實驗型微課提升高等農業院校生物化學實驗教學效果探討

賈然然+李海霞+邢國珍+王愛武+楊浩

摘要 微課根植于信息化時代沃土，近年來發展空間迅速擴大。本文通過分析介紹當前生物化學實驗教學現狀，對微課在農業高等院校生物化學實驗課中的應用進行了初步探討，并重點闡述了將微課引入生物化學實驗課中所面臨問題及解決措施，旨在提高生物化學實驗課的教學質量。

關鍵詞 微課；生物化學；實驗教學；教學效果；高等農業院校

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）01-0270-03

Discussion on Promoting Effect of Experimental Micro-lectures on Biochemistry Experiment Experimental Teaching in Agricultural Colleges

JIA Ran-ran LI Hai-xia XING Guo-zhen WANG Ai-wu YANG Hao

（College of Life Science，Henan Agricultural University，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract In recent years，micro-lectures produce and develope rapidly in the fertile soil of the information age.In this paper， the current status of biochemistry experimental teaching was mainly analyzed.Application of micro-lecture in biochemistry experiment teaching was discussed preliminarily，and the problems and solutions of introducing micro-lecture into biochemistry experiment teaching were emphatically expounded，so as to improve the teaching quality of biochemistry experiment.

Key words micro-lecture；biochemistry；experimental teaching；teaching effect；agricultural college

實驗教學作為一種常見的理科教學方式，提高其教學質量，是提高學生動手能力、科研創新能力和解決實際問題能力等綜合素質的關鍵環節[1]。特別是對于應用型本科院校和專業，其教學體系建設的核心環節是實踐教學，注重培養學生的實踐能力。當前，教育資源及共享方式日益豐富，微課在信息化時代的沃土中迅速成長，在傳承傳統教學模式優勢的同時，將微課引入到生物化學實驗課程中，具有重要的現實意義。

1 高等農業院校生物化學實驗教學現狀

生物化學是生物、醫學等相關專業的一門重要的核心課程，是在分子的基礎上，研究生物體中各組分的結構與功能、代謝與調節的一門學科，內容較龐雜、抽象，但實驗性很強。生物化學實驗在生物化學為學科的產生、發展、應用過程中起著重要的推動作用，其能夠將微觀、抽象的生物化學概念和現象具象的表達，是大學生從事生物學、醫學等相關科學實驗的起步。學生通過觀察和分析實驗現象，學習生物化學實驗的設計思想，提高創新能力；同時提高學生動手能力，加深認知，使理論與實際融會貫通。作為培養高素質復合型農業科技人員的高等農業院校，生物化學科目幾乎涵蓋了生命科學、林學、農學等各個專業。生物化學實驗課教學模式的創新要堅持科學性、創新性、自主性原則，雖然我國各個時期的生物化學實驗課對于培養學生動手操作能力、分析解決問題能力都下足了功夫，但實驗教學依然存在諸多的問題。

1.1 課堂利用率低，不利于發揮學生主觀能動性

生物化學實驗課是在掌握實驗所用儀器的功能和使用方法的基礎上，把所學的理論知識聯系實踐，從而鍛煉學生的動手能力和科研思維[2]。目前，高校對生物化學的教學方式大多是“按部就班”和“手把”教學，教師照本宣科、平鋪直敘地講授，學生機械地按照已給步驟“按部就班”地做，而且面對陌生的儀器，學生對原理性知識可能非常熟悉但對于操作技術比較陌生，就需要教師走下講臺“手把手”地演示、講解實驗操作方式方法。教師在有限的課堂時間內做著基礎性、重復性的工作，導致課堂結構單一，科學課堂的延伸活動都流于表面形式，不利于學生系統性知識的形成，課堂利用率比較低，也難以充分調動學生的積極性，不利于發揮學生的主觀能動性。實驗是知識技能、動作技能、思維活動的綜合運用過程，實驗操作過程中學生常常遺忘教師的講課內容，并不能真正理解實驗操作步驟的目的和意義，以至于不能將理論知識與實踐操作融會貫通，對于得到的實驗結果仍不會分析原因[3-4]。

