生物实验教学计划范文
时间:2023-04-12 11:52:48
导语:如何才能写好一篇生物实验教学计划,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)05-0239-02
0引言
青岛农业大学生物实验教学示范中心承担着全校生物类基础课和专业基础课程,还承担着生物技术和生物科学两个专业的专业课程。每年为生物学、作物学、植物保护学、园艺学、水产学、工学、化学、动物学等8个一级学科的23个本科专业开设34门课程,每年计划教学实验人时数30万以上,同时还对学生和教师预约开放,开放人时数达20万左右。所开设的课程是其以后专业学习的基石,因此增加教学投入,改善教学条件提高教学效果对我校的人才培养起着极其重要作用。
从2009年开始,我校实行大类招生,培养方案有了较大的改变,基础课程进行了调整,如按旧的培养方案,动医、动科等专业不开设《植物学》这门课程,大类招生后生物类学生均开设此门课程,2009年开设班级达50个,比2008年多出20个班级;农学、植科等专业按旧的培养方案不开设《动物学》课程,大类招生后生物类学生同样均开此门课程,2009年开设班级达34个,比2008年多出19个班级。人时数的显著增加,使原有的仪器设备数量已无法满足新的需要;同时按照新的专业培养方案的要求,将有5%-10%的实验项目被更新,特别是创新型实验项目,更需要相应的仪器设备与之配套。而我校财力有限,能够争取的建设项目也不多,因此如何充分利用现有资源,挖掘其最大潜力,进行优化组合,发挥其最大效能研究具有极其其重要现实意义。
1实验教学管理体系的优化
实验室管理是综合性很强的工作,完善实验室各项规章制度,推行实验室管理工作的标准化、规范化、科学化[1]。
生物实验教学示范中心原只要中心主任1名、实验室管理人员15名进行全面管理。优化后设置主任1名,副主任1名,实验室负责人6名,均为具有高级职称或硕士研究生以上学历。实验管理队伍仍然是16名,但分工明确、责任到人。管理体系的优化,加强了对实验室的日常管理,有效的加大了生物中心的管理力度,实验教学资源的使用和管理更加高效而有序,五年来未发生一起实验教学责任事故、保障了中心实验教学任务的圆满完成。
为了提高整体管理人员的业务素质,我们严控用人关,要求硕士研究生以上学历,同时鼓励在职读研。经过五年的建设,研究生以上学历人员所占比例由原来的50%提高到81%。中心还不定期邀请有关仪器厂家及商来中心讲学,介绍仪器设备的使用、维护和保养知识,不断提高实验管理人员技术水平。
同时为了稳定实验技术人员队伍,出台了一系列政策,如实验技术人员劳动津贴比相应职称其它岗位的高10%等。实验技术人员的工作热情得到了提高,近三年来,实验技术人员队伍稳定,未有要求调离实验技术工作岗位的。中心制定了各项规章制度,定期对实验室管理人员的工作量、工作业绩和教学服务水平进行考评。考评结果与津贴效益挂钩,更激发了职工的工作热情。
2按功能整合实验室,优化了仪器配置
大学教学资源的整合是指大学将其有限的人力、物力、财力等资源进行调整协调优化和重组。既采取一系列的方法和手段,对各种教学资源进行开发,对现有资源进行配置和重组,以提高资源的利用效率[2]。
中心原有的实验室设置是按学科进行,仪器设备分散,重复购置严重,使有限的教学资金难于满足教学的需要,效益较低。
我们打破原有的设置,逐步按功能组建实验室。目前建立了8个显微镜室,其中1个是数字网络互动显微镜室。2个电泳室、2个分光光度计室、2个基因工程室、1个无菌操作室、1个植物标本室、1个组织培养室、1个细胞培养室等。
随着实验室的功能化,实验设备也进行了调整。如把生物中心的各类分光光度计调转到分光光度计室;把各类电泳槽和电泳仪调转到电泳室等,同时对现有资源,中心进行宏观掌控,必要时进行统一安排。如显微镜室,不仅要完成植物学的实验教学任务,同时还要完成动物学、细胞生物学、植物生理学等课程的实验教学任务。原中心所有实验室承担的实验教学任务都需要冷冻离心机,如果按实验室配置,需要16台方能保障正常的实验教学,而本中心只有6台冷冻离心机用于本科实验教学。为了完成实验教学任务,开学初,中心统一安排实验项目顺序和设备,基本满足了教学要求,提高了仪器的使用率,保障了实验课的顺利开出。
实验室与设备资源的优化,改变了教学资源浪费的情况,充分利用了现有的仪器设备,提高了利用率,最大程度发挥设备设施的资源潜力,以最小的投入换取了最大化的效益。
3优化实验教学体系,提高实验教学质量
为了加强实验教学,按照能力培养的要求,把部分实验教学内容从理论课中分离出来,独立安排实验教学新课程,建立了独立完整的实验课教学体系,如微生物学实验、遗传学实验、植物生理学实验等。
对实验内容进行系统优化组合,推陈出新,保证每年都有新的项目。调整了课程设置,改进了实验指导方式,积极利用现代教育手段进行指导,培养学生的动手能力和创新精神,促进实验教学质量的不断提高。
大类招生以后,植物学、动物学实验人数增加,两门课程均为基础课,实验人数多,都需要用到显微镜,为了保障实验教学的顺利进行,我们协调有关单位,对动物学的实验课程进行了调整,由第2学期开课,调整为第1学期开课,避开植物学开课时间,既提高了实验室、设备的利用率,又保障了实验教学任务的完成。
在实验课程建设上,通过疏理、合并、更新实验项目,实现两个贯通:即纵向把基础课、专业基础课、专业课的实验内容上下贯通;横向上将相近门类课程的实验内容左右贯通。鼓励实验指导教师开发新的综合性、设计性实验,如《细胞学实验》在资源优化前,只开设简单的制片实验,资源优化后,设备共享,新开设2个综合性实验项目。
探索多种形式的实验考核方式,考核学生基本操作技能、实验原理的掌握和实验现象、结果的分析。使学生真正体验到实验教学与理论教学一样重要。培养学生的科学实验观念,让学生掌握相应的实验技术和技能。
4资源共享、实验室开放
实验室是培养创新人才的场所,除了提供良好的实验条件外, 还必须具有独立运作、用于开放的实验教学工作机制和时间[3],学校制定了实验室开放和大型仪器共享使用办法,为实验室的开放运行提供了制度保障。同时也为实验室管理者制定了相关的激励政策,如规定每一位毕业实习的学生,在实验室完成论文,其导师需拿出0.5个工作量分配给实验室管理者。这一规定不但是保障了实验室管理者的利益,也明示实验室管理者,实验室是开放管理,实验室在完成实验教学计划任务的同时,有义务为教师、学生开放。更激发了青年教师科研的热情,使其有科研的场所,有仪器可用,为以后的申报项目,打下良好了的基础。
学生创新项目的设立和导师制实施后,大二学生即可进入实验室,通过与导师协商,自主选题,这样不但能让毕业论文有课题支撑,而且为做好毕业论文提供了更充足的时间。各类研究室、研究所、重点实验室对大四学生全面开放,他们在工作和读研前就可以提前受到良好、系统的科研训练,为今后的科研和工作点定了坚实的理论和实践基础。
中心每年接受近200余名学生的本科毕业实习和若干名创新立项的学生;接受400余名学生,完成课程论文。另有120余名研究生的部分工作也在教学实验室进行。
总之,实验教学资源的各个组成部分,对中心的发展及学生素质的提高有着重要意义。生物资源的优化更好的服务于中心的实验教学,使管理与教学水平都有了较大的提高。但同时也存在着一些问题,如实验室管理更加困难,实验室和仪器的安全存在一定的隐患、各功能实验室的计划实验任务尚不均衡等等,还需要学校有关政策的配套和支持及在实践中进一步的研究与完善。
参考文献:
[1]吴碧丹.实验教学资源优化配置的思考[J].实验室研究与探索,2007,11(26):121-125.
