改革實驗教學(xué)模式 培養(yǎng)大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力

高志華+李桂琴+劉坤

摘 要：教學(xué)是高等學(xué)校的一項重要職能，實驗教學(xué)是培養(yǎng)實踐創(chuàng)新人才不可替代的環(huán)節(jié)。該文在分析專業(yè)基礎(chǔ)課植物生物學(xué)實驗教學(xué)實際問題的基礎(chǔ)上，探討了實驗教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)途徑、授課方式、教學(xué)手段和成績評定等方面的改革情況。多年的實踐表明，通過改革實驗教學(xué)模式可以培養(yǎng)生物技術(shù)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，顯著提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)模式；生物技術(shù)；實踐創(chuàng)新能力

中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）21-129-03

社會的進(jìn)步靠人才，人才的培養(yǎng)靠教學(xué)。教學(xué)作為高等學(xué)校的一項重要職能，與生俱來，隨著大學(xué)的誕生而誕生[1]。教育部長周濟在第三屆中外大學(xué)校長論壇上的講話中強調(diào)指出：“培養(yǎng)創(chuàng)新人才是高水平大學(xué)建設(shè)的根本任務(wù)”，“中國的大學(xué)要以加強大學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力為核心目標(biāo)，積極推進(jìn)大學(xué)人才培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新”。如何培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力是全社會所關(guān)注的話題，也是我國高校教學(xué)改革的難題。培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力離不開實踐教學(xué)這一重要環(huán)節(jié)[2]。作為實踐教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，實驗教學(xué)模式改革得到前所未有的重視，河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)也不例外。很多不同的實驗教學(xué)模式都是以實踐教學(xué)為基礎(chǔ)，針對不同的學(xué)生層次、實驗環(huán)境、實驗條件提出來的，在實驗教學(xué)改革中發(fā)揮著重要作用[3]。為了更好適應(yīng)地方財經(jīng)類院校本科層次人才培養(yǎng)的需求，我們在總結(jié)多年實驗教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)要求和培養(yǎng)目標(biāo)，對植物生物學(xué)實驗教學(xué)過程中的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)途徑、授課方式、教學(xué)手段和成績評定等進(jìn)行了探索，初步建立了一套適合培養(yǎng)我校生物技術(shù)專業(yè)實踐創(chuàng)新人才的實驗教學(xué)模式，并取得了一些成效。

1 改革植物生物學(xué)實驗教學(xué)模式的必要性

植物生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是實踐性和應(yīng)用性很強的學(xué)科。學(xué)生必需通過實驗，才能透徹理解理論知識，真正掌握專業(yè)技能，才能為后續(xù)相關(guān)學(xué)科的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[4]。可見，植物生物學(xué)實驗教學(xué)在整個植物生物學(xué)教學(xué)過程中占有十分重要的地位。以往傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程是典型的 “三段式”，即：首先教師講解實驗原理、示范操作步驟、提醒注意事項，然后學(xué)生照方抓藥完成各項操作，最后學(xué)生撰寫實驗報告并交給教師批閱。很顯然，這種傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，不能充分調(diào)動學(xué)生的實驗積極性，無法激發(fā)師生的創(chuàng)新思維，阻礙了實踐創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。所以，改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式勢在必行。

2 實驗教學(xué)模式的構(gòu)建與改革成效

2.1 單獨開設(shè)實驗課，更新教學(xué)理念 以往上植物生物學(xué)課，重理論輕實驗，教學(xué)理念陳舊，認(rèn)為實驗課是理論課的輔助，是對理論知識的簡單驗證。殊不知，這與培養(yǎng)專業(yè)實踐創(chuàng)新人才相去甚遠(yuǎn)。后來，通過走訪兄弟院校、參加學(xué)術(shù)交流會議，尋找差距，更新觀念，將實驗教學(xué)部分徹底從植物生物學(xué)課程中剝離出來，獨立于理論教學(xué)，使二者并重，并分配以合理的課時，以課程負(fù)責(zé)人牽頭組建穩(wěn)定的實驗教學(xué)教師隊伍，以一門單獨的課程進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)，為接下來的實驗教學(xué)模式改革奠定基礎(chǔ)。

