驗方案，其他小組可以對其進(jìn)行評議。學(xué)生還可以通過在線教學(xué)平臺，以視頻、動畫、圖像等方式展示本組實(shí)驗方案所需要使用的儀器和試劑等。在教學(xué)課堂上各組學(xué)生按照實(shí)驗方案完成實(shí)驗操作后，教師可以在課后引導(dǎo)學(xué)生通過在線教學(xué)平臺，對分子生物學(xué)實(shí)驗中需要注意的事項以及實(shí)驗條件等進(jìn)行討論和分析，學(xué)生有任何疑問均可提出，教師將在線為學(xué)生進(jìn)行答疑。

2.3 實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容素材的合理匹配

新形勢下，各學(xué)校在開展課堂教學(xué)活動時均在加強(qiáng)校本課程的開發(fā)，為此，教師在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上，改革分子生物學(xué)實(shí)驗?zāi)K化教學(xué)時，應(yīng)該科學(xué)匹配實(shí)驗教學(xué)的素材[3]。例如，在開展蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)、表達(dá)和檢測的實(shí)驗教學(xué)時，教師可以通過利用互聯(lián)網(wǎng)平臺一些和蛋白質(zhì)前提加工、IPTG濃度、誘導(dǎo)溫度等有關(guān)的內(nèi)容，以此為本次分子生物實(shí)驗教學(xué)的開展匹配相應(yīng)的素材。

借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)用，將本次教學(xué)的實(shí)驗項目事先預(yù)告給學(xué)生，同時要求學(xué)生通過各種方式自行收集有關(guān)本次實(shí)驗方面的知識內(nèi)容，從而訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生的信息收集與整理能力，并為本次實(shí)驗教學(xué)匹配相應(yīng)的視頻、圖片和文字等形式的教學(xué)素材。教師在匹配實(shí)驗教學(xué)素材時，可以將本次實(shí)驗教學(xué)中需要使用到的試劑、工具以及實(shí)驗的基本操作步驟、注意事項等錄制成數(shù)字化素材，借助微信、QQ等平臺將這些素材從線上傳遞給學(xué)生。在正式開展本次實(shí)驗教學(xué)前，教師可以通過直播的方式，將涉及實(shí)驗項目的整個操作流程完整地演示出來，這樣在教學(xué)課堂上便可以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

2.4 提高課堂教學(xué)質(zhì)量

相對于傳統(tǒng)教學(xué)方式，在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上進(jìn)行分子生物學(xué)模塊化教學(xué)改革時，要專注于課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。

首先，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)用，將相關(guān)的實(shí)際案例或者有關(guān)實(shí)驗技術(shù)的最新研究導(dǎo)入到分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中。一方面，教師可以將貼合學(xué)生實(shí)際生活的場景與實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容融合在一起，這樣不僅可以擴(kuò)大學(xué)生相關(guān)知識的儲備量，同時還可以激發(fā)學(xué)生的興趣，促使學(xué)生積極、自主地參與到實(shí)驗教學(xué)中；另一方面，教師可以在教學(xué)中引入最新有關(guān)實(shí)驗技術(shù)研究進(jìn)展，以此革新學(xué)生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，促使其與時俱進(jìn)地掌握最前沿的知識[4]。

其次，教師可以借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)用與學(xué)生進(jìn)行在線交互，在分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)課堂上，學(xué)生可以利用手機(jī)同步觀看相應(yīng)的課件，遇到不懂或者需要特殊記憶的地方，學(xué)生便可以直接在課件上進(jìn)行標(biāo)記，教師可以在教師端查看到學(xué)生的標(biāo)記情況，并以此為基礎(chǔ)有針對性地設(shè)計實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容或者對學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。在該教學(xué)方式下，一些性格較為內(nèi)向、靦腆、膽小的學(xué)生，便可以直接在線上提出自己的問題，教師也可以及時了解其存在的問題。

最后，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的運(yùn)用，借助線上教學(xué)平臺，督促學(xué)生在課前做好預(yù)習(xí)。學(xué)生可以利用教師發(fā)布的微視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)，了解本次實(shí)驗教學(xué)所涉及的內(nèi)容，并帶著問題參與到課堂教學(xué)中，這樣教學(xué)課堂上學(xué)生便可以更有針對性地展開學(xué)習(xí)。教師還可以借助“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，對整體學(xué)生的實(shí)驗操作進(jìn)行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤操作，并進(jìn)行糾正，從而確保學(xué)生以正確的態(tài)度對待實(shí)驗教學(xué)，進(jìn)而提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量。

2.5 在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上構(gòu)建完善的實(shí)驗教學(xué)評價體系

