高平

【摘要】在新時代發(fā)展中為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的人才是高等教育的基礎(chǔ)職責(zé)也是重點教育目標(biāo)。要想培養(yǎng)高素質(zhì)的生物學(xué)人才，不僅要傳授全面的理論性知識，還應(yīng)重視實踐能力的培養(yǎng)，高校開設(shè)了生物學(xué)實驗課程，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的一種方式，因此教師應(yīng)深切分析當(dāng)前生物領(lǐng)域發(fā)展情況，對實驗課程進(jìn)一步更新，創(chuàng)新實驗教學(xué)模式，提升生物實驗教學(xué)效果。本文專門針對高校生物學(xué)類實驗課程教學(xué)設(shè)計模式進(jìn)行分析，以供各界同仁參考。

【關(guān)鍵詞】高校生物學(xué) ?實驗課程 ?教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G642 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）20-0123-02

在社會發(fā)展中科學(xué)技術(shù)不斷更新，生物學(xué)逐步被應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并取得了良好的成效。培養(yǎng)與當(dāng)前發(fā)展需求相符的生物學(xué)人才是高等教育院校的很重要責(zé)任與目標(biāo)。與其他學(xué)科相比，生物學(xué)類課程中的內(nèi)容更多的需要通過實踐來完成學(xué)習(xí)。因此高校中的實驗課程教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生的學(xué)習(xí)成效有直接關(guān)聯(lián)。要想提升生物類學(xué)科的教學(xué)效果，應(yīng)在生物實驗課程中結(jié)合社會發(fā)展形勢，創(chuàng)新實驗課程體系與設(shè)施，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與效果，培養(yǎng)與社會發(fā)展需求同步的生物學(xué)人才。

一、創(chuàng)新實驗教學(xué)內(nèi)容

（一）更新實驗教學(xué)項目

當(dāng)下高校中大部分的生物類實驗課程還在沿用傳統(tǒng)的教學(xué)項目與內(nèi)容，教師在實驗中更多的會選用傳統(tǒng)的實驗方式與技術(shù)，這樣的教育方式十分陳舊、落后。從科學(xué)沿襲及基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)習(xí)角度考量，將傳統(tǒng)實驗方式與技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)代實驗教學(xué)中還是有一定優(yōu)勢的，例如在分子生物學(xué)實驗中核酸提取及PCR等實驗流程所沿用的就是傳統(tǒng)方式，但是卻被廣泛應(yīng)用在當(dāng)前生物學(xué)發(fā)展實踐中，這樣的實驗程序不僅沒有過時，還具有極大的應(yīng)用價值。但從另外的角度分析，科學(xué)技術(shù)不斷更新發(fā)展，很多實驗項目已經(jīng)在發(fā)展中不斷地更新，并取得了突破性的進(jìn)步。在這樣的情況下如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的實驗方式與技術(shù)，就會限制生物學(xué)教育發(fā)展，同時這樣的教學(xué)方式也無法滿足當(dāng)前的發(fā)展需求。結(jié)合以上內(nèi)容高校生物學(xué)實驗課程應(yīng)在多個層次進(jìn)行教學(xué)改革。首先，應(yīng)對社會發(fā)展形勢進(jìn)行深度掌握，對實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，保持內(nèi)容與社會發(fā)展同步，運用科學(xué)的方式在實驗課程中引入新型教學(xué)內(nèi)容。例如可以結(jié)合當(dāng)前發(fā)展迅猛的基因編輯技術(shù)，在分子生物學(xué)及基因工程學(xué)科內(nèi)開設(shè)實驗教學(xué)課程，運用講解與實踐同步進(jìn)行的方式，幫助學(xué)生了解基因編輯技術(shù)的原理，同時掌握CRISPR基因編輯技術(shù)中導(dǎo)向RNA設(shè)計及相關(guān)基因編輯載體的構(gòu)建方法，運用這樣的方式提升了學(xué)生對前沿生物知識的了解以及技能的掌握。其次，根據(jù)學(xué)科的發(fā)展面對原有的生物實驗項目進(jìn)行技術(shù)更新與教學(xué)補充，例如在運用生物知識中的分子克隆技術(shù)進(jìn)行重組質(zhì)粒DNA時，在發(fā)展中出現(xiàn)了多種克隆技術(shù)與方式，創(chuàng)新了分子克隆的實踐，并在發(fā)展中廣泛應(yīng)用于各項技術(shù)開發(fā)與實踐。所以教師在分子生物學(xué)及基因工程類實驗教學(xué)中，不僅要傳授酶切連接的傳統(tǒng)實驗技術(shù)方式，還要積極在實驗中引進(jìn)當(dāng)前盛行的無縫克隆實驗技術(shù)方法，并對原有的實驗項目的細(xì)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步更新，滿足當(dāng)前發(fā)展中實踐所需的條件。

