生命科學競賽對生物類課程實驗教學促進研究

[摘 要] 生物類實驗課是生物科學、生物技術及生物工程等本?？粕鷮I(yè)基礎課與重要的核心實踐課，為了響應當前促進生物類課程的實驗課教學內容創(chuàng)新改革與教學方法的創(chuàng)新，結合全國大學生生命科學競賽在高校生物學科中的關注度與生物類課程實驗課程教學在大學的實踐情況，分別從競賽模式與現(xiàn)狀、競賽對學生自主學習生物類實驗課的興趣、競賽與實驗教學模式改革、競賽對生物類實驗課課程改革的促進和對師資隊伍建設作用以及全國生命科學競賽對生物類實驗課中的教學效果評價方面加以論述，全面解析全國生命科學大賽對微生物實驗課程教學的重要成效及關鍵促進作用。

[關鍵詞] 生命科學競賽;實踐教學;實驗技能;教學模式改革

[基金項目] 2021年度安慶師范大學研究生線上課程項目（2021aqnuxskc02）;2021年度安慶師范大學研究生教育教學改革項目（2021aqnujyxm64）;2021年度安徽省科技廳安徽省自然科學基金項目“基于聯(lián)合組學挖掘LGG調控肉雞抗腸炎沙門氏菌感染腸道微生物特征及其特異性受體基因”（2108085QC138）

[作者簡介] 石水琴（1990—），女，安徽安慶人，理學博士，安慶師范大學生命科學學院講師，碩士生導師，主要從事腸道微生物研究。

[中圖分類號] Q93-3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）20-0161-04 [收稿日期] 2022-01-28

全國大學生生命科學競賽具有鮮明特色，主要包含生命學科中的動植物、微生物學，旨在促進培養(yǎng)大學生的實踐、創(chuàng)新以及團隊合作能力。競賽主題一般較為開放，圍繞解決生命科學領域相關的科學問題開展自主實驗或野外調查。參賽大學生通過競賽，有助于掌握與生命科學領域相關的基本實驗技術和方法，提升自身綜合素質、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、科研素質和綜合能力，促進高校生命科學類專業(yè)人才培養(yǎng)質量。

一、競賽模式

參賽對象為各類高等院校的在校本?？粕梢砸詧F隊形式參加比賽。在導師的指導下，鼓勵跨學科專業(yè)、多年級學生，積極開展自主性、創(chuàng)新性的實驗方案的設計或者是野外環(huán)境的調查研究，積極自主的尋求解決學生命科學專業(yè)問題的可行、有效的辦法，導師積極貫穿整個大賽的思路和實施的指導。學生利用課余時間、寒暑假期進行實驗方案的設計，并積極展開實驗室內實驗研究和野外環(huán)境樣品的調查等，同時做到及時記錄數(shù)據(jù)、分析整理實驗數(shù)據(jù)，撰寫小結報告，最后形成完整作品且撰寫論文。整個過程中，學生組長首先將論文的綜述和實驗設計報告進行上傳，然后根據(jù)時間進度和實驗完成進度，組長一次上傳實驗結果與分析，最后將實驗數(shù)據(jù)進行匯總分析，撰寫實驗論文和整個過程實驗心得，由學生組長完成數(shù)據(jù)上傳。隨后，大賽組直接進行網(wǎng)絡評審以及省賽評審等工作，直至遴選出優(yōu)秀的作品推入國賽評比。

二、全國生命科學競賽在教學中的促進作用

（一）競賽極大地激發(fā)了學生自主學習生物類實驗課的興趣

生命科學競賽的展開與普及，相較于之前不僅調動了學生對生物類實驗課的主動性、積極性以及參與度，也在很大程度上提高了學生在生物類實驗課中的學習態(tài)度、積極動手的實驗操作能力。在備賽階段更為重要，撰寫參賽作品的實驗綜述和實驗方法的設計，就需要與作品相關生物專業(yè)的老師進行交流，可能涉及的到植物學、動物學、微生物學等各專業(yè)課的老師。這個過程的參與不僅使得學生的主觀能動性得到促進，也使得學生與生物學專業(yè)課教師之間的交流得到極大促進，使得學生對生物學知識點的深入理解極大地提高，這給大學生充分提供展示展示自我潛力平臺和自我能力的挖掘[1]。在生命競賽的設計過程中，比賽的考核內容是要求學生掌握多學科實驗技能，讓學生明白實驗課中學習實驗技能的重要性和實用性，同時也能積極主動地去探究實驗步驟的原理和實驗操作步驟的規(guī)范的重要性。尤其是常規(guī)生活實驗的操作，實用性更加強烈[1]。例如在我們生物學科中的微生物學實驗課中設計到的在環(huán)境中進行微生物的分離鑒定實驗，就涉及選擇培養(yǎng)基的選擇與配制、無菌操作要點等。那么學生在生命科學競賽的激勵下，會更加關注和認真地學習微生物實驗課中的技能的掌握和知識點的獲得。

