生物学实验教学示范中心实验课程体系与教学模式的研究与实践

邱昌恩,邹 烨

(湖北师范学院 生命科学学院,湖北 黄石 435002)

生命科学是21世纪自然科学的领头学科，社会需要高素质生物科学专门人才，高校在生物科学专门人才培养方面具有义不容辞的责任。教育部2005年启动了国家级实验教学示范中心建设和评审工作，湖北师范学院生物学实验教学中心于2009年1月被批准为国家级实验教学示范中心建设单位[1]。中心按照综合、开放、创新、高效的原则, 构建与经济建设和社会发展对生物专业人才要求相适应的创新实验教学体系，并对实验教学模式进行探索。目前中心在课程体系建设和教学模式的探索等方面已有一些实践经验，需要将其总结归纳，作出研究和思考[2]。

1 中心实验课程体系构建思路及现状

1.1 中心实验课程体系构建思路

基于中心实验课程体系建设的目标，并根据师范性与非师范性特色并存、分层次、多模块、系统化及开放性的实验教学改革思路，构建实验课程体系[3]。多层次一是指每个具体学科的实验课程和整个一体化的实验教学安排中都要体现出基本训练、综合型实验和设计型实验、探究性实验四个层次；二是针对不同专业和学制选择不同的生物学实验课程层次标准；三是对于不同的学生要求的层次不同。多模块是指要考虑实验内容的类同性、仪器的通用性、手段的相关性，按课程设置对相关的实验室进行归并，形成一个系统的实验课程体系。但是这种归并不是机械的结合，而是一种有机的结合，将原来的专业基础实验室归并成6622功能型基本模块，见图1.开放性一是指实验课程内容的开放性。实验课程内容的开放性是指学生对实验内容的选择有自主权；二是指时间的开放性。学生可以利用空余时间，进入实验室进行自己感兴趣的实验；三是指实验室及科研平台的开放。在学生能力满足标准的情况下，经教师的指导可以进入到实验室和科研平台进行科研训练[4]。

1.2 中心实验课程体系构建现状

图1 实验示范中心“6622”四大模块

中心基于课程体系构建思路，现主要有基础实验、综合实验、设计实验以及科研立项等课程类型。基础实验是所有人都必须做的实验。学生需了解实验方法和实验规范，掌握基本实验理论和数据处理知识；学会常规实验仪器的使用，编写实验报告，熟悉实验的原理、方法及实验过程等。综合实验的实验内容会涉及到多个学科的知识，目标是培养学生综合运用知识和初步分析问题、解决问题的能力。设计实验是培养学生个性化的一种方式，旨在培养和提高学生的创造性、激发学生的潜能、发展和完善学生的个性。学生需主动参与、协同合作，通过做课题、查文献、做实验、写报告、写论文等实践活动来锻炼自己。中心鼓励成绩优秀、有创新能力的学生到教师的研究室积极参与教师的科研课题研究。在老师的指导下，进行自我设计具创新性科研立项。这既实现了实验教学与科研相结合，又培养了学生的科研意识和创新能力。在构建师范特色课程体系方面，中心在实验课程内容设置上密切结合初、高中新课程改革的课程标准的要求,使实验教学与中学新课程改革相适应。此外，学生可以在中心建立的微格教学实验室进行微格教学,模拟中学生物学课堂教学形式组织教学。在构建非师范特色课程体系方面，要求教师科研与生产实践结合，为社会生产服务。同时将科研成果及实验方法引入实验教学。中心配合学院建立本科生实践基地,在注重课堂实验教学的同时,也注重学生的专业实习、毕业论文设计、创新实践、社会调查等实践活动,以提高学生实践能力。

2 中心实验教学模式

2.1 自主型教学模式

自主性实验是指实验方案自主设计，实验材料自主选择和培养，实验试剂自主配制，实验时间自主安排的综合性实验。旨在发挥学生的主动性，培养学生的自主学习能力、创新意识、创新思维、创新能力以及实践能力。将学习的任务交给学生，教师只是起到一个主导的作用[5]。中心自主性教学模式主要运用于设计型实验教学中。

