張亞楠，張永杰，徐繼偉，李璐璐，朱秀云,劉曉麗，熊明華

(淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000)

基因工程實(shí)驗(yàn)課是為實(shí)踐基因工程教學(xué)而開設(shè)的，是為了讓學(xué)生通過親自動(dòng)手實(shí)踐來鞏固和提高對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)熟練程度進(jìn)而加以運(yùn)用的實(shí)踐性課程.為了適應(yīng)基因工程的發(fā)展，教師應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)的能力.學(xué)生可以根據(jù)理論課程和基因工程實(shí)驗(yàn)基本操作相關(guān)知識(shí)提出問題并設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證和解決[1].試驗(yàn)過程中教師的一切活動(dòng)都應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和處理問題的能力，同時(shí)教育學(xué)生自覺養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，努力成為德才兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才[2].基因工程實(shí)驗(yàn)為一門需要學(xué)生親手實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性學(xué)科，不僅在于學(xué)習(xí)不易理解的基因工程理論知識(shí)，還在于實(shí)驗(yàn)操作的技術(shù)性.在使基因工程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果得到提升的同時(shí)，讓學(xué)生充分地掌握基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)于教師而言采用一種合理的教學(xué)方法就顯得至關(guān)重要.如今探究式教學(xué)法的應(yīng)用就較為理想而有效地解決了基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)難的問題，使得基因工程實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)可以高效完成.下面就針對(duì)問題探究式教學(xué)法在基因工程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行更深層次的探究.

1 探究式教學(xué)法的概念

探究式教學(xué)通常是指通過教師給予學(xué)生相關(guān)問題及示例，讓學(xué)生通過自主研究探討以理解和掌握相關(guān)概念、原理和結(jié)論的一種教學(xué)實(shí)踐方法[3].在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生從不主動(dòng)接收教師的教導(dǎo)，同時(shí)學(xué)生也不愿動(dòng)手親自實(shí)踐，缺乏探究精神，只是一味地被動(dòng)接收教師的傳授，這些都阻礙學(xué)生全面的發(fā)展[4].探究式教學(xué)則是一種可改善學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面發(fā)展的高效教學(xué)方法.探究式教學(xué)并不是學(xué)生完全獨(dú)自完成學(xué)習(xí)而是教師從旁協(xié)助指導(dǎo)，幫助學(xué)生形成良好的科研習(xí)慣，同時(shí)滿足國家素質(zhì)教育和培養(yǎng)人才的要求[5]，探究式教學(xué)逐步發(fā)展為有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式.在基因工程教學(xué)中加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)之有著極大的指導(dǎo)意義.教師可以通過探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，通過促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基因工程課程的興趣，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合能力和素質(zhì)，教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)探究型教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生上課學(xué)習(xí)的熱情，從而提升教學(xué)效果.

2 探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的必要性

眾多教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)的基本做法，是將詳細(xì)的講義直接提供給學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生完全根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)步驟和相關(guān)基本實(shí)驗(yàn)原理，機(jī)械化地來完成實(shí)驗(yàn)，這樣的方式對(duì)于學(xué)生各方面能力的提高極為不利，只會(huì)導(dǎo)致學(xué)生缺乏思考，機(jī)械操作，收獲甚少[6].

探究式教學(xué)法在讓學(xué)生深入理解與掌握知識(shí)技能的同時(shí)，更重要的是其有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[7].探究式教學(xué)法打破傳統(tǒng)的填鴨式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在不斷嘗試的過程中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并發(fā)散思考用自己的方式去分析和解決問題.根據(jù)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為主體，教師通過引導(dǎo)和幫助學(xué)生改變傳統(tǒng)舊的學(xué)習(xí)觀念而實(shí)現(xiàn)自主性學(xué)習(xí)，從而啟蒙學(xué)生全面發(fā)展自身技能，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下良好基礎(chǔ)[8].

3 探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

在“老師教，學(xué)生學(xué)”的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，老師和學(xué)生都只注重自身最淺層的責(zé)任和義務(wù)—教師被動(dòng)的教學(xué)，學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí).嚴(yán)重脫離傳道授業(yè)的含義，同時(shí)也脫離了知識(shí)教學(xué)的最終目的[9].探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以堅(jiān)持教育的最終目的，啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，不斷思考，提高自身技能.探究式教學(xué)模式和對(duì)象的轉(zhuǎn)變，才能從根本上規(guī)避傳統(tǒng)教學(xué)帶來的弊端，豐富人才培養(yǎng)體系的多樣化[6,10].

