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摘要:在高等教育研究型教育理念的指導下,結合教學實踐,并分析了昆蟲生物技術實驗教學中存在的問題,本文探索了“基本實驗-自主式實驗-設計實驗”的研究型教學模式。這種教學模式不但可以兼顧傳統教學模式訓練學生基本實驗技能的功能,還可以培養學生的自主和創新意識,更能提高學生的科學素養以及團隊協作精神,并增強其思考問題及解決問題的能力。
關鍵詞:研究型教學;昆蟲生物技術實驗;實驗課教學
昆蟲生物技術實驗課程是以生物技術、分子生物學、蠶桑綜合利用為基礎的一門蠶學專業的限修課,是蠶學和生物技術專業大學本科階段培養學生實驗技能、創新能力和協作精神的優秀載體。我們課程組在12年昆蟲生物技術實驗課教學改革的過程中,一直試圖探索一種適合于本門課程的教學模式。以下是我們的研究內容與體會。
一、樹立研究型教學理念
早在1999年,《中共中央國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》就加強高等教育人才培養工作中提出:高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神,普遍提高大學生的人文素養和科學素質。而在高等教育的教學環節中,最能體現學生創新能力和實踐能力的就是實驗課程。傳統的教學模式中教師是教學活動的中心,是教學活動的主體,是知識的傳授者,學生是知識的接受者。在實踐教學環節中,傳統教學模式很難達到提高學生創新能力和實踐能力的目標。研究型教學是一種新型教育理念,它在教學中引入科學研究的基本要素,使傳統的單向知識傳授模式向知識傳授與探索相結合的模式轉變[1]。只有充分認識到研究型教育理念的重要性,才能將其貫穿至整個教學過程中,使學生充分感受到該門課程的新面貌新氣象,從而激發學生的學習主動性、積極性和創造性,真正達到培養學生分析問題、解決問題的能力和自主創新意識。
二、以研究型教育理念實施研究型教學模式
為了切實落實好研究型教育理念,本課題組經過充分的研究與討論之后,實施了以下內容。
1.與時俱進,更新實驗教學內容
昆蟲生物技術實驗課程的主要教學目的是以昆蟲為主要材料,讓學生掌握利用生物技術的原理和方法去解決昆蟲基因工程、昆蟲分子生物學以及昆蟲綜合利用中所遇到的各種問題。自20世紀70年代DNA重組技術建立以來,現代生物技術發展迅猛,實驗教學內容也要在立足以訓練學生操作能力的基本實驗的基礎上,緊跟學科前沿技術,培養學生與時俱進的科研意識,因此昆蟲生物技術實驗教學內容的更新也勢在必然。首先,在總體上強調基礎性,突出生物技術的基本實驗技術在昆蟲生物技術實驗教學內容中的地位和作用,如質粒DNA的提取及濃度測定、大腸桿菌感受態細胞的制備、重組質粒轉化大腸桿菌及抗性篩選、昆蟲幼蟲血淋巴酯酶同工酶電泳、柞蠶絲復合氨基酸的提取與純化等等。其次,減少重復性和驗證性實驗,增加設計性和綜合性實驗,使每個實驗項目有機的組合在一起成為系列實驗,前一個實驗結果是下一個實驗的開始,環環相扣,提高了實驗教學內容的整體性和系統化。例如在“質粒DNA的提取及濃度測定”實驗項目中,同學們掌握了利用堿裂解法提取質粒DNA的方法,以及利用分光光度計法測到其濃度的原理和方法,接下來的實驗就是利用該實驗提取的DNA進行“目的基因的電泳分離和回收”,初步培養了學生的動手能力和科研能力,為獨立完成畢業論文打下了堅實的基礎。
2.改革實驗教學方法
研究型教學的根本目的就是要充分調動學生的積極性、主動性和創造性,因此必須從教學方法的改革入手,來培養學生觀察、思考、分析和解決問題的能力。
(1)活躍課堂氣氛,激發學生興趣從事實驗教學多年,發現有些學生對實驗課的興趣不大,甚至有個別同學從頭至尾不參與。為了激發學生的興趣,每個實驗項目都準備了一些思考題,實驗課剛開始,先討論上一個實驗的結果與思考題,同學們可以充分參與進來活躍課堂氣氛;同時,擴展一些與實驗項目相關的知識,增加學生的學習興趣。
(2)自主式實驗,個人負責制實驗實施小班授課,每人一組,自主式實驗,實施個人負責制。例如“質粒轉化大腸桿菌及抗性篩選”實驗就必須利用之前制備的大腸桿菌感受態細胞和所提取的質粒DNA進行,環環相扣,讓學生感覺到每個環節都不能出現差錯,給學生一定的壓力,并使壓力轉化為動力。
(3)設計實驗,挖掘學生潛力對于某些綜合性實驗,安排學生課后進行預習,自己動手設計,課前分組討論實驗方案,制定可行性分析并與教師溝通后即可實施。例如:“蠶絲復合氨基酸的提取與純化”實驗,可以用酸法、酶法和中性鹽法進行消解蠶絲,但純化的方法也不相同,得到的復合氨基酸成分亦有差別,而這三種方法所用到的儀器設備大致相同,在不增加實驗室和教師負擔的同時,充分啟發了學生的創造性思維,調動了學生的積極性,挖掘學生的潛力,提高了實驗課的教學效果。
三、研究型教學模式所面臨的問題及解決辦法
多年實踐結果表明,研究型昆蟲生物技術實驗模式非常適合該門課程,但同時也面臨很多問題。首先,大部分學生已經習慣了自上而下的學習模式,很難一下適應這種教學模式,課題組成員充分考慮到這一點,將一些常規的驗證性實驗項目安排在學期前,逐漸過渡到設計性實驗;其次,教師的執教能力與職業素養也是研究型教學效果好壞的關鍵,教師應樹立研究型教學理念,并將這種理念貫穿至整個教學活動中;最后,學校和學院相關部門和領導亦應充分重視,研究型教學模式最根本的目的是想要培養學生的創造性,這就需要提供一個開放性的、創新的實驗環境,不拘泥于課堂上的幾個學時,甚至可以允許學生隨時出入實驗室,充分利用碎片時間,這就需要加大實驗室管理,老師所投入的工作量也會大大增加,這些都需要相應管理部門的大力支持。
參考文獻:
[1]李暐,陳英海,孫明禮.研究型分析化學實驗課教學模式的探索[J].大學化學,2012,27(1):19-22.
作者:李群 秦利 劉彥群 王歡 姜義仁 孫影 單位:沈陽農業大學生物科學技術學院