羅繼景

(廣西大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 南寧 530004)

基礎(chǔ)生物學(xué)實驗課程是生物學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)實驗課程，其內(nèi)容的編排涉及了生命科學(xué)多個學(xué)科領(lǐng)域(包括從微生物到高等動植物以及分子、細(xì)胞、遺傳及生化等領(lǐng)域)的基礎(chǔ)實驗，教學(xué)的目的是使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中認(rèn)識生命、認(rèn)識生命科學(xué)，了解生命科學(xué)的發(fā)展，了解生物學(xué)實驗基本的方法和技術(shù)，掌握科學(xué)研究的技能；同時培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新思維、獨立操作以及科學(xué)探索的能力[1]。筆者在參與基礎(chǔ)生物學(xué)實驗教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)目前實驗教學(xué)存在一些不足。因此，嘗試著對基礎(chǔ)生物學(xué)實驗課程的教學(xué)進行初步地改革探索。

1目前基礎(chǔ)生物學(xué)實驗教學(xué)存在的問題

目前基礎(chǔ)生物學(xué)實驗教學(xué)仍然普遍存在教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式和考核方式單一等問題。從教學(xué)內(nèi)容來看，雖然實驗內(nèi)容涉及生物學(xué)多個學(xué)科領(lǐng)域，但都是以一個個獨立的實驗形式開設(shè)的，彼此之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)，實驗內(nèi)容和形式比較單調(diào)和陳舊[2]，而且在內(nèi)容的編排設(shè)計上千篇一律，缺乏設(shè)計性和創(chuàng)新性；另外，幾乎所有的實驗均屬于驗證性實驗，缺乏探究性、設(shè)計性和綜合性的實驗內(nèi)容[3]。這些實驗雖可以鍛煉學(xué)生實驗操作能力和對知識的理解，但還不足以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法、解決科學(xué)問題的能力和獨立完成實驗的能力[1]。從教學(xué)模式上看，目前的實驗教學(xué)模式還是以教師為主體的教學(xué)模式，教師在實驗開始前逐一講解實驗內(nèi)容，然后學(xué)生進行實驗操作，教師從旁指導(dǎo)，最后上交實驗報告。在這種情況下，學(xué)生處于一種被動接受知識的地位，難以激起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，學(xué)生缺乏探索精神[4]。同時由于實驗課課時的壓縮，實驗教學(xué)的許多重要環(huán)節(jié)，比如實驗材料的準(zhǔn)備、儀器的調(diào)試、藥品試劑的準(zhǔn)備等均由教師事先準(zhǔn)備好，學(xué)生僅機械地按照實驗流程操作一遍。這樣的教學(xué)模式使學(xué)生缺少參與感，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高，通常敷衍了事，任務(wù)式地完成實驗課程的學(xué)習(xí)，這和我們要培養(yǎng)學(xué)生動手、思考、分析能力的初衷有很大距離。這種基于以教師為主體的以實驗驗證理論的教學(xué)模式[5]，無法適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展對人才能力的需求。從教學(xué)考核上看，最突出的問題是實驗作業(yè)缺乏設(shè)計，要求簡單等，無法達到檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的目的。這些問題存在嚴(yán)重影響實驗教學(xué)的質(zhì)量，因而迫切需要對基礎(chǔ)生物學(xué)實驗的教學(xué)進行改革。

2 基礎(chǔ)生物學(xué)實驗教學(xué)的改革措施

2.1 以教學(xué)內(nèi)容的編排調(diào)整更新為改革基礎(chǔ)

為了達到教學(xué)改革的目標(biāo)，必須以實驗教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整為基礎(chǔ)。首先，從內(nèi)容的整合上，減少驗證性實驗內(nèi)容學(xué)時安排，增加綜合性設(shè)計性實驗的內(nèi)容[6]。如將“光學(xué)顯微鏡的使用與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的觀察”與“DNA的細(xì)胞化學(xué)—Feulgen反應(yīng)”這兩個驗證性實驗的內(nèi)容進行整合，由于這兩個實驗的方法與步驟大體相同，因此完全可以在制作裝片觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的同時，對細(xì)胞核中的DNA進行化學(xué)染色觀察DNA的化學(xué)染色特性，這樣在一個實驗課時完成兩個實驗內(nèi)容的教學(xué)。增加綜合性設(shè)計性的實驗內(nèi)容有助于對學(xué)生探究能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[2, 7]。綜合性設(shè)計性實驗的增設(shè)是在整合原有的具有緊密聯(lián)系的實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域、實驗內(nèi)容和方法的不同將基礎(chǔ)生物學(xué)實驗分成不同的實驗?zāi)K(如分成細(xì)胞、微生物、植物、動物、分子生化、遺傳等實驗?zāi)K)[8]，實現(xiàn)內(nèi)容和實驗形式的綜合[2]。如在遺傳學(xué)模塊中可將“果蠅的飼養(yǎng)、性狀觀察、雌雄鑒別與雜交”和“果蠅唾液腺染色體的觀察”等實驗整合并開設(shè)一個綜合性設(shè)計性的實驗“果蠅經(jīng)典遺傳學(xué)實驗”，實驗內(nèi)容包括了果蠅的飼養(yǎng)、性狀觀察、雜交、果蠅的遺傳分析(單因子、雙因子及伴性遺傳等)、染色體結(jié)構(gòu)變異的觀察，以及對果蠅進行誘變以及突變表型遺傳分析的內(nèi)容。在進行內(nèi)容整合的同時，也涉及到實驗內(nèi)容編排的調(diào)整，在綜合性設(shè)計性實驗的內(nèi)容編排上將“實驗方法與步驟”更改為“實驗設(shè)計”，其內(nèi)容由“實驗設(shè)計”的“要求”取代(圖1)。實驗內(nèi)容的調(diào)整為本文的“課堂教學(xué)模式的設(shè)計”奠定基礎(chǔ)。最后，在實驗作業(yè)內(nèi)容的設(shè)計上，以原有的內(nèi)容為基礎(chǔ)，增加一些應(yīng)用型開放型的題目。如保留繪圖類型的題目，以便于教師從這些題目的作答情況中了解學(xué)生完成實驗的情況；另外，還增加實驗結(jié)果分析以及知識遷移型的題目等，增加這些題目可培養(yǎng)學(xué)生分析問題和知識應(yīng)用的能力。

