生物实验探究性教学探讨

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生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验本身就是生物学中不可或缺的组成部分。之所以在高校生物教学中进行实验的运用，一方面是实验能够将一些抽象的概念和内容用最直接的形式表现出来，这会加深学生对内容的理解。另一方面是利用实验可以获得新奇的东西，这些东西有助于学生对生物学的兴趣增加，同时激发起探究的欲望，从这个角度来看，生物实验对于提升学科兴趣帮助巨大[1]。从实验的实际操作来看，实验器材是必不可少的因素，其对于实验的结果有着重要的影响，所以在整合和优化实验器材的过程中，实验的结果会发生进一步的改变，因此，实验器材的整合对于生物探究性学习的推动效果影响较大。

1生物实验器材概述

近年来，随着我国高等教育投入的总量持续增加，各高校教学及科研实验仪器设备资源的数量规模在不断壮大，为高校师生从事实验教学及科学研究提供了重要的支撑条件，确保了生物实验教学的有效进行，促进了生物学前沿技术实验的顺利开展。在现行的人才培养模式下，可将生物学实验室分为两类，一类是基础型实验室，主要为教学服务；另一类是科研型实验室，主要为科研服务。两类实验室所涉及的实验器材种类及数量较多，价值从几百元到几百万元不等[2]。而在实际使用中，部分学生或研究人员因未能较好地掌握专业技能，缺乏爱护仪器设备的意识，导致仪器损耗较大。另外，实验室的一些旧设备，即使还可以工作，也会被退休或报废，造成教学设备的严重浪费。生物实验是高校教学的重要手段，是学生获取生物学知识的重要途径，同时也是科学研究当中不可缺少的一环，但是从实验器材的具体配备来看，各个高校存在着明显的差异。一般而言，高校的器材配置会满足教学的基本要求，但是在具体的数量规模以及器材质量规格方面，高校间的差异还是比较明显的。有的高校实验室较多，配置的仪器种类较全，数量也比较可观，而有些高校不仅实验室少，仪器配置也少[3]。出现这样的差异，主要还是高校在经济上存在着差异。一些生物学科相对较为突出的高校，在国家科研项目当中的作用较大，所以项目经费充足，器材配置也较为优越，而一般性高校的生物学科，因经费欠缺，设备器材相对就会落后，数量相对也少。

2发扬传统实验器材的优势

从目前的生物实验具体教学来看，因为学校本身存在着差异性，所以对实验提供的器材也存在着较大的差异，但是一般的学校，其提供的实验器材都能够满足正常的生物教学需要。在我国素质教育不断推进的大环境中，教学改革的深度持续的增加，教学内容也发生了明显的变化，所以对于实验器材的需求也出现了改变。就目前的调查来看，在研究型为主的生物教学中对于实验设计的要求有所提高，因此相应的实验器材配置也要提升，所以传统的器材利用便会受到影响而出现利用率下降的情况[4]。从具体实验分析来看，虽然传统器材的利用率有了下降，但是其作用依然显著，是因为传统器材具有显著的优点，而且对其进行利用可以对生物实验室器材的用途进行拓宽。在传统的生物实验教学中，教师往往是采用“注入”式教学方法，老师教什么，学生就做什么，像“机器人”一样完成实验操作。由于担心仪器的损坏，部分老师在课前做了精心的准备，把所有仪器都调到最佳状态，实验完成之后，学生虽然可以理解实验原理、实验操作，但对实验中所用到的仪器并未掌握其用法，换一种条件后就不懂怎么做了。另外，高校用于采购新的教学器材经费有限，导致器材数量也十分有限，而一些使用频率比较高的器材又很容易发生损坏，所以在具体教学开展的过程中，一旦实验仪器破损，教学进度会受到明显的影响。而传统的实验器材因为数量巨大，所以可以及时有效的对这一问题进行解决。此外，因为传统器材数量较多，所以利用传统器材可以实现生物实验的分组进行。因此，积极的使用传统的实验器材进行学生的操作训练尤为重要，简言之，传统实验器材虽然在生物教学中被慢慢遗弃，但是在具体的实验开展中，其依然具有特别明显的优势。

