基于新課改的生物學實驗教學改革與創新

生物學是一門實驗性較強的學科，隨著應用型人才培養和新課程改革的不斷深入，實驗教學受到廣泛的重視。相對于理論教學而言，實驗教學具有一定的直觀性、實踐性、綜合性與創新性，它可以幫助學生在實踐過程中驗證、理解相關理論知識，學習和掌握必要的實驗技術、測量方法、先進設備和學科的基本研究方法，培養學生的科學精神和創造性思維，提高發現問題、分析問題和解決問題的能力。因此實驗教學在培養具有綜合素質的創新型人才方面，有著不可替代的地位和作用。

實驗教學存在的主要問題

1 課程體系。實驗教學課程體系以各理論課程為主線，各自形成細而全的小系統，內容重復多，教學效率低。尤其是將生物實驗局限在傳統的二級學科范圍內，割斷了學科內在的聯系，難以適應學科綜合發展和學科交叉滲透對人才思維方式多樣化培養的要求。

2 教學內容。實驗教學內容以驗證性實驗為主，學生進行教材以外的實驗訓練不夠，甚至沒有，這種按部就班的實驗教學，難以激發學生對生物的興趣，更難激活學生的創新思維。

3 教學觀念。觀念上將實驗教學作為附設課程，對實驗教學研究成果評價不足，缺乏激勵機制，難以推陳出新，尤其缺乏對實驗本身的教學和認知規律的研究，嚴重阻礙了實驗教學內容的更新和實驗教學質量的提高。

4 社會需求。傳統的實驗教學手法單一，缺乏創造性。阻礙了學生創造性思維的發揮，不能滿足應用型人才培養和基礎教育對人才的需要。

二 生物學實驗教學改革與創新的途徑

1 實驗教學課程體系的創新

實驗教學課程體系的創新關鍵在于打破各學科間的界限，優化設計出符合教學規律的現代化實驗課程新體系，以突出整體生物實驗技能和創新能力培養。加強學生的生物實驗的整體觀念，按教學體系和學科特點，使關系密切學科的實驗相互滲透，融為一體，進行整體的構想和設計，建立學科間的交互聯通體系，增加綜合性、設計性實驗的開出率，建立符合我校本科應用型人才培養方案的實驗教學課程新體系。

2 實驗教學內容的創新

實驗教學內容的整合與更新，是在研究基礎生物實驗本身的教學與認知規律的基礎上，遵循擴展現代實驗技術手段，開拓設計性實驗能力的原則，刪除陳舊重復的實驗內容，保留其中實用性強、重復性好、科學意義較大的實驗項目，并且對已開設的較新的基礎實驗，進行重新設計和創新，編寫新的教材，形成由“基礎生物學實驗、綜合生物學實驗、開放性(創新性)生物學實驗”構成的新的實驗教學課程體系，并建設成基礎實驗平臺、綜合技能訓練平臺和開放(創新)應用平臺。使不同年級的學生經過不同平臺的實驗訓練，達到基礎扎實，基本操作熟練，動手能力強，綜合素質高的目的。

基礎生物學實驗是以“生物專業實驗教學基本內容”為依據，在原有植物形態解剖學實驗、植物系統分類學實驗、無脊椎動物學實驗、脊椎動物學實驗、生物化學實驗等實驗課程的基礎上重組形成基礎生物實驗一、基礎生物實驗二，分別負責植物學實驗、動物學實驗、微生物學實驗、生物化學實驗等專業基礎課的實驗教學。在這一重組過程中，力求根據生物學科自身發展的規律，打破傳統的二級學科障礙，結合實驗教學的認知規律，在一級學科層面上整合基礎實驗教學。以利于培養學生接受學科交叉所產生的新科學原理、新技術、新研究領域的挑戰能力，也更有利于培養學生的創新思維。

綜合生物學實驗是在原有實驗教學改革的基礎上形成的，分為綜合生物學實驗一和綜合生物學實驗二。綜合生物學實驗一是在原有專業課實驗中精選、整合、更新形成的，主要為單學科內綜合知識的技能訓練。綜合生物學實驗二則是結合現代生物學技術，專業培養方向，學科的科研成果設置的大綜合實驗。綜合實驗的特色是綜合化與現代化，主要為多學科內綜合知識的技能訓練。現已開出的綜合性基礎與設計性實驗，如植物DNA分子標記技術及目的片段的回收大實驗，包含了植物基因組DNA的提取及電泳檢測、ISSR分子標記檢測物種多樣性、DNA目的片段的回收及定量分析等，其實驗內容既體現了生物學科各二級學科專業方向的特色與優勢，又涵蓋幾個二級學科的知識點，將學生從原有專業知識過窄的二級學科領域引導到一個更高的層次，從一級學科的高度上學習生物、領略生物、理解生物各專業學科之間的最本質的聯系和內在的規律。這些實驗強調知識的綜合運用，強調創新能力的培養。

