李圣福 吳承來 孫愛清

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 山東泰安 271018

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，也是理論課教學(xué)的進(jìn)一步延伸[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能傳授知識、驗(yàn)證理論和掌握實(shí)驗(yàn)技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手的能力、良好的科學(xué)素質(zhì)以及分析解決問題的能力[2-4]。達(dá)到良好的教學(xué)效果離不開優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

“陷阱”教學(xué)方法在增強(qiáng)學(xué)生的辨析能力，激發(fā)學(xué)生深化思維方面具有獨(dú)特效果[5]。巧設(shè)“陷阱”，可以起到促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解[6]，貫通新舊知識的連接，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的作用?！跋葳濉苯虒W(xué)方法在基礎(chǔ)教育中開展了大量研究和應(yīng)用[7]。在我校種子學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程中對“陷阱”教學(xué)方法的運(yùn)用進(jìn)行了探索。下面以玉米種子純度蛋白質(zhì)電泳測定實(shí)驗(yàn)為例，分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用“陷阱”教學(xué)法的體會(huì)和注意事項(xiàng)。

1 玉米種子純度蛋白質(zhì)電泳測定實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

種子學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課是種子科學(xué)與工程專業(yè)的骨干課程[8,9]。其中蛋白質(zhì)電泳法測定種子純度實(shí)驗(yàn)是利用電泳技術(shù)對種子的蛋白質(zhì)組分差異進(jìn)行分析，以區(qū)分不同品種(品系)。玉米種子的純度測定，對控制種子質(zhì)量具有重要作用，也是種子企業(yè)進(jìn)行種子質(zhì)量檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一。因此，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生練習(xí)并掌握蛋白質(zhì)電泳法測定玉米種子純度的原理和步驟，為學(xué)生畢業(yè)后勝任種子質(zhì)量檢驗(yàn)工作奠定基礎(chǔ)[10]。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的“陷阱”設(shè)置

傳統(tǒng)的教學(xué)方法多采用 “演示—練習(xí)—指導(dǎo)”教學(xué)法，即教師重點(diǎn)示教后，學(xué)生模仿完成。為使學(xué)生能順利完成實(shí)驗(yàn)，教授者需要強(qiáng)調(diào)或演示容易犯錯(cuò)誤的地方。往往學(xué)生易養(yǎng)成對示范的依賴、疏于思考、懶得動(dòng)手、搭順風(fēng)車的不良習(xí)慣，教學(xué)效果差[11]。因此，在授課中，讓學(xué)生落入“陷阱”，再集中講解。使學(xué)生在百思不得其解后豁然開朗，以加深學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶[12]。

例如，本實(shí)驗(yàn)中采用的電泳條件是穩(wěn)流85 mA。因此，制作凝膠片的厚度就影響到電泳速度和所用時(shí)間，厚度越大電泳時(shí)間越長。在實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備時(shí)放入一套厚的制膠墊片。電泳過程中，使用厚制膠墊片的小組會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的電泳速度明顯慢于其他組。這組學(xué)生就會(huì)分析細(xì)節(jié)，查找原因。不自覺的回顧從裝板、制膠、點(diǎn)樣到電泳全過程的各個(gè)細(xì)節(jié)。當(dāng)他們向教師求助時(shí)，教師應(yīng)耐心引導(dǎo)學(xué)生思考電泳的電化學(xué)本質(zhì)，再列出影響電泳速度的各項(xiàng)因素。最終就會(huì)排查到凝膠厚度這個(gè)因素，確認(rèn)厚凝膠墊片導(dǎo)致電泳變慢的真正原因。整個(gè)過程中，從激發(fā)學(xué)生好奇心開始，經(jīng)討論、排查和比對，最后真相大白。這就體現(xiàn)了從“授人以魚”向“授人以漁”的教學(xué)理念轉(zhuǎn)變，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

