普通生物學(xué)實驗教學(xué)體系改革探索

摘 要：普通生物學(xué)實驗是我院面向生物技術(shù)專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程。為了提升普通生物學(xué)實驗教學(xué)效果，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)管理等進(jìn)行有效改革，實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的有機(jī)統(tǒng)一、教學(xué)方法與研究對象的統(tǒng)一、課堂教學(xué)管理與效率的統(tǒng)一、兩種教學(xué)課堂的統(tǒng)一、考核內(nèi)容與能力評估的統(tǒng)一，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，也提高了學(xué)生的實驗操作能力、創(chuàng)新思維能力和科學(xué)研究能力，進(jìn)而培育適應(yīng)社會發(fā)展需要的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：普通生物學(xué)；實驗教學(xué)體系；改革；能力培養(yǎng)

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，部分地方普通本科高校逐漸向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，高校的人才培養(yǎng)能力、科技創(chuàng)新能力和服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展能力需要不斷提高。生物技術(shù)專業(yè)就是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物技術(shù)方面的相關(guān)能力，使學(xué)生成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。普通生物學(xué)實驗是我院生物技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)實驗課，是一門對植物、動物、微生物等生物的結(jié)構(gòu)和功能以及生命活動規(guī)律進(jìn)行研究的綜合性實驗科學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生成為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)需要的并掌握生物技術(shù)的應(yīng)用型人才，需要對普通生物學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和研究對象、教學(xué)課堂管理和效率、考核內(nèi)容和能力評估等方面的關(guān)系進(jìn)行探討，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生成為適應(yīng)社會發(fā)展需求的具有科學(xué)研究能力和創(chuàng)新思維能力的高技術(shù)人才。

一、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的有機(jī)統(tǒng)一

教學(xué)目標(biāo)是安排課程教學(xué)內(nèi)容的主要依據(jù)。普通生物學(xué)實驗的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生充分認(rèn)識和驗證生命現(xiàn)象，掌握一些相關(guān)的研究生命活動的實驗操作技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使學(xué)生畢業(yè)后能夠從事相關(guān)的理論和應(yīng)用研究、生物技術(shù)開發(fā)與推廣、行業(yè)管理等方面工作。

為了實現(xiàn)這個教學(xué)目標(biāo)，把普通生物學(xué)實驗教學(xué)分為驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計創(chuàng)新性實驗。安排教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該遵循從簡單到復(fù)雜和循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律。

普通生物學(xué)的驗證性實驗主要是關(guān)于生物體的基本結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)的實驗，目的是驗證和鞏固理論知識以及掌握一些基本操作技能。教師幫助學(xué)生掌握這些實驗的基本技能，也可以為后續(xù)的細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)和細(xì)胞工程等課程的實驗打下基礎(chǔ)。但是，各個驗證實驗之間缺乏有機(jī)的聯(lián)系，不能培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和創(chuàng)新能力。

綜合性實驗是運(yùn)用相關(guān)學(xué)科間的知識綜合、學(xué)科內(nèi)的知識綜合或者多種實驗技術(shù)的綜合所進(jìn)行的建立在基礎(chǔ)實驗上的一種復(fù)合實驗。綜合性實驗?zāi)軌蛘{(diào)動學(xué)生主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和團(tuán)隊合作能力。

設(shè)計創(chuàng)新性實驗是學(xué)生根據(jù)自己的興趣尋找課題，或者由教師提出問題，設(shè)計實驗并解決問題，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和思維能力、探究與創(chuàng)新能力以及科研能力。這類實驗要求學(xué)生運(yùn)用一門或多門課程的綜合知識進(jìn)行課題設(shè)計、實驗，完成課題研究并撰寫實驗報告。由基礎(chǔ)性實驗可以挖掘出設(shè)計創(chuàng)新實驗。設(shè)計創(chuàng)新實驗可以是實驗技術(shù)創(chuàng)新也可以是理論創(chuàng)新，不管是哪種形式，都是把知識轉(zhuǎn)變成解決實際問題能力的體現(xiàn)。

在教學(xué)計劃中應(yīng)該減少驗證性實驗比例，增加綜合性和創(chuàng)新性實驗，使驗證性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗的比例分別為30%、50%和20%。這樣不僅可以使學(xué)生掌握好普通生物學(xué)實驗的基本操作技能，也能培養(yǎng)學(xué)生分析思維能力和創(chuàng)新能力，做到了實驗技能與探索研究相結(jié)合，從而培養(yǎng)學(xué)生把理論知識轉(zhuǎn)化成解決實際問題的能力。

二、教學(xué)方法與研究對象的有機(jī)統(tǒng)一

教學(xué)方法是教學(xué)過程中為了實現(xiàn)教學(xué)目的和完成教學(xué)任務(wù)而采用的方法，包括教師的教法和學(xué)生的學(xué)法，是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握知識技能和實現(xiàn)全面發(fā)展的方法。

