高等素質(zhì)教育下以學(xué)生為主體的生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系探索與實(shí)踐

朱秀云++張亞楠++尹彩云++徐繼偉++李夢(mèng)雅

摘 要：高等素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主，教師為輔的教學(xué)理念。該文探討將以學(xué)生為主體的教學(xué)理念與生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)的共通性進(jìn)行巧妙融合，形成了在高等素質(zhì)教育體系下以學(xué)生為主體的生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系，并在淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院進(jìn)行實(shí)際探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：高等素質(zhì)教育；主體；生物類實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）24-0140-03

Exploration and Practice the Experimental System of Biology Courses with Students as the Main Body in Higher Quality Education

Zhu Xiuyun et al.

（College of Life Sciences，Huaibei Normal University，Huaibei 235000，Anhui）

Abstract：In the higher quality education，the teaching idea of the students as the main and the teacher as the auxiliary is emphasized. The common idea of teaching courses and biological experiments with students as the main body of the fusion，formed in the system of higher quality education of biological courses with students as the main experimental system，and the actual exploration and practice in the college of life sciences，Huaibei normal university.

Key words：Higher quality education；Main body；Biological experiments

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的自然科學(xué)。“實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代大學(xué)的心臟”，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面起著不可替代的作用[1]。對(duì)于生物類相關(guān)研究而言，一切實(shí)驗(yàn)都必須依附于理論，而理論則必須經(jīng)由實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。人類文明發(fā)展最為迅速的近百年，在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)上取得的重大成果起到了重要作用。近些年，我?；幢睅煼洞髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院站在國(guó)際科研前景的角度下，加大實(shí)驗(yàn)投入力度、重視實(shí)驗(yàn)體系研發(fā)、致力于通過(guò)高等素質(zhì)教育達(dá)到對(duì)生物類人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

1 實(shí)驗(yàn)體系提出背景

實(shí)驗(yàn)課不依附于任何一門理論課，但又與理論課保持著有機(jī)的聯(lián)系，注重與相關(guān)學(xué)科知識(shí)的交叉融合，服務(wù)于多專業(yè)、多學(xué)科，打破傳統(tǒng)的小而全的實(shí)驗(yàn)室體制[2]。以往的生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系往往過(guò)于依附理論教學(xué)，以致于忽視了實(shí)驗(yàn)本身的重要性，直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)體系中“四多四少”現(xiàn)象的發(fā)生。即有實(shí)驗(yàn)的課程多，相關(guān)課程的共通性少；簡(jiǎn)單重復(fù)的內(nèi)容多，反映新知識(shí)、新成果的內(nèi)容少；演示性、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)少；教師預(yù)先準(zhǔn)備好的多，學(xué)生獨(dú)立思考、動(dòng)手機(jī)會(huì)少[3]。很明顯，這些非但不利于生物類實(shí)驗(yàn)人才的培養(yǎng)，更會(huì)在長(zhǎng)此以往中缺乏實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改革精神。將使學(xué)生與學(xué)生間、學(xué)校與學(xué)校間在比較中喪失優(yōu)勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)力。因此，參照高等教育下以學(xué)生為主體的教學(xué)理念并結(jié)合生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)的共通性，我們大膽的提出在高等素質(zhì)教育下以學(xué)生為主體的生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系。生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)主要表現(xiàn)在：動(dòng)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)、昆蟲(chóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等。在充分研究過(guò)該實(shí)驗(yàn)體系的切實(shí)可行性后，我們?cè)诨幢睅煼洞髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院進(jìn)行實(shí)際探索與實(shí)踐，現(xiàn)已取得初步成果。

2 實(shí)驗(yàn)體系提出依據(jù)

