多媒體技術(shù)應(yīng)用于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索

摘 要: 本文作者結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對生物化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，從如何應(yīng)用多媒體設(shè)備、與學(xué)生溝通互動(dòng)等方面探討了如何將多媒體技術(shù)應(yīng)用與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

關(guān)鍵詞: 多媒體技術(shù) 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 應(yīng)用

合肥學(xué)院是一所立足安徽、面向全國招生的普通本科院校。生物與環(huán)境工程系是我校本著“地方性、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位[1]重點(diǎn)發(fā)展的系部之一。生物化學(xué)是我系承擔(dān)的省級精品課程，為配合課程建設(shè)，提升教學(xué)水平，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建有多媒體設(shè)施。我們作為2007年到合肥學(xué)院參加工作的青年教師，三年內(nèi)參與了生物技術(shù)專業(yè)和環(huán)境工程等專業(yè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作，在工作中有以下心得。

生物化學(xué)是研究生命中的分子和化學(xué)反應(yīng)的學(xué)科，也可以說是主要用化學(xué)的原理和語言在分子水平解釋生命現(xiàn)象的一門學(xué)科。[2]生物化學(xué)中的重要定理都是通過前人一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)逐漸發(fā)現(xiàn)并確定的，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)可以使學(xué)生更好地領(lǐng)會(huì)課本中的知識，并在實(shí)踐中培養(yǎng)動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。單純地通過板書和掛圖的方式不能很直觀的向?qū)W生展現(xiàn)出生物化學(xué)反應(yīng)的過程，利用多媒體技術(shù)可以解決這一問題。多媒體教學(xué)手段可以展示傳統(tǒng)教學(xué)手段無法觀察到的現(xiàn)象，使得學(xué)生加深對知識點(diǎn)的掌握，提高學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)還可以把最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)儀器向?qū)W生介紹，拓寬學(xué)生的知識面。[3]

1.多媒體技術(shù)應(yīng)用于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

多媒體技術(shù)并不意味著僅僅將講義上的內(nèi)容逐條拷貝到課件上，照本宣科。如果單純這樣做僅僅是另一種形式的板書而已，從以前的“人灌”到“機(jī)灌”，起不到提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平和激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣的目的。[4]學(xué)生往往還會(huì)因?yàn)檎n件的內(nèi)容太多，目不暇接，精力分散，造成課堂實(shí)際教學(xué)效果下降。利用多媒體技術(shù)，就是要通過課件這個(gè)工作平臺(tái)來充分地運(yùn)用各種數(shù)碼科技為實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，并通過多種溝通渠道與學(xué)生互動(dòng)，教學(xué)相長。

2.應(yīng)用多媒體設(shè)備服務(wù)于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我系為鼓勵(lì)教師把多媒體手段應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，給實(shí)驗(yàn)室配備了掃描儀、數(shù)碼照相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)等設(shè)備，利用這些設(shè)備可以充分地發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢。

以用分光光度計(jì)測定樣品中還原糖的含量這個(gè)實(shí)驗(yàn)為例。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，即使兩名教師同時(shí)向?qū)W生講授分光光度計(jì)的用法，每個(gè)分組二十人左右，只有教師周圍的四五個(gè)學(xué)生可以清楚地看到操作過程。而后面的學(xué)生并不能清楚地看到教師的操作，在實(shí)際操作中還需要教師反復(fù)地進(jìn)行教授。利用數(shù)碼攝像機(jī)可以預(yù)先將儀器操作過程拍攝下來，并通過“會(huì)聲會(huì)影”等視頻編輯軟件剪輯編譯，在重要的操作步驟和節(jié)點(diǎn)處可以加上文字注釋說明強(qiáng)調(diào)或者通過調(diào)整播放速度用慢動(dòng)作播放。學(xué)生通過大屏幕投影觀看實(shí)驗(yàn)操作視頻，能準(zhǔn)確掌握儀器的使用步驟。在生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，微量取液器的使用，索式提取器的組裝，電泳儀的操作等都可以通過上述方式進(jìn)行。

掃描儀可以將參考書籍上的重要資料和圖片掃描下來，通過Firework和PhotoShop等軟件進(jìn)行處理，應(yīng)用于課件當(dāng)中。教師還可以將學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告當(dāng)中的問題和錯(cuò)誤掃描下來，下次實(shí)驗(yàn)課前對其問題和錯(cuò)誤進(jìn)行點(diǎn)評。

