高等素質教育下以學生為主體的生物類課程相關實驗體系探索與實踐

朱秀云++張亞楠++尹彩云++徐繼偉++李夢雅

摘 要：高等素質教育強調以學生為主，教師為輔的教學理念。該文探討將以學生為主體的教學理念與生物類課程相關實驗的共通性進行巧妙融合，形成了在高等素質教育體系下以學生為主體的生物類課程相關實驗體系，并在淮北師范大學生命科學學院進行實際探索與實踐。

關鍵詞：高等素質教育；主體；生物類實驗

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）24-0140-03

Exploration and Practice the Experimental System of Biology Courses with Students as the Main Body in Higher Quality Education

Zhu Xiuyun et al.

（College of Life Sciences，Huaibei Normal University，Huaibei 235000，Anhui）

Abstract：In the higher quality education，the teaching idea of the students as the main and the teacher as the auxiliary is emphasized. The common idea of teaching courses and biological experiments with students as the main body of the fusion，formed in the system of higher quality education of biological courses with students as the main experimental system，and the actual exploration and practice in the college of life sciences，Huaibei normal university.

Key words：Higher quality education；Main body；Biological experiments

生物學是一門實驗性很強的自然科學。“實驗室是現代大學的心臟”，實驗教學在培養創新人才方面起著不可替代的作用[1]。對于生物類相關研究而言，一切實驗都必須依附于理論，而理論則必須經由實驗來驗證。人類文明發展最為迅速的近百年，在生物學實驗上取得的重大成果起到了重要作用。近些年，我校淮北師范大學生命科學學院站在國際科研前景的角度下，加大實驗投入力度、重視實驗體系研發、致力于通過高等素質教育達到對生物類人才培養的目標。

1 實驗體系提出背景

實驗課不依附于任何一門理論課，但又與理論課保持著有機的聯系，注重與相關學科知識的交叉融合，服務于多專業、多學科，打破傳統的小而全的實驗室體制[2]。以往的生物類課程相關實驗體系往往過于依附理論教學，以致于忽視了實驗本身的重要性，直接導致實驗體系中“四多四少”現象的發生。即有實驗的課程多，相關課程的共通性少；簡單重復的內容多，反映新知識、新成果的內容少；演示性、驗證型實驗多，綜合性、設計性和研究創新性實驗少；教師預先準備好的多，學生獨立思考、動手機會少[3]。很明顯，這些非但不利于生物類實驗人才的培養，更會在長此以往中缺乏實驗創新改革精神。將使學生與學生間、學校與學校間在比較中喪失優勢與競爭力。因此，參照高等教育下以學生為主體的教學理念并結合生物類課程相關實驗的共通性，我們大膽的提出在高等素質教育下以學生為主體的生物類課程相關實驗體系。生物類課程相關實驗主要表現在：動植物學實驗、昆蟲學實驗、微生物實驗、生物化學實驗、植物生理學實驗、植物病理學實驗、遺傳學實驗、細胞生物學實驗和分子生物學實驗等。在充分研究過該實驗體系的切實可行性后，我們在淮北師范大學生命科學學院進行實際探索與實踐，現已取得初步成果。

2 實驗體系提出依據

傳統的生物實踐教學體系設計過于單一，不能夠體現實驗課程設置的新穎性、系統性、連貫性和層次性的原則。學生對模式生物、基因組與生物信息學等生命科學的主流發展方向缺乏了解，對生命現象缺乏整體和系統認識，現行生物實踐教學體系無法適應生命科學日新月異的發展[4]。根據當前實驗體系背景，為了改變以往的實驗體系所帶來的弊端，我們需要探索與實踐新的實驗體系。而任何體系能否成立，是否切實可行，一定要有能站得住腳的依據。尤其當實驗體系涉及到人才培養更是半點馬虎不得。在高等素質教育下以學生為主體的生物類課程相關的實驗體系主要有2個，分別是以學生為主體和實現相關實驗的共通性。

2.1 以學生為主體 我們所熟知的傳統的實驗體系通常由老師進行理論教學，完成實驗前的準備工作，甚至對實驗的相應步驟都要一一進行親身示范操作，可謂是“一條龍”服務。可也正是這樣看似完善周到的實驗體系，才是真正扼殺學生親自動手和動腦能力的元兇。實驗開展的目的就是為了讓學生在學習理論的同時還要通過實驗去驗證懷疑乃至設計實驗。單純的以老師言傳身教為主體的實驗體系很難培養出獨立優秀的生物類人才。而在高等素質教育下以學生為主體的教學理念的提出則為我們解決了傳統實驗體系在實際操作中的弊端，這可以最大化的凸顯每位同學的動手操作能力、發現并解決問題的能力。

