大學生物設計性實驗教學探討

錢正敏

摘 要： 實驗教學在高校生物學科教學中占有重要地位，是學生獲取知識、培養技能的主要途徑，且隨著實驗教學改革的推進，設計性實驗教學已經成了當前大學生物實驗教學的主要方式。本文對大學生物設計性實驗教學的概念、教學原則、教學步驟及其他相關問題進行了探討，希望對大學生物實驗教學的研究有所幫助。

關鍵詞： 大學生物 設計性實驗教學 教學原則 教學步驟

隨著我國高校教學改革的深入推進，旨在培養學生自主探究能力和創新精神的實驗教學正日益受到各學科的重視，并逐漸被應用到高校各學科的教學實踐中。高校生物學科作為一門研究生命科學的前沿性專業性學科，其實驗教學無疑在整個教學體系中占據重要地位，且隨著當前本科教學水平評估的全面展開，生物實驗教學已由以前的基礎驗證性實驗發展成了今天的綜合性、設計性生物實驗教學，從而在培養適應生命科學研究技術發展趨勢的綜合性高素質人才方面發揮重要作用。

一、設計性實驗教學的概念

設計性實驗教學其實就是一種訓練學生自主探究能力的實驗教學，它一反過去實驗教學中教師的主導作用，而是充分發揮學生在實驗中的主體性，要求學生在實驗的各環節都通過自己的雙手完成，即不僅要求學生選擇實驗儀器、設計實驗步驟、觀察和記錄實驗現象和數據，對實驗過程中發現的各種問題也要通過自己查閱資料獲取答案，有助于學生探索和創新能力的培養，有助于學生綜合素質的提高。

二、大學生物設計性實驗教學的原則

1.一般性原則。大學生物設計性實驗教學必須遵循一般生物實驗教學的基本原則和規律，即要依據大學生物的學科特點和實驗教學的基本規律組織教學，在教學內容和重難點的設計上符合生物實驗教學的基本要求和學生的認知特點，而不能隨意更改教學內容或者增加一些新奇的實驗項目。

2.可行性原則。教師在指導大學生實施生物設計性實驗的時候，應該在教學中體現兩方面的要求：一是所選用的實驗步驟和方法應該主要是已學過的知識，二是要求實行的實驗必須切合實際，且操作儀器、設備和材料及實驗過程中不存在任何不安全因素。

3.實用性原則。教師指導大學生實施的生物設計實驗必須符合實際，可以以實驗成果解決實際存在的問題，如保護物種的多樣性，改善某個區域的生態環境等，而不能只是將實驗成果停留于實驗市內，而無法將之轉化為生態效益。

三、設計性實驗教學的步驟

基于上述要求，筆者認為大學生物設計性實驗教學在開發設計實驗的時候，要按以下幾個步驟進行。

1.確定設計性實驗題目。恰當符合學生實際的設計性題目有助于啟迪學生思維，引發學生的探究欲，同時有助于將實驗成果更好地轉化為對現實問題的解決，因而教師一定要充分重視生物設計性實驗題目的確定，緊密結合生物專業的特點和實際，使題目具有啟發性、趣味性和實用性。為了充分發揮學生學習的主體性，設計性實驗的題目可以由教師劃定范圍，然后由學生自選。如魚類的外形和內部解剖實驗，常選的實驗對象是鯽魚，但可以讓學生根據自身興趣選擇其他魚類作為實驗對象。

2.準備階段。在題目確定之后，要求教師盡快向學生闡述清楚本次實驗的目的，以及要達到的技術指標和各項要求，以便學生能夠根據實驗要求盡快完成實驗所涉及的各種知識的學習，必要的時候，學生還要自行查閱各種資料，以便為接下類擬訂方案和設計操作步驟做好充分準備。如設計性實驗《蛔蟲、常見人體寄生蟲及寄生蟲卵觀察》一節，需要學生對原腔動物門的動物特征有準確了解，同時要求學生對寄生蟲與寄生生活相適應的形態特征和感染人類的途徑等知識有一定了解。由于知識涵蓋面較廣，因此，對于某些知識點，可能需要學生實驗前仔細查閱相關資料以做到胸中有數。

3.擬訂實驗方案。大學生在廣泛收集資料，對實驗內容有準確全面了解之后，應該根據實驗目的和要求設計并整理出一套或多套設計方案，方案內容包括選擇的實驗方法；需要的實驗器材、設備等；實驗過程中具體的步驟設計及注意事項，等等。

4.審閱、評價學生實驗方案。為保證實驗取得預期的效果且保證實驗過程的安全可靠，教師必須對學生的實驗方案進行仔細審閱，從中可能影響實驗順利進行的各種因素并指導學生進行反復修改，直到學生的實驗方案符合實驗要求為止。在指導、審閱的時候，為了保證學生獨立思考，教師不應過多干涉，提出的評價性意見應該是具有啟發性和建議性的，但對于可能引發事故的方案，教師則應給予特別提示。

5.設計性實驗的操作過程。設計性實驗的操作過程應充分重視學生主體性的發揮，切實保證學生在實驗操作過程中完全是依靠自己的知識積累并按照設計方案進行的。如在對魚的設計性解剖實驗過程中，學生可以依據自己的認知選擇首先從何處下刀解剖，然后按照實驗要求分別觀察魚的內臟器官。由于實驗脫離了教師的指導，學生在實驗過程中可能會遇到許多問題，如不小心將魚的消化系統毀壞了怎么辦？解剖刀的下刀深度不夠未能將魚的循環系統、神經系統清楚分離出怎么辦？對于這些問題，教師應鼓勵學生自己思考并嘗試，而不要立即為學生提供現成的解決辦法，以防阻礙學生創造力的發揮。

6.完成實驗報告。實驗完成后，應要求學生對實驗所獲得的數據進行分析總結，隨后得出實驗結論，撰寫出研究報告。

四、設計性實驗的考核與實驗學時安排

為促使學生在實驗過程中嚴格要求自己，教師應設計科學合理的設計性實驗考核辦法，將實驗過程中的每個環節標注上考核分數，如方案制定30分、實驗報告20分等，對每次學生的實驗完成情況進行考核打分，并將之計入期末的總成績。

為保證實驗效果，還應根據實驗內容的不同設計不同的實驗學時，如搜集資料可以安排一兩個學時，擬訂實驗方案可以安排兩三個學時等。總之，實驗學時的安排必須基于學生切實通過自己的努力對實驗目的有了準確的了解并制訂出可行的實驗方案之上才行。如果上述兩個環節沒有及時完成，教師就應要求順延學時，而不能在未做好充分功課前就匆忙安排實驗。

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