（二）開設(shè)綜合大實驗

在傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中常常受到時間、空間、實驗材料等因素影響了生物實驗成效，在傳統(tǒng)生物實驗課程中，大部分教師會采用將整體實驗流程進(jìn)行分段實驗，學(xué)生在獨立完成實驗后對獨立的實驗項目有一定的了解，但是對每個實驗之間的關(guān)系卻不能有效銜接，這樣的方式無法培養(yǎng)學(xué)生形成綜合實踐能力。因此，校方能力允許的情況下應(yīng)對各個零散的實驗室進(jìn)行整合形成大型實驗室?？梢詫⑸飳W(xué)領(lǐng)域中的多項內(nèi)容設(shè)置在大型實驗室中，讓學(xué)生在空閑的時間就進(jìn)入到實驗室中結(jié)合課程中的理論知識進(jìn)行操作實驗，讓學(xué)生掌握各項生物技術(shù)的操作方法，幫助學(xué)生運用實踐驗證理論知識，促進(jìn)學(xué)生全面了解生物學(xué)實驗詳細(xì)流程與原理，提升實驗教學(xué)質(zhì)量與效率。

二、創(chuàng)新實驗教學(xué)模式

（一）在實驗課程中運用翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是當(dāng)前教育領(lǐng)域盛行的一種教學(xué)模式。在應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行授課時改變了傳統(tǒng)教師主導(dǎo)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)的關(guān)系，突出了學(xué)生教育主體的地位。在信息技術(shù)的支持下，學(xué)生運用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)知識，教師在課程中對重點、難點進(jìn)行詳細(xì)解答，在有限的時間內(nèi)幫助學(xué)生快速理解并吸收大量的知識內(nèi)容。在生物實驗課程中開展翻轉(zhuǎn)課堂，由于課時受到限制，再加之實驗中存在許多的不確定情況，如果實驗產(chǎn)生失誤，必定會影響教學(xué)效果。所以教師可以在實驗課程開展之前，運用微信公眾號及網(wǎng)絡(luò)平臺等教學(xué)軟件，在網(wǎng)絡(luò)中為學(xué)生上傳實驗視頻，如實驗項目簡介、實驗原理、實驗注意事項等內(nèi)容，讓學(xué)生在實驗課程開展前夕先對內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果有些實驗內(nèi)容不易講解，如解剖動物實驗，教師就可以為學(xué)生上傳與解剖有關(guān)的詳細(xì)視頻內(nèi)容，讓學(xué)生通過觀看視頻了解具體實驗方法，促進(jìn)學(xué)生快速掌握生物實驗知識與操作方法，提升實驗教學(xué)效果。在實驗課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中教師還可以運用慕課的形式為學(xué)生提供與生物學(xué)有關(guān)的課外學(xué)習(xí)資料。運用信息技術(shù)為學(xué)生提供課下學(xué)習(xí)機(jī)會，教師通過觀察不同平臺中學(xué)生的交流討論情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師可以在評論區(qū)與學(xué)生一同交流并為學(xué)生答疑解惑。在生物實驗課程中運用翻轉(zhuǎn)課堂，有效提升了教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生充分地掌握生物實驗中的原理，并且節(jié)約了教師理論講解的時間，教師可以有更多的時間與學(xué)生進(jìn)行實驗訓(xùn)練及教學(xué)討論，能夠為學(xué)生科學(xué)實驗、細(xì)節(jié)研究及探索問題提供更多的時間，有利于學(xué)生深層次地學(xué)習(xí)生物知識。

（三）虛擬仿真實驗教學(xué)設(shè)計

在實驗課程進(jìn)行改革時，可以在校內(nèi)設(shè)置虛擬仿真教學(xué)平臺。運用虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，創(chuàng)建多項生物實驗仿真課程，為學(xué)生生物實驗學(xué)習(xí)創(chuàng)建了新的學(xué)習(xí)方法。例如可以創(chuàng)建生物活性分子發(fā)酵工藝及產(chǎn)物分離仿真虛擬平臺，學(xué)生可以在上課之前進(jìn)入到仿真虛擬實驗平臺中進(jìn)行訓(xùn)練，在虛擬仿真中對實驗的具體操作方式進(jìn)行演練。通過虛擬仿真技術(shù)，掌握發(fā)酵罐的使用原理與操作過程。在課前提前預(yù)習(xí)實驗流程，能夠提升教師在實驗課程中的教學(xué)效果，可以節(jié)約教師重復(fù)講解的時間，教師可以將節(jié)約的時間用于發(fā)酵罐的具體實驗中。在虛擬教學(xué)的訓(xùn)練中場景與真實實驗場景十分相近，運用虛實相結(jié)合的方式可以提升學(xué)生的操作能力。在進(jìn)行發(fā)酵罐實驗過程中對實驗條件要求比較嚴(yán)苛，但是運用虛擬仿真實驗進(jìn)行訓(xùn)練為學(xué)生的實踐訓(xùn)練帶來了極大的便利。在課程中沒有足夠?qū)嵺`訓(xùn)練的學(xué)生，可以通過課余時間在虛擬仿真平臺中進(jìn)行繼續(xù)操作訓(xùn)練，在不斷的訓(xùn)練中能夠快速提升學(xué)生的實驗技能，提升生物實驗學(xué)習(xí)效果。