1.2 實驗課準備不夠充分

首先，隨著教育大眾化的推進，相對于教育事業發展的實際需求，教育投入仍然不足，一些院校的基本辦學條件不達標問題依然存在，教學科研儀器設備仍然不能充分滿足學生的實驗需求，特別是對大型儀器的學習和使用。其次，課前預習僅限于實驗教材，甚至學生不了解實驗課的內容，無法有效預習，對于新實驗的操作方法或新儀器的使用只靠教師課堂講授而被動、倉促接受。再者，學生對實驗的準備工作、預處理方式等一無所知，對學生來說缺乏興趣性、挑戰性；部分學生甚至不動手操作，只待實驗結果來填寫實驗報告，實驗記錄千篇一律，可分析性不強，不能有效提高學生對研究方法、實驗技能的學習，這就使得實驗課失去了原有的意義。

1.3 實驗課時數少，教學內容單一endprint

實驗課時數少，且驗證性、演示性實驗偏多，而有意識地將生物化學實驗技術串聯起來的綜合性、創新性實驗太少，然而這種類型的實驗最能引導學生主動參與實驗設計、預熱實驗操作到課堂進行實驗操作、根據結果分析原因等過程，期間學生通過查閱資料、主動思考，才能激發興趣，不管實驗結果如何，都能夠提高課堂教學效率。另外，完整的實驗課要包括實驗原理、實驗目的、操作步驟、注意事項等方面的課前講解，組織學生次序分明、有條不紊地完成實驗操作，對實驗過程中出現的問題進行總結性分析。教師在有限的實驗課時內完成一系列教學過程，需要完善實驗教學方案的設計，而往往由于教師自身不重視對實驗教學各個環節的科學管理，使得課堂結構簡單，教育教學方式單一、枯燥、沉悶和乏味，缺乏生氣和樂趣，從而影響了實驗教學質量，也使科學教學成為空談。

2 微課在生物化學實驗教學中的應用

人類已經進入了一個信息化的時代，教育教學界正在“互聯網+教育”領域中如火如荼地探尋著未來教育的發展方向。教育教學方式必須適應當代學生學習、生活方式的改變，轉變以往單一、被動的學習方式，課本不再是唯一的信息載體，學習的主要途徑不再只是依靠教師和書本。要充分利用好計算機多媒體、網絡通訊技術，實現網絡技術對現行教育的優化，豐富學生的學習方式。微課作為信息化時代的產物，是一種新型的教學模式和學習方式，并逐漸引起教育教學界的重視。微課是以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內外教育教學過程中圍繞某個知識點或教學環節而開展的精彩教與學活動全過程[5]。微課視頻時間短、內容精、趣味強、效果佳，有利于生物化學這種內容較抽象、知識點較繁雜的學科教學有；另外，將嚴肅刻板的理論知識通俗化地表達出來，學生“易學”“樂學”。

2.1 利用微課提高課堂可見度，直觀教學

利用微課，可以對首次接觸的實驗器材的使用方法、注意事項進行系統講解，避免因學生操作不當而損壞儀器，引發事故。比如在實驗項目“考馬斯亮藍G-250法測定蛋白質濃度”中，分光光度計的操作是本實驗重點，也是學生理解的難點。學生屬首次接觸和使用該儀器，雖然課前學生對其基本構造和原理有一定程度了解，但對具體使用方法、注意事項了解甚少。單從教師課堂演示、解說來看，往往因可見度差、時效性不強而使學生失去興趣，影響教學效果。因此，可制作分光光度計相關內容的微課供課堂放映，將細節放大處理，關鍵問題重點強調，增加直觀性，幫助學生掌握操作要領，節約課堂講解時間，使學生初步構建學習框架，并在日后的學習和操作中逐漸理解和完善分光光度計相關知識點。