傳統(tǒng)的生物實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)過(guò)于單一，不能夠體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的新穎性、系統(tǒng)性、連貫性和層次性的原則。學(xué)生對(duì)模式生物、基因組與生物信息學(xué)等生命科學(xué)的主流發(fā)展方向缺乏了解，對(duì)生命現(xiàn)象缺乏整體和系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，現(xiàn)行生物實(shí)踐教學(xué)體系無(wú)法適應(yīng)生命科學(xué)日新月異的發(fā)展[4]。根據(jù)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)體系背景，為了改變以往的實(shí)驗(yàn)體系所帶來(lái)的弊端，我們需要探索與實(shí)踐新的實(shí)驗(yàn)體系。而任何體系能否成立，是否切實(shí)可行，一定要有能站得住腳的依據(jù)。尤其當(dāng)實(shí)驗(yàn)體系涉及到人才培養(yǎng)更是半點(diǎn)馬虎不得。在高等素質(zhì)教育下以學(xué)生為主體的生物類課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)體系主要有2個(gè)，分別是以學(xué)生為主體和實(shí)現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的共通性。

2.1 以學(xué)生為主體 我們所熟知的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)體系通常由老師進(jìn)行理論教學(xué)，完成實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，甚至對(duì)實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)步驟都要一一進(jìn)行親身示范操作，可謂是“一條龍”服務(wù)。可也正是這樣看似完善周到的實(shí)驗(yàn)體系，才是真正扼殺學(xué)生親自動(dòng)手和動(dòng)腦能力的元兇。實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的目的就是為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證懷疑乃至設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。單純的以老師言傳身教為主體的實(shí)驗(yàn)體系很難培養(yǎng)出獨(dú)立優(yōu)秀的生物類人才。而在高等素質(zhì)教育下以學(xué)生為主體的教學(xué)理念的提出則為我們解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)體系在實(shí)際操作中的弊端，這可以最大化的凸顯每位同學(xué)的動(dòng)手操作能力、發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題的能力。

2.2 相關(guān)實(shí)驗(yàn)共通性 其實(shí)從理論上來(lái)說(shuō)，所有的教學(xué)都有一定的共通性，只是表現(xiàn)在生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)上尤為明顯。這種共通性不僅僅來(lái)自于所有的實(shí)驗(yàn)都是源于理論，而理論課程往往只是人為的對(duì)其所屬的生物學(xué)進(jìn)行的細(xì)致劃分；凡來(lái)源于所有的實(shí)驗(yàn)都是有一定的章法可循。如果各學(xué)科過(guò)分強(qiáng)調(diào)本專業(yè)知識(shí)的教育，忽略學(xué)科間實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵的銜接與聯(lián)系，就沒(méi)有對(duì)整體技能采取一種連續(xù)性、規(guī)范性和系統(tǒng)性的訓(xùn)練[5]。現(xiàn)在的學(xué)生之所以不喜歡實(shí)驗(yàn)課的原因：一是由于動(dòng)手能力訓(xùn)練的不足，二是所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課往往過(guò)于單一，只涉及某個(gè)課程或是只零星的提及其他課程。這樣缺乏聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)課就顯得枯燥，并且讓學(xué)生很難在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)觸類旁通、舉一反三的能力。而我們所倡導(dǎo)的注重實(shí)現(xiàn)各個(gè)生物類課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的共通性，讓學(xué)生在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中都能得到或多或少的聯(lián)系和啟發(fā)。

3 實(shí)驗(yàn)體系具體步驟

在高等素質(zhì)教育下以學(xué)生為主體的生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系，在探索與實(shí)踐這種實(shí)驗(yàn)體系的過(guò)程中，我們將這種實(shí)驗(yàn)體系細(xì)化為5個(gè)部分。分別是實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)總結(jié)。這5個(gè)部分相輔相成、缺一不可。

