1、立體化實驗教學(xué)的貫徹實施
長期以來,大多數(shù)的實驗教學(xué)都是按部就班地進行。實驗前老師給學(xué)生準備好實驗所需各種試劑與材料;上課時先講解實驗原理、步驟、現(xiàn)象和結(jié)果、注意事項等;然后學(xué)生按要求去操作與驗證。所有學(xué)生均以此模式進行同樣的實驗,實驗結(jié)束提交同樣的實驗報告。此種教學(xué)模式?jīng)]有考慮學(xué)生的個體差異和興趣愛好,不利于學(xué)生的積極性和主觀能動性的發(fā)揮。基于因材施教的原則,重視學(xué)生個性和興趣,對此教學(xué)模式進行徹底改革,依據(jù)立體化實踐教學(xué)的思想和不同的實驗性質(zhì),建立多層次、以培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力為核心的立體化實驗教學(xué)新模式。
1.1以基礎(chǔ)性實驗培養(yǎng)基本操作技能
基礎(chǔ)性實驗主要體現(xiàn)生化基本操作,內(nèi)容相對簡單,應(yīng)放在第一階段進行。主要目的在于鞏固與加深對理論知識的理解;學(xué)習(xí)并掌握生化基本實驗操作技能;培養(yǎng)現(xiàn)象觀察、結(jié)果判斷、數(shù)據(jù)分析與處理能力;為綜合性實驗和設(shè)計性實驗的開設(shè)打好基礎(chǔ)。開設(shè)生化實驗常識介紹作為第一個實驗,讓學(xué)生了解生化實驗室規(guī)則及注意事項。然后開設(shè)常規(guī)儀器操作技術(shù)等實驗,如玻璃器皿的清潔與使用,吸量管的使用校正,微量移液器的使用,酶的性質(zhì)實驗等。
1.2以綜合性實驗提高綜合思維能力
綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識,是學(xué)生經(jīng)過一個階段的基礎(chǔ)性實驗學(xué)習(xí)后,在具有一定知識和技能基礎(chǔ)上,運用某一門課程甚至多門課程的知識對實驗技能和方法進行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實驗。綜合性實驗要求較高,難度較大,耗時較長,具有一定的綜合性。目的在于進一步強化基本操作技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)綜合性思維能力。如“血清尿素的測定”實驗,涉及吸量管、微量移液器、分光光度計等多種儀器的使用,還涉及朗伯比爾定律、標準曲線的繪制等理論知識,綜合性較強,通過該實驗,可以系統(tǒng)的訓(xùn)練先前學(xué)到多種操作技術(shù)。又如“聚丙烯酰胺凝膠電泳”實驗,可以使學(xué)生掌握灌膠、上樣、電泳、剝膠、染色、脫色等多種實驗技能。經(jīng)過這一階段的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)具備了較好的實驗基礎(chǔ),具備了一定研究性實驗的知識和能力。
1.5以設(shè)計性實驗培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力
設(shè)計性實驗是一種具有一定探索性的實驗,它要求學(xué)生自行查閱資料,設(shè)計實驗方案,進行實驗驗證,分析實驗現(xiàn)象。要求難易程度適中,太難則難以實施,太容易則達不到實驗?zāi)康摹F溟_設(shè)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、設(shè)計實驗和解決實際問題的能力,進一步培養(yǎng)獨立思考、獨立工作、獨立解決問題的能力,并學(xué)習(xí)撰寫科研論文,為將來的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。如將原來的驗證性實驗“影響酶促反應(yīng)的因素”改為設(shè)計性實驗,學(xué)生自行設(shè)計溫度、pH等不同因素對酶促反應(yīng)速率的影響,有的靈活設(shè)計不同抑制劑、激活劑。此外,還開設(shè)了“維生素C的定量測定”實驗,將學(xué)生分成不同組別,每一組選擇一種實驗材料,有的學(xué)生選取蘋果、橙子、橘子、菠蘿、獼猴桃等水果;有的學(xué)生選取白菜、豆芽、辣椒、菠菜等蔬菜,實驗結(jié)束后要求學(xué)生對不同果蔬的維生素C濃度進行比較。通過這種方法使學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣得到了明顯的提高。
1.4試行開放性實驗,培養(yǎng)學(xué)生自主探索能力
由于設(shè)計性實驗難度較大,耗時較長,在有限的正常實驗教學(xué)時數(shù)條件下無法完成任務(wù),將設(shè)計性實驗與開放性實驗結(jié)合起來可以解決此矛盾,讓學(xué)生在實驗室開放的時間內(nèi)完成。學(xué)生可以利用晚上或周末成塊的時間來完成實驗,也可自由組合成實驗小組,各小組自行設(shè)計實驗方案、選擇最優(yōu)的實驗方法,分工合作自行配制試劑,在實驗室指定的開放時間里自主安排完成實驗。甚至可以不按照教師指定的實驗項目,自己查閱資料,完全自行設(shè)計實驗。也有的學(xué)生根據(jù)教師的科研項目來設(shè)計實驗,或是利用教師的科研項目進行實驗性研究。教師則依據(jù)實驗設(shè)計的創(chuàng)新性、實驗方案的科學(xué)性、技術(shù)路線的可行性、實驗成本、學(xué)生參與度、團隊合作、數(shù)據(jù)分析和處理等方面對學(xué)生實驗成績給出綜合評價。開放性實驗教學(xué)充分利用現(xiàn)有的實驗室資源、教師資源,采用“學(xué)生為主、教師為輔”的實驗教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力、獨立分析問題和解決問題的能力及團隊合作精神,為學(xué)生將來的獨立工作與研究打下良好的基礎(chǔ),同時也促進了實驗教師隊伍的自身發(fā)展。