“陷阱”可以針對不同情況靈活設(shè)置。一般實(shí)驗(yàn)器材是由教師準(zhǔn)備，學(xué)生根據(jù)教師的示范或操作規(guī)程照方抓藥。但學(xué)生對所用器具的選擇原則和要求往往不夠重視。對此，可以像上一個(gè)例子一樣準(zhǔn)備不同規(guī)格、型號的器具，讓學(xué)生自己選擇。當(dāng)他們落入陷阱時(shí)才會(huì)對這些細(xì)節(jié)給予足夠重視，對其中的原理才會(huì)理解透徹。

除了實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置“陷阱”，還可以將學(xué)生今后可能遇到的“陷阱”進(jìn)行案例分析，提高學(xué)生在今后工作崗位的綜合能力。例如，本實(shí)驗(yàn)中凝膠溶液的配制方法中寫明，配制500 mL溶液需要0.10 g無水硫酸亞鐵。硫酸亞鐵的作用是利用其還原性，與催化劑溶液(3%過硫酸銨)一起引發(fā)丙烯酰胺的聚合反應(yīng)，形成凝膠。硫酸亞鐵的用量多少直接影響著聚合速度快慢和聚合后的凝膠質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中所用為白色粉末狀的無水硫酸亞鐵，而工作中許多人購買了含結(jié)晶水的淺綠色FeSO4?7H2O，從而影響實(shí)驗(yàn)效果或失敗。講授時(shí)準(zhǔn)確地將某單位某人因該錯(cuò)誤影響工作進(jìn)展的實(shí)例展現(xiàn)給學(xué)生，必然會(huì)引起他們的重視，提高對單體丙烯酰胺聚合成膠體的化學(xué)反應(yīng)原理的理解。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“陷阱”設(shè)置應(yīng)注意的問題

3.1 “陷阱”布置得當(dāng) 避免實(shí)驗(yàn)失敗

聚丙烯酰胺凝膠電泳的操作難度比較大，影響因素多，耗時(shí)比較長[13]。在實(shí)驗(yàn)過程中可以適當(dāng)設(shè)置“陷阱”，盡量避免設(shè)置導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的“陷阱”，保障學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)全過程。例如，連接線路時(shí)要求將電源線正極接上槽(加樣品的一端)，負(fù)極接下槽。而學(xué)生在連接電源時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生正負(fù)極顛倒的情況。針對這個(gè)要點(diǎn)可以設(shè)置“陷阱”，但要謹(jǐn)慎，必須在對實(shí)驗(yàn)造成失敗后果前清除陷阱。正常電泳大約3分鐘左右時(shí)在樣品頂端形成清晰的一條線甲基綠條帶。正負(fù)電極連接顛倒時(shí)，這條甲基綠條帶就不會(huì)形成。但正負(fù)電極連接顛倒不要超過6分鐘，否則會(huì)造成蛋白質(zhì)樣品大量擴(kuò)散到電極液，即使將電極線糾正過來也無法改變電泳失敗的局面。因此，要在開始電泳3～5分鐘左右及時(shí)通過不同組的對比等方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)樣品頂端未能產(chǎn)生甲基綠條帶的異常現(xiàn)象。當(dāng)達(dá)到激發(fā)學(xué)生積極思考的效果后，及時(shí)將電極安全調(diào)整完畢。然后再讓學(xué)生思考酸性條件下蛋白質(zhì)帶電特性，聯(lián)系生化課程中的基礎(chǔ)知識，達(dá)到知識融會(huì)貫通的效果。

3.2 及時(shí)觀察 利用學(xué)生自己造成的“陷阱”

由于實(shí)驗(yàn)過程中“陷阱”的設(shè)置會(huì)對實(shí)驗(yàn)進(jìn)程或?qū)嶒?yàn)結(jié)果具有一定影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用“陷阱”要比課堂教學(xué)困難得多。因此要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和利用好學(xué)生自己“制造”的“陷阱”，并加以運(yùn)用。例如，在雙板垂直電泳裝置的凝膠制作過程中，有的學(xué)生僅完成了一個(gè)凝膠板的制作，另一凝膠板的樣品空沒能形成。不能形成有效樣品空的原因很多，可能是催化劑用量不足或攪拌不均，也可能凝固時(shí)間過長導(dǎo)致拔出樣品梳時(shí)樣品孔的間隔斷裂或嚴(yán)重扭曲?？梢岳眠@樣的陷阱進(jìn)行丙烯酰胺聚合反應(yīng)的相關(guān)知識補(bǔ)充。