3.1 實(shí)驗(yàn)理論 生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)，即所設(shè)立的實(shí)驗(yàn)都是建立在生物類課程的理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上的?？墒强傆胁糠秩斯虉?zhí)的認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就是實(shí)驗(yàn)，就是動(dòng)手操作，可是當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有了，實(shí)驗(yàn)是做的很成功，但是卻連最基本的實(shí)驗(yàn)原理都不清楚。學(xué)校不是工廠，從來(lái)都不是以培養(yǎng)出機(jī)械型人才為目的。教師更希望學(xué)生按照自己所掌握所理解的理論知識(shí)去做，哪怕結(jié)果不盡如人意，學(xué)會(huì)在失敗中分析原因。而現(xiàn)如今的實(shí)驗(yàn)課時(shí)普遍不夠，如果能讓學(xué)生在平時(shí)充分掌握生物類課程所涉及的實(shí)驗(yàn)理論，也將極大節(jié)省實(shí)驗(yàn)課老師的重復(fù)教學(xué)時(shí)間，從而為學(xué)生爭(zhēng)取到更多的時(shí)間進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。

3.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) 提到實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，大部分的人總是簡(jiǎn)單的認(rèn)為是抄一下預(yù)習(xí)報(bào)告的問(wèn)題。其實(shí)并不然，因?yàn)榧词故呛?jiǎn)單的讓學(xué)生抄預(yù)習(xí)報(bào)告，也有很多人達(dá)不到要求。一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告最基本的應(yīng)該由實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料及儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)分析及總結(jié)所組成。而很多學(xué)生經(jīng)常是照著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一字不落、不假思索的照抄不誤。實(shí)驗(yàn)報(bào)告上前前后后寫滿了字，但是真正值得看的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)分析與總結(jié)卻寥寥無(wú)幾，經(jīng)常被簡(jiǎn)單的一筆帶過(guò)。這樣的預(yù)習(xí)效果可以說(shuō)除了消耗寶貴的時(shí)間幾乎一無(wú)所獲。我們希望學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí)，做到先看懂再下筆。懂得主次之分，學(xué)會(huì)用最精煉的話表達(dá)最貼切的原理；學(xué)會(huì)在預(yù)習(xí)中，帶著問(wèn)題和疑問(wèn)；知道運(yùn)用現(xiàn)有的能力，在腦海里思考實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的種種現(xiàn)象及結(jié)果。實(shí)際教學(xué)中，我們常建議學(xué)生花3倍于抄寫的時(shí)間去預(yù)習(xí)，去思考，真正的報(bào)告可以在很短的時(shí)間提煉關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵步驟即可。在這種預(yù)習(xí)方式下，我們發(fā)現(xiàn)有部分同學(xué)用思維導(dǎo)圖的方法來(lái)寫預(yù)習(xí)報(bào)告，往往又快又好、事半功倍。

3.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在高校通常會(huì)有專門的實(shí)驗(yàn)員，其主要工作就是對(duì)所負(fù)責(zé)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，因此學(xué)生們可以直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作?？雌饋?lái)省時(shí)又省力，其實(shí)也不然。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本身就是一個(gè)很好的鍛煉學(xué)生組織分配能力的過(guò)程。而在這些實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中，學(xué)生可以提前了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)試劑等的使用或配置。比如說(shuō)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)，在對(duì)某些植物進(jìn)行辨認(rèn)分類的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自己去準(zhǔn)備和采集實(shí)驗(yàn)課所需要的植物材料，這可以訓(xùn)練學(xué)生對(duì)所采集的植物材料進(jìn)行初步確認(rèn)和分類，學(xué)生無(wú)法辨認(rèn)的標(biāo)本往往會(huì)激發(fā)他們的探知欲，如此一來(lái)學(xué)生會(huì)更認(rèn)真的投入到實(shí)驗(yàn)課程中去。與此同時(shí)，學(xué)生在收集植物材料時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到有昆蟲(chóng)啃食的痕跡或植物生病的表型，這又增強(qiáng)了學(xué)生主動(dòng)將植物學(xué)實(shí)驗(yàn)與昆蟲(chóng)學(xué)和植物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)貫通一起的能力?？傊@種讓學(xué)生加入到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中的做法，不僅有利于學(xué)生獲得全程參與實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)，還有助于他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的全方位了解。