2.2 加大科研性實驗比例，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容 實驗教學(xué)按“驗證性—綜合性—研究性”3個層次組織，所占比例分別為50%、40%和10%。驗證性實驗主要是讓學(xué)生掌握基本的實驗方法與技術(shù)，如光學(xué)顯微鏡的使用、培養(yǎng)基的制備、臨時裝片的制作、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的觀察、無菌操作等；綜合性實驗主要是培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)理論知識和基本實驗技術(shù)的綜合運用能力、對實驗對象的熟練操作能力及對實驗結(jié)果的綜合分析能力；研究性實驗采取教師出題學(xué)生選題與學(xué)生完全自主選題相結(jié)合的形式，自行設(shè)計實驗方案開展實驗研究，撰寫研究報告，使學(xué)生得到一次科學(xué)研究的初步訓(xùn)練。植物生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生接觸到得第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，有很多專業(yè)技能需要掌握，但在有限的課時內(nèi)想面面俱到也不現(xiàn)實，考慮到該課程與后續(xù)課程的銜接，對植物生物學(xué)實驗內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化與整合，例如，將顯微鏡的使用凸顯出來著重講解，而后續(xù)課程不再重復(fù)介紹，又將植物共生菌的識別與形態(tài)觀察從植物生物學(xué)實驗中拿出到后續(xù)課程中去。如此一來，即可以把節(jié)約出來的課時讓給研究性實驗，以便加大研究性實驗的比例，為綜合科研性大實驗的實施提供了方便。例如，在植物生物學(xué)實驗時，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課堂上所學(xué)理論知識讓其自行設(shè)計實驗方案（如植物培養(yǎng)材料的選擇、加入不同植物生長調(diào)節(jié)劑和模擬不同逆境環(huán)境等）、全程照料植物完成生活史，并在此期間完成植物根、莖、葉等器官與組織的結(jié)構(gòu)觀察實驗和植物根系活力、葉綠素含量測定等生理學(xué)實驗。這樣可以讓學(xué)生把學(xué)到的知識融會貫通，并能體驗一次完整的科研過程，初步鍛煉了科研能力。

2.3 增加學(xué)生參與科研創(chuàng)新機會，豐富教學(xué)內(nèi)容 在原有課堂實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，以實驗教學(xué)中有待進(jìn)一步探討的問題或新出現(xiàn)的問題為切入點，鼓勵學(xué)生參與教師相關(guān)科研課題，或指導(dǎo)學(xué)生完成科技創(chuàng)新項目（如學(xué)生科研立項、大學(xué)生科研助困基金、開放實驗室科研項目和大學(xué)生科技園創(chuàng)新項目等）或畢業(yè)論文進(jìn)行深入的研究，增加了學(xué)生投身科研創(chuàng)新活動的機會，豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生實踐創(chuàng)新能力。例如，在做植物生物學(xué)實驗過程中，發(fā)現(xiàn)有些植物材料很難生根，所以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了《優(yōu)良綠化苗木生根培養(yǎng)基配方的研究》開放實驗室科研項目研究，從起初的優(yōu)化植物材料消毒方法做起，最終使這一難題得以解決；在發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生連校園植物都認(rèn)不全或經(jīng)常混淆的情況后，立即組織學(xué)生申請了《校內(nèi)綠化植物資源調(diào)查研究》學(xué)生科研立項課題，最后將該項目的調(diào)查研究報告補充進(jìn)實驗教學(xué)內(nèi)容，取得了良好的實驗教學(xué)效果；還有高立欣同學(xué)完成的《優(yōu)良綠化苗木引種及快繁體系的建立》科研項目不僅解決了植物組織培養(yǎng)中內(nèi)生菌問題，還使自己得到了全面的科研訓(xùn)練，畢業(yè)后在公務(wù)員筆試和面試中脫穎而出，被縣林業(yè)局優(yōu)先錄用。

2.4 采用小班授課方式，注重學(xué)生個性化培養(yǎng) 作為與植物生物學(xué)并重的實驗課，更注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和動手操作能力，使學(xué)生畢業(yè)后能在生物技術(shù)領(lǐng)域早日成為科技創(chuàng)新人才。而傳統(tǒng)的授課方式是大班上實驗課，即1個班少則30人，有時多達(dá)40人，在一起上實驗課。這樣往往是教師單純講解示范，學(xué)生一味模仿照搬，教師沒有時間指導(dǎo)每位學(xué)生，學(xué)生得不到及時的解答，甚至有的學(xué)生養(yǎng)成不勤于思考、懶得動手、搭順風(fēng)車的不良習(xí)慣，教學(xué)效果差。采用小班上實驗課，即將1個30～40人的自然班分成2個15～20人的小班，分時段上同一個實驗項目，不僅能夠最大程度地利用有限的諸如儀器設(shè)備、實驗場地之類的教學(xué)資源，而且便于因材施教，實現(xiàn)了1人1組式的精細(xì)化、個性化的教育方式，改變了以往“大一統(tǒng)”的實驗教學(xué)模式[5]。endprint

