提高《生物資源開發利用技術》實驗課程教學效果的幾點體會

曹劍鋒等

【摘要】生物資源科學專業的開設目前在國內高校中屬于新開專業，為此課程組開展對其專業核心課程《生物資源開發利用技術》的實驗課程教學內容及方法思路的研究，為提高《生物資源開發利用技術》實驗課程教學質量，辦好生物資源科學專業，培養特色資源開發利用人才提供參考。

【關鍵詞】實驗教學 課程內容 方法 質量

【基金項目】貴州省學位辦項目：貴州省重點支持學科建設（2011231）；教育部生物資源科學專業綜合改革試點項目（2012287）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0151-02

我國有著豐富的生物資源，但生物資源開發利用狀況卻相對滯后，尤其是我國西部廣大地區更為突出。培養大批具有生物資源開發利用理論及技能的人才非常符合我國人才狀況及經濟社會發展的需要。我校開辦生物資源科學專業主要目的及辦學目標就是結合地區經濟發展狀況和資源特色及對人才的需求，培養具有生物資源開發利用基礎理論及基本技能的應用型創新型人才。

《生物資源開發利用技術》是在科學實驗和生產實踐中發展起來的一門新型學科，廣泛應用于農業、林業、工業和醫藥業，產生了巨大的經濟效益和社會效益。實驗是該課程教學的重心和關鍵環節。主要涉及生物資源開發利用的途徑及基本技術、產品加工工藝等，更側重應用實踐。學生掌握生物資源開發與利用的基本原理、基本方法和基本技能，才能理解生物資源開發利用的關鍵點和技術難點，從而激發學生興趣和思維，培養學生的動手能力、創新能力和應用實踐能力及分析解決問題能力。

生物資源開發利用技術實驗教學不同于其它實驗課程教學，除實驗室必須具有專門的設施設備外，實驗教學重在過程操作，培養生物資源開發的技術思路及基礎研究能力，學生認識自己今后在生物資源開發生產和科研中的應用方向。因此在有限的實驗教學課時內，我們把保證學生掌握技術，培養學生的實踐操作能力、科學思維能力以及科學研究能力作為該實驗教學最基本的任務。在很多高校中，由于受其它實驗課程的影響，普遍還存在著重理論、輕實踐的思想傾向，特別是高校擴招以來，受實驗條件的限制，雖然實驗課時的比例有所增加，但很難完成實驗教學內容，造成學生動手操作的機會少。

比如肝素的提取、多糖的提取等一些最基本的實驗技術，不復雜但需要時間實踐才能掌握，這樣就局限了學生在真正意義上掌握這門技術，成為夾生飯，很大程度上學習是浮于表面的。我們基于前述情況改變傳統的嚴格按課表上課的教學方式，在學校還沒有運行開放實驗室的條件下，自行開放實驗室，把該課程的部分實驗的內容和時間進行了調整，根據實驗內容改變實驗時間，實驗室隨時開放，課表上課時間為老師輔導答疑指導時間，學生可以視自己時間到實驗室實施老師指導自己設計的實驗方案及觀察記錄實驗過程和結果。在教學過程中我們堅持改變傳統做法，為了回答學生提出的各種問題， 老師應具有與此有關的足夠的知識，才能指導學生去尋找合適的參考書，給學生提供足夠的機會去理解一些基本東西，發展學生的鑒別能力， 篩分出錯誤的觀點， 接受正確的觀點[1]，這對老師提出了更高要求，老師因此也會更多的付出，但對于提高實驗教學效果，具有一定的成效。以下是我們在改變《生物資源開發利用技術》實驗課程教學思路中的一些思考及做法。