一些大型實驗，如“質粒DNA的分離、純化與鑒定”實驗，內容較抽象，實驗耗時長、步驟繁瑣，教師課堂一次性演示可見性、有效性較差，且實驗現象無法用肉眼直接判斷，學生很難去分析實驗中每一個處理的作用與意義以及各步驟之間的聯系，以至于在整個實驗完成后尚不能理解實驗結果以及實驗意義。教師可將實驗過程錄制成視頻微課，對一些注意事項、重要步驟以字幕或旁白解說的形式進行重點強調，并且重要步驟中產生的實驗結果可以生動的動畫形式呈現出來，讓學生對實驗產物、實驗現象有直觀的認知。如在瓊脂糖凝膠的制作、點樣、電泳等步驟中的操作技巧進行細節放大展示；對提取過程應盡量保持低溫的原因、需采用酚/氯仿多次抽提的作用及目的等重難點進行解說等。以此方式讓學生對實驗中的重點、難點理論知識有直觀清晰的認知，也能使學生明晰實驗過程中每一步驟的意義，在激發學生學習興趣的同時，提高課堂學習效率，從而提高實驗教學質量。

2.2 利用微課模擬復雜實驗，延伸課堂

利用微課，可模擬現實中難以實現的實驗，也可以把抽象的事物形象地表達。例如Southern、 Northern和Western印跡雜交技術、酵母RNA的提取等實驗項目，是以后用于相關科學研究的重要而常用的技術，但在本科教學實驗中因內容多、課時少、技術難度高、設備儀器缺乏、有毒有害物質多等原因而難以實現。教師可利用微課延伸課堂，如Western Blot，是以SDS-PAGE分離得到的蛋白質樣品為基礎，繼而通過轉膜、雜交等技術獲得特定蛋白質在所分析的細胞或組織中表達情況，實驗過程較復雜繁瑣。因此，在進行SDS-PAGE實驗時，在跑膠、染色等耗時較長的實驗等待步驟中可通過微課延伸學習Western Blot，使學生了解到SDS-PAGE與Western Blot 方法結合，已廣泛應用于基因在蛋白水平的表達研究、抗體活性檢測和疾病早期診斷等多個方面，具有重要的現實意義。也可設計制作綜合性實驗微課作為課堂延伸，例如將常用分離蛋白質和寡核苷酸的方法進行說明、比較，在學生掌握基礎性實驗的操作的同時，使學生由淺入深、循序漸進地將知識系統融會貫通，也有助于培養學生的創新精神和實踐能力。

2.3 利用微課優化課堂結構，提高課堂利用率

課堂利用率是關系到教學成敗的直接因素之一，應該優化教學方式方法，在寶貴而有限的時間和空間內提高學生對知識的吸收率。胡鐵生[6]依據中小學的微課從教學方法、教學內容性質、最佳傳遞方式、微課錄制方法、使用對象和主要功能5個方面對微課進行了分類。雖然高校教學方法和教學手段與中小學的微課有著本質上的不同，但仍可利用不同形式的微課，結合高校生物化學實驗課特點，發揮教師的主觀能動性，創作出適合高等院校學科門類眾多、學生發展水平不均、學習生活方式不同的特點的微課。可通過對上節課的實驗結果進行簡單的總結反饋制作成知識復習型微課或新課導入型微課，將常見的實驗現象、結論用圖像或數據呈現出來。由于操作不當或探究方法不夠完善，都會導致實驗失敗，而實驗中失敗的結果往往是不能被忽略的，教師可引導學生對照結果分析原因，對整個實驗過程進行反思，以此加深對實驗原理、實驗步驟的作用與意義的理解。歸納與延伸是課堂上必不可少的教學環節，在一堂實驗課末可設計練習鞏固類微課總結重點、難點，或者由淺入深地進行小結拓展類微課，如“紙層析法分離氨基酸”實驗，除了該層析方法以外，還可利用醋酸纖維膜電泳分離核苷酸，微課中可將醋酸纖維膜電泳分離核苷酸進行拓展學習，對2個實驗的共同點和差異性進行對比、分析，驅動學習者的探索、思考，引導學生課外自主探究。endprint

微課形式很多，微課類型也不是一成不變的，需要教師不斷創新，在教學實踐中不斷發展和完善。利用課堂空閑時間穿插式進行微課教學，基于微課自身的短小精悍的特點，學時利用率明顯提高，階段性微課的播放講解使教學過程有趣、有理、有效，也使課堂結構得到優化、教學內容系統性增強。