篇2
关键词:新生 知识结构 无机化学实验 实验教学 改革
化学是一门实验科学,它的产生和发展,实验贯穿始终。因此,化学实验教学是整个教学工作的重要组成部分,它与理论教学相辅相成,是培养新世纪人才的重要环节。然而,实验教学在我国中学化学教育中是最薄弱的环节。调查表明,从地方招收的新生中,有未动手操作过简单实验的,甚至有未进过实验室的,实验双基严重短缺。而我们的生源大多数来自西北五省,用于化学实验教学的经费远不敷需要,于是就有黑板上做实验的教学情形。而无机化学实验是化学、生命科学、医学专业学生入校后学习的第一门实验课,也是大一学生第一学期的必修课,它不但为后续课程如分析化学、有机化学的学习奠定了良好基础,也为学生以后自己从事科研或教学工作打下了基础。良好的实验习惯、规范的实验操作、严谨的治学态度和科学的思维方法等的养成,都是从这里迈出第一步的,这个阶段对学生的成长来说是至关重要的。但无论从学习方法还是思维模式,新生都尚未脱离中学教学模式。如何使新生尽快适应由高中到大学的教材、教法及学习方法、技能等方面的转换,笔者结合自身的教学经验与体会谈谈无机化学实验教学方面的体会。
无机化学实验课程的基本教学目标可以归纳为四方面:训练学生具有良好的实验室工作习惯;训练学生的基本实验操作技术和技能;印证深化相应无机化学理论课程的内容;培养学生有独立进行实验研究工作的初步能力[1]。新教材的教学内容有了较大的变化,教学目标有了更高的要求,如何在现有的实验条件下更好的达到以上要求,我们相应做了以下几方面工作。
1.重视第一堂实验教学课
无机化学实验内容由各学科的基础知识和基本技能构成,包括基本知识和基本操作、基本化学原理、基本元素化学、无机化合物的制备及综合设计五大部分内容。而且,实验涉及的试剂和玻璃仪器较多。无疑,严谨的实验态度、规范的实验操作、科学的实验学习方法的教学和实验室的安全教育是第一课的主要目的和内容。但是,如何把这些体现在今后的实验学习的行动纲目和指标体系中,使学生学有指南、行有方向、做有方法、动有规矩,通过近年来实验教学改革实践经验,上好第一堂实验课非常重要。因此,应针对不同专业的学生及生源进行认真的、多方面的、详细的备课,为了达到以上教学目的,准备一些课件也非常必要。
2、认真预习实验报告
无机化学中化学元素的基础知识、无机反应的生成物判断必须依据实验,且须记忆。在无机化学实验课的教学中,怎样才能既培养和锻炼学生的动手能力又能使学生更好地理解和记忆化学知识呢?我们的方法是首先要求学生在每一个实验之前,必须预习,并清楚地写好预习报告,实验时只准带预习报告进入实验室做实验。教师在上课前认真检查,同时对实验内容和仪器使用进行简单提问,符合要求才准予进入实验室做实验,对于预习不充分的学生,应该请他们暂时离开实验室,待补上以后再进行实验。这样,在措施上保证重视预习报告,学生能较好地独立实验,确保了素质教育主体性的贯彻。
3.积极关注教学环节
在实验中培养学生规范化的操作是必须的,是最基本的要求,也是无机化学实验教学的重点。无机化学实验在培养学生严谨的科学态度、正确规范化的操作技能和良好的实验习惯等方面起着关键性的作用。因为,无机化学实验教学的好坏,将直接影响到学生对本专业的兴趣、实验习惯及实验技能的培养,也关系着今后专业实验课的开设效果。所以,在重视理论教学的同时,必须加强无机化学实验课的教学,特别是重视对学生基本技能的训练,使学生掌握基本的实验方法和操作技能,培养学生实事求是的科学态度、良好的科学习惯和科学素养。在实验条件允许的条件下,最好一人一组。因此,给大一的学生授课要特别注意观察学生能否规范准确操作,要让学生明白对于实验课来说,过程重于结果,对于一个失败的实验,只要能找到失败的原因同样是成功的。对于化合物性质实验课,我们把教师的讲解、提问、总结放在学生实验结束以后进行,以此来强化学生对实验现象及化合物性质的进一步理解和记忆;对于化合物制备实验课,教师的讲解、提问、总结放在学生实验之前进行,以强化学生对化学基础合成知识和实验正确操作的理解和提高。
4.科学应对实验课改革
实验教学是教师指导学生用实验手段进行观察、探索和创新,从而培养学生实验能力的教学过程。通过实验教学既要达到巩固基本理论知识,又要达到拓展知识、开发智力的目的。新课程理念强调学习方式的特征是自主学习、探究学习和合作学习,是让教材内容更好地激发学生的探究热情和认知欲望,使教材内容同学生的经验与体验建立联系,搭建教材内容通向学生生活世界的桥梁,从而使教材内容更切合学生的心理特点,激发他们的联想与创意。一个行之有效的方法就是开放实验室,给学生创造良好的学习环境和氛围,满足可以自己动手操作的条件,保证学生自主安排时间,而且要有专业的指导教师。开放实验室就会面临经费问题,而选择微型化学实验是解决这个问题的很好途径。微型化学实验仪器微型化、操作简捷、经济省时、安全便携[2],在化学实验教学中,不但有较好的实验效果,而且能极大减少实验的“三废”,是可持续发展战略在化学实验教学中的具体体现。因此,选择微型化学实验可以满足更多的学生来加强规范操作和技能培训。为了有效地开放实验,提高技能培训,可以根据实验条件和学生的需求,列出一系列相关的研究性课题供学生选择,这样在加强规范操作、技能培训的同时,提高了他们的实验能力、创造性能力。
总之,化学实验教学有其自身的特征和规律,采用科学的教学方法去认识、理解、创新,建立“以学生发展为本”的教学模式,是实验课教与学的总目标。我们所尝试的这种实验教学模式,从形式上看是一种学业结构评价模式,实质上是一种系统的指标实验学习模式。实践证明,该教学模式可使新生尽快摆脱中学学习模式,为日后的实验教学活动顺利进行奠定基础,增强自身实验学习的适应性,促使实验教学质量明显提高。在无机化学实验课以后的教学中,要坚持不懈地实践、改革、探索,继续努力提高教学水平,为培养高素质的新世纪建设人才贡献力量。
参考文献:
篇3
生物化学实验技术课程涉及的知识面非常广,在实验开始前,由任课教师及实验技术人员就实验过程中相关的基本理论、知识要点、难点做归纳与总结,形成试题册,利用学生业余时间开展知识问答竞赛,帮助学生充分理解、掌握生物化学实验理论知识与技能,激发学生学习兴趣及参与实验的“主人翁”意识和主观能动性。该实验课程是生物技术、动物医学等专业的基础实验课程,一般在大学第三学期开设,此时学生对生物化学实验室里仪器设备的使用方法及实验试剂的配制知之甚少;因此,有必要进行统一的培训。仪器主要包括自动部分收集器、电泳仪、离心机、超净工作台、紫外分光光度计、记录仪、水浴锅、紫外分析仪等。实验开始前,由实验技术人员制订仪器简明操作手册,并进行示范操作与讲解,学生反复练习,在教师的指导下牢固掌握仪器的使用方法和注意事项,为后续生物化学实验的开展及将来的科研工作打下坚实的基础。
2重编实验教材,优化教学内容
随着生命科学的快速发展,新的生物化学技术不断涌现,使生物化学的理论知识、研究方法和内容不断推陈出新;因此,对生物化学实验教学内容提出了更高的要求。为此,我院生物化学教研室组织经验丰富的专家、教授、青年教师共同编写了《生物化学实验技术》,本书删除了一些陈旧、过时的实验,增加了一些与生物技术、动物医学等专业应用紧密的新实验。同时将本实验室常规仪器设备的操作方法、注意事项,常用试剂的配制及保存,常用蛋白质等电点、分子量及常用生物化学词汇及缩写写进本书,以方便学生日后的查阅与应用。传统的生物化学实验教学内容多为一些基础性、验证性的简单实验,教学目的过于“单一化”、教学方式过于“程式化”,这种教学方法容易导致学生思维定势、机械操作,实验兴趣不高,为此我院加大了综合性、设计性实验的比例,加强实验的系统性学习,建立了一个既能培养学生基本实验技能,又能提升学生综合设计能力的实验教学体系。以“小牛血清免疫球蛋白分离、纯化及鉴定”为主题,开展了如下实验项目。