普通生物學(xué)實驗的研究對象有植物、動物和微生物等，主要研究各種生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)觀察、生理活動分析、遺傳和進(jìn)化等復(fù)雜內(nèi)容。對各種生物及其內(nèi)容的研究方法應(yīng)該有所差異，教師應(yīng)該提出一些具體要求。俗話說“興趣是最好的老師”，教師要激發(fā)學(xué)生對普通生物學(xué)實驗的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生從大處著眼，從小處著手，要求學(xué)生積極觀察身邊的生命活動現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。小的成功對學(xué)生來說也是一個巨大的鼓舞，進(jìn)而成為學(xué)生獲得求知欲望的源泉，也成為學(xué)生克服困難爭取完成實驗的動力。對于具體要學(xué)習(xí)的實驗內(nèi)容，教師應(yīng)要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)實驗，了解實驗?zāi)康摹x器設(shè)備的使用、操作步驟、預(yù)期結(jié)果和存在的問題等，最終寫出預(yù)習(xí)報告。教師在講課前通過提問來檢查預(yù)習(xí)效果。這樣，學(xué)生在做實驗時思路才更清晰，也提高了實驗主動性，克服了實驗的盲目性。

有效的課堂教學(xué)就是教師引導(dǎo)學(xué)生獲得特定的知識和培養(yǎng)特定能力的過程，是學(xué)生取得實驗成功的保障。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)采用的填鴨式教學(xué)法應(yīng)該被摒棄。填鴨式教學(xué)法就是教師按照“滿堂灌”的方式講解實驗項目，包括實驗?zāi)康摹⒉牧嫌镁摺⒉僮鞑襟E、注意事項、實驗結(jié)果預(yù)測等，學(xué)生就是聽講，并按照實驗步驟按部就班地進(jìn)行機(jī)械式操作。這種教學(xué)方法的后果是學(xué)生不能準(zhǔn)確理解實驗內(nèi)容，得不出正確的實驗結(jié)果，不能正確分析和討論產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因。用這種教學(xué)方法，不能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用， 缺乏對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

教學(xué)活動是一種雙邊的活動，教師處于主導(dǎo)地位，學(xué)生處于主體地位，教師和學(xué)生的活動有機(jī)結(jié)合起來，才能提高教學(xué)質(zhì)量。普通生物學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)該使用啟發(fā)式和研究型教學(xué)方法，這種方法適應(yīng)于各種生物的實驗研究。這種教學(xué)方法通過對各種生物的生命活動現(xiàn)象或研究課題等方面提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思維和分析活動，導(dǎo)入課堂實驗內(nèi)容或者實驗步驟，要求學(xué)生理解各個步驟的目的和注意事項，以便學(xué)生能夠順利進(jìn)行實驗操作。講解方式為直述事實，分析和提問實驗步驟設(shè)計，說明注意事項以及討論實驗現(xiàn)象和結(jié)果。在操作實驗的過程中，要求學(xué)生認(rèn)真觀察和記錄實驗現(xiàn)象，鼓勵學(xué)生提出問題和發(fā)表自己的意見。這樣，在師生互動中進(jìn)行實驗教學(xué)，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實驗態(tài)度。

三、課堂教學(xué)管理與效率的統(tǒng)一

建立必要的多種課堂管理制度是提高教學(xué)效率的主要措施之一。學(xué)生簽到是監(jiān)督每個學(xué)生參加實驗的手段。課后完成實驗報告是為了檢查學(xué)生對實驗知識的掌握程度；課后打掃實驗室衛(wèi)生是培養(yǎng)學(xué)生熱愛勞動的品德。教師要課前準(zhǔn)備實驗材料，領(lǐng)取實驗所需化學(xué)藥品，配制必要的化學(xué)試劑，板書實驗內(nèi)容，為學(xué)生能夠順利完成實驗打下基礎(chǔ)；課堂上教師要積極指導(dǎo)學(xué)生操作，解答學(xué)生提出的問題；課后要認(rèn)真批閱實驗報告。這些環(huán)環(huán)相扣的管理措施都是提高教學(xué)效率的保證，同時，還要防止管理與效率的脫節(jié)。教師要防止學(xué)生只到課不動手操作實驗的情況發(fā)生；要鼓勵學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象，防止對實驗現(xiàn)象的置若罔聞；要監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生正確地使用實驗儀器；要引導(dǎo)學(xué)生積極分析和討論實驗現(xiàn)象和結(jié)果；要鼓勵學(xué)生積極完成設(shè)計創(chuàng)新實驗以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。只有這樣，才能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、分析和解決問題的能力以及創(chuàng)新思維能力，提高教學(xué)效率。

