地方師范院校生物科學專業生物綜合大實驗課程體系的探索

劉鍇棟，黎海利，魏伍川，袁長春

(嶺南師范學院 生科院，廣東 湛江 524048)

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地方師范院校生物科學專業生物綜合大實驗課程體系的探索

劉鍇棟，黎海利，魏伍川，袁長春

(嶺南師范學院 生科院，廣東 湛江 524048)

摘要：為了培養學生的實踐與創新能力，嶺南師范學院生科院對生物科學專業人才培養方案進行改革探索。例如，開設了綜合大實驗課程，該課程根據生物科學專業的學科特點，優化課程體系，增刪教學內容，增加學生動手自主設計、自主分配時間開展試驗等實踐機會，旨在探索一種綜合性實驗課程的開設體系，以期能提高學生的自主動手及創新能力，培養出更適合現代社會要求的學生。

關鍵詞：生物綜合大實驗；實驗課程；優化體系；學生主體

生物科學是一門前沿科學，是以實驗為基礎，研究生命活動規律的科學，其專業涉及面相當廣泛。生物綜合大實驗課程是指學生在掌握一定的生物學基礎理論知識和基本操作技能的基礎上，運用本專業、本學科及相關課程多個知識點或多門可能多個知識點，或者涉及多項實驗內容，對實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合性實驗綜合課程。該課程的開設，旨在培養具有較強動手、實踐和創新能力的生物科學專業本科生。生物綜合大實驗課程同時也是一門讓學生學以致用，提高動手和創新能力的課程。但目前生物綜合大實驗課程主要在一些綜合性院校開設，地方類師范院校尚沒有建立完善的生物綜合大實驗課程體系。因此，本文旨在通過探索生物科學專業的生物綜合大實驗課程的改革，不斷提高學生動手操作能力。

一、綜合實驗與傳統實驗課程的對比差異

隨著科學技術的發展，社會更需要具有創新能力的人才，本科人才培養中綜合能力的培養至關重要。其中綜合能力的培養主要包括傳統的實驗技能、實驗技術操作等基本能力的培養，還包括實驗設計、實驗過程中發現、分析問題能力的培養。教學方法的應用更為多樣和靈活，主要目的在于提高學生的自主學習、思考問題的能力，為學生創造一個具有探索性的學習環境。

傳統的實驗課程是以老師講授為主，學生只是按照現成的實驗步驟并使用老師配好的各種試劑完成，不需要課前預習，不需要課中思考，較難達到自主和創新目的。改革后的生物綜合實驗，以學生為主，實驗題目包括學生自主設立和老師給出題目提示，學生自己查閱資料寫出具體的實驗步驟，經老師審核其是否具有可行性。通過審核的實驗方案由學生自主完成，所需的試劑由學生自行配置。最后，學生把自己的實驗方案、實驗結果等寫成報告上交。通過這種傳授方式的改變，使學生掌握了如何學習、如何去思考問題，從而提高學生的思考和動手的能力，給學生提供具有創新性的探索性教學環境。

二、探索建立生物綜合大實驗改革體系

(一)綜合大實驗課程實驗題目的確立

1.綜合實驗選題與教師科研課題相結合

充分利用現在的科研資源，學生可以根據自己的興趣特長，從教師的科研課題中選擇綜合實驗選題。老師加以輔助，讓學生盡最大可能自主完成實驗，使科研與實踐相結合。首先，選題完畢后學生以組為單位查閱資料，寫出具體的操作過程，老師對其進行適當的糾正，最終確定試劑配制方法、實驗操作流程等。其次，學生自己動手配制試劑，按流程進行實驗，并做好相關記錄。最后，把實驗原理、試劑配制、實驗流程、實驗結果等轉化為文字，交給老師批閱。在實踐操作過程中，學生們通過發揮主觀能動性，掌握科學研究的全過程，從而使自身的科研素養和動手能力得到提升。

2.綜合實驗選題與解決生產實際相結合

傳統的義務教育不注重科學與日常應用的結合，導致學生不關心實際問題，社會責任感較弱，針對這個問題在生物本科教育階段提出大學生綜合實驗應來自生活、服務生活的理念。

為突出生物科學的實用性和應用型較強的特點，使學生學以致用，激勵學生不斷學習和探索，嶺南師范學院在生物學綜合實驗中引導學生為解決生產問題設計相應的實驗題目。例如，“發酵食品的制作”“生物大型教具的制作”“發酵與環境的關系”“農藥殘留檢測”等。以類似的題目進行研究，一方面可以提高學生理論聯系實際的能力，另一方面還可以形成一定的具有可利用價值的科研成果，為學生走上工作崗位提供良好的研究基礎。

(二)綜合實驗課程教學模式的確立

教學主要是給學生傳授一種方法。傳統的教學方法主要是傳授知識，而綜合實驗教學重點在于培養學生的創新能力，這一目的使得教師在教學上必須注重教學方法的多樣性和靈活性，教會學生如何進行科學合理的設計，研究過程中出現問題的時候如何分析和解決問題，培養學生理論結合實踐的能力，提高學生的科研素養。學生為主、實驗教師為輔的實驗教學模式在綜合實驗的實施上能充分地給予學生思考、選擇、自學、嘗試和失敗的權利，讓學生在實驗的過程中開闊思路，體會樂趣。