2.2 开放性实验教学模式

开放性实验教学模式是通过树立开放性的教学观念，实现教学内容的开放、教学过程的开放、教学手段的开放、教学资源的开放、教学结构的开放以及教学评价的开放，从而培养出服务社会的自主创新人才[6]。开放性教学模式的特征主要是：1)教学内容的开放性是指教学内容既综合单学科的知识及技术，又与当前生产生活实际相结合，突出表现为实验内容的实践性。2)教学过程的开放就是实验内容、实验设计、实验时间等均由学生自主选择。3)教学手段的开放就是以实为主，利用现代多媒体和网络技术采用虚实结合，不拘一格地完成不同的实验教学目标。4)提倡合作学习，组织课外兴趣小组，实现教学组织的开放性。5)教学评价的开放性就是实现评价主体多样化、评价方法多样化、评价标准相对化，实现全面开放地评价学生的学习。

2.3 非均衡发展实验教学模式

马克思主义教育学中教育目的是培养全面发展的人，全面发展是指在德、智、体、美、劳五个方面都要达到基本要求。但是每个人都是有独立个性的人，每个人都有自己的特长。非均衡发展就是通过优先发展事物的某个方面，以此作为突破口和动力带动其他方面的发展。中心对全体学生非均衡发展的要求是“全体合格，各有特色”，对个体的非均衡发展则是“全面合格，特长突出”[7]。非均衡发展实验教学模式的主要特征：1)基于学生兴趣爱好和学习基础，实现实验教学目标的相对化；2)实验教学内容弹性化，注重个体差异, 最大限度地富有弹性。教学内容要兼顾学生的兴趣、爱好；3)教师要因材施教，使得学生的个性得到展现，实现教学过程的异步化；4)教学评价的相对性。

2.4 综合性设计型实验教学模式

综合型设计性实验是介于基础实验与科学研究实验之间具有模拟科研实验性质的课题研究[8]。它由指导教师提出问题，学生在充分理解基本原理的基础上，综合运用所掌握的理论知识、实验技能以及各种技术原理与方法，自行设计方案进行实验，并最终独立完成实验报告或实验论文的过程[9]。

2.5 验证性实验教学模式的探索与实践

传统的验证性实验教学模式是一种再现式的教学模式，一般都编印了详细的实验指导书，从实验的目的、实验原理、实验所需仪器设备、实验方案、步骤等都做了详细介绍，甚至对可能会出现的实验现象都做了具体的分析。验证性实验由于实验难度低、内容单调、可操作性差、考核方式单一等缺点，造成部分学生对实验课不重视，实验前不认真准备，实验过程中马虎，实验报告抄袭了事，实验教学任务便不能完成，学生不能得到积极的发展而且养成了一些不良的学习习惯和态度[10]。中心对验证性实验教学模式进行了探索，验证性实验为凸显探索性可由以下三个阶段构成：1)由问题引入的实验阶段;2)采用合作学习的方式进入探索实践阶段;3)展示交流阶段。

3 中心实验教学模式现状调查及对策

通过问卷调查了解中心实验教学模式目前的现状主要涉及以下方面：验证性实验教学模式现状、教学组织形式、学生主动性的水平、自主性教学模式现状等。对湖北师范学院生命科学学院生物科学及生物技术专业2008、2009这两个年级的220人进行了问卷调查，有效回收191份。

调查结果表明，在验证性实验教学中大部分教师能较好的突出验证性实验的探索性，在实验中提倡合作学习；教师在综合设计性实验教学中起主导作用，将实验设计好并指导学生完成实验。通过调查了解到只有部分学生主动学习，很大一部分学生的学习是在老师要求下才进行的。在教学评价方面，教师对学生的评价方式单一，不能起到诊断发现问题的作用，不能为学生的学习提供反馈信息。在师范性特色的构建方面，学生对实践机会的需求最大。此外学生对综合性实验的设置认可度高，并认为综合性实验确实能培养学生多方面的能力，但是在实验自主性、实验内容的选择等方面仍需进一步改进。