圖1 基礎(chǔ)生物學(xué)實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式與改進教學(xué)模式的比較Fig 1 The comparison of the experimental teaching between traditional and reformed model in Basic Biology

2.2 課堂教學(xué)模式的設(shè)計

教學(xué)模式是包括教學(xué)思想、考核評價等與課堂教學(xué)相關(guān)的諸要素的體現(xiàn)與組合[9]。實驗教學(xué)模式革新的重點是落實學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，以及培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識和能力，讓學(xué)生有更多自主學(xué)習(xí)的時間和空間，調(diào)動學(xué)生獨立思考問題的積極性[10]。為了使學(xué)生在教學(xué)中由“被動”角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃印?，我們從以下幾個方面進行了嘗試。首先，變革實驗教學(xué)方法，開放實驗室，讓學(xué)生主動參與實驗教學(xué)的每個環(huán)節(jié)。例如，教師在每次實驗課的最后預(yù)留一定時間引導(dǎo)學(xué)生閱讀下一個實驗的目的和原理、了解所需的實驗材料等內(nèi)容，精講實驗的要點和重點。然后將學(xué)生分成幾個固定的小組，在課后由組長負(fù)責(zé)召集組員根據(jù)實驗原理和目的查閱相關(guān)資料設(shè)計實驗方案，確定實驗所需要的實驗用具及試劑，并在課前準(zhǔn)備好實驗材料和配制好所需的試劑。其次，實驗課堂教學(xué)開始時由小組安排一名成員講解并分享自己的實驗設(shè)計方案，同時教師和學(xué)生一起對方案進行討論與評價，對于不可行的實驗方案由教師指導(dǎo)進行修正，以利于后續(xù)的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的順利進行。最后，學(xué)生按照自己的實驗方案合理安排時間完成整個實驗操作的過程，并按要求完成實驗報告(圖1)。以“果蠅基因誘變及突變表型的遺傳分析”實驗為例，教師僅引導(dǎo)學(xué)生閱讀實驗的目的和原理，教學(xué)的其余環(huán)節(jié)由學(xué)生查閱資料獨立設(shè)計實驗的方法與步驟去完成實驗。在這種經(jīng)過變革的實驗教學(xué)模式中，學(xué)生獨立進行實驗方案設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)分析以及實驗報告等，使學(xué)生充分理解實驗的原理，熟練掌握藥品試劑用途及儀器設(shè)備的操作方法。這充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教育理念，教師僅引導(dǎo)學(xué)生主動地參與實驗教學(xué)的大部分環(huán)節(jié)，因此可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，讓學(xué)生全身心參與到實驗教學(xué)中，因而獲得比較理想的教學(xué)效果[11]。

2.3 采取多元化的考核方式

考核是實驗教學(xué)中一個重要的組成部分，考核方式的設(shè)計直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)動力、學(xué)習(xí)態(tài)度和教學(xué)效果[12]。考核方式設(shè)計的具體方案如下：1)從多個角度對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行考核，每個與教學(xué)效果相關(guān)的因素都在總成績中占有一定的比例，如考勤和實驗態(tài)度占考核總成績的10%；實驗內(nèi)容預(yù)習(xí)和實驗材料、藥品及試劑的準(zhǔn)備占考核總成績的20%；實驗方案的設(shè)計和實驗結(jié)果占考核總成績的40%；實驗結(jié)果分析、實驗報告完成的情況占考核總成績的30%。2)提高實驗作業(yè)的要求，在實驗作業(yè)內(nèi)容中增加一些對實驗結(jié)果分析的問題，要求學(xué)生針對獲得預(yù)期的實驗結(jié)果或未獲得預(yù)期實驗結(jié)果的情況進行分析并提出解決辦法和修改意見(圖1)。如在一次“減數(shù)分裂”細(xì)胞觀察實驗中，采用玉米雄花序作為材料觀察花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂的過程，由于材料取材時間不合適，做這個實驗時大部分學(xué)生都無法看到減數(shù)分裂各個時期的細(xì)胞，只有一些學(xué)生能觀察到“四分孢子”時期的細(xì)胞。針對這種狀況增加結(jié)果分析類型的題目，要求學(xué)生分析未獲得實驗結(jié)果的原因，并寫出實驗改進方案。這樣就避免了學(xué)生在得不到預(yù)期結(jié)果時就抄襲其他同學(xué)的結(jié)果的現(xiàn)象，同時也改變了實驗作業(yè)要求單一的現(xiàn)狀。

3 結(jié)束語

在基礎(chǔ)生物學(xué)的實驗教學(xué)中，應(yīng)大力改革實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)設(shè)計和考核方式，逐步建立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)模式，這充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為本”理念[7]。在實驗教學(xué)過程中充分發(fā)揮大學(xué)生的認(rèn)知主體作用，使學(xué)生在主動學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)自己的科研思維、實驗設(shè)計、實驗操作、實驗結(jié)果分析以及知識應(yīng)用遷移的能力，這對培養(yǎng)生命科學(xué)領(lǐng)域中的創(chuàng)新型人才具有重要意義。

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