教學(xué)評價是課程教學(xué)中必不可少的一個環(huán)節(jié)，教學(xué)評價的好壞在一定程度上關(guān)系著教學(xué)的效果與教學(xué)質(zhì)量。為此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上，進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗?zāi)K化教學(xué)方法改革的過程中，應(yīng)該注重加強(qiáng)對教學(xué)評價的改革，構(gòu)建一個完善的實(shí)驗教學(xué)評價體系，以此給學(xué)生帶來強(qiáng)烈的分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)沉浸感。

“互聯(lián)網(wǎng)+”支撐下的實(shí)驗教學(xué)中，學(xué)生個體與教師處于相對平等的位置，極大提高了教學(xué)評價的客觀性。在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上，教師應(yīng)該建立多維度的實(shí)驗教學(xué)評價途徑[5]。例如，在開展分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)前，教師可以利用線上教學(xué)平臺，對課前學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)的完成情況做出評價。這樣不僅可以促使學(xué)生對課前預(yù)習(xí)引起高度的重視，認(rèn)真完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)，同時還可以提高課前預(yù)習(xí)效果，以此保證課堂教學(xué)活動可以更加高效地開展。教師還可以通過課前預(yù)習(xí)評價，了解學(xué)生學(xué)習(xí)比較薄弱的地方，以便在實(shí)驗教學(xué)課堂上，對學(xué)生有針對性地引導(dǎo)與指導(dǎo)。

在對學(xué)生實(shí)驗中的表現(xiàn)情況進(jìn)行評價時，教師則可以將利用“互聯(lián)網(wǎng)+”錄制的學(xué)生在整體實(shí)驗中的操作視頻上傳到線上教學(xué)平臺，并讓學(xué)生對自己在實(shí)驗中的表現(xiàn)情況做出自我評價，同時引導(dǎo)學(xué)生之間進(jìn)行互評，教師也需要對學(xué)生展開客觀性的評價。另外，教師還需要對學(xué)生的實(shí)驗結(jié)果展開綜合評價，其中包括實(shí)驗原理的體現(xiàn)情況、實(shí)驗操作的安全性等，從而形成全方位的實(shí)驗教學(xué)評價。需要注意的是，教師要事先合理設(shè)置各部分教學(xué)評價在整體評價中所占的比重，并及時將教學(xué)評價結(jié)果反饋給學(xué)生，這樣也可以幫助學(xué)生及時了解自身需要進(jìn)一步提高的地方[6]。除此之外，教師還應(yīng)該鼓勵學(xué)生大膽地對教師設(shè)計的實(shí)驗教學(xué)展開評價，這樣教師可以及時了解學(xué)生對分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的需求，同時還可以準(zhǔn)確把握自身教學(xué)中需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化的地方，進(jìn)而構(gòu)建一個更加高效、更高質(zhì)量的教學(xué)課堂。

2.6 加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)在分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的運(yùn)用

現(xiàn)階段，我國各院校的電子化教學(xué)設(shè)施與設(shè)備越來越完善，這也為“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上分子生物學(xué)模塊化教學(xué)方法的改革提供了重要基礎(chǔ)條件。教師則應(yīng)該始終保持創(chuàng)新意識，加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)在分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的運(yùn)用，以此對一些受諸多因素影響無法在教學(xué)課堂上完成的實(shí)驗，借助該項技術(shù)的運(yùn)用最大限度對整個實(shí)驗過程進(jìn)行逼真的模擬，并通過人機(jī)互動讓學(xué)生參與到虛擬的實(shí)驗中，從而深化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗感。虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用，不僅可以節(jié)約一定的教學(xué)經(jīng)費(fèi)，同時還可以保證實(shí)驗教學(xué)的安全性，對分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的開展具有很多的益處。但是這也對教師提出了更高的要求，若想不斷提高分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)水平，就需要教師靈活地掌握各種先進(jìn)的技術(shù)手段，并將其運(yùn)用到實(shí)驗教學(xué)中，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神與創(chuàng)新能力，為學(xué)生日后的全面發(fā)展助力。

結(jié)語

綜上所述，在“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗?zāi)K化教學(xué)改革的過程中，學(xué)校要加強(qiáng)對實(shí)驗教學(xué)條件的優(yōu)化，為實(shí)驗教學(xué)活動的開展提供完善的硬件設(shè)施與設(shè)備，并根據(jù)實(shí)驗教學(xué)需求積極引進(jìn)各種先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)手段，同時加強(qiáng)對教學(xué)方式與方法的創(chuàng)新，以此持續(xù)不斷地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生參與的積極性。同時，教師還應(yīng)該積極構(gòu)建全方位的教學(xué)評價體系，在實(shí)驗前、實(shí)驗中以及實(shí)驗后做出綜合評價，從而保證教學(xué)評價的客觀性，在幫助學(xué)生正確認(rèn)識自我學(xué)習(xí)情況的同時，提高分子生物學(xué)實(shí)驗?zāi)K化教學(xué)的質(zhì)量與效果。

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作者簡介：關(guān)景元，碩士研究生，研究方向：病原微生物。