劉鍇棟，黎海利，魏伍川，袁長春

(嶺南師范學(xué)院 生科院，廣東 湛江 524048)

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地方師范院校生物科學(xué)專業(yè)生物綜合大實(shí)驗(yàn)課程體系的探索

劉鍇棟，黎海利，魏伍川，袁長春

(嶺南師范學(xué)院 生科院，廣東 湛江 524048)

摘要：為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，嶺南師范學(xué)院生科院對生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行改革探索。例如，開設(shè)了綜合大實(shí)驗(yàn)課程，該課程根據(jù)生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，優(yōu)化課程體系，增刪教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)生動(dòng)手自主設(shè)計(jì)、自主分配時(shí)間開展試驗(yàn)等實(shí)踐機(jī)會，旨在探索一種綜合性實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)體系，以期能提高學(xué)生的自主動(dòng)手及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出更適合現(xiàn)代社會要求的學(xué)生。

關(guān)鍵詞：生物綜合大實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)課程；優(yōu)化體系；學(xué)生主體

生物科學(xué)是一門前沿科學(xué)，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，其專業(yè)涉及面相當(dāng)廣泛。生物綜合大實(shí)驗(yàn)課程是指學(xué)生在掌握一定的生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用本專業(yè)、本學(xué)科及相關(guān)課程多個(gè)知識點(diǎn)或多門可能多個(gè)知識點(diǎn)，或者涉及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實(shí)驗(yàn)綜合課程。該課程的開設(shè)，旨在培養(yǎng)具有較強(qiáng)動(dòng)手、實(shí)踐和創(chuàng)新能力的生物科學(xué)專業(yè)本科生。生物綜合大實(shí)驗(yàn)課程同時(shí)也是一門讓學(xué)生學(xué)以致用，提高動(dòng)手和創(chuàng)新能力的課程。但目前生物綜合大實(shí)驗(yàn)課程主要在一些綜合性院校開設(shè)，地方類師范院校尚沒有建立完善的生物綜合大實(shí)驗(yàn)課程體系。因此，本文旨在通過探索生物科學(xué)專業(yè)的生物綜合大實(shí)驗(yàn)課程的改革，不斷提高學(xué)生動(dòng)手操作能力。

一、綜合實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的對比差異

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會更需要具有創(chuàng)新能力的人才，本科人才培養(yǎng)中綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。其中綜合能力的培養(yǎng)主要包括傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作等基本能力的培養(yǎng)，還包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)、分析問題能力的培養(yǎng)。教學(xué)方法的應(yīng)用更為多樣和靈活，主要目的在于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、思考問題的能力，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)具有探索性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程是以老師講授為主，學(xué)生只是按照現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟并使用老師配好的各種試劑完成，不需要課前預(yù)習(xí)，不需要課中思考，較難達(dá)到自主和創(chuàng)新目的。改革后的生物綜合實(shí)驗(yàn)，以學(xué)生為主，實(shí)驗(yàn)題目包括學(xué)生自主設(shè)立和老師給出題目提示，學(xué)生自己查閱資料寫出具體的實(shí)驗(yàn)步驟，經(jīng)老師審核其是否具有可行性。通過審核的實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生自主完成，所需的試劑由學(xué)生自行配置。最后，學(xué)生把自己的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等寫成報(bào)告上交。通過這種傳授方式的改變，使學(xué)生掌握了如何學(xué)習(xí)、如何去思考問題，從而提高學(xué)生的思考和動(dòng)手的能力，給學(xué)生提供具有創(chuàng)新性的探索性教學(xué)環(huán)境。

二、探索建立生物綜合大實(shí)驗(yàn)改革體系

(一)綜合大實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)題目的確立

1.綜合實(shí)驗(yàn)選題與教師科研課題相結(jié)合

充分利用現(xiàn)在的科研資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣特長，從教師的科研課題中選擇綜合實(shí)驗(yàn)選題。老師加以輔助，讓學(xué)生盡最大可能自主完成實(shí)驗(yàn)，使科研與實(shí)踐相結(jié)合。首先，選題完畢后學(xué)生以組為單位查閱資料，寫出具體的操作過程，老師對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)募m正，最終確定試劑配制方法、實(shí)驗(yàn)操作流程等。其次，學(xué)生自己動(dòng)手配制試劑，按流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并做好相關(guān)記錄。最后，把實(shí)驗(yàn)原理、試劑配制、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等轉(zhuǎn)化為文字，交給老師批閱。在實(shí)踐操作過程中，學(xué)生們通過發(fā)揮主觀能動(dòng)性，掌握科學(xué)研究的全過程，從而使自身的科研素養(yǎng)和動(dòng)手能力得到提升。

