多媒體在生物化學實驗教學中的應用與改進

潘玉欣,賈長虹,張會宜,常麗新 (河北理工大學化工與生物技術學院,河北唐山063009)

生物化學作為生物類、農學類和醫學類等生物相關專業的重要專業基礎課程,除了讓學生了解和掌握生物化學基本知識和基本技能外,還有助于培養學生的實踐能力和創新能力。實驗課作為生物化學實踐教學中必不可少的環節,在教學過程中具有重要地位。采用合適的教學手段提高學生動手操作能力和創新思維能力,是實驗教學的核心思想。信息技術的發展和微機的廣泛應用,推動了生物化學實驗多媒體教學的發展。為此,筆者在多年教學實踐的基礎上,分析了多媒體技術在生物化學實驗教學中應用的必要性與優勢,以及常見問題和改進方法,以期為多媒體技術在生物化學實驗教學中應用提供參考。

1 多媒體應用于生物化學實驗教學的必要性

生物化學實驗教學是其他生物相關課程實驗教學的基礎,其主要目的是加深學生對基本生物化學知識和技能的掌握,同時對激發和培養學生探索生物化學知識的興趣具有重要意義。傳統生化實驗教學過程中,教師講解時借用板書形式將實驗原理與實驗步驟等灌輸給學生,在教學效果上至少存在4個方面的不足。

(1)生物化學實驗原理通常具有較強的理論性和抽象性,而傳統教學方法在知識形象化、生動化上存在一定缺陷,導致學生理解周期長,教學效果差。

(2)傳統教學中,實際操作技術的講授缺乏形象性,學生對于實驗儀器的操作和實驗現象的理解感性認識差,因此在操作實踐時,往往缺乏對實驗的整體把握,操作規范性也差,這直接影響其實驗效果。

(3)由于實驗課時的限制,傳統實驗教學很難保證在同一教學內容中兼顧對各種分析方法和技術的介紹,這在一定程度上限制了教學內容的擴展,使學生接觸到的技術和方法有限。

(4)傳統的實驗課教學過程的主體是教師,以教師演示和學生實踐為主,課堂互動的開展受到課時和場所的限制,因此容易忽視學生個性的發展與發揮,不能充分挖掘學生的潛力。

2 多媒體應用于生物化學實驗教學的優勢

2.1 知識傳授形象化

多媒體教學將聲音、圖片、視頻等集為一體,教學過程形象化,可彌補傳統教學抽象化缺陷,有利于學生集中精力,提高教學效果。對于基礎驗證性實驗,多媒體課件中既可以清晰講述實驗原理與實驗方案,同時還可以配合儀器操作、技能講解與實際應用的動畫與視頻等輔助說明,整個過程充分調動了學生眼、耳、腦等多種器官,利于學生對實驗相關內容的整體把握和操作規范的順利掌握,以彌補傳統教學中學生對操作過程不熟悉之不足。例如 《微量凱氏定氮法測定蛋白質含量》實驗,教師可先以課件形式講述該實驗原理、方法及注意事項,并輔以圖片形式說明實驗所用儀器及裝置,最后結合該實驗流程的視頻講解實驗操作過程。在視頻播放過程中,教師引導學生注意掌握規范化操作方法,如微量凱氏定氮蒸餾裝置的安裝、儀器洗滌及檢驗方法 (尤其是蒸氣洗滌在此次試驗的必要性)、常規樣品消化方法、蒸餾和滴定操作等,這樣有利于學生掌握掌握規范的實驗操作方法,理解多種技能與方法在同一實驗過程的整合;同時引導學生理解操作過程中樣品、試劑加入涉及的實驗原理,加深對理論知識的理解。

2.2 教學內容豐富化

由于多媒體課件易于更新交流,因此可以兼顧對基礎教學內容的充實和對新知識與新技能的補充。在上述 《微量凱氏定氮法測定蛋白質含量》的實驗所采用的測定法具有實驗成本低、分析速度快等優點,但不能區分蛋白氮和非蛋白氮,因此導致奶粉中摻入三聚氰胺也檢測不出是非蛋白氮。教師結合該方法的弊端,在多媒體課件中引出雙縮脲法、考馬斯亮藍和紫外吸收光譜法等多種其他蛋白質含量測定方法,作為微量凱氏定氮法蛋白質含量測定實驗的擴展教學內容。擴展教學內容主要由學生課余時間自學完成。這樣,教師通過引導學生對不同方法的學習與比較,既豐富了教學內容,又可以促使學生鞏固基礎知識并擴展新知識,使學生認識到所學只是基本內容,任何問題都有其可能深入的空間,從而激發學生的求知欲。