（二）競賽推動了“以賽促學”的實驗教學模式

在傳統(tǒng)的教學模式中主要以老師的課堂理論為主，主要以教師為教學中心，在各生物類專業(yè)課的實驗課教學的開展中，大都是任課教師在實驗課前，已將相關的實驗器材、藥品配置自己都完全準備好，并且整個實驗教學過程中基本以老師的實驗示范操作或者播放復雜實驗操作的視頻觀看為主的實驗課教學模式，跟傳統(tǒng)理論教學一樣，偏重于實驗原理講解和基本實驗操作的常規(guī)示范。但是全國生命科學競賽融入生物類專業(yè)課堂后，學生對生物類專業(yè)課程的實驗課的主觀能動性和對實驗課的熱情度顯著高漲[2]。在參賽機制的激勵下，學生主觀能動性以及自主學習性得到很好的調動。我們通過對生物類學科實驗課現(xiàn)狀分析且結合全國生命科學競賽對生物類專業(yè)課的基礎實驗課程教學內容進行了教學模式改革，在實驗課上常規(guī)的實驗教學原理的講解和實驗操作實操結束后，我們同步增設了生物類專業(yè)實驗課實驗操作技能綜合測評，實驗室現(xiàn)場操作測評，對學生的實驗技直接進行現(xiàn)場點評和打分，實行實驗室現(xiàn)場實操考評環(huán)節(jié)，進一步促進生物類學科中“以賽促學”的實驗教學模式的應用和有效實施。

（三）競賽加強了生物類學科“請進來，送出去”師資隊伍建設

全國生命科學競賽的不斷改革與推進，學生參與生命科學競賽中去，對生物類專業(yè)學生的角度來分析，是一個完整的實現(xiàn)自我專業(yè)技能的展現(xiàn)和專業(yè)技能水平的考核與檢閱。同時，對生物類專業(yè)學科的老師而言，也是教學模式上的一個轉變與創(chuàng)新的切入點。大多數(shù)高校積極推行了“專家請進來”實施策略與把近年新進青年老師大膽“送出去”培訓教學的開放模式。尤其注重“兄弟”院校生物類專業(yè)實驗課教學成果的學習，及時邀請“兄弟”院校的專家為我院生物類專業(yè)老師進行教學創(chuàng)新上的改革，來積極彌補青年教師教學經(jīng)驗不足的弱勢[3]。同時也會組織安排青年教師外出進行教學改革、教學創(chuàng)新等培訓和學習，結合指導大學生生命科學競賽，做到實驗教學方法和理念的與時俱進[4，5]。因此，使學生通過全國生命科學競賽，達到從實踐上去提高生物學專業(yè)教師的教學創(chuàng)新的實踐能力。

（四）競賽側重實踐“知行合一”

全國生命科學競賽的出現(xiàn)，使得學生意識到專業(yè)實驗課的重要性和必要性，意識到實驗技能的學習與應用性。那么，在參加全國生命科學競賽的過程中，實驗方案的設計就是最直接的體現(xiàn)，在這個環(huán)節(jié)中，學生要求具有自主性，還需要具備理論知識學習的綜合運行。在比賽的實驗方法的上傳環(huán)節(jié)中，這里是對實驗技能的綜合考察與評估，實驗技能的獲得與整合，是在生物類專業(yè)實驗課的學習中積累的。結果分析的環(huán)節(jié)，評比的是學生對實驗數(shù)據(jù)的歸納與分析能力，這部分能力的獲得是在生物類專業(yè)實驗課實驗數(shù)據(jù)的分析學習中積累獲得。論文撰寫則是整個綜合能力的檢閱，此部分對應的是實驗課實驗報告撰寫能力的體現(xiàn)。因此，在全國生命科學競賽推行過程中，無形地強化了生物類專業(yè)實驗課的基礎實驗技能的掌握，同時也規(guī)范了學生在實驗過程中一些操作，從而達到創(chuàng)新實驗，學生嚴謹?shù)目茖W意識的形成，全面激發(fā)自主分析、發(fā)現(xiàn)問題、實施辦法以及綜合設計能力等培養(yǎng)。

