高校綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革新體系的探索

聶三安　林瑞余

摘要：綜合實(shí)驗(yàn)是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，在提高大學(xué)生自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力、培養(yǎng)科研思維、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題、提升綜合素質(zhì)等方面均有重要的現(xiàn)實(shí)和理論意義。當(dāng)前我國(guó)高校綜合實(shí)驗(yàn)課程存在目標(biāo)定位不準(zhǔn)、內(nèi)容和方法滯后等問(wèn)題，不足以滿足現(xiàn)代教育需求。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，培養(yǎng)實(shí)踐和科研能力的創(chuàng)新型人才，必須對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化。本文結(jié)合生物科學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，提出新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、組織形式和評(píng)價(jià)體系，探索構(gòu)建綜合性實(shí)驗(yàn)課程新體系，提升適應(yīng)新形勢(shì)下大學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞：綜合實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；生物科學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）34-0163-03

前言

本科人才培養(yǎng)對(duì)綜合能力的考察至關(guān)重要，其中綜合能力的培養(yǎng)主要包括實(shí)驗(yàn)技能、技術(shù)操作及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析解決問(wèn)題的能力。因此綜合性實(shí)驗(yàn)課程的主要目的是提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、思考問(wèn)題的能力，為其創(chuàng)造具有探索性的學(xué)習(xí)環(huán)境[1，2]。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程以老師講授為主，學(xué)生“按部就班”完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，較難達(dá)到自主和創(chuàng)新目的。改革后的綜合實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的對(duì)比具有一定優(yōu)越性，以學(xué)生為主，實(shí)驗(yàn)題目由老師提示或提出，學(xué)生查閱資料完成具體實(shí)驗(yàn)步驟，最終以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)結(jié)果為考評(píng)。通過(guò)這種教學(xué)模式可使學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的新方法、新途徑[3，4]。然而，生物科學(xué)是一門前沿交叉學(xué)科，需較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)生沒(méi)有擺脫從“做實(shí)驗(yàn)”到“懂實(shí)驗(yàn)”的層面，加之實(shí)驗(yàn)題目的重復(fù)性設(shè)置，存在信息滯后、學(xué)生積極性不高的問(wèn)題，因此當(dāng)前綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式既無(wú)法滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索新知識(shí)的積極性，也不利于滿足當(dāng)下新形勢(shì)對(duì)人才培養(yǎng)模式的教育指導(dǎo)需求。目前高校綜合實(shí)驗(yàn)課程面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，因此有必要建立綜合實(shí)驗(yàn)課程新體系。本文從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)組織形式和方法及課程評(píng)價(jià)體系三方面提出了教學(xué)改革方案。

