實驗型微課提升高等農(nóng)業(yè)院校生物化學(xué)實驗教學(xué)效果探討

賈然然+李海霞+邢國珍+王愛武+楊浩

摘要 微課根植于信息化時代沃土，近年來發(fā)展空間迅速擴大。本文通過分析介紹當前生物化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀，對微課在農(nóng)業(yè)高等院校生物化學(xué)實驗課中的應(yīng)用進行了初步探討，并重點闡述了將微課引入生物化學(xué)實驗課中所面臨問題及解決措施，旨在提高生物化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 微課；生物化學(xué)；實驗教學(xué)；教學(xué)效果；高等農(nóng)業(yè)院校

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）01-0270-03

Discussion on Promoting Effect of Experimental Micro-lectures on Biochemistry Experiment Experimental Teaching in Agricultural Colleges

JIA Ran-ran LI Hai-xia XING Guo-zhen WANG Ai-wu YANG Hao

（College of Life Science，Henan Agricultural University，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract In recent years，micro-lectures produce and develope rapidly in the fertile soil of the information age.In this paper， the current status of biochemistry experimental teaching was mainly analyzed.Application of micro-lecture in biochemistry experiment teaching was discussed preliminarily，and the problems and solutions of introducing micro-lecture into biochemistry experiment teaching were emphatically expounded，so as to improve the teaching quality of biochemistry experiment.

Key words micro-lecture；biochemistry；experimental teaching；teaching effect；agricultural college

實驗教學(xué)作為一種常見的理科教學(xué)方式，提高其教學(xué)質(zhì)量，是提高學(xué)生動手能力、科研創(chuàng)新能力和解決實際問題能力等綜合素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。特別是對于應(yīng)用型本科院校和專業(yè)，其教學(xué)體系建設(shè)的核心環(huán)節(jié)是實踐教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。當前，教育資源及共享方式日益豐富，微課在信息化時代的沃土中迅速成長，在傳承傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢的同時，將微課引入到生物化學(xué)實驗課程中，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 高等農(nóng)業(yè)院校生物化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

生物化學(xué)是生物、醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的一門重要的核心課程，是在分子的基礎(chǔ)上，研究生物體中各組分的結(jié)構(gòu)與功能、代謝與調(diào)節(jié)的一門學(xué)科，內(nèi)容較龐雜、抽象，但實驗性很強。生物化學(xué)實驗在生物化學(xué)為學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用過程中起著重要的推動作用，其能夠?qū)⑽⒂^、抽象的生物化學(xué)概念和現(xiàn)象具象的表達，是大學(xué)生從事生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等相關(guān)科學(xué)實驗的起步。學(xué)生通過觀察和分析實驗現(xiàn)象，學(xué)習(xí)生物化學(xué)實驗的設(shè)計思想，提高創(chuàng)新能力；同時提高學(xué)生動手能力，加深認知，使理論與實際融會貫通。作為培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型農(nóng)業(yè)科技人員的高等農(nóng)業(yè)院校，生物化學(xué)科目幾乎涵蓋了生命科學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)等各個專業(yè)。生物化學(xué)實驗課教學(xué)模式的創(chuàng)新要堅持科學(xué)性、創(chuàng)新性、自主性原則，雖然我國各個時期的生物化學(xué)實驗課對于培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、分析解決問題能力都下足了功夫，但實驗教學(xué)依然存在諸多的問題。

1.1 課堂利用率低，不利于發(fā)揮學(xué)生主觀能動性

生物化學(xué)實驗課是在掌握實驗所用儀器的功能和使用方法的基礎(chǔ)上，把所學(xué)的理論知識聯(lián)系實踐，從而鍛煉學(xué)生的動手能力和科研思維[2]。目前，高校對生物化學(xué)的教學(xué)方式大多是“按部就班”和“手把”教學(xué)，教師照本宣科、平鋪直敘地講授，學(xué)生機械地按照已給步驟“按部就班”地做，而且面對陌生的儀器，學(xué)生對原理性知識可能非常熟悉但對于操作技術(shù)比較陌生，就需要教師走下講臺“手把手”地演示、講解實驗操作方式方法。教師在有限的課堂時間內(nèi)做著基礎(chǔ)性、重復(fù)性的工作，導(dǎo)致課堂結(jié)構(gòu)單一，科學(xué)課堂的延伸活動都流于表面形式，不利于學(xué)生系統(tǒng)性知識的形成，課堂利用率比較低，也難以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。實驗是知識技能、動作技能、思維活動的綜合運用過程，實驗操作過程中學(xué)生常常遺忘教師的講課內(nèi)容，并不能真正理解實驗操作步驟的目的和意義，以至于不能將理論知識與實踐操作融會貫通，對于得到的實驗結(jié)果仍不會分析原因[3-4]。

