劉鍇棟，黎海利，魏伍川，袁長春

(嶺南師范學(xué)院 生科院，廣東 湛江 524048)

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地方師范院校生物科學(xué)專業(yè)生物綜合大實驗課程體系的探索

劉鍇棟，黎海利，魏伍川，袁長春

(嶺南師范學(xué)院 生科院，廣東 湛江 524048)

摘要：為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力，嶺南師范學(xué)院生科院對生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行改革探索。例如，開設(shè)了綜合大實驗課程，該課程根據(jù)生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點，優(yōu)化課程體系，增刪教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)生動手自主設(shè)計、自主分配時間開展試驗等實踐機會，旨在探索一種綜合性實驗課程的開設(shè)體系，以期能提高學(xué)生的自主動手及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出更適合現(xiàn)代社會要求的學(xué)生。

關(guān)鍵詞：生物綜合大實驗；實驗課程；優(yōu)化體系；學(xué)生主體

生物科學(xué)是一門前沿科學(xué)，是以實驗為基礎(chǔ)，研究生命活動規(guī)律的科學(xué)，其專業(yè)涉及面相當(dāng)廣泛。生物綜合大實驗課程是指學(xué)生在掌握一定的生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上，運用本專業(yè)、本學(xué)科及相關(guān)課程多個知識點或多門可能多個知識點，或者涉及多項實驗內(nèi)容，對實驗技能和實驗方法進行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實驗綜合課程。該課程的開設(shè)，旨在培養(yǎng)具有較強動手、實踐和創(chuàng)新能力的生物科學(xué)專業(yè)本科生。生物綜合大實驗課程同時也是一門讓學(xué)生學(xué)以致用，提高動手和創(chuàng)新能力的課程。但目前生物綜合大實驗課程主要在一些綜合性院校開設(shè)，地方類師范院校尚沒有建立完善的生物綜合大實驗課程體系。因此，本文旨在通過探索生物科學(xué)專業(yè)的生物綜合大實驗課程的改革，不斷提高學(xué)生動手操作能力。

一、綜合實驗與傳統(tǒng)實驗課程的對比差異

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會更需要具有創(chuàng)新能力的人才，本科人才培養(yǎng)中綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。其中綜合能力的培養(yǎng)主要包括傳統(tǒng)的實驗技能、實驗技術(shù)操作等基本能力的培養(yǎng)，還包括實驗設(shè)計、實驗過程中發(fā)現(xiàn)、分析問題能力的培養(yǎng)。教學(xué)方法的應(yīng)用更為多樣和靈活，主要目的在于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、思考問題的能力，為學(xué)生創(chuàng)造一個具有探索性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

傳統(tǒng)的實驗課程是以老師講授為主，學(xué)生只是按照現(xiàn)成的實驗步驟并使用老師配好的各種試劑完成，不需要課前預(yù)習(xí)，不需要課中思考，較難達到自主和創(chuàng)新目的。改革后的生物綜合實驗，以學(xué)生為主，實驗題目包括學(xué)生自主設(shè)立和老師給出題目提示，學(xué)生自己查閱資料寫出具體的實驗步驟，經(jīng)老師審核其是否具有可行性。通過審核的實驗方案由學(xué)生自主完成，所需的試劑由學(xué)生自行配置。最后，學(xué)生把自己的實驗方案、實驗結(jié)果等寫成報告上交。通過這種傳授方式的改變，使學(xué)生掌握了如何學(xué)習(xí)、如何去思考問題，從而提高學(xué)生的思考和動手的能力，給學(xué)生提供具有創(chuàng)新性的探索性教學(xué)環(huán)境。

二、探索建立生物綜合大實驗改革體系

(一)綜合大實驗課程實驗題目的確立

1.綜合實驗選題與教師科研課題相結(jié)合

充分利用現(xiàn)在的科研資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣特長，從教師的科研課題中選擇綜合實驗選題。老師加以輔助，讓學(xué)生盡最大可能自主完成實驗，使科研與實踐相結(jié)合。首先，選題完畢后學(xué)生以組為單位查閱資料，寫出具體的操作過程，老師對其進行適當(dāng)?shù)募m正，最終確定試劑配制方法、實驗操作流程等。其次，學(xué)生自己動手配制試劑，按流程進行實驗，并做好相關(guān)記錄。最后，把實驗原理、試劑配制、實驗流程、實驗結(jié)果等轉(zhuǎn)化為文字，交給老師批閱。在實踐操作過程中，學(xué)生們通過發(fā)揮主觀能動性，掌握科學(xué)研究的全過程，從而使自身的科研素養(yǎng)和動手能力得到提升。