四、兩種教學(xué)課堂的統(tǒng)一

普通生物學(xué)實驗除了在實驗室教學(xué)以外，適當(dāng)?shù)匕才乓恍┦彝饨虒W(xué)項目也是必要的。一些實驗教學(xué)項目在室外教學(xué)時，內(nèi)容可以更直觀和生動，更容易被學(xué)生接受。豐富多彩的生物現(xiàn)象會吸引學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究生命活動，為學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)提供目標(biāo)和方向。因此，根據(jù)特定實驗項目，在校園、山野或?qū)嵱?xùn)基地中進(jìn)行動植物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理以及分類等實驗內(nèi)容教學(xué)，提高學(xué)生對知識的感性認(rèn)識，有利于提高學(xué)生的觀察能力、分析和思維能力以及實驗積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。不管是實驗室內(nèi)教學(xué)還是室外教學(xué)，這兩種課堂都使學(xué)生獲得研究生命本質(zhì)的能力，是相互聯(lián)系、相互促進(jìn)的統(tǒng)一體。但課堂外教學(xué)，需要豐富的動植物知識，要求學(xué)生積極儲備知識，才能理解生物的種類、生活環(huán)境境和多樣性等。

五、考核內(nèi)容與能力評估的統(tǒng)一

實驗考核是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)、檢測學(xué)生知識掌握程度的手段。為了給每個學(xué)生一個客觀公正的評價結(jié)果，制訂出一個客觀和科學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)是有必要的。普通生物學(xué)實驗考核評分標(biāo)準(zhǔn)是采用平時成績（20%）、實驗報告成績（50%）和期末考試成績（30%）相結(jié)合的方式。防止考核形式的單一化，片面給出學(xué)生成績而影響學(xué)生學(xué)習(xí)實驗的積極性和主動性的發(fā)揮。

實驗報告是考核學(xué)生能力的主要依據(jù)。寫作實驗報告不僅要寫出完整的實驗?zāi)康摹嶒灢牧虾蛯嶒灢襟E，而且要有詳細(xì)的實驗結(jié)果、有條理的分析與討論的部分。其中的分析與討論的部分是考查學(xué)生對知識融會貫通的能力，應(yīng)該是考查的重點。因此，教師在批閱實驗報告時，要認(rèn)真分析實驗報告中存在的問題和產(chǎn)生的原因，是實驗態(tài)度引起的，還是操作不當(dāng)產(chǎn)生的問題，要做到對癥下藥。只有解答了學(xué)生心中的疑惑，才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察能力、對實驗結(jié)果分析和數(shù)據(jù)處理的能力、討論問題和回答問題的能力，才能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、思維能力和科研素質(zhì)。實驗報告考查應(yīng)該綜合一個學(xué)期的所有實驗報告內(nèi)容進(jìn)行綜合評定。

平時成績考查包括學(xué)生的出勤情況、預(yù)習(xí)情況、原始記錄、實驗操作、團(tuán)隊協(xié)助和安全衛(wèi)生等方面，是考查學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和實驗精神的重要依據(jù)。實驗課堂上，教師要檢查學(xué)生的操作準(zhǔn)確性，防止敷衍了事、胡亂應(yīng)付和依葫蘆畫瓢的情況發(fā)生。期末考試主要考查學(xué)生的理論知識、實驗技能和實驗技術(shù)理論等，重點是考查實驗操作能力和設(shè)計能力，這部分成績在期末時會通過一次綜合考試來評定成績。這些考核內(nèi)容為培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)造思維能力打下堅實的基礎(chǔ)。

綜上所述，普通生物學(xué)實驗教學(xué)體系包含復(fù)雜又密切聯(lián)系的多個部分組成，這些部分既有區(qū)別又有聯(lián)系，構(gòu)成一個相互作用的統(tǒng)一體。實現(xiàn)實驗教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)的統(tǒng)一、教學(xué)方法與研究對象的統(tǒng)一、教學(xué)管理與效率的統(tǒng)一、室內(nèi)和室外兩種教學(xué)課堂的統(tǒng)一，考核內(nèi)容與能力評估的統(tǒng)一等五個方面的效應(yīng)統(tǒng)一，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實驗教學(xué)質(zhì)量。值得注意的是，普通生物學(xué)實驗教學(xué)要與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合，服務(wù)于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)，才能培養(yǎng)出具有探索精神和促進(jìn)社會發(fā)展的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]仇存網(wǎng)，劉忠權(quán)，吳生才.普通生物學(xué)實驗[M].南京：東南大學(xué)出版社，2010.

[2]金悅，陳曉南，楊培林.綜合創(chuàng)新性實驗中的學(xué)習(xí)引導(dǎo)[J].高等工程教育研究，2012（2）：152-155.

[3]時偉.論大學(xué)實踐教學(xué)體系[J].高等教育研究，2013，34（7）：61-64.

基金項目：湖南科技學(xué)院教學(xué)改革研究項目（XKYJ2015035）。

作者簡介：黃國文，男，博士，講師，從事生物學(xué)的教學(xué)和研究工作。