1.2 實驗課準備不夠充分

首先，隨著教育大眾化的推進，相對于教育事業(yè)發(fā)展的實際需求，教育投入仍然不足，一些院校的基本辦學(xué)條件不達標問題依然存在，教學(xué)科研儀器設(shè)備仍然不能充分滿足學(xué)生的實驗需求，特別是對大型儀器的學(xué)習(xí)和使用。其次，課前預(yù)習(xí)僅限于實驗教材，甚至學(xué)生不了解實驗課的內(nèi)容，無法有效預(yù)習(xí)，對于新實驗的操作方法或新儀器的使用只靠教師課堂講授而被動、倉促接受。再者，學(xué)生對實驗的準備工作、預(yù)處理方式等一無所知，對學(xué)生來說缺乏興趣性、挑戰(zhàn)性；部分學(xué)生甚至不動手操作，只待實驗結(jié)果來填寫實驗報告，實驗記錄千篇一律，可分析性不強，不能有效提高學(xué)生對研究方法、實驗技能的學(xué)習(xí)，這就使得實驗課失去了原有的意義。

1.3 實驗課時數(shù)少，教學(xué)內(nèi)容單一endprint

實驗課時數(shù)少，且驗證性、演示性實驗偏多，而有意識地將生物化學(xué)實驗技術(shù)串聯(lián)起來的綜合性、創(chuàng)新性實驗太少，然而這種類型的實驗最能引導(dǎo)學(xué)生主動參與實驗設(shè)計、預(yù)熱實驗操作到課堂進行實驗操作、根據(jù)結(jié)果分析原因等過程，期間學(xué)生通過查閱資料、主動思考，才能激發(fā)興趣，不管實驗結(jié)果如何，都能夠提高課堂教學(xué)效率。另外，完整的實驗課要包括實驗原理、實驗?zāi)康?、操作步驟、注意事項等方面的課前講解，組織學(xué)生次序分明、有條不紊地完成實驗操作，對實驗過程中出現(xiàn)的問題進行總結(jié)性分析。教師在有限的實驗課時內(nèi)完成一系列教學(xué)過程，需要完善實驗教學(xué)方案的設(shè)計，而往往由于教師自身不重視對實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié)的科學(xué)管理，使得課堂結(jié)構(gòu)簡單，教育教學(xué)方式單一、枯燥、沉悶和乏味，缺乏生氣和樂趣，從而影響了實驗教學(xué)質(zhì)量，也使科學(xué)教學(xué)成為空談。

2 微課在生物化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

人類已經(jīng)進入了一個信息化的時代，教育教學(xué)界正在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”領(lǐng)域中如火如荼地探尋著未來教育的發(fā)展方向。教育教學(xué)方式必須適應(yīng)當代學(xué)生學(xué)習(xí)、生活方式的改變，轉(zhuǎn)變以往單一、被動的學(xué)習(xí)方式，課本不再是唯一的信息載體，學(xué)習(xí)的主要途徑不再只是依靠教師和書本。要充分利用好計算機多媒體、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對現(xiàn)行教育的優(yōu)化，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。微課作為信息化時代的產(chǎn)物，是一種新型的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式，并逐漸引起教育教學(xué)界的重視。微課是以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)過程中圍繞某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的精彩教與學(xué)活動全過程[5]。微課視頻時間短、內(nèi)容精、趣味強、效果佳，有利于生物化學(xué)這種內(nèi)容較抽象、知識點較繁雜的學(xué)科教學(xué)有；另外，將嚴肅刻板的理論知識通俗化地表達出來，學(xué)生“易學(xué)”“樂學(xué)”。

2.1 利用微課提高課堂可見度，直觀教學(xué)

利用微課，可以對首次接觸的實驗器材的使用方法、注意事項進行系統(tǒng)講解，避免因?qū)W生操作不當而損壞儀器，引發(fā)事故。比如在實驗項目“考馬斯亮藍G-250法測定蛋白質(zhì)濃度”中，分光光度計的操作是本實驗重點，也是學(xué)生理解的難點。學(xué)生屬首次接觸和使用該儀器，雖然課前學(xué)生對其基本構(gòu)造和原理有一定程度了解，但對具體使用方法、注意事項了解甚少。單從教師課堂演示、解說來看，往往因可見度差、時效性不強而使學(xué)生失去興趣，影響教學(xué)效果。因此，可制作分光光度計相關(guān)內(nèi)容的微課供課堂放映，將細節(jié)放大處理，關(guān)鍵問題重點強調(diào)，增加直觀性，幫助學(xué)生掌握操作要領(lǐng)，節(jié)約課堂講解時間，使學(xué)生初步構(gòu)建學(xué)習(xí)框架，并在日后的學(xué)習(xí)和操作中逐漸理解和完善分光光度計相關(guān)知識點。