3.1 基因工程實(shí)驗(yàn)課教學(xué)要求與目標(biāo)

為滿足基因工程教學(xué)要求，提高教學(xué)質(zhì)量，教師和學(xué)生需要共同努力，相互交流合作，一起進(jìn)步.教師需要課前完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容，學(xué)生則需要預(yù)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)，熟悉實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作、原理及注意事項(xiàng)[11].教師必須向?qū)W生認(rèn)真講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和演示相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器的操作流程，學(xué)生需要熟悉相關(guān)知識(shí)內(nèi)容后，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象需要認(rèn)真思考并分析原因.學(xué)生應(yīng)本著實(shí)事求是的科學(xué)原則去記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果.然后與老師或者其他同學(xué)進(jìn)行交流分析.最后按照實(shí)驗(yàn)課程規(guī)范書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)想法，心得體會(huì).

理論知識(shí)的抽象性總會(huì)不斷打壓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，限制學(xué)生的思維，同時(shí)也很難活躍課堂氛圍.而高校使用探究式教學(xué)則可加強(qiáng)課堂內(nèi)外的聯(lián)系讓理論與實(shí)際相結(jié)合.在當(dāng)今的現(xiàn)代化設(shè)施中，教師應(yīng)盡可能借助多種手段，直觀地向?qū)W生展示教學(xué)知識(shí)，靈活地傳授知識(shí)，讓學(xué)生充分消化吸收學(xué)習(xí)的重點(diǎn)難點(diǎn)，同時(shí)為實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)[12].

3.2 探究式教學(xué)的課前準(zhǔn)備階段

以淮北師范大學(xué)基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中的“目的基因PCR擴(kuò)增及鑒定”為例具體介紹探究式教學(xué)的過程.

3.2.1 學(xué)生課前準(zhǔn)備

以“目的基因PCR擴(kuò)增及鑒定”為例.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般都分組進(jìn)行，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前根據(jù)實(shí)驗(yàn)基本要求書寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，同時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)符合教育局相關(guān)要求.而實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要包含目的基因及獲取方式、實(shí)驗(yàn)所需器材、PCR原理、PCR實(shí)驗(yàn)操作以及注意事項(xiàng)等.對(duì)于實(shí)驗(yàn)相關(guān)預(yù)習(xí)有不懂的地方，學(xué)生在上課前可以查閱相關(guān)資料和與老師或者學(xué)生討論以充分理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)中帶著問題去驗(yàn)證結(jié)果.

3.2.2 教師課前準(zhǔn)備

(1)相關(guān)試劑：參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中PCR所需試劑.

(2)相關(guān)儀器：電泳儀、PCR擴(kuò)增儀、冷凍冰箱、凝膠成像系統(tǒng)、微量移液器及配套吸頭、冷凝板等.

(3)相關(guān)軟件：引物設(shè)計(jì)軟件、ABI7500實(shí)時(shí)熒光PCR儀鑒定金黃色葡萄球菌仿真軟件、紅外分光光度計(jì)3D仿真軟件等.

(4)教師應(yīng)提前制作好相關(guān)實(shí)驗(yàn)的PPT或者是板書，以備在實(shí)驗(yàn)課上使用.

3.3 探究式教學(xué)的課堂教學(xué)階段

在課堂上，教師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的相關(guān)原理及注意事項(xiàng)再次進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，分析實(shí)驗(yàn)相關(guān)過程.在大綱安排學(xué)時(shí)內(nèi),學(xué)生按照分組在課堂上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,將各自最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊上，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求小組成員對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、討論與處理.最終，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式呈現(xiàn)，應(yīng)該在學(xué)生課前準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上增加進(jìn)程日期、數(shù)據(jù)處理過程、表格繪制、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與心得體會(huì)等相應(yīng)內(nèi)容.

任教老師應(yīng)該認(rèn)真批閱學(xué)生上交的預(yù)習(xí)報(bào)告以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，公平公正地評(píng)定其成績，并簽名標(biāo)日期.

