1、立體化實驗教學的貫徹實施
長期以來,大多數的實驗教學都是按部就班地進行。實驗前老師給學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、現象和結果、注意事項等;然后學生按要求去操作與驗證。所有學生均以此模式進行同樣的實驗,實驗結束提交同樣的實驗報告。此種教學模式沒有考慮學生的個體差異和興趣愛好,不利于學生的積極性和主觀能動性的發揮。基于因材施教的原則,重視學生個性和興趣,對此教學模式進行徹底改革,依據立體化實踐教學的思想和不同的實驗性質,建立多層次、以培養實踐創新能力為核心的立體化實驗教學新模式。
1.1以基礎性實驗培養基本操作技能
基礎性實驗主要體現生化基本操作,內容相對簡單,應放在第一階段進行。主要目的在于鞏固與加深對理論知識的理解;學習并掌握生化基本實驗操作技能;培養現象觀察、結果判斷、數據分析與處理能力;為綜合性實驗和設計性實驗的開設打好基礎。開設生化實驗常識介紹作為第一個實驗,讓學生了解生化實驗室規則及注意事項。然后開設常規儀器操作技術等實驗,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容涉及本課程的綜合知識,是學生經過一個階段的基礎性實驗學習后,在具有一定知識和技能基礎上,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練的一種復合型實驗。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,培養學生分析問題、解決問題的能力,培養綜合性思維能力。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,可以系統的訓練先前學到多種操作技術。又如“聚丙烯酰胺凝膠電泳”實驗,可以使學生掌握灌膠、上樣、電泳、剝膠、染色、脫色等多種實驗技能。經過這一階段的學習,學生已經具備了較好的實驗基礎,具備了一定研究性實驗的知識和能力。
1.5以設計性實驗培養創新思維能力
設計性實驗是一種具有一定探索性的實驗,它要求學生自行查閱資料,設計實驗方案,進行實驗驗證,分析實驗現象。要求難易程度適中,太難則難以實施,太容易則達不到實驗目的。其開設的目的在于培養學生查閱資料、設計實驗和解決實際問題的能力,進一步培養獨立思考、獨立工作、獨立解決問題的能力,并學習撰寫科研論文,為將來的科學研究打下基礎。如將原來的驗證性實驗“影響酶促反應的因素”改為設計性實驗,學生自行設計溫度、pH等不同因素對酶促反應速率的影響,有的靈活設計不同抑制劑、激活劑。此外,還開設了“維生素C的定量測定”實驗,將學生分成不同組別,每一組選擇一種實驗材料,有的學生選取蘋果、橙子、橘子、菠蘿、獼猴桃等水果;有的學生選取白菜、豆芽、辣椒、菠菜等蔬菜,實驗結束后要求學生對不同果蔬的維生素C濃度進行比較。通過這種方法使學生的積極性和學習興趣得到了明顯的提高。
1.4試行開放性實驗,培養學生自主探索能力
由于設計性實驗難度較大,耗時較長,在有限的正常實驗教學時數條件下無法完成任務,將設計性實驗與開放性實驗結合起來可以解決此矛盾,讓學生在實驗室開放的時間內完成。學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,各小組自行設計實驗方案、選擇最優的實驗方法,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,完全自行設計實驗。也有的學生根據教師的科研項目來設計實驗,或是利用教師的科研項目進行實驗性研究。教師則依據實驗設計的創新性、實驗方案的科學性、技術路線的可行性、實驗成本、學生參與度、團隊合作、數據分析和處理等方面對學生實驗成績給出綜合評價。開放性實驗教學充分利用現有的實驗室資源、教師資源,采用“學生為主、教師為輔”的實驗教學方式,培養學生動手能力、創新能力、獨立分析問題和解決問題的能力及團隊合作精神,為學生將來的獨立工作與研究打下良好的基礎,同時也促進了實驗教師隊伍的自身發展。
2、基于網絡平臺的立體化實驗教學
在傳統的實驗教學中,教學手段單一,常常只能通過黑板進行實驗內容的板書,這無法簡單明了地展示出生物化學的反應過程,更為重要的是缺乏再現性,不能再現實驗技術的規范操作,課程結束后學生不便于復習,因此導致實驗操作規范性較差,影響教學質量。利用網絡在線教學可以解決這一問題。網絡在線教學是將文字、圖片、動畫、聲音、視頻等各種流媒體資源集為一體,融于網絡,使教學過程更為形象、生動、直觀。為充分開展實驗網絡教學,竭力打造網上優質生化實驗教學資源,創建了生物化學教學網站,構建基于網絡平臺,全開放的、創新性的、立體化的實驗教學新模式。實驗教學是生物化學教學網站的一個重要模塊,實驗教學模塊可分為實驗教學計劃、教學大綱、考試大綱、實驗指導、實驗課件、實驗操作指南等內容,此外,還將生物化學常見儀器的使用方法錄制成視頻上網。學生在課后隨時可以上網學習,還開通了網上答疑,教師定期解答學生存在的疑問。在網絡上每一位學生可以相互討論、暢所欲言,尤其是一些性格內向的學生可以自由自在地發表自己的看法,吸納更多的知識,從而加深其對生物化學課程的理解與認識,提高了整體教學效果。此外,利用世紀大學城網絡空間教學,將實驗教學資源上傳到教師個人空間,學生隨時可以查閱相關資源,與老師進行在線溝通交流。通過這些方式有利于學生掌握實驗儀器的規范操作、使實驗步驟有條不紊地進行、合理地對實驗現象進行分析等,課后也能夠對實驗內容與操作進行復習,明顯提高教學效果。為了提高教學資源的原創性,充分發揮集體的智慧,組織教研室教師自己制作生化實驗仿真(視頻動畫)教學軟件與課件,課件可按實驗目的、實驗原理、儀器介紹、實驗方法、數據結果分析、觀察與思考等幾部分進行設計。教師還聯合學校計算機網絡技術人員開發制作了PCR操作技術軟件,軟件分為基本介紹、操作示教、模擬演練、動手操作等模塊,學生利用此軟件可以很好的學會PCR操作技術。通過這些措施實現了課堂教學與課外輔導、現實課堂與虛擬課堂的有機結合,明顯地提高了實驗教學質量。
3、立體化的實驗考核方法
實驗考核是實驗教學中的重要環節,是檢查教學質量的重要依據,也是培養創新能力的重要手段,在一定程度上可以作為評價教學效果的依據。通過考核可以客觀公正的評價學生的實驗操作水平,激發學習的動力,提高學習的積極性與主動性。為更好地考察學生的真實水平,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的以實驗報告為依據的成績評定方式,考核內容不再局限于實驗基本理論,而是貫穿于資料查找、實驗設計、實驗操作、結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)、資料查找和預習(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生的綜合能力,能引起學生實驗教學的足夠重視,有利于培養動手能力,進一步創新性思維能力。是高等教育立體化、多層次發展的需要。
作者:蔣傳命 黃澤智 何邵波 劉選梅 單位:邵陽醫學高等專科學校