一、調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

1.改進(jìn)選課制度。選課形式體現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展的培養(yǎng)目標(biāo)[5]。綜合性實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間要考慮兩點(diǎn)：一是須在理論課和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課之后，因此該實(shí)驗(yàn)課一般安排在大三及以后；二是不宜硬性規(guī)定參加實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，原因是綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不確定因素較多。針對(duì)這些問(wèn)題，該類課程應(yīng)該設(shè)置多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組和子實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)專業(yè)和興趣以組為單元參與選課。學(xué)院應(yīng)該首先建立生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心課程網(wǎng)站系統(tǒng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)院甚至學(xué)校科研資源，合理分配并發(fā)布課程安排、分組安排及組內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生在選課系統(tǒng)上選擇課程，然后根據(jù)選課界面自動(dòng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)組。這種方法最大的特點(diǎn)是學(xué)生可以依據(jù)自己的目標(biāo)有限選擇對(duì)自己最有用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，將學(xué)習(xí)內(nèi)容與自身的發(fā)展緊密結(jié)合，不再單純追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而是注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)到的知識(shí)和技能，節(jié)省了學(xué)生寶貴的時(shí)間，利于增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性和積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，可極大地提高學(xué)習(xí)和教學(xué)兩方面的效率，以此充分體現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展高校教育的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.改善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)綜合技能培養(yǎng)鍛煉在大學(xué)本科專業(yè)的培養(yǎng)訓(xùn)練和人才培養(yǎng)過(guò)程中十分關(guān)鍵和重要。該過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)綜合能力不僅包括實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手操作能力等基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ€包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題以及對(duì)新知識(shí)的探求、應(yīng)用等創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰推渌C合能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒖茖W(xué)思維和創(chuàng)新精神是綜合實(shí)驗(yàn)課程的目的[6，7]。可在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課單元形式的單項(xiàng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，構(gòu)建以能力培養(yǎng)為主，從基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和提高性實(shí)驗(yàn)兩個(gè)層面將本學(xué)科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)成具有連貫性的生物科學(xué)綜合性大實(shí)驗(yàn)課程體系，增加與當(dāng)前生物學(xué)科前沿和熱點(diǎn)領(lǐng)域等相關(guān)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生們從查閱相關(guān)資料、實(shí)驗(yàn)方案、過(guò)程控制與成果展示等多方面展開(kāi)，創(chuàng)設(shè)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作的綜合性和設(shè)計(jì)性體驗(yàn)的教學(xué)情境。通過(guò)有效展開(kāi)這些實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、參與熱情，鍛煉實(shí)際動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)同學(xué)們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和創(chuàng)新思維的科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)注重以下兩個(gè)方面。①科學(xué)設(shè)計(jì)，注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性。綜合性實(shí)驗(yàn)課程最重要的特點(diǎn)是多學(xué)科多知識(shí)點(diǎn)的綜合[8]，針對(duì)當(dāng)前生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，以培養(yǎng)全面發(fā)展的綜合性創(chuàng)新科研人才為目標(biāo)，應(yīng)打破原有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的課程框架，大膽將學(xué)科內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題有機(jī)結(jié)合起來(lái)，相互補(bǔ)充，突出綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合與方法多元化的特點(diǎn)。賦予實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一定的特點(diǎn)，比如一些趣味性實(shí)驗(yàn)，充分吸引學(xué)生注意力，提升實(shí)驗(yàn)和研究興趣。結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)充分體現(xiàn)學(xué)科培養(yǎng)的目的和意義，也可以結(jié)合實(shí)踐提高學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力。②增加實(shí)驗(yàn)的前沿性和創(chuàng)新性。生命科學(xué)的高速發(fā)展不斷涌現(xiàn)新技術(shù)和新方法，這些技術(shù)和方法很多只在理論課程或前沿科技平臺(tái)體現(xiàn)而未真正應(yīng)用到大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程中，當(dāng)前綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置往往存在目標(biāo)定位過(guò)時(shí)、內(nèi)容和信息滯后的問(wèn)題，因此針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)上的改革迫在眉睫。綜合院校具有多學(xué)科多領(lǐng)域交叉平臺(tái)，開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)的最終目的是培養(yǎng)創(chuàng)新人才，因而在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重“新”。這里的“新”有兩層含義，一是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和內(nèi)容的新穎性，二是通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[9]。因此從選題上就要緊密結(jié)合學(xué)科前沿和技術(shù)革新。

二、優(yōu)化教學(xué)組織形式，提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

1.與教師科研課題結(jié)合，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。充分利用現(xiàn)有的科研資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣特長(zhǎng)和發(fā)展意向從教師的科研課題中選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合，相互促進(jìn)和帶動(dòng)[10]。老師加以輔助，學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)，使科研與課程有機(jī)相結(jié)合。首先，選題后學(xué)生以組為單位查閱文獻(xiàn)資料，撰寫文獻(xiàn)綜述，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并寫出具體的操作過(guò)程，老師對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和糾正，最終確定實(shí)驗(yàn)方案。其次，學(xué)生自己動(dòng)手操作，按流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過(guò)程中做好相關(guān)記錄。最后將文獻(xiàn)綜述、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果交給老師批閱。在實(shí)踐操作過(guò)程中，學(xué)生們通過(guò)發(fā)揮主觀能動(dòng)性，掌握科學(xué)研究的全過(guò)程，從而使自身的科研素養(yǎng)和動(dòng)手能力得到提升。

2.重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論，鼓勵(lì)學(xué)生互評(píng)。引導(dǎo)大學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的差異不能盲目認(rèn)為是操作失誤或?qū)嶒?yàn)誤差導(dǎo)致，而應(yīng)該從多方面分析，查找問(wèn)題所在，這也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過(guò)程[11，12]。例如實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素的不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有不可預(yù)測(cè)性，需要學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，綜合運(yùn)用學(xué)科專業(yè)知識(shí)，結(jié)合文獻(xiàn)查閱和向?qū)嶒?yàn)室有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行咨詢等方式進(jìn)行分析。這種措施可以升華學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰椭R(shí)運(yùn)用能力也得到大力提升。另外，綜合性試驗(yàn)通常以組為單元進(jìn)行，組內(nèi)成員應(yīng)該根據(jù)各自特點(diǎn)合理分工，各取所長(zhǎng)，互補(bǔ)所短，組員也可以相互督促，提高實(shí)驗(yàn)效率和結(jié)果可靠性。此舉增加了評(píng)定的公平性，提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，有利于為學(xué)生從事科研創(chuàng)新鋪墊。