（四）實驗教學(xué)評價

在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中教學(xué)評價主要通過考核的方式進(jìn)行體現(xiàn)，其中主要的形式包括課堂表現(xiàn)、實驗報告及試卷考試，并將考核的綜合成績計入實驗課程的總體成績中，以上方面的考核方式過于形式化，無法對學(xué)生綜合學(xué)習(xí)效果及實驗學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評定。在教學(xué)中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課程與仿真模擬技術(shù)，提升了學(xué)生的實驗教學(xué)效果，因此教師也可以將其納入考評考核環(huán)境中，運用這樣的方式對學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)情況及實驗學(xué)習(xí)效果進(jìn)行全面評估。高校可以將生物實驗課程中的實驗教學(xué)內(nèi)容與課下的仿真虛擬平臺相結(jié)合，在虛擬場景中設(shè)置實驗項目，并結(jié)合學(xué)生的完成情況進(jìn)行評分與記錄，構(gòu)建虛擬操作評分體系?？梢栽谔摂M操作評分體系中設(shè)置訓(xùn)練模式與考核模式，通過訓(xùn)練模式不斷提升自身操作技能的準(zhǔn)確度，并在訓(xùn)練中達(dá)成各項指標(biāo)，教師可以根據(jù)訓(xùn)練模式了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況與實驗技術(shù)掌握情況。運用考核模式對學(xué)生的整體操作流程、生物理論知識掌握及實踐操作的熟練度進(jìn)行綜合全面評價，運用全方位立體化的教學(xué)評價，完整、清晰地展現(xiàn)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，能夠完善實驗教學(xué)評價體系。

三、整合教學(xué)資源，擴(kuò)展實驗實踐訓(xùn)練

（一）與大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目對接

教師應(yīng)創(chuàng)新實驗項目，在教育中鼓勵學(xué)生多參與課程之外的科學(xué)實踐。例如在校內(nèi)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與生物學(xué)有關(guān)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗活動，在選擇實踐活動內(nèi)容時盡量與學(xué)生的實驗教學(xué)相聯(lián)系，并在此之上對實踐活動進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新。促進(jìn)實驗課程的創(chuàng)新發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生將實驗知識應(yīng)用到生活中，提升學(xué)生的實踐能力，提升實驗教學(xué)效果。

（二）與創(chuàng)業(yè)大賽及科技競賽對接

在生物學(xué)實驗教育中應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生積極參與科技競賽，運用這樣的方式提升學(xué)生的實踐技能。因此可以在校內(nèi)組織創(chuàng)業(yè)科技競賽，學(xué)生可以與同學(xué)進(jìn)行組隊參與，也可以自行參與，接受校方的遴選，參賽的學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)中進(jìn)行實驗研究，在競賽中提升學(xué)生的競爭意識與團(tuán)結(jié)精神，有利于學(xué)生在競賽中形成科學(xué)求真的精神，對學(xué)生科學(xué)發(fā)展有積極作用。同時在實驗中讓學(xué)生體會了成功的喜悅，有利于學(xué)生更加積極地學(xué)習(xí)與參與。

四、結(jié)束語

在社會發(fā)展中信息化逐步應(yīng)用于各個領(lǐng)域，生物學(xué)類實驗課程屬于實踐性較強(qiáng)的科學(xué)類學(xué)科，因此教師在進(jìn)行生物實驗教學(xué)中應(yīng)保持教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)的先進(jìn)性，因此教師應(yīng)在教育中運用當(dāng)下最前沿的翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行授課，同時配合高科技仿真虛擬平臺對實驗項目進(jìn)行訓(xùn)練與評價，保證教學(xué)內(nèi)容與方式的先進(jìn)性，促進(jìn)生物實驗教學(xué)與時俱進(jìn)地發(fā)展，實現(xiàn)培養(yǎng)科學(xué)人才的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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