3改进实验教学方法,突显学生主体地位
3.1使学生学习变被动为主动
以往的实验教学多是教师讲解,学生模拟、验证,被灌输的“填鸭式”教学模式,双向交流较少,学生积极性不高,无法满足培养高素质综合性人才的需求;因此,把学生放在一个主动学习的位置上是极为必要的。实验开始前,将学生分成几个小组,让学生亲自参与实验的各个环节,包括试剂的称量、配制、高压;实验材料的包装、灭菌;实验仪器的调试、校正;预习报告的书写;实验原理及操作重点环节的思考和讨论等。通过主动参与实验,既培养了学生“主人翁”意识,又锻炼了动手操作能力,培养了团结协作的精神。
3.2多媒体技术和虚拟实验的建设与应用
多媒体技术能有效地将声、色、动画相结合,使多媒体教学生动、形象、直观、具体、动静结合、色调鲜明,现已是一种普遍的教学手段。利用现有的教学设备资源制作多媒体课件、演示实验动画、教学视频等,同时,利用网络资源,搜集国内、外实验课相关素材,开拓学生的视野。吉林大学网络虚拟实验建设项目完成的“双向电泳实验技术”等微实验已应用到实验课教学中,教学效果突出,虚拟仿真实验打破了时间、空间的束缚,为学生自主学习创造了良好的机会。
3.3举办生物化学实验报告会
生物化学课程是专业基础课和必修课,学时多,学分高,理论性及实践性极强。学生通过查阅大量国内、外文献,结合目前生物化学先进的技术热点和研究内容,自选题目,独立完成PPT;邀请生物化学教研室的教师,利用业余时间组织学生进行汇报和交流,同时,教师给予相应的指导和总结。通过举办报告会,使每名学生都有机会展示自己,开阔了他们的视野,锻炼语言表达能力的同时,也增强了他们的自信心,提高了学生学习的积极性、主动性。
4开放实验室,给予学生更多的选择
实验课的教学目的是让学生把学到的理论知识应用于实践。鉴于课堂学习时间及资源的局限性,有必要将实验室对外开放,鼓励学生积极申请吉林大学“大学生开放性、创新性实验项目”,创造条件让学生将好的实验项目和想法得以实施。例如猪脾脏胰蛋白酶的提取及鉴定;蚓激酶的提取、纯化及检测;胰蛋白酶比活力的测定方法比较;梅花鹿鹿茸多肽的提取及应用等实验项目均得到了很好的开展,并顺利完成了结题鉴定。实验室的开放是实验课计划内学时的一个强有力的补充,使学生有了更多的自和独立完成实验的机会,激发了学生的创新思维和意识,培养了学生的科研思路。
5教学改革实施的效果分析
改革后的实验教学内容不再是简单的、单一的验证实验,而是一环扣一环的连贯性很强的综合性实验。多样化的实验内容提高了学生对生物化学实验技术的理解和应用能力,深化了对生物大分子的性质、提取、纯化及检测等理论知识的学习;教学手段的改革使学生的实验态度变被动为主动,增强了实践过程中的责任感,培养了学生实验动手操作能力;实验室的开放使学生能够合理安排时间,将科研设想得以实现,部分优秀的本科生顺利完成了开放性创新实验项目,撰写研究论文并公开发表。通过对2012级、2013级和2014级生物技术专业及动物医学专业共约400名学生开展实验教学效果满意度调查结果表明:95%的学生满意新的教学模式,5%的学生提出了新的建议和想法,在后续的实验教学中有待进一步的改进。
6小结
篇4
【关键词】生物实验 教学 强化实验 规则和技能
生物学是一门以实验为基础的自然科学。许多生物现象只有通过实验才能得到解释,各种生物体的结构必须通过实验才能观察清楚,生物学的理论也是人们通过实验总结出来的。所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。由于历史等原因,我国的生物实验教学起步较晚,以致重知识、轻实验,重理论、轻实践,学生的“高分低能”现象至今仍相当严重。随着教育的改革,在新编九年制义务教育生物教学大纲中,注重了理论和实践相结合的原则,教材内容突出了实验内容多,实验形式多,实验要求多的特点。这样,学生动手参加实验的次数和机会多了。当然,如果教师不注意对学生进行实验规则和技能的教育,不精心设计好实验的内容、步骤和项目,学生不明白实验目的、要求和要注意的事项,则不仅效果不好,甚至会出现实验秩序乱,自然无法达到应有的实验目的。在生物实验教学中,为使每个实验达到教学大纲的要求,必须加大生物实验教学的力度,强化实验规则和技能。我的做法和体会是:
1.首先要加强组织纪律教育
“没有规矩,不成方圆”。实验室守则和实验规则是上好实验课的保证,为了培养良好的实验习惯,使实验顺利进行,必须向学生强调遵守实验室守则和实验规则的重要性。并要向学生讲清道理,反复教育,使学生明白并自觉遵守,保证实验室内环境安静。要求学生不到下课时间,不准擅自离开实验室。如本人实验完毕或有事要离开,须报告教师。总之,要养成有组织,有纪律的实验习惯和良好作风。
2. 要关心爱护教学仪器,节省实验材料
在做每个实验前后,要求学生一定要养成洗手的习惯,以免实验时沾污实验仪器和试剂、样品、标本,从而引起实验误差,同时还要求学生不应做与本实验无关的动作,以免损坏实验仪器,甚至发生意外事故。要节约实验材料,如在制作洋葱表皮细胞临时装片,只要取一张洋葱表皮就够了,不必取大块,另外如擦镜纸、吸水纸,大头针和各种试剂等也要节约使用。严禁将教学器具如镊子、放大镜、剪子等带出实验室。同时为保证实验用品、材料、仪器不丢失,在实验前分发给每个小组一份实验仪器、材料登记表,要求学生在实验前后核实,并填写本节课的实验名称、日期、班级和组别等,最后要签名,以示清点核实无误并承担责任。实践证明,在实验中对学生进行爱护关心仪器和经常节约实验材料教育,有助于培养学生爱护公共财产,艰苦奋斗,自力更生的精神,有利于调动学生上好实验课的积极性。
3.要有实事求是和富于探索的科学态度
要求学生在做实验的同时,一定要做好记录,如果一个实验小组两人,则一人做实验,一人记录,下一次实验互相对调。实验绘图要求学生实事求是照看到的实际画,在实验课中完成。如在解剖鲫鱼时,有的同学发现鱼的心室和动脉球的搏动位置在心房的上方,而在生物教学挂图中,心室位于心房下侧,在心室前端有一白色的动脉球,这就要按实际看到的画。又如初中生物课本中,用显微镜观察[人的口腔上皮细胞装片]实验,而在实验报告册上则要求,观察人的口腔上皮细胞要用0.01%亚基蓝溶液作为染色剂,如果此种试剂一时买不到,不进行染色,人的口腔上皮细胞透明度大,那么在显微镜下很难看清其细胞膜和细胞核等。为了观察清楚,这时可提示学生是否也可用稀释的碘酒或墨水作为染色剂,观察人的口腔上皮细胞装片,学生试着做了结果很满意。人的口腔上皮细胞被染成黄(红)色,细胞膜、细胞质、细胞核看得很清楚。细胞周围空间呈白色,图像很清晰。再如有些同学,即使不用牙签轻刮口腔上皮,用一滴口水,处理后也可找到口腔上皮细胞,这又是为什么?等等。从而培养了学生独立探索和实际操作、制作能力,培养了学生观察思维、动手能力,培养了学生严谨的科学态度。
4. 预习好实验内容,明确实验过程
只有让每个学生弄清了每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程,这样学生才能做到心中有数,进入实验室才能有条不紊地进行实验操作。同时对于难度较大的实验,教师要事先进行实验难点和要点的讲解,以使学生掌握要领,使实验达到预期目的。如制作临时装片,练习使用显微镜,对初中一年级学生来说有一定困难,教师可事先在课外兴趣小组活动时培养好骨干,再由这些骨干学生去辅导带动其他同学做好实验,在练习使用显微镜时,就要特别强调其使用方法和操作要领。如顺时针调节粗调节轮时,使镜筒缓慢向下,这时头应向左侧偏下,眼光与装片在同一水平面上,眼要特别注意物镜下降的位置,当物镜靠近装片时停止。这时用左眼从目镜观察,同时右眼也要睁开,用右手逆时针方向转动调节轮,使镜筒慢慢上升,直到对准焦点,看清物像为止。再转动细准焦螺旋,来回调节,使看到的物像更加清晰。千万不能违反操作规程,下降镜筒时,一定要从旁注视物镜,防止物镜碰到盖玻上,损坏玻片标本和物镜。教师也可以用两台显微镜示范,一台是已经对好光了的,另一台则是已找到标本清晰图像的,让学生观察后做模仿。