2、基于網(wǎng)絡(luò)平臺的立體化實驗教學(xué)
在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中,教學(xué)手段單一,常常只能通過黑板進行實驗內(nèi)容的板書,這無法簡單明了地展示出生物化學(xué)的反應(yīng)過程,更為重要的是缺乏再現(xiàn)性,不能再現(xiàn)實驗技術(shù)的規(guī)范操作,課程結(jié)束后學(xué)生不便于復(fù)習(xí),因此導(dǎo)致實驗操作規(guī)范性較差,影響教學(xué)質(zhì)量。利用網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)可以解決這一問題。網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)是將文字、圖片、動畫、聲音、視頻等各種流媒體資源集為一體,融于網(wǎng)絡(luò),使教學(xué)過程更為形象、生動、直觀。為充分開展實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué),竭力打造網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)生化實驗教學(xué)資源,創(chuàng)建了生物化學(xué)教學(xué)網(wǎng)站,構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)平臺,全開放的、創(chuàng)新性的、立體化的實驗教學(xué)新模式。實驗教學(xué)是生物化學(xué)教學(xué)網(wǎng)站的一個重要模塊,實驗教學(xué)模塊可分為實驗教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、考試大綱、實驗指導(dǎo)、實驗課件、實驗操作指南等內(nèi)容,此外,還將生物化學(xué)常見儀器的使用方法錄制成視頻上網(wǎng)。學(xué)生在課后隨時可以上網(wǎng)學(xué)習(xí),還開通了網(wǎng)上答疑,教師定期解答學(xué)生存在的疑問。在網(wǎng)絡(luò)上每一位學(xué)生可以相互討論、暢所欲言,尤其是一些性格內(nèi)向的學(xué)生可以自由自在地發(fā)表自己的看法,吸納更多的知識,從而加深其對生物化學(xué)課程的理解與認識,提高了整體教學(xué)效果。此外,利用世紀大學(xué)城網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué),將實驗教學(xué)資源上傳到教師個人空間,學(xué)生隨時可以查閱相關(guān)資源,與老師進行在線溝通交流。通過這些方式有利于學(xué)生掌握實驗儀器的規(guī)范操作、使實驗步驟有條不紊地進行、合理地對實驗現(xiàn)象進行分析等,課后也能夠?qū)嶒瀮?nèi)容與操作進行復(fù)習(xí),明顯提高教學(xué)效果。為了提高教學(xué)資源的原創(chuàng)性,充分發(fā)揮集體的智慧,組織教研室教師自己制作生化實驗仿真(視頻動畫)教學(xué)軟件與課件,課件可按實驗?zāi)康摹嶒炘怼x器介紹、實驗方法、數(shù)據(jù)結(jié)果分析、觀察與思考等幾部分進行設(shè)計。教師還聯(lián)合學(xué)校計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員開發(fā)制作了PCR操作技術(shù)軟件,軟件分為基本介紹、操作示教、模擬演練、動手操作等模塊,學(xué)生利用此軟件可以很好的學(xué)會PCR操作技術(shù)。通過這些措施實現(xiàn)了課堂教學(xué)與課外輔導(dǎo)、現(xiàn)實課堂與虛擬課堂的有機結(jié)合,明顯地提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。
3、立體化的實驗考核方法
實驗考核是實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),是檢查教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù),也是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要手段,在一定程度上可以作為評價教學(xué)效果的依據(jù)。通過考核可以客觀公正的評價學(xué)生的實驗操作水平,激發(fā)學(xué)習(xí)的動力,提高學(xué)習(xí)的積極性與主動性。為更好地考察學(xué)生的真實水平,對實驗考核方式進行改革,以立體化、多維度的考核方法取代傳統(tǒng)的以實驗報告為依據(jù)的成績評定方式,考核內(nèi)容不再局限于實驗基本理論,而是貫穿于資料查找、實驗設(shè)計、實驗操作、結(jié)果分析等實驗的全過程,采取了面對面操作考試方法,并進行客觀量化。量化考核項目為考勤(10分)、資料查找和預(yù)習(xí)(10分)、回答問題(10分)、實驗報告(20分),占總分的50%,主要依靠實驗教師平時的細致工作;期末操作考核包括(50分),占總分的50%,也全部進行量化與細化。立體化的實驗考核方法能全面的考察學(xué)生的綜合能力,能引起學(xué)生實驗教學(xué)的足夠重視,有利于培養(yǎng)動手能力,進一步創(chuàng)新性思維能力。是高等教育立體化、多層次發(fā)展的需要。
作者:蔣傳命 黃澤智 何邵波 劉選梅 單位:邵陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校