一些大型實驗，如“質(zhì)粒DNA的分離、純化與鑒定”實驗，內(nèi)容較抽象，實驗耗時長、步驟繁瑣，教師課堂一次性演示可見性、有效性較差，且實驗現(xiàn)象無法用肉眼直接判斷，學(xué)生很難去分析實驗中每一個處理的作用與意義以及各步驟之間的聯(lián)系，以至于在整個實驗完成后尚不能理解實驗結(jié)果以及實驗意義。教師可將實驗過程錄制成視頻微課，對一些注意事項、重要步驟以字幕或旁白解說的形式進行重點強調(diào)，并且重要步驟中產(chǎn)生的實驗結(jié)果可以生動的動畫形式呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生對實驗產(chǎn)物、實驗現(xiàn)象有直觀的認知。如在瓊脂糖凝膠的制作、點樣、電泳等步驟中的操作技巧進行細節(jié)放大展示；對提取過程應(yīng)盡量保持低溫的原因、需采用酚/氯仿多次抽提的作用及目的等重難點進行解說等。以此方式讓學(xué)生對實驗中的重點、難點理論知識有直觀清晰的認知，也能使學(xué)生明晰實驗過程中每一步驟的意義，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，提高課堂學(xué)習(xí)效率，從而提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

2.2 利用微課模擬復(fù)雜實驗，延伸課堂

利用微課，可模擬現(xiàn)實中難以實現(xiàn)的實驗，也可以把抽象的事物形象地表達。例如Southern、 Northern和Western印跡雜交技術(shù)、酵母RNA的提取等實驗項目，是以后用于相關(guān)科學(xué)研究的重要而常用的技術(shù)，但在本科教學(xué)實驗中因內(nèi)容多、課時少、技術(shù)難度高、設(shè)備儀器缺乏、有毒有害物質(zhì)多等原因而難以實現(xiàn)。教師可利用微課延伸課堂，如Western Blot，是以SDS-PAGE分離得到的蛋白質(zhì)樣品為基礎(chǔ)，繼而通過轉(zhuǎn)膜、雜交等技術(shù)獲得特定蛋白質(zhì)在所分析的細胞或組織中表達情況，實驗過程較復(fù)雜繁瑣。因此，在進行SDS-PAGE實驗時，在跑膠、染色等耗時較長的實驗等待步驟中可通過微課延伸學(xué)習(xí)Western Blot，使學(xué)生了解到SDS-PAGE與Western Blot 方法結(jié)合，已廣泛應(yīng)用于基因在蛋白水平的表達研究、抗體活性檢測和疾病早期診斷等多個方面，具有重要的現(xiàn)實意義。也可設(shè)計制作綜合性實驗微課作為課堂延伸，例如將常用分離蛋白質(zhì)和寡核苷酸的方法進行說明、比較，在學(xué)生掌握基礎(chǔ)性實驗的操作的同時，使學(xué)生由淺入深、循序漸進地將知識系統(tǒng)融會貫通，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

2.3 利用微課優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，提高課堂利用率

課堂利用率是關(guān)系到教學(xué)成敗的直接因素之一，應(yīng)該優(yōu)化教學(xué)方式方法，在寶貴而有限的時間和空間內(nèi)提高學(xué)生對知識的吸收率。胡鐵生[6]依據(jù)中小學(xué)的微課從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容性質(zhì)、最佳傳遞方式、微課錄制方法、使用對象和主要功能5個方面對微課進行了分類。雖然高校教學(xué)方法和教學(xué)手段與中小學(xué)的微課有著本質(zhì)上的不同，但仍可利用不同形式的微課，結(jié)合高校生物化學(xué)實驗課特點，發(fā)揮教師的主觀能動性，創(chuàng)作出適合高等院校學(xué)科門類眾多、學(xué)生發(fā)展水平不均、學(xué)習(xí)生活方式不同的特點的微課。可通過對上節(jié)課的實驗結(jié)果進行簡單的總結(jié)反饋制作成知識復(fù)習(xí)型微課或新課導(dǎo)入型微課，將常見的實驗現(xiàn)象、結(jié)論用圖像或數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。由于操作不當或探究方法不夠完善，都會導(dǎo)致實驗失敗，而實驗中失敗的結(jié)果往往是不能被忽略的，教師可引導(dǎo)學(xué)生對照結(jié)果分析原因，對整個實驗過程進行反思，以此加深對實驗原理、實驗步驟的作用與意義的理解。歸納與延伸是課堂上必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，在一堂實驗課末可設(shè)計練習(xí)鞏固類微課總結(jié)重點、難點，或者由淺入深地進行小結(jié)拓展類微課，如“紙層析法分離氨基酸”實驗，除了該層析方法以外，還可利用醋酸纖維膜電泳分離核苷酸，微課中可將醋酸纖維膜電泳分離核苷酸進行拓展學(xué)習(xí)，對2個實驗的共同點和差異性進行對比、分析，驅(qū)動學(xué)習(xí)者的探索、思考，引導(dǎo)學(xué)生課外自主探究。endprint

