自然科學(xué)公共課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

溫濤　顏鈺梅

[摘要]本文以生物類通識(shí)課程為例，對(duì)自然科學(xué)公共課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式進(jìn)行了實(shí)踐探索，并總結(jié)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所帶來(lái)的積極影響。

[關(guān)鍵詞]通識(shí)課程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新

[中圖分類號(hào)]G642.3

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1005-5843（2013）07-0143-04

我國(guó)高等教育自20世紀(jì)90年代就提出了“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的人才培養(yǎng)思路，由于分科教育的傳統(tǒng)影響，本科教育長(zhǎng)期實(shí)施單一的專業(yè)教育模式，使縱向型專業(yè)人才的知識(shí)面狹窄，阻礙了學(xué)科間的交叉與融合，不適應(yīng)社會(huì)對(duì)復(fù)合型人才的需要。近年來(lái)，圍繞教育模式改革問(wèn)題進(jìn)行了較多探討，其變革之一是擴(kuò)大專業(yè)面向而采用多學(xué)位制的主輔修模式，其二是淡化專業(yè)實(shí)施通才與專才教育結(jié)合的培養(yǎng)模式。在此背景下，通識(shí)教育在我國(guó)高等院校受到了普遍的關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐探索，創(chuàng)建出了許多選修性的平臺(tái)課程，科學(xué)教育取得了豐碩成果，但也出現(xiàn)了諸如專業(yè)學(xué)術(shù)性與科學(xué)普及性、常規(guī)教學(xué)與個(gè)性需求、理論式教學(xué)與體驗(yàn)性需求等沖突，使傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端在新的改革和創(chuàng)新環(huán)境下日趨凸顯。基于此，本文以生物類通識(shí)教育課程為試點(diǎn)，分析本科院校復(fù)合型人才培養(yǎng)模式和特點(diǎn)，結(jié)合高校加強(qiáng)自然科學(xué)的通識(shí)教育，實(shí)現(xiàn)從科學(xué)知識(shí)傳授向科學(xué)素養(yǎng)提高的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)生物類通識(shí)課程從多課程的縱向發(fā)展為多課程的橫向發(fā)展，促進(jìn)通識(shí)教育與專業(yè)教育有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提升生命科學(xué)課程的教學(xué)水平，最終形成“課內(nèi)外結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的綜合能力。

一、復(fù)歸科學(xué)課程實(shí)踐

大學(xué)通識(shí)課程就是向?qū)W生提供廣博和專深相結(jié)合的知識(shí)結(jié)構(gòu)。自然科學(xué)理論是實(shí)證的知識(shí)，自然科學(xué)類課程著眼點(diǎn)不應(yīng)是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授，課程不在于學(xué)生掌握知識(shí)的多少、理論的深淺、記憶的牢固和技能的運(yùn)用，而在于學(xué)生是否得到真實(shí)的體驗(yàn)和感受?？v觀現(xiàn)有的課程體系，知識(shí)性課程數(shù)量繁多而雜亂，理論灌輸與實(shí)踐體驗(yàn)反差較大。以生物類通識(shí)課程為例，《生命科學(xué)概論》、《綠色食品與食品安全》、《環(huán)境學(xué)》、《人體健康》和《營(yíng)養(yǎng)學(xué)》等大學(xué)通識(shí)類課程多樣，但大都停留于理論先行的基礎(chǔ)上，與科學(xué)的認(rèn)識(shí)活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`沒有通約?？茖W(xué)的基石是實(shí)踐，科學(xué)的理論與實(shí)踐應(yīng)相互滲透、互為補(bǔ)充，只有知識(shí)理論的載體很難讓學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)的方法與內(nèi)涵，要提高課程的有效性就要讓學(xué)生參與到科學(xué)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決中去。從科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)方法上看，實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)最直接、最重要的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，可以通過(guò)整合課程內(nèi)容，改革課程體系，在“少、精、寬、新”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建延伸性的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系，實(shí)現(xiàn)開放性實(shí)驗(yàn)對(duì)通識(shí)課程群的全覆蓋，讓學(xué)生獲得理論課程不可替代的知識(shí)，形成課內(nèi)、課外相結(jié)合的支架式實(shí)踐培訓(xùn)結(jié)構(gòu)模式（圖1）。實(shí)踐中可加大第一課堂的實(shí)驗(yàn)比重，課內(nèi)設(shè)置菜單式實(shí)驗(yàn)，供不同類型學(xué)生交叉選擇；通過(guò)第二課堂，有針對(duì)性地組織開展各類科技知識(shí)講座、社團(tuán)活動(dòng)、科技競(jìng)賽等，吸納學(xué)生參與，進(jìn)一步拓寬大學(xué)生的科技知識(shí)，增加知識(shí)含量和完善學(xué)生的綜合素質(zhì)，促使學(xué)生形成一專多能的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