3.開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供主動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。施行預(yù)約制度，適當(dāng)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生提前預(yù)約時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可提高時(shí)間的機(jī)動(dòng)性，在老師或?qū)嶒?yàn)室管理人員的安排下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有利于及時(shí)溝通，發(fā)現(xiàn)并幫助學(xué)生解決問(wèn)題。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為基礎(chǔ)薄弱學(xué)習(xí)困難的人提供學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)；對(duì)于基礎(chǔ)好、學(xué)有余力的學(xué)生可選擇難度更高的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其操作技能。總之，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室使有興趣的同學(xué)“接近”科研、“感受”科研，激發(fā)科研興趣，歷練科研技能，培養(yǎng)科研態(tài)度，樹(shù)立團(tuán)隊(duì)精神，為今后的學(xué)習(xí)和工作培養(yǎng)良好的習(xí)慣并打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.構(gòu)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)風(fēng)是大學(xué)教育的基礎(chǔ)，學(xué)風(fēng)的好壞對(duì)大學(xué)教育的影響是決定性的。良好的學(xué)風(fēng)和環(huán)境能潛移默化地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和科研興趣。可以從以下方面進(jìn)行引導(dǎo)：適當(dāng)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，讓實(shí)驗(yàn)室成為學(xué)生的科技操作室；讓學(xué)生參與教師的教學(xué)科研學(xué)術(shù)交流和討論，使學(xué)生耳濡目染；成立學(xué)科青促會(huì)，成員不定期進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，親身感受科學(xué)文化氛圍的熏陶，把大學(xué)生培養(yǎng)成既具有本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力，又具有良好科學(xué)素養(yǎng)的應(yīng)用型人才。

三、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)成果與評(píng)價(jià)體系

以往以實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及平時(shí)出勤的評(píng)價(jià)制度較為單一，需建立完善的過(guò)程與實(shí)驗(yàn)成果相結(jié)合科學(xué)的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告、文獻(xiàn)綜述撰寫與成果展示和教師的綜合性成績(jī)考核等。其中文獻(xiàn)綜述和成果展示是新形勢(shì)下的新需求，對(duì)于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)科學(xué)意義和提煉科學(xué)問(wèn)題具有積極作用。

1.實(shí)驗(yàn)成果。①文獻(xiàn)綜述。選題依據(jù)是研究意義和研究?jī)?nèi)容的理論基礎(chǔ)，借助當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，結(jié)合擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題論述研究前景。生物科學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)課程的目的不僅僅是讓學(xué)生掌握現(xiàn)代生物技術(shù)，還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生從事生物科學(xué)研究的綜合能力。文獻(xiàn)綜述是對(duì)前人研究結(jié)果的總結(jié)，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容的重新認(rèn)識(shí)。以往的實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在“重操作、輕理解”的現(xiàn)象，應(yīng)該將文獻(xiàn)綜述部分作為評(píng)價(jià)體系納入到考核內(nèi)容中。②成果展示。短期內(nèi)的實(shí)驗(yàn)成果展示可以進(jìn)展報(bào)告（如多媒體課件）的形式呈現(xiàn)，以組為單位集中匯報(bào)。報(bào)告內(nèi)容包括研究背景、材料獲取、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、初步結(jié)果及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題等。匯報(bào)過(guò)程中學(xué)生和老師均可對(duì)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題與疑問(wèn)，由組內(nèi)成員進(jìn)行解答。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析討論。通過(guò)這種方式一方面可提高學(xué)生從制作多媒體課件過(guò)程中精練科學(xué)問(wèn)題，鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力和邏輯思維能力，另一方面通過(guò)這種互動(dòng)模式增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的熱情，提高學(xué)生探索科學(xué)問(wèn)題的積極性。

2.評(píng)價(jià)體系。生物科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)考核的辦法主要結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作技能和成果展示三個(gè)方面，主要考核指標(biāo)如下：文獻(xiàn)綜述（10%）：考察學(xué)生對(duì)研究問(wèn)題科學(xué)意義、研究現(xiàn)狀的理解；方案設(shè)計(jì)（20%）：評(píng)價(jià)授課學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性以及可行性；操作技能（30%）：實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中的實(shí)際動(dòng)手操作和解決問(wèn)題的能力；成果展示（40%）：包括內(nèi)容的完整性，多媒體課件簡(jiǎn)潔、完整、圖表美觀，答辯分析討論問(wèn)題是否合理等。

結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化后的生物科學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)課程體系可更大程度培養(yǎng)和提高學(xué)生提煉問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合素質(zhì)。改革后的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生是課程的主體，教學(xué)過(guò)程從科學(xué)問(wèn)題的提出、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、結(jié)果展示等主要由學(xué)生完成。該方案可使學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到充分發(fā)揮，有利于對(duì)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和實(shí)踐操作能力的提升，創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神得到增強(qiáng)。教育的目的不是灌輸知識(shí)，更重要的是喚醒和激發(fā)。綜上，此綜合實(shí)驗(yàn)新體系的建立可為高校其他綜合性實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革提供借鑒。

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