微課形式很多，微課類型也不是一成不變的，需要教師不斷創(chuàng)新，在教學(xué)實踐中不斷發(fā)展和完善。利用課堂空閑時間穿插式進行微課教學(xué)，基于微課自身的短小精悍的特點，學(xué)時利用率明顯提高，階段性微課的播放講解使教學(xué)過程有趣、有理、有效，也使課堂結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性增強。

3 微課應(yīng)用于生物化學(xué)實驗教學(xué)需注意的問題

3.1 資金投入和教師培訓(xùn)力度不足

微時代下的微課如雨后春筍一般迅速成長，微課作為一種數(shù)字化的教學(xué)資源，對錄播設(shè)備要求高，必須依托新興媒體，如計算機多媒體、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，才可促進信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的融合，充足的教育經(jīng)費投入是教學(xué)質(zhì)量的保障。且微課的制作要求教師要熟悉一定的教學(xué)軟件、具備熟練的電腦操作能力，學(xué)?？山M織教師培訓(xùn)，提高制作能力；充分利用集體的力量，微課的設(shè)計、錄制、編輯、美化等工作可以由不同教師分工協(xié)作，發(fā)揮各自優(yōu)勢。

3.2 教師制作微課積極性不高

微課應(yīng)用迅猛發(fā)展，但要注意微課制作的實效、高質(zhì)。教師大多疲于應(yīng)付各種檢查、評比，制作微課成了教師不能承受之重，教師積極性不高，使得微課的制作流于形式。教師作為微課的設(shè)計者、制作者，設(shè)計一個什么樣的微課、怎樣制作微課以及如何進一步提高微課質(zhì)量和使用價值是所有教師應(yīng)該不斷摸索探究的重要問題。

3.3 微課與傳統(tǒng)教學(xué)脫節(jié)

微課在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但能否真正利用好才是關(guān)鍵。教師不能只做放映員而削弱自身的主導(dǎo)地位。微課因為其時空分離的特點，現(xiàn)場感不強，會弱化師生之間的情感互動，忽視對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，進而會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，得不償失。如凝膠過濾分離血紅蛋白與硫酸銅實驗，學(xué)生在實驗過程中遇到的問題不盡相同，教師仍需現(xiàn)場分析指導(dǎo)。因此，教師不能過分依賴微課，夸大微課的功能，弱化自身的講授，應(yīng)將微課作為傳統(tǒng)教學(xué)的一種輔助方式，從而彌補微課單向灌輸性的缺點。

3.4 制作微課的相關(guān)知識不能及時更新，時效性不長

課堂上結(jié)合微視頻講授可提高學(xué)習(xí)效率，但時效性不長。應(yīng)與“互聯(lián)網(wǎng)+結(jié)合”，搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，如學(xué)院網(wǎng)頁、微課APP等，匯集大量學(xué)習(xí)資源，打造了教師教學(xué)技能的展示平臺，完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，做到資源共享。學(xué)生課前課后均可觀看學(xué)習(xí)，可作為長期的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。但是隨技術(shù)、知識的不斷更新、發(fā)展，現(xiàn)代教師必須樹立終身學(xué)習(xí)觀念，不斷更新網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。

4 結(jié)語

教育領(lǐng)域倡導(dǎo)堅持“工學(xué)結(jié)合”，鼓勵教師到企業(yè)掛職鍛煉，強調(diào)加強地方本科高校“雙師型”隊伍建設(shè)，一系列教育教學(xué)新模式、新詞匯的提出，都說明了高校對應(yīng)用型、復(fù)合型和技術(shù)型人才培養(yǎng)的重視。實驗教學(xué)是學(xué)生將教材知識運用到實踐應(yīng)用中必要的教學(xué)方法，通過實驗教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生實踐操作的能力、獨立思考問題的能力以及對科學(xué)研究的興趣。將微課應(yīng)用到生物化學(xué)實驗教學(xué)中去，可推動教師專業(yè)發(fā)展和教學(xué)能力的提升，切實推動教學(xué)改革；同時微課的應(yīng)用學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)、生活方式改變的需要，是知識不斷發(fā)展更新的需要，是全面提高教育教學(xué)水平的需要。教育教學(xué)界應(yīng)該智慧變革，融合創(chuàng)新，推動教育的智慧建設(shè)，從而促進中國教育改革的全面深化。

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