3.4 實(shí)驗(yàn)操作 在掌握相應(yīng)的理論課程的基礎(chǔ)后，一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟是對(duì)實(shí)驗(yàn)的成敗至關(guān)重要。無(wú)論是演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)，所有的實(shí)驗(yàn)都要求仔細(xì)、精準(zhǔn)并盡可能多的考慮能夠影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的所有因素。以植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的植物細(xì)胞水勢(shì)測(cè)定的部分步驟為例。首先設(shè)置不同濃度梯度的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各8管，試管使用前應(yīng)洗凈并充分干燥，以免造成對(duì)蔗糖溶液濃度的稀釋，而數(shù)目較多的情況下則容易出錯(cuò)，要時(shí)刻提醒自己加到哪個(gè)試管、對(duì)應(yīng)試管加多少溶液等。而小圓片的取材也應(yīng)考慮到每片葉子甚至相應(yīng)部位細(xì)胞水勢(shì)都不一樣，所以對(duì)稱部位取材較為科學(xué)，保證每個(gè)試管葉子水勢(shì)相差不大；此外，甲烯藍(lán)染色能力極強(qiáng)，本實(shí)驗(yàn)中微量的甲烯藍(lán)需要學(xué)生仔細(xì)稱量，而且甲烯藍(lán)容易被吸收而稀釋，這就要求學(xué)生動(dòng)手要快準(zhǔn)；而在觀察藍(lán)色液滴在對(duì)照組蔗糖溶液中的升降情況時(shí)，要確保讓液滴自然升降，切記不可以人為施加外力以致結(jié)果發(fā)生變化。任何一門實(shí)驗(yàn)探討的內(nèi)容方向可以是千差萬(wàn)別，但實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生的要求都是一樣的，在實(shí)驗(yàn)中，我們鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，無(wú)論是預(yù)習(xí)時(shí)遇到的疑問(wèn)還是實(shí)驗(yàn)操作時(shí)產(chǎn)生的不解，提問(wèn)和索答本身就是認(rèn)真思考的表現(xiàn)；我們也鼓勵(lì)學(xué)生參考自己和借鑒別人成功的經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)保持并加以運(yùn)用。

3.5 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 文學(xué)上有這么一句話：一千個(gè)人讀哈姆萊特，就有一千個(gè)哈姆萊特。生物學(xué)課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)也應(yīng)如此。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生自己做的，現(xiàn)象是學(xué)生自己觀察到的，問(wèn)題是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)是學(xué)生自己得到的，沒(méi)有理由實(shí)驗(yàn)總結(jié)是和別人一樣的。我們渴望所培養(yǎng)出的生物類實(shí)驗(yàn)方面的人才，應(yīng)是具有獨(dú)立思考、獨(dú)立操作、獨(dú)立分析、獨(dú)立設(shè)計(jì)的人才。實(shí)驗(yàn)總結(jié)不僅能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的認(rèn)真程度，也能反映學(xué)生的獨(dú)特性和綜合能力。一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)總結(jié)應(yīng)該包括學(xué)生獨(dú)立思考的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)注意事項(xiàng)、詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)心得和體會(huì)，這樣有助于教師及時(shí)了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況，并發(fā)現(xiàn)和著重培養(yǎng)有一定潛力的實(shí)驗(yàn)人才。

4 實(shí)驗(yàn)體系初期成果

截至目前，我校生命科學(xué)學(xué)院探索與實(shí)踐在高等素質(zhì)教育下以學(xué)生為主體的生物類課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系已完成了初期階段，并取得了讓人頗為滿意的成果。大部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣得到了激發(fā)，動(dòng)手能力和自主性都得到不同程度的加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)技能也有明顯提高。初期探索與實(shí)踐階段完成后，我們欣喜于學(xué)生進(jìn)步的同時(shí)，也將采納不同層次學(xué)生的意見(jiàn)，力求進(jìn)一步完善本實(shí)驗(yàn)體系，最終探索出一套適合不同層次學(xué)生培養(yǎng)需要的生物類課程實(shí)驗(yàn)體系，為我校全面綜合型人才的培養(yǎng)提供助力。

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（責(zé)編：徐煥斗）