3解决措施及方案

3.1建设陈旧实验仪器辅助实验室。建设陈旧实验仪器辅助实验室，是指把各个实验室中部分由于更新换代而退下来的仪器，按照类别统一集中在实验室。一方面作为学生对实验仪器的了解，对原理可以进一步加深认识，有利于学生的知识功能化。另一方面，可以加强学生对仪器内部结构的了解，允许学生在老师的指导下，自己拆卸和组装陈旧仪器，满足学生的好奇心，激发学生的探索欲，使学生更好地掌握操作要领。对于一些要求更高的学生，老师可以指导他们进一步研究、设计，对淘汰的仪器进行维修和改进，既节约了大量的人力和物力，也为学生创新能力的培养提供了平台。因此，建设陈旧实验仪器辅助实验室，可以促进学生自主学习能力的发展。此外，陈旧仪器设备可以弥补实验室建设经费的短缺，有效缓解一些院校在仪器采购方面资金的不足，并且能够促进各单位对陈旧仪器进行筛选，合理利用教学资源，养成良好的节约习惯。另外，在生物实验教学过程中除了让学生掌握实验所用仪器外，向学生展示仪器发展过程中的代表性种类，对启发学生、加深对仪器设备的认识有积极的作用。3.2建设开放共享实验室。3.2.1建设基础型开放实验室。从目前的分析来看，传统的以验证性实验为主的生物实验课，学生在课堂上的被动性比较强，所以其缺乏主动的思考。从具体的实验分析来看，学生和实验仪器的配置不均衡，所以在缺少仪器的情况下，很多学生处于围观的状态。除此以外，从时间分析来看，在教学的3～16周是实验课程的集中期，无论是实验场地还是仪器，其使用频率都比较高，从具体统计来看，使用时间一般为140天。按照这个时间比例来看，每年学生的仪器使用率达不到40%，即使是将晚上和周末的时间都算在内，仍然有大量的仪器处于闲置的状态。基于这种现状，高校在传统实验课堂开设的同时还需要建立基础开放实验室，这样可以激发学生的积极性、主动性和创造性，学生可以最大限度的进行实验仪器的使用，实验室和实验仪器的使用率会获得明显的提高。实验室可采取全天候开放的模式，充分保证学生的主体性。学生在进驻开放实验室之前，由实验室管理老师对其进行技术培训，保证学生能正确规范的使用仪器设备。通过实验室使用预约登记方式，学生就可以全天候进入实验室学习和实践，在开展创新性实验项目时不再受时间、场地和设备等的限制[5]。3.2.2建设大型仪器共享平台。从目前的具体分析来看，大型的仪器设备不仅是科研工作的重要工具，更是教学的重要工具。从目前的大型仪器设备利用现状来看，因为受到管理机制和传统习惯的影响，高校实验室的全封闭管理比较显著，这种情况导致了设备的重复购买。比如激光共聚焦显微镜、荧光定量PCR仪、高速冷冻离心机、紫外分光光度计、冷冻切片机、荧光显微镜等贵重仪器。为了提升大型的仪器利用效率，高校实验室可以采取集中管理，建立大型仪器设备开放共享平台，在大型仪器购置、使用和管理工作中，遵循“统一规划、分块建设、集中管理、共同使用”的原则[6]。做到大型仪器的共享，设备重复购买的乱象可以得到控制。建设大型仪器开放共享实验室，打破了学科之间、实验室之间、科研与教学之间的界限，还可以在财力、物力、人力方面充分共享。这不仅为我院千余名本科生和研究生从事“开放式、研究性、创新型”前沿技术实验教学提供了强有力的保障，还为本科生每年几十个院、校及国家级大学生开放创新实验项目的开展提供更大的支撑。3.3建设教学研究型生物学实验平台。生物教学之所以要强调实验教学，目的是既要训练学生的基本操作技能，同时对学生的创新思维和科学研究的能力进行培养[7]。从近年来的高校实验室发展来看，基础实验室的仪器配置相对较足，但是大型的设备数量较少。而科研型实验室配置了许多中高档大型仪器设备，用于开展前沿生命科学研究。高年级本科生的专业实验课程多在科研实验室完成；低年级本科生通过选择科研导师进入科研型实验室，在导师的指导下进行创新型、研究型实验，还可以完成毕业论文[8]。现阶段的大学本科教育采取了全新的本科生导师制，这种制度通过从事前沿科学研究的导师带动，对优秀的本科生进行了选拔，让学生直接参与到一些研究项目当中。通过科研实践，学生的科学研究兴趣得到加强，综合实力有所提升。此外，采用多层次的本科生和研究生开放实验教学新模式，学生利用大型的设备仪器进行研究，创新的能力会不断的加强，这对于学生的开拓能力培养来讲效果显著。

4结束语

生物实验在生物教学的过程中不可或缺，而器材的使用对于实验的效果又有着显著的影响，所以在分析实验结果的时候，对器材的差异进行讨论，这是实验探究的一项重要内容。在现代化的生物实验当中，积极的进行实验器材的整合和优化，从而使各类器材的应用价值得到充分的提升，这是生物实验的探索性发展。

作者:杨爱芬 单位:杭州师范大学生命与环境科学学院