设计性实验在生理实验教学中实践研究论文

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摘要:设计性实验是培养学生自主创新性思维能力和科学研究能力的一门新兴实验课程。我们在2007级药剂专业中开展了生理学设计性实验,不仅锻炼了学生的综合实验能力,而且促进了实验技术人员自身素质的提高。

关键词:实验教学；设计性实验；生理学

传统的实验教学以验证性和演示性实验为主,学生机械地重复便可完成实验,达不到启发思维、激发创造力的目的。设计性实验以学生为主体,由学生对实验的内容和方法进行设计与实施,弥补了传统实验教学的不足。本实验室在2007级药剂专业学生中进行生理学实验改革,增设了设计性实验,充分激发了学生的积极性和主动性[1],培养了学生的自学能力、创造性思维能力和科学研究能力,对实验教学方法进行了有益的探索。

1设计性实验的概念与作用

设计性实验是一种介于基本教学实验和实际科学实验之间的、较高层次的、类科研的实验训练。它要求学生在教师的指导下或自己独立选题,针对某一给定的实验题目或实验要求,查阅有关资料,提出实验原理,然后根据科学设计的原则选择最优实验方案,确定测量条件,制定实验方法和步骤,观察和记录实验现象和数据、研究实验过程中发现的种种问题,并着重对实验结果进行分析和研究,直至完成实验。

在进行设计性物理实验过程中,学生学习的主动性得到了最大限度的发挥,创造、归纳、分析、判断等多种思维能力也得到了充分的调动。尽管设计性物理实验一般要花费较多的时间,而且往往要经历一次或者多次的失败,但这却是为培养独立从事科学研究工作能力,特别是创新能力所必须的[2]。学生根据教师给定的题目,综合运用已有的知识,查阅相关资料、制定实验方案、进行实验检验这一由浅入深的过程能够全面提高学生的创新能力和探索精神。

一个设计性实验成败与否与课题的选择、指导教师的作用与指导有密切的关系,但是如何评价一个设计性实验的质量是设计性实验开展和深入的又一个研究课题[3]。

2设计性实验的具体实施

2.1设计性实验的选择对象

选择2007级三年制药剂专业学生作为研究对象,共111人,组成2个教学班,每班随机分成8组,每组6-8人,以实验小组为单位进行实验设计。

2.2设计性实验的具体步骤

设计性实验共安排30学时,分六步实施:(1)介绍实验设计的基本知识、方法,包括文献检索方法、选题、实验设计、设计原则、预备实验、正式实验、数据资料的处理和统计分析、论文和实验报告的撰写等。(2)实验基本技能训练,包括常用仪器的介绍、动物实验基本操作训练(给药、麻醉、切开、止血、分离、结扎等)以及离体标本制备、灌流等技术。(3)实验设计:根据学生现有的知识背景和实验室条件,启发学生运用所掌握的理论知识和实验技能,通过查阅文献资料,以小组为单位完成实验设计。(4)开题报告:每个小组推荐一名学生进行开题报告,其他学生补充,开题报告的内容主要包括:实验目的、实验对象、实验方法、预期结果、拟解决的问题,指导教师就实验方案的科学性、可行性和创新性做出评价,肯定优点,指出不足和存在的问题并提出修改意见。(5)完成实验:根据实验设计方案完成实验全过程,实验结束后以小论文形式写出实验报告。(6)论文答辩:每个实验小组推荐一名学生进行论文报告,教师和其他学生提问,实验组的学生进行答辩,教师根据各组答辩的综合情况给出评分。

3实验人员在设计性实验中的作用

3.1准备作用

3.1.1做好实验用品、药品计划与供应实验需要的用品、药品、试剂种类较多,而且每班学生做的实验大多不同,组与组之间的实验也不相同。因此,一方面规定学生提前1周上报各组所要的实验材料,另一方面教师根据自己的工作经验,对学生所需实验用品进行认真估计,尽量一次性地提前准备完成,装入方盘内,由各实验小组组长领取,并由其负责保管。每次实验结束后,检查实验用品是否缺少和损坏,若有则补上或更换。对实验药品,我们详细列表,计算所需的用量,配制后贴上药品标签备用。对需要临时配制的药品,先准备原料,在实验前再按用量表把药分配到各组,以做到准确无误。

