淺談開放式實驗教學在高校實驗課中的應用

車雨辰

摘 要：伴隨著國家經濟實力的不斷增強，國家對國民教育的投入越來越大，但是受制于傳統思想以及教育資源匱乏等多方面因素的制約，我國的高等教育，特別是理論與實際相結合方面還處于摸索階段，本文通過對開放式教學的闡述，以及發展歷史，并以實際的實驗教學作為案例，力求探索開放式教學對于教學改革的重要性，通過開放式教學，不僅能有效提高學生的積極性，也在很大程度上提高教職人員的業務、學術水平，其發展潛力巨大。

關鍵詞：實驗課 開放式教學 高等教育

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0242-02

進入21世紀以來，隨著經濟的發展，我國已逐步邁入世界強國之列，而與之對應的則是國民的教育程度還稍顯不足，因此，近些年來，國家加大了對教育領域的投入力度，伴隨著教育的普及，國民的整體受教育程度有了顯著的提高，尤其體現在高等教育領域，截止到2014年，我國高等教育毛入學率為37.5%，已經超過中高收入國家的平均水平，而教育普及程度和人力資源開發水平的大幅提升，則有效地提高了全體國民的素質，改善了國內人力資源的結構，為經濟社會發展提供了強有力支撐。

而作為教育環節中最高層次的一環，各大高校也在近幾十年來的不斷摸索和創新下，將教育的形式從單純地要求學生死記硬背逐漸引入理論與實踐相結合，更多地要求學生不僅知道“為什么做”，更去明白“怎么做”中來，而如何有效地提高實驗課與理論課的有機結合，讓學生從實際中更好地融會貫通理論知識，這正是當前每一個教育工作者特別是實驗課教員都在深深思考的問題。

1 國外的發展與國內的弊端

在19世紀初，德國的工業水平幾乎比當時的“日不落帝國”英國落后整整一個世紀，而為了提高本國的經濟水平，德國政府率先在全世界的教育界中推行“雙元制”，在校的學生要花費一小部分的時間首先來完成理論知識的學習，即“一元”，更主要的是將大部分的時間留在實際的生產工作中進行培訓，將實際與理論知識有效地結合起來，這被稱為“二元”。這種教學模式最明顯的特點就是在保持原有實驗條件不變的情況下，通過精準的定位，能夠完成多種形式、多種層次的實驗教學，為國家培養出真正符合市場需求的、具有更多專業技能的實用性人才，而這也正是20世紀初德國能迅速崛起的，代替英國稱為歐洲頭號工業強國的根本。

目前，我國的高等教育已經逐步由少而精向廣而全的方面發展，這不僅體現在高校的不斷擴招上，多學科的設置，辦學規模的不斷擴大，為了緩解因為擴招導致的教學資源緊張，很多高校開始實施學分制和選修制，雖然這在一定程度上能夠緩解當前的教育資源緊缺的局面，但是在實驗場地、實驗設施沒有增加的情況下，理論學習與實驗教學在時間上和空間上必然會出現分裂，兩者不能同步進行，使得實驗教學的效果大打折扣，甚至很多學生認為實驗課無關緊要，再加上國內高校的實驗課程與實驗教學模式很多已經沿襲多年，與當前社會日新月異的發展相距甚遠，因此，實驗課的改革勢在必行，而本文正是借鑒德國的教育理念，采用開放式自主實驗教學方式，對當前的實驗課進行探索性的應用，力圖找到一條更符合創新可持續發展的教學之路。

2 開放式教學計劃

興趣是學習的根本動力，如何有效地調動學生的自主學習興趣是每一個教育工作者的最大考驗，縱觀傳統的教育模式，特別是實驗課，通常由老師開始進行知識點的講解，然后由老師進行實驗的操作，最后再由學生進行模仿，這種模式下，且不說學生的積極性是否調動，單說在時間上，大部分都是交由老師去掌控，剩余的時間只夠學生進行簡單的模仿，連嘗試都談不上，何來興趣一說？建構主義學習理論認為，知識本身并不是通過傳授才獲得的，而是在一定的情景下，借助旁人的幫助，利用必要的學習資料，通過自身的意愿結合實際的意義建構得來的，因此在實驗課中引入開放式教學的好處就是將實驗課的大部分時間和自主權力都交給學生，以學生為實驗主體，教師為輔助，盡可能減少對實驗過程的干涉，參考國外的教學模式，僅將實驗的關鍵步驟列出，要求學生在課前應根據實驗的目的自行查閱相關資料，設計實驗方案，并培養學生自主選擇的能力，對于實驗儀器不應該僅僅提供必要的準備，也應該提供更多的選擇甚至干擾器皿，畏首畏尾的實驗即使成功也不過是復制，而達不到創新和培養學生的目的。

只有通過自身努力得來的結果，無論好壞，都必將銘記一生，哪怕實驗失敗，但是通過錯誤的實驗過程才能理解成功的方式，而作為開放式實驗課的輔助者，老師在實際的實驗教學中，應以鼓勵的態度對待每一組實驗，通過多種考核（例如：通過問答提供正確的實驗器皿）鼓勵學生去思考，注重自我能力的鍛煉和勇于面對失敗的能力。而在實驗教學中引入開放式的另一個好處就是學生之間的互幫互助，作為教師，對待那些學習能力高的，有余力的學生，可以鼓勵其作為教輔去幫助那些學習能力相對差一些的同學，通過平輩人間的交流和探索，在增進同學情誼的條件下，有效地拉動班級整體的學習氛圍和學習能力。