實驗的構思與設計是關系到能否順利完成實驗目的的關鍵，合理、系統的實驗設計對學生綜合能力的培養是至關重要的。實驗對象、實驗因素和實驗效應是實驗設計的“三要素”，教師在設計生物實驗的教學過程中要緊緊圍繞這“三要素”，引導學生開展自主設計實驗方案。首先，老師引導學生明確實驗的目的，提出要探究的生物現象和問題，確立實驗的目標；其次，學生必須大量查閱文獻，根據現有的技術及設備進行技術路線的設計；最后，在教師的輔導下，讓學生撰寫實驗的方案，制定詳細的實驗操作步驟。在此過程中，讓學生自主地參與到其中，激發學生的創新思維，對操作過程中可能產生的問題進行分析并設計有效的措施進行解決，并對研究的結果進行探討，這是一個學生從設計到討論都積極參與的過程，是一個最基本較完整的科學研究的過程，為培養學生的科研能力提供了平臺。

學生按照實驗方案進行實驗操作。教師的作用主要是強調實驗過程中的一些注意事項，觀察學生在實驗過程中知否規范操作，確保每個學生實驗基本功達標。最后，參與實驗的學生共同談論完成實驗總結和實驗報告的撰寫，然后進行實驗實施的評價，期間充分發揮學生的主觀能動性。借助生本試驗的開展，可提高學生對科學的興趣，提高學生的實際操作能力，培養嚴謹、創新的科學素養，更利于學生的全面發展。

在綜合實驗教學中，教師的輔導作用深入到實驗的每個過程。學生在實驗探究的過程中會遇到許多問題，在這些問題面前教師可以引導學生進行探討，提出有效合理地解決問題的方案，在此過程中，學生的解決問題的經驗不斷豐富，實驗技能得到大幅度提高，這種學生為主體，教師輔助學習的實驗課教學模式可以為培養出具備創新能力、獨立思考問題、解決問題創新性人才提供了有效的途徑。

(三)實驗課程評價體系的建立

改變以往只以實驗報告的撰寫情況以及平時出勤的單一評價制度，建立完善的過程與實驗成果相結合科學的學生成績評價體系，包括學生實驗報告、論文的撰寫與成果展示和教師的綜合性成績考核兩部分。

1.實驗成果

實驗成果的展示可以通過兩種方式，一種是實驗報告，另一種是多媒體課件的制作。

實驗報告是學生將實驗所記錄的數據進行統計、分析，并以正規發表論文的形式書并上交。實驗報告的內容大致包括實驗的材料、試驗方法、實驗結果及分析幾大部分。分析部分要對本次實驗的結果進行詳細分析，并對實驗過程產生的各種問題進行討論。通過實驗報告的撰寫，一方面可以提高學生對出現問題的分析能力，有利于提出更有效的方案，若對實驗更進一步優化時提出更合理的實驗方案，得出更完美的結果。另一方面，通過實驗報告的撰寫可提高學生科研論文的寫作能力。

另一種實驗成果的呈現是多媒體課件的制作。課件的制作采用學生分組進行，集中匯報的形式。課件制作內容控制時間為15分鐘，內容包括實驗設計的整個過程，材料的獲取、實驗設計、實驗結果、分析討論等均于課件中一一有所體現。課件匯報后安排10分鐘進行答辯，學生或教師均可對實驗提出問題或疑問，由匯報的學生進行解答。通過多媒體課件的制作與答辯，一方面可以提高學生的口頭表達能力和邏輯思維能力。另一方面，通過師生的互動，增強學生對科學研究的熱情，促使學生進一步探討科學的方法。

2.成績考核

對生物本科專業來說，生物綜合大實驗為獨立的一門課程，考核的辦法主要結合學生日常的表現及操作技能兩方面，主要考核指標如下：(1)方案設計(20%)：主要評價學生設計方案的科學性、合理性以及在現有條件下的可行性；(2)操作技能(30%)：實驗過程中學生的基本動手操作能力，出現問題時是否及時采取有效的措施解決問題；(3)實驗報告(30%)：內容是否完整，格式是否標準，文獻的引用是否合理，分析討論問題是否合理等；(4)多媒體課件制作及答辯(20%)：多媒體課件內容是否簡潔、完整、圖表美觀，論述清晰明了，答辯時從容面對，對答如流。

三、結語

優化后的生物大實驗課程系統，可更大程度地提升學生的綜合素質。改革后的實驗課程學生是課程的主體，教學過程從實驗設計、操作、解決問題等主要由學生完成，整個過程學生的參與使學生的主觀能動性得到了充分發揮，學習興趣大大增強，創新意識、實踐操作能力、解決問題的能力都得到大幅度提升。教育就是為了培養對社會有用的人，對于本科教育，應更注重學科教學與經濟社會的聯系，注重培養創新性人才。生物大實驗課程設立要立足于學生，教學模式要以學生為主體，教師為主導，注重學生的主觀能動性，培養學生的創新能力，為社會培養創新性人才發揮重要作用。

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[責任編輯：陸靜]

作者簡介：劉鍇棟(1982-)，男，廣東電白人，副研究員，從事生物學教學研究。

基金項目：嶺南師范學院2014年省級高等教育教學改革項目“依托協同創新平臺培養生物學科拔尖創新人才的探索與實踐”；嶺南師范學院教學質量工程項目“大學生實踐教學基地項目”；嶺南師范學院教學質量工程項目“生物科學專業綜合改革試點”；廣東省高等教育教學改革重點項目“應用性人才培養的基層教學組織創新及其教學與管理實踐”。

中圖分類號：O13

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0063(2016)03-0091-03

收稿日期：2016-01-12

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.023