一、 優化實驗教學內容，構建學生知識體系

生物資源開發利用技術課程理論學時為54學時，實驗部分為36學時，實驗學時數占到40%，這樣保證了實驗內容的選擇比較靈活，包含的實驗技術也比較全面，學生可以學到較多的實驗技術，有較充足的時間掌握較完整的的實驗技術體系。實驗內容的組合注意反映該課程的基本理論知識與實驗技術體系。構成生物資源開發利用技術實驗課程最基本的實驗技術體系見表1。實驗課我們總共準備了10個實驗，根據學科理論知識的體系和資源開發的技術及生產的實際需要，項目實驗內容分成三大塊，按照資源成分的提取分離包括植物和動物體的活性成分（有機大分子如多糖、淀粉等）分離提取；實驗室條件下的飲料、果脯等產品的加工生產；動物資源相關產品鑒別、生產與加工方法參觀學習實訓；通過設計三個密切相關的實驗實訓版塊，完成對學生從實驗技能到生產技術的培養過程中，體現資源開發技術的邏輯層次，把對學生實驗室基本技能的培養與走出校園實際觀摩和考察實際生產結合起來。通過理論教學到基地實訓、企業參觀考察等教學環節，加深對企業的了解，掌握資源產品鑒別、生產與加工方法，加深對學校教學和企業實際聯系的理解，從實訓中深化專業知識，從專業知識到技能訓練，從課堂理論教學到企業實踐，給學生一個走出課堂，走進企業、走進社會理論聯系實際的實踐的機會。形成一種理論-實驗室技能訓練-生產實踐這樣一個培養體系。這樣，每個學生都會被新的實驗內容所吸引，而且在每次實驗中學生均有獨立的操作時間和思考空間，從而使學生達到系統地掌握生物資源開發利用基本實驗技術的教學目的。

表1. 生物資源開發利用技術實驗課程內容安排

二、改進實驗教學方法，注重學生能力培養

實驗教學是一系列“實驗法”的有機聯系，通過“行動-觀察-研究-分析-總結”的過程，獲得實驗結果或發現新問題，這是理論通向實踐的橋梁，是形成科學素養和培養創新型人才的重要途徑。在教學活動中，為了改變傳統的學習觀、教育模式、教學的組織形式、教學過程以及教學內容，需采用多種教學形式和教學方法，引導學生開啟知識的大門，自行實踐獲取知識或動手“做”來獲得知識，使得實驗課教學生動、形象、直觀，極大程度地提高了學習效益，教學才真正實現教與學的互動關系。

1.調動學生的主體能動性

隨著素質教育的推進和考試內容的改革，發揮學生的主體性、培養實踐能力和創新意識成為實驗教學改革的著眼點。上好一堂實驗課和理論課的關鍵問題都在于增強學生的學習效益，但對于實驗過程而言，實驗就是對實驗原理的理解、對已獲取知識信息的分析，獲得實踐動手能力及解決問題的能力。學生在實驗過程中，教師傳遞的是一種知識的信息載體，通過信息鏈接學生的認識本質，形成學生主體的認知結構去主動“構造”知識，從而形成學生對課程基本實驗技術體系的系統認識。在實驗過程中注意把技能訓練與傳授知識發展智能相結合起來，不能把實驗教學理解為僅僅培養學生的動手能力而滿足于學生實際操作水平的提高，否則時間長了學生就會對這種只動手不動腦的實驗教學方式感到厭倦[2]。在教學活動中，熟悉授課對象，強調基礎技術的訓練，注重實驗設計、技術操作和實際動手能力，科研思路及創新思維的培養，使學生能夠在生物資源開發利用產業中解決實際問題。