5.做好实验小结,启发学生自我评价
实验结束前,用3-4分钟时间让一些实验认真、观察细致、操作熟练、清楚实验步骤和实验目的、正确掌握了实验技能、并实验成功的同学简单谈谈收获、体会。也可由教师或者同学给予肯定评价和鼓励。反之,一些实验做的不好的同学或看不到实验结果的同学可谈谈失败原因和要吸取的教训。如有的同学也可能是因为怕麻烦、怕脏、怕腥味等原因而不愿意做实验,以至实验效果不好或无结果,为此教师也要帮助其克服怕麻烦、怕脏、怕腥味的娇惯心理,自觉做好实验。最终要使学生懂得生物学是一门实验科学,实验、观察、标本的采集和制作等在生物学教学中有着十分重要的地位。
篇5
关键词药物化学;实验教学;综合技能
药物化学实验课是药物化学理论课的深入和升华,如何能够达到这样的培养目标,关键在于如何提高药物化学实验课的授课效果。赵永恒等[3]认为在现实的教学过程中,应当结合学生实际情况,大胆创新,将多种教学方法和手段融合使用、合理调配,形成完善的方法和质量评价体系,把培养学生自主学习能力贯穿于整个教学活动中,最终提高学生自主学习的能力。笔者认为这种观念也适合药物化学实验课的改革,因此本课题组针对传统的药物化学实验教学的弊端,采用学导式教学法、综合性实验和综合性考核方式等对药物化学实验教学方法进行改革,通过教师、学生和教材三个元素构成的三维教学体系,首先引导学生从茫茫文献资料和浩渺的信息中去获取药物合成所需要的正确的有用的合成方法,然后通过小组和个人独立等方式进行实际操作,在实践中去分析和解决问题,并从中获取新的知识和技能,最终提高学生的综合技能。
1传统的药物化学实验教学
传统的药物化学实验教学是通过药物化学理论课的学习,使学生掌握药物合成的基本方法与技能;通过实验课上的具体药物的合成,反复对学生进行药物合成的基本操作方法和技能的训练,通过具体的药物合成研究加深学生对药物化学基本理论知识的认识与理解,获得有关药物的相关知识。教师传授知识固然重要,但更重要的是使学生养成正确的学习方法和很强的自学能力,通过各种教育,把外界的知识转化为学生个人的内在的、稳定的个性心理品质,从而为学生的发展提供良好的基础。
2“学导式”教学法在药物化学实验课中的应用
“学导式”教学法,也称“自学式”教学法,是学生在教师的指导下进行自学的一种教学方法[4];而张拓基[5]认为“学导式”教学最好分为包括自学、精讲、演练在内的基本环节和包括提示、解疑、小结在内的辅助环节;各个环节之间既密切联系又各有区别,彼此之间相互制约、环环相扣,面面俱到,形成一个统一的有机整体。“学导式”教学法发展到现在,已经在很多领域被广泛应用,因其将学生从被动的填鸭式对象发展为教学活动的主体,能够充分调动学生运用自己所学的相关知识去解决实际问题,而作为填鸭式教学主体的教师则退居学生的身后,为学生保驾护航。本课题组将“学导式”教学方法应用到药学专业的药物化学实验教学中,将药物化学实验分为验证性实验、综合性和设计性实验三种类型。通过验证性实验的精讲和演练,使学生掌握药物化学实验所需的合成操作技能,包括实验室中通风橱等设备的使用,合成仪器的正确安装,原料及化学试剂的正确取用方法,合成过程中实验现象的观察、规范的实验记录方法和实验报告的正确书写等等;通过设计性实验,教师设定要合成的药物为研究课题,让学生自行成立课题小组,学生自己查阅文献,综合分析实验所需相关资料,课题小组经讨论设计合成路线,设计的合成路线必须在实验室条件下能够进行,并且有效控制成本;每个课题小组汇报其合成路线,在教师及全体学生的讨论下,确定最终合成方案及具体实验步骤,提交所需原料、试剂及仪器给实验中心辅助教学人员进行采购;实验过程中教师对其操作进行指导,实验结束后,针对其整个过程中存在的问题、各个小组实验结果及相对应的合成方法等内容进行小结。而在合成路线的讨论过程中,所涉及的问题由学生自己通过查阅文献进行解决,教师在讨论过程中,起到引导,纠正,解疑,启发等作用;学生在查阅文献,集体讨论路线,提出问题,再查阅文献,讨论解决问题的一系列过程中,充分发挥学生的能动性,使学生在不断分析、解决问题中锻炼科研能力。通过这种“学导式”教学方法,不仅使学生能够在整个药物化学实验教学系统中把握主动,充分调动学生主动接收来自教师的相关教学知识,而且在具体的药物合成过程中能够锻炼学生综合分析和解决实际问题的实践能力。
3综合性实验在药物化学实验课中的应用
药物化学是一门综合性学科,其内容涉及有机化学、药物分析学、天然药物化学、药理学等多种学科,药物化学实验的教学内容也不仅仅是药物的合成,还涉及药物分析及天然药物化学等学科的内容,因此,实验教学内容要注意相关学科的交叉融合,最大限度地拓宽学生的知识面。齐艳等[6]对药学多学科综合性实验进行了探索,将综合性实验引入到药物化学实验教学中,大大提高了学生的综合实验能力;陈娇娇等[7]针对药物化学实验教学中的不足,以“命题作文”的形式开设综合设计性实验,更好地激发了学生的学习兴趣;廖洪利等[8]对综合性实验的开设时间、实验项目的选择、教学管理以及对教师的要求等方面进行了研究。梁晓霞等[9]认为,药物化学教师在教学内容上和教学方法上要不断探索,与时俱进,充分调动学生主动学习的积极性,在平时点点滴滴的教学中,逐步培养和提高学生的综合素质。因此,为了更充分地调动学习的积极性和锻炼学生的动手能力,大幅度提高学生的综合素质,在验证性和设计性实验之间,设立综合性实验。通过综合性药物化学实验,不仅使学生掌握药物化学实验的基本技能,而且对药物分析等相关学科也有更为深入的认识,将药学知识有机地融合在一起。药学院药学专业药物化学实验自开设至今,最初仅仅是单纯验证性实验,经过几届学生的培养后,发现其实际动手能力虽然增强,但在实际新化合物的合成过程中,查阅文献、综合分析后设计合成路线并最终进行合成时,综合技能较弱,需要经过一定时间后才适应。针对存在的问题,笔者开始设立设计性实验,设计性实验的引入,激发了学生的积极性,拓宽了学生的知识面,但在具体的实施中发现,学生从验证性实验直接进入设计性实验,从思想上接受得慢。在查阅文献、设计合成路线的过程中比较茫然,第一个设计性实验的效果远远低于第二个设计性实验的效果,并且在实验方法的讨论过程中,大多数学生局限于具体合成路线,而不十分清楚合成路线的机理。因此,在验证性实验和设计性实验之间,有必要设立综合性实验。黄健军等[10]在药物化学实验教学采取实验课前预习,教师示范、演示,对学生实际操作进行点评等措施,来规范学生操作,提高学生的动手能力。笔者将其研究方法引入到综合性实验当中,并且对实验内容进行调整,建立有自身特色的综合性实验体系。首先,在综合性实验之前,将实验题目及其具体方法布置给学生,让学生通过多种途径查阅文献,研究合成机理及各个合成步骤,并且设计新的合成路线;课前简单的熟悉实验内容,理解实验原理的预习提升一个层次,在实验教学过程中,加强教师的指导作用,对基本操作中各种仪器的正确使用及安装进行示范,以保证学生实验过程中的正确和安全。其次,以学生为主导,对其他合成方法进行讨论,并且分析其可行性和合理性,在讨论过程中,教师起到引导的作用,对学生设计中的错误和不规范内容进行指正,让学生充分认识到从理论到实践,不是简单的验证。而实验过程中及时纠正错误操作,消除危险隐患,并且要求学生认真观察、如实记录,培养其严谨的科学态度;启发和鼓励学生对实验中出现的问题进行分析和讨论,激发学生的兴趣,提高学生分析问题、解决问题的能力。实验结束后,让学生分析实验现象及结果,撰写实验报告,并且教师及时针对整个实验过程中出现的问题方面进行总结。
4运用综合性考核方式评价学生综合技能