2.3 教學方式多樣化

多樣化的教學方式對于不同層次教學內容的掌握極其重要,多媒體教學利于開展多種教學方式。

基礎驗證實驗可主要以講述法為主。例如氨基酸紙層析實驗,教師提前將實驗相關課件和教案發給學生,由學生先預習。課上教師結合課件、操作視頻以及實際實驗演示,講解基本教學內容,并輔以問題教學法,針對實驗原理、步驟和結果等,設置茚三酮作為顯色劑的原因、點樣時為何要邊點邊用電吹風吹干、層析結果出現的拖尾和溶劑前沿移動不齊現象的原因等一系列問題對學生進行提問,引導學生掌握整個實驗過程。

擴展實驗是對基本驗證實驗涉及的方法或技術的擴充。此類實驗,主要采用自學指導法,克服了傳統實驗課教學有限課時對實驗內容的限制。例如血清蛋白醋酸薄膜電泳的擴展實驗——蛋白質SDS—PAGE電泳的學習,教師給學生提供專業網絡資源和國際公共數據庫,并在課余時間利用網絡解答學生有關疑問,由學生通過查閱資料,完成實驗原理、試劑與方法等相關內容的分析以及多媒體課件的制作。課堂時間學生講解,教師提問并重點補充原理知識,播放實驗視頻。

綜合性設計實驗考核學生對知識的綜合運用能力,可主要采用討論法和實踐法。此類實驗由學生在課余時間,結合實驗室設備條件以及學科興趣,設計完整實驗方案,課上以多媒體課件形式講解并論證其可行性,經師生共同討論修改后,實施并完成實驗,最后以課件形式討論分析實驗結果。

2.4 學生能力得到提升

由于多媒體教學有利于組織不同的教學內容以及多樣化的教學方式,給學生提供更多的了解知識、掌握技能的渠道,使學生有更多機會參與到教學過程,有利于實現學生為主體、教師為主導的教學思想,充分調動學生學習的積極性,挖掘學生的潛在能力。例如基礎驗證實驗,學生在教師引導下,完成基本技能的學習,建立發現問題、思考問題并尋求解決問題的思維方式。擴展實驗以學生自學為主,充分發揮了學生學習的主觀能動性,利于學生對新知識、新技能的掌握。綜合設計實驗,學生將多種理論知識轉為實踐經驗,是其綜合能力的體現,這有利于開闊學生的思路,提高學生綜合分析能力和實踐能力,實現學到用的升華。

綜上所述,多媒體實驗教學必將成為實驗課程教學的主流。將多媒體應用于生物化學實驗教學,可以豐富教學內容與形式,增強感官教學,寓教于學,有利于教學效果和學生動手能力的提高。

3 多媒體教學存在的問題及其改進

多媒體教學是改革教學方式、提高教學質量的重要途徑,但是如同任何一項新的技術和方法一樣,使用不當也會出現一定的問題從而影響其優勢的發揮。因此,筆者認為應當注意從以下幾個方面進行改進。

(1)多媒體教學內容要注意精選,要求詳略分明、重點突出 多媒體具有知識容量大的優點,但若不注意精選教學內容的話,容易導致教學內容過多過難,加大學生的學習負擔,導致學生產生厭煩心理,教學效果會適得其反。因此教學實踐中要考慮學生對知識的接受能力,精挑細選教學內容。

(2)多媒體實驗教學過程中,要防止教與學的脫節 由于多媒體教學內容豐富,講解過程如果沒有注意學生及時跟進則容易導致教與學的脫節。應特別注意防止講解過程中學生少聽多記,不加思考,而實驗過程機械照搬的現象,這樣也就失去了實驗的意義。在實際教學過程中,要注意加強與學生的互動與交流,防止教師機械講解與簡單播放視頻。而應在講解與觀看實驗視頻過程中適當提問,使學生全身心投入課堂,化被動接受為主動學習。

(3)多媒體演示不能代替實驗演示 與多媒體教學相比,實驗演示在實踐教學中具有諸多優勢,因此實驗教學過程中仍應充分利用實驗演示環節。只有將多種教學手段與方法合理地配合使用,才能揚長避短,真正提高教學效果。

總之,多媒體教學雖然在課堂教學中有較多應用,但要充分發揮其效能,提高教學效果,一方面要求教師掌握基本的多媒體制作與演示技巧,保證多媒體內容既簡潔明了、重點突出,又能形象生動地闡述問題;另一方面要求教師掌握的專業知識技能要充分,并隨時關注知識的更新,隨時補充新的學習內容,而且還需要教師掌握更多的教學方法與技巧,對每堂課進行合理設計,結合多種教學方法,保證教學過程教師為主導、學生為主體的教學理念的實施。相信隨著進一步的教學實踐,多媒體教學在生物化學實驗中能有進一步的提高。

[1]曹慧穎,夏潤璽,林 英,等.合理利用多媒體技術,提高生物化學教學質量[J].安徽農學通報,2009,15(12):201～202.

[2]郭興軍,徐光善.實驗教學中培養學生創新能力的途徑和方法[J].實驗室研究與探索,2000,19(1):10～12.

[3]彭 帆,肖方祥,王艷林.多媒體應用于《生物化學》實驗教學的優勢[J].健康研究,2009,29(3):236～237.