根據課程特點，實驗前結合理論課所授知識給學生講解整個實驗體系、涉及到的每個獨立實驗的目的和原理、儀器設備的使用、實驗步驟、操作要領以及注意事項。不告訴學生實驗結果，而是指導學生根據所學的理論知識自行設計實驗方案進行探索性實驗，從最初實驗材料的處理，經過中間加工處理制作或提取過程，收獲實驗結果。最后通過實施和分析，得出最佳方案和結果，使學生認識到不同實驗參數條件對實驗結果有較大影響，學會分析實驗現象和實驗過程及結果的關聯性，克服實驗的盲目性，變被動實驗為主動實驗。這樣學生不僅掌握了生物資源科學開發利用的基本技術，還培養了學生的實驗技能和創新意識。這種教學路線的優點在于：（1）學生通過自己處理實驗材料，學會動腦思考不同生物資源開發利用采用的技術類別；（2）通過中間加工處理制作或提取過程不同實驗參數的設置訓練，培養探索精神和習慣；（3）通過實驗結果的觀察記錄，數據分析，總結學到的知識與實踐結合的程度，整個實驗過程由此加深了學生對實驗內容和方法的理解，增強了學生的實際動手操作能力和創新能力，從而全面提高了綜合能力。

2.實驗分組示范操作流程跟進指導

生物資源開發利用技術實驗基本操作有很強的工藝流程性，整個操作過程應配上相應的清晰解釋，尤其是關鍵性的細節要特別加以示范指導，如大米水解生產葡萄糖、肝素的提取等。實驗過程要求有溫度、ph的可變條件。為加強學生的自主實驗能力和團隊合作精神，每個實驗采取4—6人為一實驗小組進行，教師對每個實驗小組進行示范。在學生操作過程中，教師適時現場指導，隨時答疑，糾正不良操作習慣，使學生養成規范化操作的技術要領，操作中，通過示范教學和現場指導，可使抽象的操作技術形象化、具體化，學生錯誤的操作經過教師糾正后，一般認識深刻、記憶牢固，可在短時期內提高學生的操作水平和基本技能，同時也培養了學生的思維能力。

3.利用科研資源豐富實驗教學

教學能促進科研的發展，科研又為教學提供充足的創新資源。加強科教融合，明顯提高了教學效益和培養學生的創新能力。在生物資源開發利用技術實驗中，有目的讓學生參加相關科研項目，如讓學生分組參與課程組教師的百尾參多糖的提取，陰地蕨抗癌活性研究等科研項目，有豐富的實驗材料供學生開展實驗教學活動。學生通過參加科研活動，掌握科學研究的基本方法，開拓科研思路，盡早融人到科研的氛圍中，使學生認識到科研是一項嚴謹和艱苦的工作，樹立起正確的科學意識。同時學生也從老師身上學到了實事求是、一絲不茍的科研作風，懂得科學研究應具備的素養，為今后從事生物資源的開發利用研究奠定基礎。

三、改變實驗成績評價方式注重實驗收益

在已往的實驗成績評價中，評定學生的實驗成績一般以實驗報告的寫作情況作為實驗成績的評定，對于實踐性很強的實驗課程就無法檢查學生實際操作能力和對實驗方法的理解把握程度。我們采用實驗理論、平時操作能力及實驗報告、實驗結果各占一定比例的方式進行實驗考核，較能反映出學生的客觀實際，達到以查促學的目的。

評定成績采用加權衡重法，重心放在實驗操作與培養結果的客觀表征上，實驗理論占15%，操作和創新能力占40%，實驗報告占15%，實驗結果占30%。這種實驗成績評定方法，學生會非常主動注意各個實驗環節與操作細節，注重創新，不按實驗指導書“照方抓藥”完成實驗，激發學生的操作設計思維，每個實驗不僅能在規定的時間內完成，而且學會了實驗操作的程序性、規范性、科學性。一方面促進師生、生生之間形成良好的互動關系，另一方面也實現了大學生素質教育的真正交融，從而使實驗教學水平進入一個新的高度。

參考文獻：

[1]G.E.巴依烏列斯庫， C.帕特羅埃斯庫， R .A .查默斯.分析化學教育與教學法[M].王雄，方揚帆，譯.李俊義，校.北京科學出版社，1993.

[2]楊春燕，鐘振平.大學生實驗興趣的激勵和培養[J].河北大學學報（自然科學版）.1999，第19卷增刊：92-94

作者簡介：

曹劍鋒（1971.7-）男，副教授，博士，主要從事生物資源開發利用技術教學與研究。