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关键词:网络教学;生物化学实验;教学改革
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0041-02
生物化学,顾名思义是研究生物体中各种生物分子在生命过程中发生化学变化规律的学科,亦可以解释为运用化学学科的语言和基本原理从分子水平上阐释生命现象的一门学科。不难理解生物化学是以实验为基础的一门学科,生物化学史上重大里程碑式的发现都是前人通过一系列艰辛的实验从中发现并确定的,因此生物化学实验是生物化学教学的一个重要组成部分,通过生物化学实验教学可以使学生更好地理解和掌握课本中的知识,并在实践中培养学生的动手能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力以及团队协作的精神。这对于提高生物化学教学质量、提升学生的综合素质、培养学生的创新能力具有十分重要的意义。
一、生物化学实验教学存在的问题与不足
首先,传统的生物化学实验内容较为陈旧、单一,且部分内容过时,主要偏向理论验证性没有体现应用性的专业特色,而设计性、综合性的实验相对较少或没有,这样限制了学生创新能力的培养,容易扼杀学生实验的积极性和主动性。其次,教师在教授实验课时,多采用板书形式的“填鸭式”教学方式,对实验原理、操作步骤及注意事项,进行详细的讲解和演示,然后学生“照葫芦画瓢”,不加思索地、机械式地完成了整个实验操作。久而久之,学生就会感到实验枯燥乏味,严重影响了学生实验技能的提高,抑制了学生的学习兴趣。再次,成绩评定方面通常是由学生的实验报告成绩和期末考试成绩各占一定的比例构成,有时实验报告的撰写并不能真实反映学生的实际操作能力,因为部分学生存在抄袭他人的嫌疑。由于缺乏明确的实验技能考核标准,对学生不能正确进行评估,尤其是能力考查方面无法有效体现,致使学生成绩偏差相对较大,长此以往,学生对实验课重视程度就会下降,这会进一步影响学生对生化理论课知识的正确理解和其他相关专业知识的掌握,更谈不上提高其科研思维能力。因此,针对这些在实践教学中存在的问题,为了培养学生的创新意识,我们对生物化学实验进行了基于Internet的生化实验教学改革。
二、网络在线应用于生物化学实验教学的优势
1.教学手段形象化。传统生物化学实验教学中,通过板书形式进行的教学方式不能很明了、直观地向学生展示出生物化学反应的过程,对于部分实际操作技术的讲授缺乏形象性,导致学生对于实验仪器的操作、实验步骤和实验现象的理解感性认识相对较差,因此在实际进行操作时,在实验全局上,往往缺乏整体把握,因而实验操作规范性较差,随之影响其所做实验的效果。利用网络在线教学可以解决这一问题。网络在线教学是将图片、文字、声音、动画、视频等集为一体,教学过程直观、生动、形象。在整个教学过程中,充分调动了学生眼、耳、手、脑等多种器官,有利于学生对实验仪器操作规范的正确掌握、实验步骤有条不紊的进行、实验现象的合理分析等相关内容的进行整体把握,可以弥补传统教学中学生对实验操作过程不熟悉的弊端,大大提高教学效果。网络在线教学可以展示常规的、传统的教学手段所无法观察到的现象,可以加深学生对知识点的掌握,从而提高学习的积极性。
2.教学方式多元化。不同侧重点的教学内容需借助不同的教学方法,才可能取得事半功倍的效果。理论验证性实验如游离氨基酸的纸层析、淀粉酶活力测定、聚丙烯酰胺凝胶电冰、微量凯氏定氮法测定食品中蛋白质等各个实验之间是独立的,只涉及某一点或某一方面的内容,缺乏知识点的相互联系,针对这些不足,教师预先提供给学生相关的实验课件以及相关的网络资源,学生课下进行预习,通过查阅资料,完成实验目的、原理、仪器与试剂以及步骤等相关内容的学习。课上先由学生讲解,教师随机提问并和学生一起分析学生所讲述内容存在的问题,然后教师利用网络在线播放实验操作视频,并讲解教学内容,针对每一操作步骤以及由此带来的实验结果进行详细分析,从而引导学生深入理解并掌握整个实验过程。同时结合实际存在的问题如“奶粉中掺入三聚氰胺”尝试引导学生去解决。这样不仅丰富、扩展了教学内容,活跃了课堂气氛,还解决了课时容量的问题,提高了教学效率。综合设计性实验是由学生在教师指导下,利用课余时间,结合学科兴趣,利用实验室的设备条件,借助已掌握知识与技能,选择教师提供的相关研究课题或自行命题,由学生自行设计实验方案,经师生共同讨论、修改并论证其可行性,最后通过动手实验分析实验结果。学生课下通过互联网查阅相关资料,完成实验课件的制作,课上学生介绍实验方案,师生共同探讨方案中存在的问题,对于一些比较复杂的实验仪器,其原理的理解教师可通过网络在线让学生进行观摩、对于学生仍然不解的问题,教师多举相关例证进行说明,同时还应向学生介绍某些实验方法的最新研究进展,拓宽学生的知识面,扩展学生的思维。这样的教学方式能够调动学生主动学习的积极性,激发学生的学习兴趣,挖掘学生的潜能,实现学到用的升华。
3.教学互动明显化。课堂网络在线教学不仅仅在上课的时候提供给学生丰富的了解知识、掌握实验技能的渠道,还可以在实验教学结束后在课下提供学生学习的机会。虽然学生由于经济条件所限,不可能人人拥有电脑,但是拥有带有MP4功能手机的学生比例还是很高的,这样教师可以将实验仪器的操作视频转换为MP4格式给学生反复观看;或者将课上所学的内容转化为PDF格式的电子文档供学生学习;或通过BBS、QQ群、微信和飞信群等手段与学生进行沟通互动,通过这种互动可以启发、引导每一位学生特别是性格有些内向的学生自由自在地发表自己的看法。教师将课下互动诞生的有代表性的一些观点转换到课堂网络上进行交流,使每一位学生在这种相互讨论中,吸纳更多的知识,从而加深其对生物化学这门课程的理解与认识,提高了教学效果。
三、网络在线应用于生物化学实验教学的思考
基于Internet的生化实验教学是改革教学方式,提高教学质量的一项重要途径,但是这并不意味着仅仅将讲义上的内容逐条拷贝到网络上,照“机”宣科。如果单纯这样做起不到激发学生学习的兴趣和提升其实验操作技能的目的。往往学生还会因为所接受的信息量太大,应接不暇,加大思想负担,导致学生产生厌学心理,造成课堂实际教学效果不增反降的局面,因此实验教学内容要“精挑细选”。利用网络在线教学,就是要通过Internet这个工作平台兼顾充分运用各种多媒体辅助平台为实验教学服务,并通过多种渠道与学生沟通,尤其应做到在讲解与观看在线实验视频过程中加强互动的环节,使学生全身心地投入并参与到“实验”过程中,化被动接受为主动学习,真正实现教学相长的目的。由于实验教学课时所限,很多实验试剂的配制过程都是由教师代劳,学生并没有充分参与进去,导致系统获得知识出现脱节现象,网络虚拟实验室是个不错的解决手段。所谓的网络虚拟实验室是将实验室中常用的实验试剂的配制方法以及实验仪器的操作视频拍摄编译上传,学生通过点击相应链接去下载学习各项技能,学生还可以利用网络虚拟实验室这个平台学习实验教学课程要求以外的实验,学生可以在这个虚拟的实验室发挥他们丰富的想象力,设计、探索,实现自我。
总之,将网络在线教学应用于生物化学实验课程中,可以丰富教学内容,增强感官教学,提高教学效果,做到寓教于学。网络在线教学将会成为生物化学实验课程教学的主流,但要充分发挥其效能,还需教师不断学习,与时俱进,用新思维、新方式改革课堂实验教学模式,以期提高学生的创新实践能力。
参考文献:
[1]杨红,林德馨.生物化学实验教学现状的调查和浅析[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010,12(6):608-611.
[2]穆虹,易继财,姚涓.基因工程综合设计性实验的教学实践[J].实验室研究与探索,2007,26(7):102-104.