2.綜合實驗選題與解決生產(chǎn)實際相結(jié)合

傳統(tǒng)的義務(wù)教育不注重科學(xué)與日常應(yīng)用的結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生不關(guān)心實際問題，社會責(zé)任感較弱，針對這個問題在生物本科教育階段提出大學(xué)生綜合實驗應(yīng)來自生活、服務(wù)生活的理念。

為突出生物科學(xué)的實用性和應(yīng)用型較強的特點，使學(xué)生學(xué)以致用，激勵學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和探索，嶺南師范學(xué)院在生物學(xué)綜合實驗中引導(dǎo)學(xué)生為解決生產(chǎn)問題設(shè)計相應(yīng)的實驗題目。例如，“發(fā)酵食品的制作”“生物大型教具的制作”“發(fā)酵與環(huán)境的關(guān)系”“農(nóng)藥殘留檢測”等。以類似的題目進行研究，一方面可以提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，另一方面還可以形成一定的具有可利用價值的科研成果，為學(xué)生走上工作崗位提供良好的研究基礎(chǔ)。

(二)綜合實驗課程教學(xué)模式的確立

教學(xué)主要是給學(xué)生傳授一種方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是傳授知識，而綜合實驗教學(xué)重點在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，這一目的使得教師在教學(xué)上必須注重教學(xué)方法的多樣性和靈活性，教會學(xué)生如何進行科學(xué)合理的設(shè)計，研究過程中出現(xiàn)問題的時候如何分析和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實踐的能力，提高學(xué)生的科研素養(yǎng)。學(xué)生為主、實驗教師為輔的實驗教學(xué)模式在綜合實驗的實施上能充分地給予學(xué)生思考、選擇、自學(xué)、嘗試和失敗的權(quán)利，讓學(xué)生在實驗的過程中開闊思路，體會樂趣。

實驗的構(gòu)思與設(shè)計是關(guān)系到能否順利完成實驗?zāi)康牡年P(guān)鍵，合理、系統(tǒng)的實驗設(shè)計對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。實驗對象、實驗因素和實驗效應(yīng)是實驗設(shè)計的“三要素”，教師在設(shè)計生物實驗的教學(xué)過程中要緊緊圍繞這“三要素”，引導(dǎo)學(xué)生開展自主設(shè)計實驗方案。首先，老師引導(dǎo)學(xué)生明確實驗的目的，提出要探究的生物現(xiàn)象和問題，確立實驗的目標(biāo)；其次，學(xué)生必須大量查閱文獻，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)及設(shè)備進行技術(shù)路線的設(shè)計；最后，在教師的輔導(dǎo)下，讓學(xué)生撰寫實驗的方案，制定詳細的實驗操作步驟。在此過程中，讓學(xué)生自主地參與到其中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，對操作過程中可能產(chǎn)生的問題進行分析并設(shè)計有效的措施進行解決，并對研究的結(jié)果進行探討，這是一個學(xué)生從設(shè)計到討論都積極參與的過程，是一個最基本較完整的科學(xué)研究的過程，為培養(yǎng)學(xué)生的科研能力提供了平臺。

學(xué)生按照實驗方案進行實驗操作。教師的作用主要是強調(diào)實驗過程中的一些注意事項，觀察學(xué)生在實驗過程中知否規(guī)范操作，確保每個學(xué)生實驗基本功達標(biāo)。最后，參與實驗的學(xué)生共同談?wù)撏瓿蓪嶒灴偨Y(jié)和實驗報告的撰寫，然后進行實驗實施的評價，期間充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。借助生本試驗的開展，可提高學(xué)生對科學(xué)的興趣，提高學(xué)生的實際操作能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)，更利于學(xué)生的全面發(fā)展。

在綜合實驗教學(xué)中，教師的輔導(dǎo)作用深入到實驗的每個過程。學(xué)生在實驗探究的過程中會遇到許多問題，在這些問題面前教師可以引導(dǎo)學(xué)生進行探討，提出有效合理地解決問題的方案，在此過程中，學(xué)生的解決問題的經(jīng)驗不斷豐富，實驗技能得到大幅度提高，這種學(xué)生為主體，教師輔助學(xué)習(xí)的實驗課教學(xué)模式可以為培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力、獨立思考問題、解決問題創(chuàng)新性人才提供了有效的途徑。