3 微課應用于生物化學實驗教學需注意的問題

3.1 資金投入和教師培訓力度不足

微時代下的微課如雨后春筍一般迅速成長，微課作為一種數字化的教學資源，對錄播設備要求高，必須依托新興媒體，如計算機多媒體、網絡通訊技術，才可促進信息技術與學科教學的融合，充足的教育經費投入是教學質量的保障。且微課的制作要求教師要熟悉一定的教學軟件、具備熟練的電腦操作能力，學校可組織教師培訓，提高制作能力；充分利用集體的力量，微課的設計、錄制、編輯、美化等工作可以由不同教師分工協作，發揮各自優勢。

3.2 教師制作微課積極性不高

微課應用迅猛發展，但要注意微課制作的實效、高質。教師大多疲于應付各種檢查、評比，制作微課成了教師不能承受之重，教師積極性不高，使得微課的制作流于形式。教師作為微課的設計者、制作者，設計一個什么樣的微課、怎樣制作微課以及如何進一步提高微課質量和使用價值是所有教師應該不斷摸索探究的重要問題。

3.3 微課與傳統教學脫節

微課在一定程度上激發了學生的學習興趣，但能否真正利用好才是關鍵。教師不能只做放映員而削弱自身的主導地位。微課因為其時空分離的特點，現場感不強，會弱化師生之間的情感互動，忽視對學生綜合能力的培養，進而會影響學生的學習效率，得不償失。如凝膠過濾分離血紅蛋白與硫酸銅實驗，學生在實驗過程中遇到的問題不盡相同，教師仍需現場分析指導。因此，教師不能過分依賴微課，夸大微課的功能，弱化自身的講授，應將微課作為傳統教學的一種輔助方式，從而彌補微課單向灌輸性的缺點。

3.4 制作微課的相關知識不能及時更新，時效性不長

課堂上結合微視頻講授可提高學習效率，但時效性不長。應與“互聯網+結合”，搭建網絡教學平臺，如學院網頁、微課APP等，匯集大量學習資源，打造了教師教學技能的展示平臺，完善網絡教學平臺，做到資源共享。學生課前課后均可觀看學習，可作為長期的網絡學習資源。但是隨技術、知識的不斷更新、發展，現代教師必須樹立終身學習觀念，不斷更新網絡學習資源。

4 結語

教育領域倡導堅持“工學結合”，鼓勵教師到企業掛職鍛煉，強調加強地方本科高校“雙師型”隊伍建設，一系列教育教學新模式、新詞匯的提出，都說明了高校對應用型、復合型和技術型人才培養的重視。實驗教學是學生將教材知識運用到實踐應用中必要的教學方法，通過實驗教學可以培養學生實踐操作的能力、獨立思考問題的能力以及對科學研究的興趣。將微課應用到生物化學實驗教學中去，可推動教師專業發展和教學能力的提升，切實推動教學改革；同時微課的應用學習是學生學習、生活方式改變的需要，是知識不斷發展更新的需要，是全面提高教育教學水平的需要。教育教學界應該智慧變革，融合創新，推動教育的智慧建設，從而促進中國教育改革的全面深化。

5 參考文獻

[1] 劉勇軍，梁愛玲，侯敢.生物化學實驗課教學改革之綜合性實驗與基礎性實驗相結合[J].中國醫藥導報，2009，6（35）：128-129.

[2] 姜彥，張偉偉.生物化學實驗教學改革對理論課教學的促進[J].高師理科學刊，2007，27（5）：104-106.

[3] 楊紅，林德馨.生物化學實驗教學現狀的調查和淺析[J].山西醫科大學學報，2010，12（6）：608-611.

[4] 肖維威，馬文麗，張興梅.生物化學實驗教學現狀及改革的基本思路[J].西北醫學教育，2007，15（2）：270-271.

[5] 胡鐵生.微課的內涵理解與教學設計方法[J].廣東教育（綜合版），2014（4）：33-35.

[6] 胡鐵生.中小學微課建設與應用難點問題透析[J].中小學信息技術教育，2013（4）：15-18.endprint