2.5 集成多種現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量 過去植物生物學(xué)實驗教學(xué)多借助掛圖、模型、投影、幻燈來輔助教學(xué)，但掛圖和模型缺乏真實感，投影和幻燈制作繁瑣，更新較慢，教學(xué)質(zhì)量差。上課時還要不斷地?fù)Q掛圖、寫板書，教學(xué)效率低。而今，可以采用集文字、圖片、影像、動畫、聲音于一體的CAI（Computer Assisted Instruction，計算機輔助教學(xué)）課件組織教學(xué)，可以把知識形象生動地展示給學(xué)生，形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果[6]。將實驗原理、實驗步驟及注意事項做成CAI課件并上傳到Blackboard網(wǎng)絡(luò)課堂，供學(xué)生在上實驗課前觀看，讓他們提前熟悉實驗內(nèi)容和實驗操作等，可以使其在實驗課上做到有的放矢，提高實驗效率。制作的實驗教學(xué)CAI課件使教師在相同的時間內(nèi)更好地組織教學(xué)，能解決內(nèi)容增加和課時縮短之間的矛盾。植物組織切片CAI課件供學(xué)生隨時隨地查詢，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。又如，在上校園植物識別實驗時，利用數(shù)碼攝像和照相設(shè)備，盡可能多地記錄各種植物，制作數(shù)字標(biāo)本，代替以往的臘葉標(biāo)本，不僅節(jié)約了植物資源，還保護了生態(tài)環(huán)境。

2.6 合理評定學(xué)生成績，激發(fā)學(xué)生實驗熱情 在單獨開設(shè)實驗課之前，主要是根據(jù)學(xué)生完成的實驗報告和上實驗課的出勤率給出學(xué)生實驗部分的成績，再按一定比例與理論課成績合并，作為植物生物學(xué)課程的最終成績。由于總評學(xué)生課程成績時，與理論課成績相比，實驗課成績所占比例往往較小，使學(xué)生對實驗課不太重視，很難調(diào)動其實驗積極性。自從單獨開設(shè)實驗課后，在評定實驗成績時，除了考查學(xué)生實驗報告完成情況（占30%）和上實驗課平時表現(xiàn)（包括出勤率、課上提問、參與討論等情況，占20%）外，還要求學(xué)生在正式上實驗課前撰寫實驗預(yù)習(xí)報告（占10%），并將其納入考核體系。學(xué)期末，教師將實驗相關(guān)知識匯編入試題庫，組織實驗理論考試（占20%），把用到的實驗技術(shù)編入實驗操作考核數(shù)據(jù)庫，讓學(xué)生隨機抽取操作題進(jìn)行現(xiàn)場演示，由教師視演示情況給出實驗操作成績（占20%）。最后，綜合上述各項成績，給出學(xué)生實驗最終成績。新的成績評定辦法既可以激發(fā)學(xué)生實驗熱情，也可以提高實驗教學(xué)效果。

3 結(jié)語

實驗室是實驗教學(xué)的主陣地，實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的重要途徑[7]。為了適應(yīng)社會經(jīng)濟快速發(fā)展的需要，及時更新實驗教學(xué)理念，將實驗課與理論課相分離，以一門獨立的課程進(jìn)行建設(shè)。根據(jù)植物生物學(xué)學(xué)科特點，進(jìn)行有意識的統(tǒng)籌安排，按“驗證性—綜合性—研究性”3個層次組織實驗教學(xué)，適當(dāng)提高科研性實驗比例，采用小班上課，注重學(xué)生的個性發(fā)展，集成多種現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，制定更加具體的實驗成績考核體系，做到過程與結(jié)果并重，更好地激發(fā)學(xué)生實驗熱情。另外還從實驗教學(xué)中凝練出好的問題作為科研切入點，鼓勵學(xué)生投身于各種科研創(chuàng)新活動，努力培養(yǎng)生物技術(shù)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力。經(jīng)過多年實驗教學(xué)模式改革實踐，使學(xué)生完成各類學(xué)生科研項目8項，獲校級優(yōu)秀畢業(yè)論文2篇，獲河北省建設(shè)行業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎1項。在植物生物學(xué)實驗教學(xué)上取得的寶貴經(jīng)驗也為其它課程的實驗教學(xué)改革起到了良好的引導(dǎo)作用。

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（責(zé)編：徐煥斗）endprint