3.1.2开放实验室设计性实验较传统实验更复杂,所需时间较长,我们在双休日或晚上开放实验室,以便学生有充分的时间进行实验操作。

3.2指导作用

3.2.1指导学生参与实验准备我们还动员学生利用课余时间协助技术员进行实验用品的准备及配药。一些需要临时配制的特殊药品,让学生在上课时自行配制;需要提前制备动物模型的,让学生利用课余时间完成。这样做可以使学生对设计性实验有进一步的了解,同时为学生提供了更多动手实践的机会,培养了他们的动手能力。实验前,应指导学生检查针头是否堵塞、手术刀片是否需要更换、血压换能器是否漏液体、张力和呼吸换能器是否灵敏、计算机系统设置是否正确等,使学生形成认真、严谨的科学作风,减少实验中出现的不必要差错。

3.2.2指导学生熟悉实验仪器实验涉及的仪器较多,除了计算机、BL-420生物信号采集处理系统、离体平滑肌槽、天平等,由于学生仅在有限的实验课上课时间接触这些仪器,对仪器的使用不十分熟悉,为了不损坏和保护好这些贵重仪器,技术人员不但要指导和经常检查学生的使用方法,还必须熟练地掌握各种常用仪器的使用、调试、简单的维修方法,以便在学生操作使用过程中能及时发现问题并及时解决问题。

3.2.3指导操作在学生的实验过程中,实验技术人员要加强实验室巡视,及时掌握实验进程,随时纠正学生实验操作中的错误,对学生难以掌握但又关系到实验成败的操作技术严格把关。无论实验是否达到预期结果,都要求学生做详细的记录,使学生在掌握科研工作流程的同时,科研思维也得到培养。

3.3提高作用

刻苦钻研业务,提高设计性实验课教辅工作的能力。为了更好地配合设计性实验课的开展,技术人员必须有较广的知识面和较高的专业技术水平,这样才能对学生进行辅导。理解好每一步实验操作的意义及可能出现的结果,对于不熟悉或以前没做过的实验,事先看书、查文献,与带教教师、学生组长共同讨论,有难度的实验课前做预实验,这样辅导学生更能得心应手[4]。

4结果

14个实验小组按设计方案完成了实验,2个实验小组未完成。对设计性实验的全过程评价结果见表1。

从表1可以看出,在教师和学生的共同努力下,设计性实验基本能够成功完成,实验设计合理,有一定的创新性。实验结果真实、可靠,论文规范,学生具备一定的口头表述和答辩能力。

5设计性实验教学实践总结

(1)设计性实验教学的教学质量与实验技术人员的业务水平、工作能力、责任心和实验室管理密切相关。实验技术工作是专业性、技术性、科学性很强的工作,设计性实验涉及的知识面很广,这就要求实验技术人员不仅要有过硬的动手能力和专业技术本领,同时要有扎实的理论知识,这样才能随时解决在实验中出现的问题和学生提出的问题以配合好实验。

(2)实验技术人员应该做好与指导教师、学生的交流,便于设计性实验的顺利开展。设计性实验的开展,也促进了实验技术人员向教师虚心学习,使其了解到了自己工作和学习中存在的不足,使自身的专业知识和技能得到了提高,在实验室管理上不断完善。

(3)培养了实验技术人员吃苦耐劳的精神。设计性实验是一项繁杂、琐碎而又需要牺牲大量休息时间的教学工作,这就要求实验技术人员敢于付出,敢于承担责任,在团队中甘愿扮演“螺丝钉”的角色,并在学生的成功中享受自己付出的喜悦。

(4)设计性实验课与师生人数及分组之间的关系:由于每班人数较多,学生人数为55人/班,开设实验组数也多,8组/班;而指导教师有2名,实验技术人员有1名。所以,在实验教学过程中细微之处无暇顾及。建议以后设计性实验班人数以30人、实验组以5组为佳。

6结束语

生理学是一门以实验为基础的课程,其中实验教学是培养学生科学实践能力、创新精神和严肃认真的科学作风的重要教学方法,而传统的医学实验教学多以验证性实验为主,束缚了学生的主动性和积极性,封闭了学生创造性思维的发展,因此,开展设计性实验非常必要[5]。在实验教学中开展设计性实验,能够很好的培养学生的科学探究能力,提高学生的科学实验素养,尤其是培养学生的创新精神、创新意识,以及创造性思维有重要的作用。

参考文献:

[1]樊继云,刘燕.在生理实验教学改革中调动学生学习的主动性[J].生理通讯,2001,20(3):58

[2]秦艳芬.开设自主设计性实验培养学生创新能力[J].北京教育,2006,4:41-42.

[3]肖爱萍.综合性和设计性实验教学浅谈[J].中山大学学报论丛,2006,7:229-231.

[4]马凤巧,丁玉琴.生理学实验教学改革的初步探索[J].医学理论与实践,2004,17(9):1107

[5]韦红巧,李倩茗.浅谈我校实验生理科学实验课的探索性实验[J].广西医科大学学报,2005,22(9):230