開放性(創新性)實驗是開放式實驗教學和科技訓練相結合的、融多樣化教學形式為一體的教學環節。開放性(創新性)實驗教學重在科研能力的訓練和創新思維的培養，大多以開放實驗或結合科研課題進行。學生在教師指導下自選研究小課題，并自行設計實驗方案，完成研究內容，在培養科研與創新意識的同時，了解學科發展與科技創新的前沿領域，受到良好科技氛圍的熏陶。這一實驗教學層次又不同于畢業論文的科研訓練，其形式較為靈活，不受課時限制，可在不同的年級、或課內或課外完成。這一類型的實驗也可結合畢業論文設計或建立校外實習基地聘請科研機構或企事業單位有較高理論水平、豐富實踐經驗和一定教學水平的專家為學生授課，指導學生實習和撰寫畢業論文，并以此為切入點，實現學校與社會需要的接軌，培養學生的創新精神和實踐能力。

3 實驗手段的創新

實驗教學手段創新是指在實驗教學過程中，創造性地應用各種現代化技術設備作為教學手段。這是實驗教學中的技術革命，是實驗教學現代化的一個主要標志，同時也是實驗教學改革的關鍵。

(1)實物操作。在實驗教學中，利用各種實物(如材料、儀器設備等)進行實際操作，這是鍛煉動手能力的必要手段。

(2)多媒體課件教學。隨著現代教育技術的發展，多媒體已廣泛應用于教育教學領域，在實驗教學過程中通過多媒體課件呈現實驗教學內容，以其形象、生動、活潑的表現手段，吸引學生的注意力，使其感知充分、理解容易、記憶牢固，因此多媒體實驗教學手段可以大大提高實驗教學速度，節省實驗教學時間，提高實驗教學效率，還可以運用各種多媒體技巧減少教學難度，提高教學質量。

(3)網絡資源。網絡資源是實現教育現代化的必要條件。實驗教學的網絡化，不僅可以對實驗目的、實驗原理、實驗所用的器材、實驗過程、數據處理作詳盡的解釋，還可對實驗結果的影響因素作必要的分析，引導學生對實驗過程的綜合分析與思考，提高學生自主學習能力和創新能力，使實驗教學效果得到改善。

4 實驗教學方法的創新

傳統教育模式強調以教師為中心，強調教師對學生單向傳授知識，把學生作為灌輸知識的對象，其目標是把學生培養成能很好地理解、消化和應用前人知識與經驗(但不善于創造新理論、新知識)的應用型人才。改進實驗教學方法，實現實驗教學創新，就是要創造自由、寬松的教學環境，建立以學生為中心的實驗教學模式，建構能充分體現學生主體作用的新型教學模式，形成以自主式、合作式、探究式為主的學習方式，有利于學生創造性思維的培養。按照實驗教學內容“多層次”思路，采取“指導”“啟發”“探究”等教學方法。

(1)以“指導”為主的實驗教學方法。“指導”就是以教為主，培養學生掌握基本的實驗程序、操作技巧以及常用儀器的性能和使用方法。教師可以通過示范，全面而有重點地講解實驗內容，提出實驗要求，讓學生自主完成實驗。在實驗教學過程中，教師的主導作用不能減弱，對學生基本實驗技能的培養要求不能降低，并盡量創造條件讓學生多動手，練成扎實的基本功。

(2)以“啟發”為主的實驗教學方法。“啟發”是以學生為主體，學生在教師的啟發引導下獨立進行實驗，獨立思考問題，獨立解決實驗過程中所遇見的各種問題。在實驗教學過程中，教師主要以引導和個別輔導為主，引導學生觀察問題、發現問題。鼓勵學生提出不同的設想，尋找解決問題的途徑，充分調動學生的主動性，培養學生獨立思考和創新性思維的能力。

(3)以“探究”為主的實驗教學方法。學生通過觀察、分析得出抽象的規律或原則，可能會多走彎路，但它符合認識論原理，可讓學生透徹理解所學的知識，使之真正成為自己的東西，所以它是一種探索性學習方法，符合實驗“探詢未知”的原則，應在實驗教學中廣泛采用。為此應合理增加綜合性、設計性實驗，在實驗教學中，鼓勵學生充分發揮其想象力，運用所學到的知識自行設計實驗方案和實驗步驟，自己解決問題。通過實驗自行總結分析，以加深理解，同時有利于學生觀察能力、注意力和邏輯思維能力的培養與開發。

三 結束語

通過幾年的改革與創新，生物學實驗教學取得了一定成效，不僅最大限度地利用了原有的實驗教學資源，還充分調動了實驗教師及學生實驗與科研的積極性，科研成果數量和質量都逐步提高。隨著新課程改革的不斷深入，高校實驗教學改革創新工作只有扎扎實實地進行，不斷提高實驗的質量，才能適應新時代的要求，培養更多的創新型、應用型人才。

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