趙晴瀟,魏 群,屈成忠
(1.東北電力大學化學工程學院,吉林吉林132012;2.東北電力大學建筑工程學院,吉林吉林132012)
高校實驗教學作為教學工作的重要組成部分,相對于理論教學而言,具有一定的直觀性、實踐性、綜合性與創(chuàng)新性。它可以幫助學生驗證、理解相關知識理論,學習和掌握必要的技術、先進設備和學科的基本研究方法,培養(yǎng)學生的科學精神和創(chuàng)造性思維,提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。因此實驗教學在加強學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面有著重要的、不可替代的作用[1]。
長期以來,生物工程專業(yè)實驗教學一直定位于輔助教學的地位上,成為理論教學的附屬品。實驗課缺乏整體布局,跟著理論課教學走,理論課有多少門,實驗課就有多少門。各門課按自己課程的要求安排實驗,實驗內容之間缺乏相互聯(lián)系與協(xié)調,致使實驗內容脫節(jié)、遺漏、不系統(tǒng);實驗課成績常常僅占該門理論課成績的10%至20%,實驗成績差異不大,造成學生實驗積極性不高,應付了事;因此,應把實驗教學逐步從理論課教學中獨立出來,充分調動各方面的積極性和創(chuàng)造性,構建實驗教學與理論教學并重的教學新模式。統(tǒng)籌協(xié)調理論教學與實驗教學,建立實驗教學中心,強化實驗教學。同時深化改革實驗教學各環(huán)節(jié),提高學生參與實驗的興趣與積極性。通過實驗課程體系的改革,強化實驗教學,結合學生參與科研、實習、畢業(yè)論文形成完整的實踐教學體系,保證學生實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。
資金實力、專業(yè)規(guī)模的限制使得我們難以建立大型實驗教學中心,但是我們可以整合現(xiàn)有實驗設備,將大型設備從各個實驗室中剝離出來,實現(xiàn)實驗設備,實驗資源共享。緩解實驗儀器不足給實驗教學帶來的影響,例如將所有分光光度計、顯微鏡剝離出來,成立分光光度計室,顯微鏡室。
構建實驗教學的網絡信息中心,把有關實驗教學的電子教材、多媒體課件、動畫等掛在網上,學生免費使用機房里的計算機上網,在計算機上進行實驗課預約、預習、自學、查詢成績。各實驗室提供電腦及投影設備,使教師可以在實驗室很方便地進行多媒體輔助教學。實現(xiàn)開放式實驗室管理,使學生通過網絡預約,可以通過一定的方式自行選擇時間進入實驗室進行實驗。通過網絡預約,選定他們所感興趣的選修實驗項目[3]。目前我院已經設置學生計算機中心,極大地方便了學生的網上學習。
生物工程是以現(xiàn)代生命科學為基礎,綜合了基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質工程等新技術手段而成的新興學科。是一門實驗性和應用性很強的學科,加強實踐教學是體現(xiàn)學科特點,提高教學質量的關鍵環(huán)節(jié)[4]。
(1)選好教學內容,編好實驗教材
專業(yè)主任應當在實驗課內容方面同課程負責人會同有關專家認真研究實驗項目,保證專業(yè)特色,明確基本實驗項目,增加設計性和綜合性實驗的比率。實驗內容應劃分為三個階段,第一階段實驗:基本知識與基本技能訓練階段。從簡單實驗開始,使學生掌握本課程常用儀器設備的基本操作,熟悉基本實驗設計原理與方法,培養(yǎng)學生觀察、記錄實驗結果及收集、整理實驗數(shù)據的能力。第二階段實驗:分析與綜合實驗階段[5]。通.過進行較復雜的、實驗項目較多的、難度較大的實驗,進一步強化實驗操作,掌握實驗方法,著重對實驗結果進行科學的分析、綜合與總結。第三階段實驗:探索性實驗階段。學生自選題目,查閱文獻資料,設計實驗方案,完成實驗,以小論文形式寫出實驗報告,最后進行答辯,以培養(yǎng)學生科學的思維方法,激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。除此之外,應定期刪除一些落后的、重復的驗證性實驗項目,設立一些緊跟生物領域發(fā)展,具有應用前景的新實驗,以啟發(fā)學生的學習興趣,達到理論聯(lián)系實際的效果[6]。
(2)網上完成實驗預習
在傳統(tǒng)的實驗教學中不僅告訴學生實驗項目、實驗原理、使用儀器及藥品、實驗步驟等等,實際上告訴了學生實驗的全過程。學生只須按要求的過程去操作,用不著查資料、思考及創(chuàng)新,嚴重影響了學生對實驗課的興趣。新型實驗教學中應努力提高學生參與實驗的興趣與積極性。電子教材、多媒體課件應從原有的文字敘述模式轉變?yōu)閯赢媹D片模式。動畫圖片應盡量色彩豐富、生動有趣。課件以問題形式結尾,引發(fā)學生思考及查閱文獻。預習實驗報告可以以問題回答方式在網上完成,同時應限定預習實驗問題的回答時間以避免抄襲現(xiàn)象的發(fā)生[7]。