二、生物類通識(shí)課程實(shí)驗(yàn)探索

（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇設(shè)計(jì)

1 呈現(xiàn)基礎(chǔ)性和趣味性

非生物類專業(yè)的學(xué)生雖然缺乏基本的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，但對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)卻充滿著好奇與渴望。據(jù)王國(guó)強(qiáng)等（2005）調(diào)查顯示，非生物類專業(yè)本科生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)課很有興趣和有興趣的高達(dá)96.30%。由于學(xué)生的基礎(chǔ)不同，興趣各異，全面開展基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，其工作量會(huì)非常繁重。因此，根據(jù)非生物專業(yè)不同學(xué)科的需要和學(xué)生不同的基礎(chǔ)，同時(shí)設(shè)置不同層次的生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，著重?cái)U(kuò)大共享面，有利于教學(xué)活動(dòng)的開展。就大多數(shù)非生物專業(yè)學(xué)生而言，既體現(xiàn)基礎(chǔ)性又有趣味性的生物實(shí)驗(yàn)，通過(guò)認(rèn)真觀察、探求嘗試、獨(dú)立思考，同樣會(huì)對(duì)生物學(xué)基本內(nèi)容產(chǎn)生較深刻的感性認(rèn)識(shí)，使之提高對(duì)生物學(xué)的興趣，達(dá)到促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度的目的。據(jù)此，設(shè)計(jì)大量基礎(chǔ)趣味性實(shí)驗(yàn)，能在側(cè)重提高身心素質(zhì)的實(shí)踐教育中實(shí)現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)篤實(shí)與輕松快樂的平衡，能夠讓學(xué)生在愉悅的情感體驗(yàn)中享受學(xué)習(xí)生物學(xué)的樂趣，喚起學(xué)生的求知欲望。

2 突出交叉性和探究性

理工科學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)技能，在基礎(chǔ)性生物類課程學(xué)習(xí)后，應(yīng)進(jìn)一步鼓勵(lì)他們運(yùn)用所學(xué)去參與探索生物學(xué)奧妙，大膽嘗試更加專業(yè)的生物學(xué)實(shí)踐性活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在解決生物學(xué)問(wèn)題后進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)的基本和綜合性實(shí)驗(yàn)，能給予學(xué)生一些潛在的才智得到發(fā)現(xiàn)和發(fā)揮的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在由淺入深、由簡(jiǎn)單到綜合的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，逐步培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究打下一些基礎(chǔ)。教育也要為發(fā)展學(xué)生的個(gè)性服務(wù)@，對(duì)于少數(shù)特殊需求的學(xué)生尤其與生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，經(jīng)過(guò)一些必要的基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)后，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生參與特殊類拓展型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)條件允許的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)其與生物專業(yè)學(xué)生課外研學(xué)，共同開展跨專業(yè)領(lǐng)域的研究，從而擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新空間。

3 實(shí)驗(yàn)?zāi)K的應(yīng)用

通識(shí)課程面對(duì)的學(xué)生是多樣的，不同模塊可對(duì)應(yīng)不同類型、不同需求的學(xué)生（圖2）。模塊1的設(shè)置主要針對(duì)藝體生、文科生，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)需太多的實(shí)驗(yàn)技能就能完成，如生物鑒賞、植物水插生根、玫瑰精油的提取等；模塊2主要針對(duì)理科生、工科生，項(xiàng)目設(shè)置以預(yù)備性實(shí)驗(yàn)為主，包括對(duì)基本儀器的使用、基本方法的掌握以及數(shù)據(jù)處理能力的訓(xùn)練，目的是為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；模塊3、4設(shè)計(jì)體現(xiàn)生物學(xué)特色，難度適中，具可操作性，如體表微生物的檢測(cè)、DNA提取、動(dòng)物養(yǎng)殖等，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法的訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、綜合分析能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)思維能力。實(shí)驗(yàn)?zāi)K既可單獨(dú)進(jìn)行，也可穿插合并，基本能實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)分流和對(duì)口所需，并進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)下限數(shù)項(xiàng)目，可預(yù)約多選多做。

（二）更新教學(xué)模式

理論課和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)合理銜接、互相促進(jìn)，可以充分發(fā)揮生物科學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。但選修生物類通識(shí)課程的人數(shù)眾多，要照顧到全體學(xué)生，就要在學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)方式上為學(xué)生提供自助餐式選擇性學(xué)習(xí)的空間。實(shí)踐中，實(shí)施以培促教，培訓(xùn)專業(yè)學(xué)生尤其是師范專業(yè)學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)助教，與指導(dǎo)教師共同成立“三三制項(xiàng)目組”，每?jī)擅緦I(yè)學(xué)生負(fù)責(zé)三個(gè)層次各一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師1/3時(shí)間用于指導(dǎo)預(yù)實(shí)驗(yàn)、1/3時(shí)間用于管理和協(xié)調(diào)、1/3時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果評(píng)價(jià)。專業(yè)學(xué)生參與指導(dǎo)非專業(yè)學(xué)生的選擇性實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面可以豐富課堂教學(xué)的形式，降低教師的工作強(qiáng)度，大大提高學(xué)生動(dòng)手的“面”。通過(guò)“生生合作”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，搭建專業(yè)與非專業(yè)學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，以滿足學(xué)生多樣化、多類型、多層次的適應(yīng)性要求，真正營(yíng)造出自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的良好環(huán)境（圖3）。