2.2 相關實驗共通性 其實從理論上來說，所有的教學都有一定的共通性，只是表現在生物類課程相關實驗上尤為明顯。這種共通性不僅僅來自于所有的實驗都是源于理論，而理論課程往往只是人為的對其所屬的生物學進行的細致劃分；凡來源于所有的實驗都是有一定的章法可循。如果各學科過分強調本專業知識的教育，忽略學科間實驗教學內涵的銜接與聯系，就沒有對整體技能采取一種連續性、規范性和系統性的訓練[5]。現在的學生之所以不喜歡實驗課的原因：一是由于動手能力訓練的不足，二是所開設的實驗課往往過于單一，只涉及某個課程或是只零星的提及其他課程。這樣缺乏聯系的實驗課就顯得枯燥，并且讓學生很難在實驗過程中培養觸類旁通、舉一反三的能力。而我們所倡導的注重實現各個生物類課程的相關實驗的共通性，讓學生在每個實驗中都能得到或多或少的聯系和啟發。

3 實驗體系具體步驟

在高等素質教育下以學生為主體的生物類課程相關實驗體系，在探索與實踐這種實驗體系的過程中，我們將這種實驗體系細化為5個部分。分別是實驗理論、實驗預習、實驗準備、實驗步驟和實驗總結。這5個部分相輔相成、缺一不可。

3.1 實驗理論 生物類課程相關實驗，即所設立的實驗都是建立在生物類課程的理論學習基礎之上的。可是總有部分人固執的認為實驗就是實驗，就是動手操作，可是當實驗結束后，實驗現象、實驗結果都有了，實驗是做的很成功，但是卻連最基本的實驗原理都不清楚。學校不是工廠，從來都不是以培養出機械型人才為目的。教師更希望學生按照自己所掌握所理解的理論知識去做，哪怕結果不盡如人意，學會在失敗中分析原因。而現如今的實驗課時普遍不夠，如果能讓學生在平時充分掌握生物類課程所涉及的實驗理論，也將極大節省實驗課老師的重復教學時間，從而為學生爭取到更多的時間進行操作實驗訓練。

3.2 實驗預習 提到實驗預習，大部分的人總是簡單的認為是抄一下預習報告的問題。其實并不然，因為即使是簡單的讓學生抄預習報告，也有很多人達不到要求。一份實驗報告最基本的應該由實驗原理、實驗材料及儀器、實驗步驟、實驗現象、實驗數據處理和實驗分析及總結所組成。而很多學生經常是照著實驗指導書一字不落、不假思索的照抄不誤。實驗報告上前前后后寫滿了字，但是真正值得看的實驗現象、實驗數據處理、實驗分析與總結卻寥寥無幾，經常被簡單的一筆帶過。這樣的預習效果可以說除了消耗寶貴的時間幾乎一無所獲。我們希望學生在進行實驗預習時，做到先看懂再下筆。懂得主次之分，學會用最精煉的話表達最貼切的原理；學會在預習中，帶著問題和疑問；知道運用現有的能力，在腦海里思考實驗可能出現的種種現象及結果。實際教學中，我們常建議學生花3倍于抄寫的時間去預習，去思考，真正的報告可以在很短的時間提煉關鍵點和關鍵步驟即可。在這種預習方式下，我們發現有部分同學用思維導圖的方法來寫預習報告，往往又快又好、事半功倍。

3.3 實驗準備 在高校通常會有專門的實驗員，其主要工作就是對所負責的相關實驗進行實驗準備，因此學生們可以直接進行實驗操作。看起來省時又省力，其實也不然。實驗準備本身就是一個很好的鍛煉學生組織分配能力的過程。而在這些實驗準備中，學生可以提前了解相關實驗的實驗儀器、實驗材料、實驗試劑等的使用或配置。比如說植物學實驗，在對某些植物進行辨認分類的實驗中，讓學生自己去準備和采集實驗課所需要的植物材料，這可以訓練學生對所采集的植物材料進行初步確認和分類，學生無法辨認的標本往往會激發他們的探知欲，如此一來學生會更認真的投入到實驗課程中去。與此同時，學生在收集植物材料時，經常會看到有昆蟲啃食的痕跡或植物生病的表型，這又增強了學生主動將植物學實驗與昆蟲學和植物病理學實驗貫通一起的能力。總之，這種讓學生加入到實驗準備中的做法，不僅有利于學生獲得全程參與實驗的體驗，還有助于他們對實驗的全方位了解。