2.綜合實(shí)驗(yàn)選題與解決生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合

傳統(tǒng)的義務(wù)教育不注重科學(xué)與日常應(yīng)用的結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生不關(guān)心實(shí)際問題，社會責(zé)任感較弱，針對這個(gè)問題在生物本科教育階段提出大學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)應(yīng)來自生活、服務(wù)生活的理念。

為突出生物科學(xué)的實(shí)用性和應(yīng)用型較強(qiáng)的特點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)以致用，激勵(lì)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和探索，嶺南師范學(xué)院在生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生為解決生產(chǎn)問題設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)題目。例如，“發(fā)酵食品的制作”“生物大型教具的制作”“發(fā)酵與環(huán)境的關(guān)系”“農(nóng)藥殘留檢測”等。以類似的題目進(jìn)行研究，一方面可以提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，另一方面還可以形成一定的具有可利用價(jià)值的科研成果，為學(xué)生走上工作崗位提供良好的研究基礎(chǔ)。

(二)綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的確立

教學(xué)主要是給學(xué)生傳授一種方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是傳授知識，而綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，這一目的使得教師在教學(xué)上必須注重教學(xué)方法的多樣性和靈活性，教會學(xué)生如何進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，研究過程中出現(xiàn)問題的時(shí)候如何分析和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐的能力，提高學(xué)生的科研素養(yǎng)。學(xué)生為主、實(shí)驗(yàn)教師為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施上能充分地給予學(xué)生思考、選擇、自學(xué)、嘗試和失敗的權(quán)利，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中開闊思路，體會樂趣。

實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)是關(guān)系到能否順利完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡年P(guān)鍵，合理、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)因素和實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三要素”，教師在設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中要緊緊圍繞這“三要素”，引導(dǎo)學(xué)生開展自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。首先，老師引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，提出要探究的生物現(xiàn)象和問題，確立實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)；其次，學(xué)生必須大量查閱文獻(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行技術(shù)路線的設(shè)計(jì)；最后，在教師的輔導(dǎo)下，讓學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)的方案，制定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟。在此過程中，讓學(xué)生自主地參與到其中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，對操作過程中可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)有效的措施進(jìn)行解決，并對研究的結(jié)果進(jìn)行探討，這是一個(gè)學(xué)生從設(shè)計(jì)到討論都積極參與的過程，是一個(gè)最基本較完整的科學(xué)研究的過程，為培養(yǎng)學(xué)生的科研能力提供了平臺。

學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。教師的作用主要是強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程中的一些注意事項(xiàng)，觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中知否規(guī)范操作，確保每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本功達(dá)標(biāo)。最后，參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生共同談?wù)撏瓿蓪?shí)驗(yàn)總結(jié)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)施的評價(jià)，期間充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。借助生本試驗(yàn)的開展，可提高學(xué)生對科學(xué)的興趣，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)，更利于學(xué)生的全面發(fā)展。

在綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的輔導(dǎo)作用深入到實(shí)驗(yàn)的每個(gè)過程。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中會遇到許多問題，在這些問題面前教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探討，提出有效合理地解決問題的方案，在此過程中，學(xué)生的解決問題的經(jīng)驗(yàn)不斷豐富，實(shí)驗(yàn)技能得到大幅度提高，這種學(xué)生為主體，教師輔助學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式可以為培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考問題、解決問題創(chuàng)新性人才提供了有效的途徑。

(三)實(shí)驗(yàn)課程評價(jià)體系的建立

改變以往只以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況以及平時(shí)出勤的單一評價(jià)制度，建立完善的過程與實(shí)驗(yàn)成果相結(jié)合科學(xué)的學(xué)生成績評價(jià)體系，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文的撰寫與成果展示和教師的綜合性成績考核兩部分。