4 實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定

教師在進(jìn)行成績評(píng)定時(shí)，應(yīng)本著公平公正的態(tài)度，使教學(xué)形式處于一種規(guī)范有序的管理模式下.成績評(píng)定原則為：理論測定分?jǐn)?shù)占總成績的20%，實(shí)驗(yàn)操作考核分?jǐn)?shù)占20%，平時(shí)上課學(xué)生表現(xiàn)情況占60%(包括預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫、日常上課出勤情況、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后報(bào)告書寫情況等).高校成績評(píng)定機(jī)制的公平性和合理性能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，同時(shí)也會(huì)改善學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的態(tài)度以及教師的教學(xué)態(tài)度，更能提高教學(xué)的效率.考核方式是在以往的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革過的，即采取理論測試與實(shí)驗(yàn)操作考核以及平時(shí)成績相結(jié)合.按百分比制進(jìn)行綜合考核評(píng)價(jià)成績體系，具體分?jǐn)?shù)比值安排見表1.通過近幾年教學(xué)實(shí)踐，這種考核方式極大激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性，極大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的滿意程度[13].

表1 基于探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)生考核評(píng)價(jià)體系

5 教學(xué)效果對(duì)比

由于課程形式的改革，新形式與傳統(tǒng)教學(xué)的效果差異存在爭議，為了探索探究式課程教學(xué)效果和學(xué)生反饋情況與傳統(tǒng)教學(xué)的對(duì)比，在2018-2019 年第一學(xué)期教學(xué)活動(dòng)過程中，分別對(duì)同一專業(yè)不同班級(jí)進(jìn)行傳統(tǒng)式教學(xué)或者探究式教學(xué).課程結(jié)束后，通過問卷星網(wǎng)站，對(duì)班里全部學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查.了解學(xué)生在該教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)操作的積極性、實(shí)驗(yàn)過程中的秩序性及教學(xué)滿意度等進(jìn)行匯總和比對(duì)(表2)，隨后通過手機(jī)微信填寫手機(jī)問卷調(diào)查.調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)班級(jí)的有效問卷數(shù)分別為50和43份.

表2 傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)比

問卷調(diào)查結(jié)果顯示，兩個(gè)班級(jí)學(xué)生對(duì)課程整體教學(xué)效果的評(píng)價(jià)滿意率存在差異，探究式教學(xué)模式的非常滿意率比傳統(tǒng)教學(xué)模式提升了28.52%,且學(xué)生對(duì)探究式教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、授課形式、課堂互動(dòng)形式以及實(shí)驗(yàn)組織與實(shí)施方面的非常滿意率都分別增長到72%、78%、82%和69%.此外，在探究式教學(xué)模式下學(xué)習(xí)的學(xué)生，他們對(duì)預(yù)期知識(shí)或技能的獲取程度以及對(duì)課程的滿意情況都比傳統(tǒng)教學(xué)模式增長了8.25%和10.12%.對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式和探究式教學(xué)模式而言，實(shí)驗(yàn)理論考試成績優(yōu)良率分別為78.25%和85.62%.由此可見探究式教學(xué)一定程度上提高了學(xué)生對(duì)本門實(shí)驗(yàn)課程的興趣[14].

6 結(jié) 語

在長期傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣不假思索地全盤接受教師傳授的各種理論知識(shí).然而探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)行，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)生開始主動(dòng)探求知識(shí)，積極主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)和教師的教學(xué)活動(dòng).教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)遵循以學(xué)生為中心，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)探究和自身發(fā)展同步進(jìn)行[15].探究式教學(xué)法不僅能夠很好地改變學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)心態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，而且提高了學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，讓課堂關(guān)系得到良好的轉(zhuǎn)變[3].但是要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就需要教師不斷更新和提高自身教學(xué)技能以及充分利用相關(guān)教學(xué)資源[8].此外學(xué)生也需要不斷增強(qiáng)自己的動(dòng)手操作能力和提高自身的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)以及培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，并做到學(xué)以致用.再者，探究式教學(xué)法能夠加強(qiáng)學(xué)生與教師或者學(xué)生之間的溝通與交流，縮短人與人的距離，打好情感基礎(chǔ)并提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，互相分享各自的想法以便發(fā)現(xiàn)新的奧秘.