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1 研究方法
1.1 准备阶段
选择4学时的两个实验项目(蛋白质含量的测定方法和酶的性质)采用PBL教学模式进行。随机选取4个30人左右小班,共计124人,分成2个大组,一组实施PBL教学法,另一组实施LBL教学法,每组均由同一位教师指导,两组都分别再分成若干个小组,每组5~6人,各组选出一位组长。
准备阶段是PBL教学环节中最重要的环节之一。以蛋白质含量测定实验为例,在生物化学实验技术中,蛋白质含量的测定方法很多,根据不同蛋白质的性质合理选择测定方法是这一环节中的重点。首先按照教学大纲的内容,设计选择不同难易程度的实验材料,在实验前对学生进行简短讲解。教师在课前根据教学大纲的安排,找出能基本涵盖相关知识点的实验材料。
1.2 课前设计
PBL组上课前将教学内容的主要目标交给各小组组长,问题设置具有引导作用,要求学生预先进行小组讨论并提出与本实验内容相关的问题,并指导学生利用图书馆和网络信息资源来回答问题,通过此种途径使学生在课前即获得实验所需的相关知识,最后撰写小组讨论成果以及实验方案,在课前一并交给任课教师。
1.3 实验教学
PBL组和LBL组的任课教师、教材以及教学内容均相同。在PBL组教学中,教师先集中讲授学生撰写的实验方案中出现的共性问题,然后将问题进行分类,并以此为依据进行分组实验,再根据实验中每组学生出现的不正确操作和不理想的实验结果,再次提出问题,促使学生独立思考并找出问题所在,最后,由教师对本次实验进行全面分析和总结,并将学生的发言记录保存。在LBL组教学中,首先由教师按照教材讲授实验目的、原理、操作步骤以及实验中的注意事项,然后学生按照教师的讲解逐步进行实验内容。实验结束后,两组学生完成实验报告。
1.4 总结分析
实验结束后,由教师对本次实验的重点内容进行综合阐述,对学生在实验中仍然不清楚和操作中考虑不全面等共性问题做出重点分析,并且再次提出实验操作中需要注意的各种问题,对两组学生的综合表现进行适当的点评。
1.5 效果评价
实验教学结束后,教师对两组全部学生同时进行实验成绩的比较分析,并对PBL组和LBL组学生迸行调查问卷。内容从学生自学能力、动手能力、对所学理论知识的理解和应用、语言表达能力、创新能力的培养、团队合作意识以及拓展知识领域等多个角度进行,每个问题为是、否两个选择。结果数据运用SPSS11.0 软件进行数据处理和统计学分析。
2 结果
在上述教学效果评价的基础上,考察学生对PBL教学手段的看法和感受,与传统教学方法比较,学生有什么样特殊的收获。本次共发放问卷62份,收回62份,结果见表1和表2。从调查的结果可以看出:学生对PBL这种教学方法之前不甚了解,但是通过这次尝试,PBL组中有79.03%的学生愿意接受PBL教学,对此教学反映良好;75.81%的学生认为该教学模式适合自己,并对此产生了浓厚的兴趣;对自身素质培养的调查中有72.58%的人认为能够提高组织和语言表达能力;半数以上的同学认为PBL教学模式给予了主动学习的机会,激发了想象力,对培养创新能力和开拓精神有很大帮助。从教学效果来看,PBL教学法在提高学习积极性、独立分析和解决问题能力及开拓知识视野等方面具有积极的作用,④PBL组均优于LBL组。但也有个别学生对该教学模式没有兴趣,认为对自己的学习效果没有明显的改变 3 讨论
由于采用PBL教学涉及到教学方法和考核等方面的变化,在执行中可能会遇到一些问题。所以,教师应该以学生为中心,引导学生提出与教学内容相一致的问题,使学生带着浓厚的兴趣进行学习,引导学生自己找到疑难问题的答案,让学生学会自主学习,顺利完成教学内容,所以教师应该扮演一个指导者的角色。
此次PBL实验教学,根据实验成绩并结合调查问卷结果表明,学生对PBL教学由不清楚到产生一定的兴趣,认为PBL教学有一定的新意,能够提高学习热情,有利于加强枯燥的生物化学知识的学习和理解。同时PBL组同学认为与传统教学的不同在于,PBL通过提出问题引发学生学习的主动性。回答问题的过程中不仅局限于教材,而且可以充分利用网络上信息的优势。在解决问题的过程中,需要学生综合相关方面的知识。因此,有利于学生将各方面的知识融会贯通。在实验操作过程中,采用PBL方法,使学生对于实验现象和结果有了更好的理解,更有利于加深对理论课所学知识的掌握,加强理论联系实际,并激发了学生对新知识的兴趣和探索。以小组为单位的新形式促进了学生之间的交流和沟通,培养了学生的团队精神与合作意识,也为学生提供了一个利于自主学习和自我发展的良好平台。加之教师的参与,更利于课堂教学过程的灵活多样和激发学生的参与意识,使教学更具有目标性和方向性。
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一、实验教学形式的选择
随着生物技术实验手段日新月异的发展,实验教学形式也要跟紧改革,本专业的实验教学内容也要进行实时更新,以适应经济社会对生物技术专业人才的需求,实验内容着重从以下几个方面进行改革。1.增设综合性实验。理论知识的学习是分篇章进行的,各个知识点相对来说仅仅横向或者纵向学习,缺乏系统性综合联系。通过综合性实验将理论知识纵向与横向理论联系实际,使学生系统、灵活地掌握实验技术与手段,如在基因工程实验中选择DNA重组技术实验,该实验的动手操作特别多,涉及的方面也较广。如合成DNA链变性、退火形成双链,限制性内切酶酶切质粒DNA,琼脂糖凝胶分离大、小片段,凝胶回收,连接成重组体,感受态细胞的制备、转化、筛选等,通过学生的自学及动手操作充分了解、掌握DNA重组技术的意义及应用。2.适当增加设计性实验。学生创新能力的培养离不开设计性实验的设置,在系统掌握基本实验技能和方法的基础上,让学生广涉国内外相关文献资料,归纳出当前研究现状并提出自己的思路,把自己已掌握的实验原理与技能通过设计新的实验方案,经导师及相关专家认定可行后,独立完成实验。在实验过程中难免会出现意外,对于问题的出现,让学生学会积极思考,科学面前没有对与错、应该与不应该,学会尊重实验结果,客观的分析问题,并积极解决问题。能力培养是一个研究人员基本的素养,通过适当增加设计性实验的培养,改变当前生物技术专业本科生对问题的分析和解决问题的认识,在提升创新能力培养的同时也希望对知识的接受方式得以突破。3.增加专业实验课。基因工程、蛋白质工程、发酵工程、细胞工程、酶工程等专业课程在农、牧、渔、园林、工业、环保、医药、食品等众多行业中广泛应用,然而当前很多院校生物技术专业的专业课程如蛋白质工程、酶工程、基因工程、细胞工程及发酵工程实践教学严重不足,导致高校生物技术专业毕业生与社会生产、经济发展脱节。为此,需要足够重视专业课程的实践教学环节。基因工程的应用可谓是“处处留痕”。现代临床中许多药物如生长素、干扰素、促红细胞生成素、胰岛素等都是基因工程的产物,同时在农业方面也得到很大程度的应用,比如抗虫棉、抗高温水稻。而我们食用的多年传统的酸法水解工艺的味精也是利用酶工程中的双酶法糖化工艺取代。我们日常所食用的饮料、酱油、乳酸、啤酒是利用发酵工程、酶工程对农副产品进行加工的产物。在实验课程设计中应尽量包含以上工艺,甚至开展兴趣小组,激发学生深入研究以上工程技术的应用。
二、实验教学方式的改革
1.拓宽实验原理理论知识。尽管操作是实验教学的主要环节,但掌握实验原理的理论知识是正确操作的保障,为此,在教学中教师应用引导的方式讲解实验原理,让学生明白实验的主要内容以及结合原理,让学生理解及掌握实验操作的设计思路,并能预测实验结果,进行正确的分析。实验教学过程中杜绝“灌输式”和“绑架式”教学,学生的操作和结果不能都是按照教师的思路和认定方式给予评价。通过学生自主性学习,启发求知欲望,学生积极的思考状态是我们要在整个实验操作过程中始终维护的精髓。通过拓宽实验原理,让学生在实验操作的过程中带着问题进行思考,维护协商积极的思考状态不仅提高了他们的自主学习能力,还培养了他们独立思考的能力。2.创造实验操作机会多分组。每次实验的开展所用到的仪器设备为2~3种,但实验室的人数却有25人左右,因为实验学时的限制,往往不能保证学生一人组进行实验,需要多人合作,而此时有些学生借此可以不做或者少做实验,不利于学生动手能力的主动培养。生物技术真是一个“烧钱”的专业,所用实验仪器设备价格高、器材耗损大、试剂昂贵,为增加每生的动手机会,除了现有的实验室把整班分成几个小组进行实验,使课内实验与课外实验相结合的方式外,还单独增设了实验室,让有兴趣的学生充分、认真、仔细地自主完成整个实验操作,尽可能提高锻炼的机会,充分调动了学生学习的积极性和主动性。
三、开放实验室管理
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关键词:无机化学实验;学习习惯;培养兴趣;多样性教学
无机化学及其配套实验教学是化学、化工、生物、食品、材料、环境等专业的大学生入校后最先接触到的一门专业基础课。它不仅包含了基础无机化学的教学内容,同时渗透了物理化学、分析化学等基本知识,是化学相关学科学生学习的基础。同时,无机化学课程位于大学教育的起点,肩负着引导学生进入、适应大学学习,激发学生学习兴趣以及培养学习习惯的关键性作用,同时也发挥着衔接中学教育与大学教育,训练学生思维模式转变的作用。