(三)實驗課程評價體系的建立

改變以往只以實驗報告的撰寫情況以及平時出勤的單一評價制度，建立完善的過程與實驗成果相結(jié)合科學(xué)的學(xué)生成績評價體系，包括學(xué)生實驗報告、論文的撰寫與成果展示和教師的綜合性成績考核兩部分。

1.實驗成果

實驗成果的展示可以通過兩種方式，一種是實驗報告，另一種是多媒體課件的制作。

實驗報告是學(xué)生將實驗所記錄的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，并以正規(guī)發(fā)表論文的形式書并上交。實驗報告的內(nèi)容大致包括實驗的材料、試驗方法、實驗結(jié)果及分析幾大部分。分析部分要對本次實驗的結(jié)果進行詳細分析，并對實驗過程產(chǎn)生的各種問題進行討論。通過實驗報告的撰寫，一方面可以提高學(xué)生對出現(xiàn)問題的分析能力，有利于提出更有效的方案，若對實驗更進一步優(yōu)化時提出更合理的實驗方案，得出更完美的結(jié)果。另一方面，通過實驗報告的撰寫可提高學(xué)生科研論文的寫作能力。

另一種實驗成果的呈現(xiàn)是多媒體課件的制作。課件的制作采用學(xué)生分組進行，集中匯報的形式。課件制作內(nèi)容控制時間為15分鐘，內(nèi)容包括實驗設(shè)計的整個過程，材料的獲取、實驗設(shè)計、實驗結(jié)果、分析討論等均于課件中一一有所體現(xiàn)。課件匯報后安排10分鐘進行答辯，學(xué)生或教師均可對實驗提出問題或疑問，由匯報的學(xué)生進行解答。通過多媒體課件的制作與答辯，一方面可以提高學(xué)生的口頭表達能力和邏輯思維能力。另一方面，通過師生的互動，增強學(xué)生對科學(xué)研究的熱情，促使學(xué)生進一步探討科學(xué)的方法。

2.成績考核

對生物本科專業(yè)來說，生物綜合大實驗為獨立的一門課程，考核的辦法主要結(jié)合學(xué)生日常的表現(xiàn)及操作技能兩方面，主要考核指標(biāo)如下：(1)方案設(shè)計(20%)：主要評價學(xué)生設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性以及在現(xiàn)有條件下的可行性；(2)操作技能(30%)：實驗過程中學(xué)生的基本動手操作能力，出現(xiàn)問題時是否及時采取有效的措施解決問題；(3)實驗報告(30%)：內(nèi)容是否完整，格式是否標(biāo)準(zhǔn)，文獻的引用是否合理，分析討論問題是否合理等；(4)多媒體課件制作及答辯(20%)：多媒體課件內(nèi)容是否簡潔、完整、圖表美觀，論述清晰明了，答辯時從容面對，對答如流。

三、結(jié)語

優(yōu)化后的生物大實驗課程系統(tǒng)，可更大程度地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。改革后的實驗課程學(xué)生是課程的主體，教學(xué)過程從實驗設(shè)計、操作、解決問題等主要由學(xué)生完成，整個過程學(xué)生的參與使學(xué)生的主觀能動性得到了充分發(fā)揮，學(xué)習(xí)興趣大大增強，創(chuàng)新意識、實踐操作能力、解決問題的能力都得到大幅度提升。教育就是為了培養(yǎng)對社會有用的人，對于本科教育，應(yīng)更注重學(xué)科教學(xué)與經(jīng)濟社會的聯(lián)系，注重培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。生物大實驗課程設(shè)立要立足于學(xué)生，教學(xué)模式要以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，注重學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為社會培養(yǎng)創(chuàng)新性人才發(fā)揮重要作用。

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[責(zé)任編輯：陸靜]

作者簡介：劉鍇棟(1982-)，男，廣東電白人，副研究員，從事生物學(xué)教學(xué)研究。

基金項目：嶺南師范學(xué)院2014年省級高等教育教學(xué)改革項目“依托協(xié)同創(chuàng)新平臺培養(yǎng)生物學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才的探索與實踐”；嶺南師范學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程項目“大學(xué)生實踐教學(xué)基地項目”；嶺南師范學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程項目“生物科學(xué)專業(yè)綜合改革試點”；廣東省高等教育教學(xué)改革重點項目“應(yīng)用性人才培養(yǎng)的基層教學(xué)組織創(chuàng)新及其教學(xué)與管理實踐”。

中圖分類號：O13

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-0063(2016)03-0091-03

收稿日期：2016-01-12

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.023