類似的陷阱還會(huì)在卸板(就是卸開電泳槽并用油灰刀取出膠片的過程)時(shí)發(fā)生。例如，凝膠因與玻璃板有膠連點(diǎn)而不能在重力作用下順利剝離。這時(shí)教師重申灌膠前檢查玻璃板是否清潔的重要性，也提醒大家做完實(shí)驗(yàn)后洗干凈玻璃板的要求。

3.3 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程掌控藝術(shù) 順其自然實(shí)現(xiàn)陷阱教學(xué)

陷阱在學(xué)生不察覺的情況下出現(xiàn)，在不經(jīng)意間落入其中，最能引發(fā)強(qiáng)烈的思想沖擊和激烈的思想風(fēng)暴。要達(dá)到順其自然的設(shè)置和把握“陷阱”，除了需要對課程內(nèi)容非常熟悉外，還要對學(xué)生經(jīng)常出錯(cuò)的環(huán)節(jié)、時(shí)間和出錯(cuò)頻率都有清楚的認(rèn)識。能在陷阱出現(xiàn)時(shí)把握機(jī)會(huì)，順勢引導(dǎo)，使學(xué)生成為思考的主體。要達(dá)到這些還要了解學(xué)生對理論知識的理解程度、學(xué)生先修課程的內(nèi)容以及學(xué)生對本實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)效果。從而達(dá)到陷阱教學(xué)法的最佳效果，又要避免不當(dāng)陷阱影響實(shí)驗(yàn)效果。

3.4 “陷阱”教學(xué)法與其他教學(xué)措施配合使用

教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，盡管落入“陷阱”的是部分學(xué)生，但可能是其他學(xué)生沒有想到但卻存在的問題。這就需要隨時(shí)中斷教學(xué)，將問題及時(shí)解決。因此，“陷阱”教學(xué)法往往會(huì)延長了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，甚至少數(shù)學(xué)生需要重做。實(shí)驗(yàn)室的開放管理，能讓學(xué)生有足夠時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)失敗的學(xué)生有機(jī)會(huì)重新做一遍。因此，“陷阱”教學(xué)法與開放式教學(xué)相結(jié)合更能發(fā)揮它的優(yōu)勢，可以對關(guān)鍵環(huán)節(jié)充分設(shè)置“陷阱”，深入引導(dǎo)展開激烈討論。

“陷阱”教學(xué)法要收到良好效果需要學(xué)生能細(xì)致觀察、主動(dòng)提問和積極思考。這都需要教師具有親和的人格，精心營造一個(gè)寬松、開放的教學(xué)氛圍。教師尊重并認(rèn)真思考學(xué)生的提問，對任何問題都不能敷衍塞責(zé)。形成良好的師生關(guān)系，充分發(fā)揮學(xué)生積極性，利于陷阱教學(xué)中的引導(dǎo)效果和討論深化。

“陷阱”教學(xué)也需要課程考核方法的改變。實(shí)驗(yàn)成績不能只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更要重視實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生所表現(xiàn)的分析、解決問題的能力以及創(chuàng)新意識。這就要求教師必須對落入陷阱和參與到陷阱討論中的學(xué)生給予肯定，使他們避免擔(dān)心減分而隱藏問題。

4 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開學(xué)生的細(xì)致觀察和認(rèn)真操作，更需要教師的熱情投入。教師應(yīng)針對不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和特點(diǎn)巧妙的設(shè)置“陷阱”，準(zhǔn)確的捕獲“陷阱”，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)深入思考。通過分析討論達(dá)到新舊知識的融會(huì)貫通，實(shí)現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的創(chuàng)新型教育模式。通過“陷阱”教學(xué)法在種子學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程中應(yīng)用和探索，提高了教師的教學(xué)水平，也顯著提高了教學(xué)效果。

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