1.實(shí)驗(yàn)成果

實(shí)驗(yàn)成果的展示可以通過兩種方式，一種是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，另一種是多媒體課件的制作。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生將實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并以正規(guī)發(fā)表論文的形式書并上交。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容大致包括實(shí)驗(yàn)的材料、試驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析幾大部分。分析部分要對本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，并對實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的各種問題進(jìn)行討論。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，一方面可以提高學(xué)生對出現(xiàn)問題的分析能力，有利于提出更有效的方案，若對實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步優(yōu)化時(shí)提出更合理的實(shí)驗(yàn)方案，得出更完美的結(jié)果。另一方面，通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫可提高學(xué)生科研論文的寫作能力。

另一種實(shí)驗(yàn)成果的呈現(xiàn)是多媒體課件的制作。課件的制作采用學(xué)生分組進(jìn)行，集中匯報(bào)的形式。課件制作內(nèi)容控制時(shí)間為15分鐘，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，材料的獲取、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析討論等均于課件中一一有所體現(xiàn)。課件匯報(bào)后安排10分鐘進(jìn)行答辯，學(xué)生或教師均可對實(shí)驗(yàn)提出問題或疑問，由匯報(bào)的學(xué)生進(jìn)行解答。通過多媒體課件的制作與答辯，一方面可以提高學(xué)生的口頭表達(dá)能力和邏輯思維能力。另一方面，通過師生的互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)研究的熱情，促使學(xué)生進(jìn)一步探討科學(xué)的方法。

2.成績考核

對生物本科專業(yè)來說，生物綜合大實(shí)驗(yàn)為獨(dú)立的一門課程，考核的辦法主要結(jié)合學(xué)生日常的表現(xiàn)及操作技能兩方面，主要考核指標(biāo)如下：(1)方案設(shè)計(jì)(20%)：主要評價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性以及在現(xiàn)有條件下的可行性；(2)操作技能(30%)：實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的基本動(dòng)手操作能力，出現(xiàn)問題時(shí)是否及時(shí)采取有效的措施解決問題；(3)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(30%)：內(nèi)容是否完整，格式是否標(biāo)準(zhǔn)，文獻(xiàn)的引用是否合理，分析討論問題是否合理等；(4)多媒體課件制作及答辯(20%)：多媒體課件內(nèi)容是否簡潔、完整、圖表美觀，論述清晰明了，答辯時(shí)從容面對，對答如流。

三、結(jié)語

優(yōu)化后的生物大實(shí)驗(yàn)課程系統(tǒng)，可更大程度地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。改革后的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生是課程的主體，教學(xué)過程從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、解決問題等主要由學(xué)生完成，整個(gè)過程學(xué)生的參與使學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到了充分發(fā)揮，學(xué)習(xí)興趣大大增強(qiáng)，創(chuàng)新意識、實(shí)踐操作能力、解決問題的能力都得到大幅度提升。教育就是為了培養(yǎng)對社會有用的人，對于本科教育，應(yīng)更注重學(xué)科教學(xué)與經(jīng)濟(jì)社會的聯(lián)系，注重培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。生物大實(shí)驗(yàn)課程設(shè)立要立足于學(xué)生，教學(xué)模式要以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，注重學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為社會培養(yǎng)創(chuàng)新性人才發(fā)揮重要作用。

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[責(zé)任編輯：陸靜]

作者簡介：劉鍇棟(1982-)，男，廣東電白人，副研究員，從事生物學(xué)教學(xué)研究。

基金項(xiàng)目：嶺南師范學(xué)院2014年省級高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“依托協(xié)同創(chuàng)新平臺培養(yǎng)生物學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才的探索與實(shí)踐”；嶺南師范學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目“大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)基地項(xiàng)目”；嶺南師范學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目“生物科學(xué)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”；廣東省高等教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目“應(yīng)用性人才培養(yǎng)的基層教學(xué)組織創(chuàng)新及其教學(xué)與管理實(shí)踐”。

中圖分類號：O13

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-0063(2016)03-0091-03

收稿日期：2016-01-12

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.023