3 開放式實驗課教學準備

開放式實驗課中作為教師的工作主要體現在如下幾個方面。

（1）在實驗課前，提前進行小組的劃分，并讓學生自由決定組員及組長，布置實驗課的實驗目的以及可能涉及到的知識點，鼓勵學生自主確定實驗流程和實驗所需器皿。

（2）對于實驗內容，指導教師應根據實驗內容，編寫一套行之有效的實驗指導書，對于大量的需要驗證的實驗內容，應從應用性、綜合性、設計性等多角度進行校核，確保實驗過程中不會出現危及生命安全的隱患。

（3）在進行實驗課之前應對學生的實驗內容進行一個大致的了解，符合實驗目的，科學的實驗方案的小組方可進行實際的實驗。

4 開放式實驗課教學實例

這里以本人教學生涯中的一堂實驗課作為例子，實驗名稱為“酶聯免疫吸附試驗（ELISA）”，其基本原理是利用抗原抗體的特異性反應與酶對底物的高效催化性這兩個特點，首先將已知的抗原或抗體吸附在一種固相支持物的表面，再加入酶標記的抗原或抗體與被固定物反應，此時，滴加相應底物后，底物在酶的催化作用下出現顯色反應，因為液體顯色的強弱與待測抗原或抗體的量成正比，就此可以判斷待測抗原或抗體的有無及含量。endprint

在上一堂實驗課結束之前，已經將本次ELISA實驗的目的及基本知識進行課后思考和預習，而在學生中以自然小組為單位對實驗的內容和目的進行了系統性的預習，在實驗課開始前，回收各小組提交的實驗方案，對于沒有明顯疏漏或重大隱患的實驗允許進行實際操作。

實驗材料的準備上除了不同的待測抗原、抗體、酶標二抗及相應的底物，必備的碳酸鹽緩沖液、磷酸鹽緩沖液、封閉液、終止液、固相支持物外，還配置了部分起到干擾和混淆作用的試劑與器皿，任由各組學生自行取用。

實驗中觀察到大部分學生采用的是雙抗體夾心法測未知抗原——甲胎蛋白，這種方法首先將特異性抗體包被于固相載體，再加入待測樣品，待抗原抗體反應完全后，洗滌微孔板再加入酶標二抗，最后加入底物顯色進行測定，通過底物顯色的深淺判定樣品中甲胎蛋白的含量。

部分小組則采用間接法測抗體——抗SRbc抗體，首先將已知抗原包被于固相載體上，封閉洗滌后，加入待測抗體，經充分孵育后，加入酶標二抗，最后加底物顯色，結果可用目測或用分光光度計進行定量測定。

在這堂實驗課中，教師并沒有局限實驗內容與方法，而是讓學生跳出傳統的思維定式，結合自身的興趣點和專業知識充分發揮個人技能，選擇自己感興趣的實驗內容與實驗方法，通過團隊協作共同完成實驗，在這一過程中明確了學生主體的身份，鼓勵學生根據實驗的目的自行查閱相關資料，設計實驗方案，培養學生自主選擇和獨立思考的能力，激發了學生的創造性，使得理論與實踐有了更好的融合，在提交的實驗報告中也出現了顯著的提高，不再是千人一面，而是百花齊鳴。

但同時也存在一定的問題，在對各實驗小組實驗過程的觀察及實驗結果的分析，可以明顯感覺出學生對于實驗內容的極大興趣和對于理論知識匱乏的矛盾，身為教師，在這個時候積極參與到各小組的討論中來，以輔助的身份進行必要知識點的提及，并不直接給出答案，鼓勵學生記錄問題，尋找問題，解決問題。

5 結語

對于開放式實驗教學這一新鮮事物，還需要高校投入更多的力量，這是一種新的教學模式，能夠充分利用現有的教學資源，有效地提高教學效率，不僅能提高學生的綜合能力，對于教師自身的水平要求更高，雖然目前的開放式實驗教學還處于一種不斷摸索和完善的階段，但是不可否認的是，開放式實驗教學必將改變現有的傳統實驗教學模式，其發展的潛力無限，發展的過程中還需要廣大教育工作者群策群力，不斷積累經驗、完善和改進方法。

參考文獻

[1] 金逢錫.高校實驗教學改革和實驗室建設探討[J].東疆學刊，2000（4）：107-109.

[2] 張生金.面向21世紀的高校實驗教學改革和實驗室建設[J].實驗室研究與探索，1998（8）：5-8.

[3] 陳斌.改革實驗內容培養創新能力[J].實驗室研究與探索，1999（2）：14-2.

[4] 王玉蘭，趙鵬，趙衛軍.高校開放實驗室建設及教學探討[J].黃河水利職業技術學院學報，2007（3）：25-28.

[5] 趙瑞蘭.改革實驗教學，培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索，2001（1）：20-21.endprint