一、引导学生建立正确的思维方式
“思维方式构建”是指在学科教学中,从典型问题出发,通过教师引导和学生主动探究,达到理解与应用所学知识,构建知识体系,形成科学思维方法的一种学习方式[1]。
提出问题引发学生思考是调动学生学习主动性的有效方法,也是建立正确思维方式的开端。在我校无机化学实验教学中,教学内容通常会以启发探索性的问题为开端。例如,在每一节实验课之前,首先提出一系列与实验相关的问题供学生思考以启发学生理解实验的相关知识。较常规的思维模式为:为什么要做这项实验?原理是什么?怎样操作?过程中会出现哪些问题?怎样解决?等等。例如,以硼镁泥制备七水硫酸镁为例[2],相关的问题包括:举例说明七水硫酸镁的用途?镁资源和硼资源的主要类型和来源?能否直接控制溶液pH除去Fe2+和Mn2+杂质?绘制CaSO4溶解度随温度的变化曲线,解释为什么除去CaSO4要趁热抽滤?等等。在实验之前,同学们就已经通过对问题答案的查询掌握了很多相关知识。例如,明白了七水硫酸镁可以用做肥料p制革p印染p催化剂p造纸p塑料p瓷器p颜料p火柴p炸药和防火材料的制造,也可用于印染细薄的棉布p丝,作为棉丝的加重剂和木棉制品的填料,在医药上还可以用作泻盐。这些与日常生活息息相关的信息往往能让同学们发出感慨,对实验对象有了更立体深刻的理解。另外,在回答“能否直接控制溶液的pH除去Fe2+和Mn2+杂质”的问题时,又可以引导学生应用刚刚在无机化学中学习的沉淀平衡相关知识,查询各种金属离子沉淀的pH值范围,从而给出正确答案:由于沉淀pH范围的重叠,因此不可以。这也让学生们充分认识到这些知识并不是在课本上毫无意义的理论,而是可以实实在在地指导科学生产过程的重要原理。而其他的小知识点如“为什么除去CaSO4要趁热抽滤?”通过让学生绘制CaSO4溶解度随温度的变化曲线,了解到实验中该步骤的“趁热”重要性是由于温度越高CaSO4的溶解度越低而来的。因此,通过这样一系列的问题加以引导,可以让同学们在实验之前充分了解实验对象的性质、实验原理,以及操作过程中每一个小细节的原因,而不是机械的在课堂上按照课本的描述进行无思考的体力劳动。
二、以多样性的教学模式培养良好的学习习惯
随着教学时间的推移,单一的教学模式往往存在着教学效率低下、课堂活跃度降低、学生接受度下滑等问题,这将直接导致学生的学习意愿降低从而大大增加教学知识的传授阻力。多样性的教学,旨在通过不同的教学模式不断激发学生的学习兴趣,刺激学习意愿从而达到提高知识接受度的目的。在无机实验教学过程中,大部分的课程安排模式为教师讲解实验过程,随后学生进行实验过程,学生对于这一过程逐渐熟悉之后会产生一定的疲倦感,并在预习或者撰写实验报告的过程中出现照搬书本、没有认真理解实验过程的现象。当然,对于实验性教学来说,实验技能及动手过程是主要的训练目的,其本身在吸引力上也具有比纯理论教学更多的优势,学生对于实验中产生的现象都有较浓厚的兴趣和操作意愿。然而,在实验基础知识的理解上,却很难确保学生的理解程度。因此,我们尝试通过不同模式的教学方法进一步增加学生实验理论知识的接受度和稳固度。例如,在学习阳离子的分析鉴定方法实验中,我们安排了一堂非动手实验的教学课,该课的教学内容皆由学生来完成。我们将学生分成若干小组,每一小组安排一组离子鉴定的内容,由该小组同学通过查阅相关内容、相互讨论设计合理的分离和鉴定过程,并以PPT的形式将结果展现给大家。该过程不仅提高了学生主动学习的意愿,而且训练了学生的逻辑思维和语言表达能力。同时,在讲解过程中鼓励学生互动,不仅台上的同学得到了锻炼,台下的同学也能积极的提出问题,展现了良好的课堂氛围。并且通过该课程的安排我们发现,学生与学生之间的互动效果比学生与教师之间的互动效果更好,充分体现了不同模式带给学生的新鲜感和更强的求知、探索欲。
三、多角度聚焦实验课程,激发学习兴趣
在人们接受新鲜事物的过程中,兴趣往往是其最大的驱动力,能使人们主动的接收信息甚至进一步探索未知领域。著名的物理学家爱因斯坦就曾经说过,“兴趣是最好的老师。”[3]。因此在教学过程中,从多角度启发学生的学习兴趣是提高教学质量的关键。在无机化学实验教材的选用上,我们也遵循了这一原则。
在第一学期的基础实验中,“粗盐的提纯”一直是很多大学无机实验教材选用的经典案例[4]。它简单易行且具有启发性,更重要的是它与人们的生活息息相关。通过实验让学生了解到,其实化学物质并不仅仅出现在化工厂而是在我们身边,每天都会接触到。在实验过程中,同学们不再单纯地将粗盐以普通的化学药品来对待,而是在无形中将它与每天吃到的食盐联系在一起,这样可以激发学生对实验的兴趣。另外,在“铁、钴、镍”的元素性质实验课上,有一种同时含有二价铁和三价铁的特殊结构的染料出现在实验中,即普鲁士蓝。为了激发学生的学习兴趣,在教学过程中我们加入了对这种染料历史渊源的介绍,让同学们了解到,它的名字的由来是一个唯利是图的德国商人为了获取暴利而起了这样一个捉摸不透的名字――普鲁士蓝。而德国前身普鲁士军队制服的颜色就是使用的这种颜色。虽然在历史上很长一段时间内这种颜料的结构是神秘的,但是以现在的科学技术很明确的得出它的晶体结构与另一种名字的染料――滕氏蓝相同,即二者是同一种物质。这样从历史知识的角度引入,介绍了化学物质本身的性质之外还衍生出科学技术的进步对化学认知过程的贡献。此外,在无机实验教材的安排中,除了沿用经典课程教材,我们还安排了一些与前沿科技研究热点相关联的探索性实验。例如,在2004年才被英国物理学家安德烈?盖姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫成功制备出的碳的另一种同素异形体――石墨烯,一经问世便引起物理学、化学及材料领域科研工作者的极大兴趣。该材料的独特物理、化学性质也使两位科学家共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。
在无机化学实验的教学过程中,不断的总结经验、推进改革教育方式、遴选教材内容一直是我们坚持不懈的努力方向。我们深知无机化学实验对于刚刚进入大学校园的学子来说有着培养学习习惯、激发学习兴趣、引领大家适应大学学习氛围的任务。因此,从思维方式的锻炼到良好学习习惯的培养再到科研兴趣的激发,每一种理念都逐一渗透在整个教学过程中。希望通过教师的努力让学生在学习中更有效的掌握各种基础知识,为今后学习打下坚实的基础。
参考文献:
[1]付国华.化学教学中学生思维方式的建构研究[J].化学教育,2007,28(12):27-32.
[2]刘志宏,李淑妮,焦桓.无机化学实验[M].西安:陕西师范大学出版社,2015:139-141.
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关键词 项目化;生物药物制备技术;实践教学;教学资源库
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2012)33-0026-03
建设符合学校教学要求的教学资源库是学校建设的重要内容。各类学校发展不平衡:本科院校的建设速度快,而高职院校的建设发展缓慢,在系统管理以及资源建设等方面的研究都很少。教学资源库落后阻碍了高职院校的发展。高等职业教育培养的是“高素质的技能型人才”,这与本科教育是不同的。为了培养“宽知识、厚基础、应用型、创新型”为一体的技能型人才,实验实训教学成为必不可少的重要手段。针对职业教育对“项目化”课程教学体系的要求,建设高职以“项目化”教学改革为基础的实践教学资源库具有重要意义[1-2]。
浙江医药高等专科学校自2008年起,在生物药物制备技术课程实验实训教学中全面开展项目模块化教学,收集整理大量相关图片及视频资料的素材,初步构建该课程实践教学多媒体资源库,赋予教与学以全新的手段和形式,使得教学效率和质量不断提高,并于2010年成为中央财政支持的职业教育实训示范基地。本文就生物药物制备技术实践教学资源库构建的必要性、构建的方法、内容及其对该课程教学改革的支持效果等问题进行初步探讨。
1 生物药物制备技术课程构建实践教学资源库的必要性
生物医药目前已成为全球最活跃、进展最快的产业之一,预计到2020年,将成为世界经济的支柱产业。我国在十一五、十二五发展规划中将生物技术列为重点发展的高新技术之一。由于生物技术产业的特殊性(高技术、高风险、高回报),对学生研究及创新能力和扎实过硬的综合实践技能功底的训练,显得尤为重要。
生物药物制备技术是生物制药专业最重要的专业主干课程,当前该课程建设中存在的问题有:
1)课程建设起步较晚,发展也不平衡,实验教学更是薄弱环节,尚未形成高职高专的特色与优势;
2)该课程实验内容涉及基因工程、发酵工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程等多方面,所需设备仪器较多,仅凭某一个学校简单的分子生物或生化实验设备难以开展系统规范的实验;