介紹儀器設(shè)備的外形面板、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及指導(dǎo)提取過程中，稱量、研磨、過濾、定容、移液、離心等步驟的正確操作，借助數(shù)碼照相機(jī)呈現(xiàn)圖像是最佳的表現(xiàn)形式。[5]同時(shí)在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)過程當(dāng)中，運(yùn)用照相機(jī)還可以起到監(jiān)督取證的作用，將學(xué)生不正確不規(guī)范的操作動(dòng)作拍下來，在下節(jié)實(shí)驗(yàn)課前進(jìn)行講評糾正。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師對出現(xiàn)的異常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也可以記錄下來，以引導(dǎo)學(xué)生課后分析思考。

通過多媒體動(dòng)畫來解釋比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)原理，有的生化實(shí)驗(yàn)原理比較復(fù)雜，如聚丙烯酰胺凝膠電泳分離血清蛋白的實(shí)驗(yàn)中關(guān)于濃縮膠和分離膠的具體作用，加入了示蹤劑的血清是如何分離的，學(xué)生單純從實(shí)驗(yàn)講義中很難理解實(shí)驗(yàn)原理。而通過多媒體動(dòng)畫，學(xué)生能很好地理解聚丙烯酰胺凝膠電泳的實(shí)驗(yàn)原理。多媒體動(dòng)畫還可以用于展示儀器的運(yùn)作原理，等等。[5]

3.利用現(xiàn)有條件與學(xué)生的溝通互動(dòng)

上面所提到的課件和實(shí)驗(yàn)操作視頻等也可以在實(shí)驗(yàn)開始前通過網(wǎng)絡(luò)上傳到學(xué)校建立的Blackboard網(wǎng)絡(luò)供學(xué)生觀看預(yù)習(xí)之用。我系學(xué)生由于家庭條件的限制，擁有電腦的比例還不是很高，不到10%，能上網(wǎng)對上課內(nèi)容預(yù)習(xí)的學(xué)生不多;但是據(jù)了解，擁有MP4或帶有MP4功能手機(jī)的學(xué)生比例較高，達(dá)到50%—60%的比例。現(xiàn)在的MP4除了視頻觀看以外，還常常具有閱讀PDF電子書等功能。這樣我們可以將儀器的操作視頻轉(zhuǎn)換為MP4格式給學(xué)生觀看，還可以將課件或者課外資料等通過軟件轉(zhuǎn)化為PDF格式的電子文檔供學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后，還可以通過QQ群和飛信等手段與學(xué)生進(jìn)行溝通互動(dòng)，對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中碰到的問題答疑。

4.關(guān)于多媒體技術(shù)應(yīng)用于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

時(shí)代在不斷地發(fā)展，生物化學(xué)是生物學(xué)科方面的基礎(chǔ)學(xué)科，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)同時(shí)又是理論教學(xué)的補(bǔ)充，學(xué)科方面也要求高度重視實(shí)驗(yàn)操作基本功。所以青年教師要不斷地學(xué)習(xí)充電，與時(shí)俱進(jìn)，[6]利用多媒體手段想法設(shè)法提高教學(xué)水平。結(jié)合生物化學(xué)省級精品課程的建設(shè)，對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行前瞻性的建設(shè)。如建立實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)頁等，通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)頁可以建立虛擬實(shí)驗(yàn)室和虛擬實(shí)驗(yàn)的方式來對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行輔助。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)的限制，很多試劑的配制和儀器的操作過程都是由實(shí)驗(yàn)老師代勞，學(xué)生并沒有充分參與進(jìn)去。虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)想是將實(shí)驗(yàn)室中大部分常用的實(shí)驗(yàn)儀器的操作視頻拍攝編譯上傳，操作的標(biāo)準(zhǔn)步驟上傳，將實(shí)驗(yàn)講義上傳，學(xué)生可以通過點(diǎn)擊鏈接而學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)試劑的配制準(zhǔn)備過程，實(shí)驗(yàn)儀器的標(biāo)準(zhǔn)操作，并可以下載保存。學(xué)生可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)這個(gè)平臺(tái)來學(xué)習(xí)各項(xiàng)技能，并且通過這一平臺(tái)對其進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供幫助。[7]虛擬實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生掌握在講義要求以外的實(shí)驗(yàn)，并可以節(jié)約大量的試劑和實(shí)驗(yàn)儀器損耗。這也是未來實(shí)驗(yàn)發(fā)展的一種趨勢。

綜上所述，教師合理利用多媒體技術(shù)，研究符合教學(xué)規(guī)律的課件，充分利用現(xiàn)有條件與學(xué)生溝通互動(dòng)，并積極進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提升學(xué)生知識應(yīng)用的能力。

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[7]王林濤，凌家儉.虛擬實(shí)驗(yàn)對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充和發(fā)展[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2008，(2):111-113.

本文受到安徽省重點(diǎn)教研項(xiàng)目(2008jyxm137)和省級《生物化學(xué)》精品課程建設(shè)項(xiàng)目資助。