（五）競賽促進了生物類實驗課課程改革

從近幾年生命科學學院學生參加全國生命科學競賽獲得的名次以及學生在參賽實驗過程中出現(xiàn)的問題進行總結反思，我們發(fā)現(xiàn)生物類專業(yè)實驗課程的創(chuàng)新與改革已經(jīng)是迫在眉睫。老師要更加注重引導和培養(yǎng)學生對生物類專業(yè)課實驗的興趣，注重基礎實驗技能的教授外，還需要補充前沿的實驗技術的發(fā)展，尤其是針對生物技術專業(yè)的大學生。傳統(tǒng)的實驗課偏重于實驗原理傳授，各專業(yè)之間綜合知識點學生的整合力弱，這主要是由于對實驗課參與性與積極性。生命科學競賽的導入，可以讓學生在微生物學實驗學習中利用課余時間、網(wǎng)絡課程等，從生物學實驗操作技術角度培養(yǎng)示范與規(guī)范操作的學生，使學生的參與性和動手能力得到全方面提高[6]。讓學生積極參與實驗課前的事項準備中，實現(xiàn)老師到學生主講的轉變，老師及時補充，增設實驗基本操作的綜合考核環(huán)節(jié)，加大考核比例等的方法進行實驗課考核方式改革，讓學生由被動的上實驗課到逐漸喜歡實驗課，認識到實驗課基礎技能培養(yǎng)的重要性[4]。

三、全國生命科學競賽在生物類實驗課中的教學效果評價

（一）使生物類基礎實驗與拓展實驗相融合

在微生物學實驗課教學過程中，由于主要是以教師實驗示范和實驗原理講解為主，學生主要依照教師提前準備的實驗器材和藥品按照實驗步驟要求進行操作，但對每一步驟的實驗原理理解的不全面。因此，學生對做的實驗通常是一知半解，純屬完成實驗任務，在這個過程中，一旦出現(xiàn)實驗問題或者突發(fā)意外情況，學生不知如何解決。然而通過生命科學競賽可以拓展學生生物類實驗，除一些基礎實驗外，使學生對生物類實驗有一個更多的掌握，尤其是賽事前對學生的實驗培訓，激發(fā)學生的參與性[5]。例如，細菌結構觀察，常規(guī)實驗是進行光學顯微鏡觀察對細菌結構有個基本輪廓性認識，但是細菌每個結構的作用是什么，在哪些環(huán)境中會發(fā)生變化等，這些問題在常規(guī)基礎教學實驗課上基本是不涉及的，所以可以將其結合到競賽中，拓展學生們對微生物世界的思考和探索。

（二）使生物類基礎設計性實驗和研究性實驗相融合

在全國生命科學競賽的參賽過程中，更加注重學生對參賽實驗設計和研究實驗結果的分析與融合，讓學生獨立自主設計實驗、實驗方法選擇、實驗結果統(tǒng)計與分析等。在整個參賽過程中，學生的發(fā)散性與自主性思維討論的培養(yǎng)，及時將自己的方案分享給大家并且進行討論，學生在整個參賽的實驗完成的過程中可以及時發(fā)現(xiàn)實驗誤區(qū)，及時對實驗方法進行改進和優(yōu)化，讓學生獨立自主的科研能力逐漸得到培養(yǎng)。指導老師在這個過程中發(fā)揮重要指導作用，使學生的基礎科研想法得到肯定和實施。

（三）使實驗課過程考核和綜合性考核相結合

傳統(tǒng)上學生的實驗課成績評定是根據(jù)專業(yè)理論課成績?yōu)橹鬟M行考核，最后小比例加入實驗課成績不能很好反應學生的綜合水平[6-9]。生命科學競賽的加入，使得教師在生物類實驗課教學的過程中，革新了實驗課教學方式[10，11]，更加注重學生的過程考核與綜合性考核的相結合來評定學生的成績，更加注重學生實驗課實驗教學實施。

結語

通過參加全國生命科學競賽可以很好地鍛煉生科類專業(yè)學生的基礎實驗操作技能能力，更是從生物類專業(yè)課實驗課教學實踐中全面激發(fā)學生對生物實驗的興趣，以及對未知知識面的探索，做到了真正使學生生物教學的實踐應用，今后安慶師范大學更加努力開展微生物各技能競賽，從而不斷深化與改革微生物實驗課程教學新模式，為大學生深入學習微生物學提供一個更為廣闊的平臺。

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Research on the Promotion of Life Science Competition on Experimental Teaching of Biology Courses

SHI Shui-qin

（School of Life Sciences， Anqing Normal University， Anqing， Anhui 246133， China）

Abstract： The course of Biological Experiment is an important basic course and core practical course for junior college students， such as biological science， biotechnology and bioengineering. In response to the current promotion of the innovation and reform of experimental course teaching content and teaching methods of biological courses， This paper focuses on the attention of national college students’ life science competition in college biology and? ?the practice of experimental teaching of biological courses in colleges and universities， respectively from the competition mode and current situation， the interest of competition in students’ autonomous learning of biological experimental courses， the reform of competition and experimental teaching mode. Besides， this paper discusses the role of the competition in promoting the curriculum reform of biological experimental courses and the construction of teaching staff， as well as the evaluation of the teaching effect of the national life science competition in biological experimental courses， and comprehensively analyzes the important effect and key promoting role of the national life science competition in the teaching of microbial experimental courses.

Key words： life science competition; practical teaching; experimental skills; reform of teaching mode