3)生物技术是一门前沿性很强的学科,各种新技术和新仪器层出不穷,先进的设备往往购置成本高,不能及时在基层教学工作中应用,这也对教与学双方面提出挑战,如果仅仅完成实验教材上的内容,学生将难以跟上日新月异的发展趋势;
4)传统实验教学手段多拘泥于传统的板书+讲授的方法,学生感到学习枯燥乏味,缺乏兴趣,虽有教师的示教操作,也因课时关系不能顾及全体,实验教学效果不理想;
5)高职学生学习基础差,参与教师科研工作的机会比本科学生要少,缺乏课后自主学习的机会;
6)实践教学中对虚拟工厂、车间、工艺的开发及对职业资格认证与鉴定、指导管理学生实习的支持不够。
2 生物药物制备技术课程实践教学资源库建设的目标、设计原则和内容
2.1 建设目标
建立具备教学案例视频点播、课件与讲义浏览、课程表、相关企业行业标准及职业资格认证信息查询、系统管理、资源检索、教学条件说明、在线提问、考试管理等功能的高职生物药物制备技术创新型实践教学资源库,该资源库的建立将极大地丰富实践课教学内容,赋予教与学以全新的手段和形式,激发学习兴趣,建立互动教学体系,使得教学效率和质量不断提高,而且是一个不受时空限制,可随时随地按需学习的网络学习平台,对培养富有创新、创业精神和实践能力的高素质的生物技术复合人才起着促进和推动作用。
2.2 设计原则
立足于专业核心技能,充分体现模块教学的职业培训特点,针对自主与协作学习的特点,以多元和整合的目标取向将多种实践教学资源有机结合,促进生物药物制备技术课程实践教学的效果优化。
2.3 资源库构架及建设内容
本实践课程内容基于企业真实的工作过程,所有的项目、任务、案例也都是来源于现实工作,通过资源库平台,以工作任务为载体,整合知识,实现课程内容综合化。分为微生物发酵制药技术、酶工程制药技术、基因工程制药技术、细胞工程制药技术、生化分离纯化技术等6个学习情境,每个学习情境中都选取若干个典型产品,如青霉素、手性2-芳基丙酸类药物、重组人干扰素等,以项目支撑课程,取其反映生产岗位的工作过程,每个教学单元对应以上的工作任务,通过项目训练,按照工作过程中任务与知识的关系来进行教学活动设计,突出理论实践一体化,而不仅是关注知识记忆,为学生提供基于完整工作过程的学习机会。
实践教学资源库的整体构架见图1,根据教学内容和学生自主学习需要,结合“项目化”教学模式,在该教学资源库建设过程中主要分为五大部分,并在使用过程中将两者有机地结合起来。
1)教学目标与条件资源库。基于医药企业岗位实际工作项目调研结果,同时结合国家职业标准及企业员工技术培训和社会人员继续教育的共性需求。在专业核心技能分析的基础上明确现有的课程标准及实验实训项目,并将各训练模块中使用到的仪器设备操作说明及应急预案、课程安排等以电子文档的形式上传到此平台供学生查阅。
2)媒体素材库。各训练模块中“实践讲义、电子课件与教学案例视频”均由相应模块的学术带头人全面负责编制开发,并依托药企收集校外实践基地典型工艺流程等素材,对一些典型工作流程进行视频、音频和文字收集整理。常用的教学录像压缩成rm、rmvb等视频格式,供学生在线点播学习。图片和动画等主要来源于本专业各层次教材、学术专著、专业图谱、幻灯片、VCD光盘、录像带、互联网相关网站等,制作成CAI、PPT、GIF、JPG等格式,VCD光盘和录像带有选择地录取所需片段或截取所需图像并保存,以便于浏览和在线学习。在虚拟实验室建设方面,学校购买一套青霉素发酵、提炼工艺仿真软件操作技能在线培训系统,供生物药物制备技术课程实践教学用,使参加实践的学生都能够充分地理解抗生素生产工艺流程,一对一亲自动手操作,观察工艺反应现象,进行虚拟开车操作,同时可对操作过程和结果进行客观的考核和评定。
3)实践活动资源库,包括:校内外实验实训基地情况介绍、实际生产线照片;学生的优秀毕业论文及作品;以图片配文字说明的方式上传的参加各项社会服务、科技活动及获奖的情况。
4)行业、职业标准信息库,包括国家职业标准的信息、行业特有工种职业技能鉴定方面的政策文件及相关考试信息、产品生产过程中所需要的国内和国际标准,并介绍本学科最新科研进展和相关研究技术。主要来源于国家及相关部门的文件及各类官方网站,以电子文档的形式上传,并设置相关网络信息资源的链接供学生查阅学习。
5)在线练习与交流平台,主要设置“考证专区”和“在线答疑讨论”两个功能模块。在“考证专区”模块内收集大量专业培训与职业技能证书考取的相关指南及复习资料,方便学生职业技能的提高和职业资格的认证;学生通过“在线答疑讨论”模块,可以将实验实训过程中的疑难问题、课后体会以及学习经验等,通过E-mail和BBS论坛的方式与专业教师和同学进行交流,并设置“小木虫论坛”等实验技术网络交流平台的链接,增加学习的积极性和知识经验的共享性。为进一步提高资源库建设的质量,在此交流区还设置了调查问卷,从资源内容、资源库的易用性设计、资源库技术服务以及用户主观满意度等四个方面进行评价调查,及时发现资源库建设的不足之处,不断促进资源库建设的完整性和规范性。
3 生物药物制备技术课程实践教学资源库的应用效果
3.1 改进教学模式与方法,增添教学感染力,提高学生自主性学习以及交流能力,大大增强教学效果
实践教学资源库的建立,为实践教学活动提供了极大的便利。基于资源库的学习有利于培养学生的信息搜寻与利用的能力,良好的互动模式有利于培养学生的交流能力。教师根据“项目化”教学内容的需要和教学设计的要求,需要从教学资源库中选择适当的素材组织教学,将多媒体信息技术融入课堂教学,图文并茂、声像并举、能动会变、形象直观的教学资源为学生创设了丰富的学习情境,充分调动了学生各种感官参与课堂活动,激发了他们强烈的学习欲望和浓厚的学习兴趣,从而大大提高了课堂效率。学生也可以充分利用教学资源库的学习平立完成“项目化”教学过程中的各项学习任务和自主项目,从而使学生能够更好地适应“项目化”教学模式[1]。
同时,虚拟实验技术穿插在日常教学授课中,弥补了某些大型实验仪器不足的缺憾。虚拟实验以实际的生产线为基础,对生产实践中需要的生产设备、生产场景进行模拟,让每位学生进行模拟操作,对涉及的设备进行机械操作、仿真,真正了解生产线流程、工艺以及生产设备操作,减少在实际实践中的失误,对实践教学是非常有益的补充[3]。
实践教学资源库的应用大幅度提升了学生的专业操作技能及考证率和就业率,2008至2012年,学校生物制药技术专业学生连续三届参加全国高职高专生物技术职业技能大赛均获得团体一等奖,并获得多项个人一等奖和二等奖。该专业学生“双证书”(学历证书和职业资格证书)获得率达到93%,就业率高达97.87%,用人单位普遍反映毕业生职业素养较高,专业技能水平较高,具有良好的职业持续发展能力。
3.2 实现教学资源共享,扩大教学影响力,促进校园网管理、开发和课件制作队伍的建设
资源库内容制成网页上传到校园网上,实现资源共享,广大师生在校园网上的任何终端可随时浏览、下载各种媒体素材,突破时空限制,方便师生进行开放式的教和学,扩大了教学的影响力[4]。教学双方通过网络可实现实时或非实时的交流,通过网络可使学生不受课时的限制,随时预习、复习,丰富的资源库素材也为教师开展各种形式的教学提供了知识资源支持。网站上的课件融有各家之长,教师之间通过借鉴、学习,在使用中加以完善,共同进步提高,提升了教师综合素质,也为以后授课的其他专业课教师进行前后知识衔接提供了方便,避免重复开发,实现资源共享。同时,促使专业教师学会运用信息工具开展教育教学活动,掌握常用教学软件开发及日常网络管理维护的基本方法,全面推动数字化校园的建设。
3.3 深化校企合作,实现学校与企业无缝对接
在校企共建实践教学资源库过程中,为力争实现学校教学内容与企业生产工作的“零距离”对接,充分利用校内外实训基地开展一系列教研活动,共同开发实训案例、实训教材、教学视频、软件,共同建设实训环境等,打造良好的校企互动模式。本专业先后与海正药业、华海药业等多家企业形成“订单定向”式合作关系,“订单班”毕业的学生在各自的岗位上都能够较快胜任工作,有的毕业生还能够出色地完成任务,得到企业的赏识,并委以重任。
虽然近几年学校在加强本课程实践教学方面进行了大力探索,取得不少成果,但同时也备感该课程实践教学资源库建设中存在诸多不足。例如,一些资源的时效性不强,还要进行整合、提炼,有些还要进行新的创造;教学资源库用户评价体系还需要进一步完善;与行业协会以及兄弟院校资源共享的程度和水平不高,需要经过协调整合,不同来源的同类外部教学资源才能转化为真正的“共享型”的教学资源,也将使更多的教师通过“资源库”的“网络平台”实现对优质教学资源的“一站式”到达,避免教学资源的重复开发,提高资源的利用率。协同合作开发,吸引更多的优秀资源,整合在一个更大的“平台”之上,建设时空自由、资源共享的网络教学资源将是资源库建设的新的目标。
参考文献
[1]姜泽东,陈保国,史维琴.高职“项目化”教学模式下的教学资源库建设探析[J].职教论坛,2011,7(3):30-31.
[2]陈平,陈菲.校企合作构建实践教学质量保障体系的探索[J].职业技术教育,2010,31(8):71-74.
[3]祝清兰.虚拟实验技术在高职生物制药专业课程中的应用[J].广西轻工业,2011(9):211-212.