3.4 實驗操作 在掌握相應的理論課程的基礎后，一個實驗的實驗步驟是對實驗的成敗至關重要。無論是演示性實驗、驗證性實驗還是設計性實驗、綜合性實驗，所有的實驗都要求仔細、精準并盡可能多的考慮能夠影響實驗結果的所有因素。以植物生理學實驗中的植物細胞水勢測定的部分步驟為例。首先設置不同濃度梯度的蔗糖溶液，實驗組和對照組各8管，試管使用前應洗凈并充分干燥，以免造成對蔗糖溶液濃度的稀釋，而數目較多的情況下則容易出錯，要時刻提醒自己加到哪個試管、對應試管加多少溶液等。而小圓片的取材也應考慮到每片葉子甚至相應部位細胞水勢都不一樣，所以對稱部位取材較為科學，保證每個試管葉子水勢相差不大；此外，甲烯藍染色能力極強，本實驗中微量的甲烯藍需要學生仔細稱量，而且甲烯藍容易被吸收而稀釋，這就要求學生動手要快準；而在觀察藍色液滴在對照組蔗糖溶液中的升降情況時，要確保讓液滴自然升降，切記不可以人為施加外力以致結果發生變化。任何一門實驗探討的內容方向可以是千差萬別，但實驗對于學生的要求都是一樣的，在實驗中，我們鼓勵學生提問，無論是預習時遇到的疑問還是實驗操作時產生的不解，提問和索答本身就是認真思考的表現；我們也鼓勵學生參考自己和借鑒別人成功的經驗，繼續保持并加以運用。

3.5 實驗總結 文學上有這么一句話：一千個人讀哈姆萊特，就有一千個哈姆萊特。生物學課程的相關實驗也應如此。實驗是學生自己做的，現象是學生自己觀察到的，問題是學生自己發現的，數據是學生自己得到的，沒有理由實驗總結是和別人一樣的。我們渴望所培養出的生物類實驗方面的人才，應是具有獨立思考、獨立操作、獨立分析、獨立設計的人才。實驗總結不僅能體現出學生對待實驗的認真程度，也能反映學生的獨特性和綜合能力。一個好的實驗總結應該包括學生獨立思考的實驗過程中相關注意事項、詳細的實驗現象、精準的實驗數據以及實驗心得和體會，這樣有助于教師及時了解學生實驗技能的掌握情況，并發現和著重培養有一定潛力的實驗人才。

4 實驗體系初期成果

截至目前，我校生命科學學院探索與實踐在高等素質教育下以學生為主體的生物類課程相關實驗體系已完成了初期階段，并取得了讓人頗為滿意的成果。大部分同學實驗興趣得到了激發，動手能力和自主性都得到不同程度的加強，實驗技能也有明顯提高。初期探索與實踐階段完成后，我們欣喜于學生進步的同時，也將采納不同層次學生的意見，力求進一步完善本實驗體系，最終探索出一套適合不同層次學生培養需要的生物類課程實驗體系，為我校全面綜合型人才的培養提供助力。

參考文獻

[1]郭洪萍.高校實驗教學環節的創新教育[J].黑龍江科技信息，2008（2）：145-145.

[2]劉永忠，薛宇紅，劉飛清，等.化工類專業教學改革的現狀分析與對策-創新教育途徑與方法的換位思考[J].化工高等教育，2005（1）：13-19.

[3]張云峰、羅玉明.生物實驗教學改革與創新人才培養[J].淮陰師范學院教育科學論壇2006（4）：90-91.

[4]潘煒松，柳瓏，張東裔，等.在生物實驗教學中培養學生創新能力的探索與思考[J].2012（2）；103-105.

[5]周廣宏.地方工科院校應用創新型人才培養研究[J].濰陰工學院學報，2007，16（6）：72-75.

（責編：徐煥斗）