(3)實驗過程監(jiān)管
教師講解時間應不超過學時數(shù)的10%。應重點講解實驗注意事項,提出問題,使學生則帶著問題進行實驗,既動手又動腦。教師從旁指導,絕不代替學生操作。實驗完后,教師引導學生對實驗結果進行分析、綜合,作出恰如其分的結論,使感性認識提高到理性認識。對實驗所出現(xiàn)的一些問題進行討論分析,找出原因。適當引導學生把實驗結果與實際問題聯(lián)系起來。這使學生對實驗興趣倍增,思維活躍,視野開闊。
(4)實驗成績評定
以往學生實驗成績的給定往往過分倚重實驗報告書寫的優(yōu)劣。造成學生不好好做實驗,好好寫報告就能拿高分的僥幸心理普遍存在。為改變這一情況,要求實驗教師在實驗過程監(jiān)管中細心觀察,作好記錄,對學生的遲到情況、著裝(是否穿白大褂)、實驗態(tài)度、實驗紀律、實驗結果進行詳細記錄,用以有效進行成績評定。盡量使成績評定做到客觀、公正。實驗報告的書寫應一改往日機械抄襲實驗目的、實驗原理、實驗過程、實驗結果的方式,應以實驗結果的分析為主,減輕學生壓力,啟發(fā)學生思考。學生實驗課成績的最終評定采取平時成績(70-80%)和考試成績(30-20%)相結合,實驗技能與實驗素質相結合的評分標準,做到全面客觀正確地評價學生實驗成績[8]。經實踐后,我們發(fā)現(xiàn),學生對實驗課的重視程度提高,基本知識技能的掌握牢固度有所提高。
(1)建立導師制,引領學生進入科研領域
從大二下學期即可鼓勵學有余力的同學在課外時間進入專業(yè)相關導師的實驗室,參與導師課題組活動。熟練基本操作,深入某一領域的科學研究之中。并鼓勵學生將自己的科研成果在各類期刊上發(fā)表。經過幾年對個別學生的培養(yǎng)后,我們發(fā)現(xiàn)學生的科學精神和創(chuàng)造性思維,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力得到了很大的提高。
(2)鼓勵學生積極參與綜合性、設計性實驗項目
面向大三、大四學生開展綜合性、設計性、研究性、自主開放型實驗項目評比工作。通過宣傳招募的方式吸收學生積極參與。全面向學生開放實驗室及各種設備,為學生創(chuàng)造良好的創(chuàng)新實踐平臺。在課題立項方面,鼓勵學生總結所學知識技能,凝練自己感興趣的題目,在教師的指導下進行教學大綱以外的、有一定深度的創(chuàng)新型實驗[9]。以我院為例,櫻花園科技創(chuàng)新項目的啟動,幾年來已經為學生提供了很多參與綜合性、設計性實驗項目的機會。
(3)創(chuàng)造實習機會
與相關企業(yè)保持緊密聯(lián)系,為同學們在寒暑假創(chuàng)造實習機會,使他們能夠深入現(xiàn)場,理論聯(lián)系實際。同時,積累工作經驗,使其在日后的擇業(yè)過程中更具有優(yōu)勢。
我校生物工程專業(yè)實習安排在大三的下學期。經幾年嘗試,我們發(fā)現(xiàn)集中實習容易使學生產生疲勞感,走馬觀花,遺忘速度快。因此,應該盡量將實習時間分散,做到體腦結合,充分激發(fā)學生的興趣。此外,應盡量多的聯(lián)系實習場所,爭取覆蓋生物工程專業(yè)的各個主要領域。爭取更多的學生親臨操作現(xiàn)場機會。
深入開展實驗課教學內容、教學方法的改革,培養(yǎng)學生動手能力、思考問題、解決問題、獨立開展科學研究能力是我們的最終目標。我們正在逐步嘗試進行改革實踐,有許多問題需要不斷探索和實踐。隨著學科的發(fā)展以及社會對人才需求標準的提高,我們的實驗教學改革還有待進一步深化和完善。
[1]張建麗,范蕾.生物工程綜合實驗教學改革研究與實踐[J].實驗技術與管理,2006,25(5):144-146.
[2]喬長晟,賈士儒,譚之磊,等.生物工程專業(yè)實踐教學改革探討[J].中國輕工教育,2006,10(3):65–66.
[3]陳瑜,吳世衛(wèi).《生物化學》實驗教學改革之探討[J].安徽農學通報,2008,14(17):221-223.
[4]巴素英,周士杰.本科實踐教學改革探索[J].實驗科學與技術,2006,4(4):53–56.
[5]任宏偉.高職《食品微生物》實驗教學改革初探[J].科教研究,2008,19(3):111-112.
[6]張金莉.改革生物化學實驗教學方法提高學生綜合能力的培養(yǎng)[J].農墾醫(yī)學,2008,30(4):345-346.
[7]張智鈞.工科專業(yè)實踐教學的問題分析與改革探討[J].中國高教研究,2005,6(6):81–82.
[8]孫康寧,李愛菊.深化實踐教學改革、構筑實踐教學新體系[J].金工研究,2006,7(3):1-41.
[9]常景玲,李蘭,郭丹釗,等.生物工程實驗課程教學改革探索[J].實驗科學與技術,2008,9(4):78-79.