改革評(píng)價(jià)方式，科學(xué)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，摒棄終結(jié)式考核。教師從設(shè)計(jì)思想、參與程度、實(shí)驗(yàn)組織與操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫等多方面對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行綜合考評(píng)，最終把學(xué)生從應(yīng)試教育引向素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、課程改革效果與思考

（一）理論與實(shí)踐并重，形成了理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外一體化的培養(yǎng)體系

實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)，打破了理論教學(xué)一統(tǒng)天下的不利局面。通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生加深了對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解，在寬松真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，獲得了科學(xué)的思想和方法，對(duì)學(xué)生研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了重要作用。實(shí)踐性教學(xué)有效地延伸和補(bǔ)充了課堂教學(xué)，開闊了學(xué)生的視野，取得了比單純課堂教學(xué)更好的效果，也提供了開展課外科技活動(dòng)的平臺(tái)，有利于學(xué)生人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)的養(yǎng)成和提高。學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣濃厚，積極主動(dòng)，參與探索性和求新性的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐后，個(gè)性品質(zhì)也得到了充分發(fā)展，形成了自主學(xué)習(xí)的良好氛圍，在本校舉辦的課外素質(zhì)拓展活動(dòng)之生物學(xué)知識(shí)競(jìng)賽中，參賽學(xué)生人數(shù)逐年遞增就是很好的例證。

（二）實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，協(xié)調(diào)了橫向課程與實(shí)驗(yàn)重復(fù)之間的矛盾

生物類通識(shí)課程的教學(xué)內(nèi)容廣泛，各課程條塊分割，但實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)都有交叉和重復(fù)。統(tǒng)一開設(shè)非專業(yè)開放性實(shí)驗(yàn)，打破獨(dú)立的課程界限，彌補(bǔ)了沒有統(tǒng)一教材的缺陷，也轉(zhuǎn)變了實(shí)驗(yàn)室專為某一課程或項(xiàng)目服務(wù)的觀念，避免重復(fù)購(gòu)置，減少了資源和空間的浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共享，受益面廣，學(xué)生各學(xué)所需，既可根據(jù)所學(xué)課程針對(duì)性選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以不拘泥于課程而嘗試有自我興趣的實(shí)驗(yàn)。教師也能根據(jù)教學(xué)需要，擇機(jī)選擇一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目引入課堂，因材施教。同時(shí)，把熱點(diǎn)問(wèn)題或科研成果引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)個(gè)人所長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的兼融，組成了具有交流意識(shí)和科研意識(shí)的教師團(tuán)隊(duì)。

（三）專業(yè)學(xué)生的再實(shí)踐，提升了學(xué)生的非專業(yè)能力

專業(yè)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)和指導(dǎo)，改變了他們的被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，增強(qiáng)了其動(dòng)手能力和主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)的能力。教學(xué)中主體地位的實(shí)現(xiàn)開啟了學(xué)生限制性思維向開放性思維的轉(zhuǎn)變之門，對(duì)學(xué)生的適應(yīng)能力、人際交往能力、組織管理能力、實(shí)踐能力等非專業(yè)素質(zhì)的提高起到了導(dǎo)向作用。在課余豐富的實(shí)踐活動(dòng)中，將學(xué)生從考試型引向研究型學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了對(duì)理論與實(shí)踐知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，也培養(yǎng)了其團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，建構(gòu)了師生間互為主體的和諧關(guān)系。

四、結(jié)語(yǔ)

通識(shí)課程是大學(xué)本科階段的基礎(chǔ)課程，無(wú)論是發(fā)展學(xué)生的智力還是對(duì)其以后的專業(yè)教育都將起到很大的促進(jìn)作用。大學(xué)的課程應(yīng)該具有無(wú)限的開放度，具有較寬知識(shí)面的人才便于向更高層次發(fā)展。開放性的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，是整合知識(shí)學(xué)習(xí)與技能培訓(xùn)的有效途徑，確實(shí)能增強(qiáng)通識(shí)課程的影響力，提升課程的品質(zhì)。如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行機(jī)制、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、提高管理策略并逐步創(chuàng)造一個(gè)更加優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新環(huán)境，需在今后教學(xué)實(shí)踐中不斷改革和探索。

（責(zé)任編輯：趙淑梅）