针对调查反映的问题，本人认为中心应在以下方面进行改进：1)在教学组织形式方面，教师需帮助学生形成合理科学的学习小组，通过对小组学习的评价加强小组学习的意识；2)在教师角色定位方面，教师应因材施教。对于能力较高的学生，应将实验的自主权交给学生，成为学生学习的协助者；对于能力较低的学生，教师在指导的同时应引导其自主学习；3)在教学评价方面，应转变评价观念。评价应该是为了发现问题，针对问题开展教学，提高过程评价的比重。实验结果不能全面的了解学生的学习情况，实验过程能反映学生学习的态度、实验技能等等，因而过程评价使评价更客观全面；4)在师范性特色构建方面，首先，可以邀请中学优秀生物教师来我中心开办讲座，提高学生的认识水平；其次，提高中心微格教室的开放性水平，为学生提供更多模拟训练的机会；再次，建立实习基地，为需要的学生提供更多的实践机会。5)在学生学习主动性方面，要激发学生主动地去学习思考。首先，学习主体对为什么要学习，学习主体是否明确学习的意义、价值、目的、要求，是形成自主学习意识、发挥主观能动性的前提条件。其次，为解决活动中的问题而进行的学习，其范围、重点、难点需要学生自己探索和把握，对学习主体来说这既是一种智力挑战，同时也是一种学习能力的发展。对教师来说，教师应该转变在教学中的角色，教师应该成为学生学习的主导者，不能为学生设计太多，这样就限定了学生发挥的空间，不利于学生学习动机的激发。教学内容应该具有启发性、实践性等特点，特别是教材的编写，如实验可能出现的结果及其原因分析这些就显得多余。实验过程中强化学生主动探索的意识，使学生主动探索成为一种习惯。教学评价也不能只停留在学生认知水平发展这一个维度，要注重评价学生的情感态度。

4 总结与展望

生物实验课程教学是培养学生个性和创新能力的一个重要途径之一，我中心以先进的指导思想和切实的行动加强对实验课程体系的建设，并加强对实验教学模式的探索和实践，构建了分层次、多模块、系统化及开放性的实验课程体系。科学的实验课程体系为人才培养奠定了良好的基础，实验教学模式的探索和实践则为人才的培养提供了较好的途径。现在中心已有自主性实验教学模式、开放性实验教学模式、非均衡发展实验教学模式、综合性设计性实验教学模式、验证性实验教学模式等实验教学模式，在很大程度上提高了实验教学的质量。

要实现中心的可持续上升发展必须注意到现在存在的问题以及探索改进的措施，我们认为中心可以在以下几个方面进行改进：1)需设置方法论课程。在近现代科学史上许多重大的科学发现本身就是科学思维科学方法和科学工具的创新，勒内笛卡尔是西方近代哲学创始人之一， 他的《谈谈方法》中讲到“最有价值的知识是关于方法的知识”[11]。虽然本科生也在公共课中学习过唯物辩证法等方法论的知识，但是我们却没有学习自然科学的方法论知识，自然科学方法论的知识并不属于实验课程体系的内容，但它却能为学好实验课程奠定基础。2)加强实验课程内容与学生生活、社会生产实践的联系。特别是教材建设：基础性实验的教材建设应该尽量简洁，既要达到培养学生基本技能，又要凸显探索性；综合性实验教材的建设也尤为重要，对教师开设的综合实验应该有科学的评价和筛选标准，既要满足学生的需求，又要能为实现目标服务。3)教育评价。评价要注重发展性，评价的目的是为了让学生发现自己学习中存在的问题，便于学生反思自己的学习过程，教师则可以更好的针对学生存在的问题开展教学活动促进学生的发展；评价要注重差异性，不同学生的特长不同，他们都是独立的个体，社会经验背景也不相同，不能用单一的标准去评价所有学生；评价主体要多元化，评价不仅仅是教师的任务，学生自己也需要对自己的学习做出评价；评价对象也要多样化，可以评价学生的学习、教师的教学等等。4)展示交流平台的建设。加强展示交流平台的建设不仅仅是为了宣传中心所取得的成果，也为学生提供一个展示自己的平台，激励学生不断去创造，保护他们学习的热情。

总之，中心一直处在一个发展的状态，我们需要不断地去发现问题，然后解决问题，相信中心会朝着自己的目标一步步发展。

参考文献:

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[5]安建平, 谢天柱, 王延璞.自主性实验教学模式在生物化学实验教学和人才培养中的作用[J].河西学院学报, 2007, 23(2): 119～121.

[6]张伟伟, 刘俊华.高校实施开放性实验教学模式的探讨[J].廊坊师范学院学报, 2011, 11(4): 114～116.

[7]何文丰, 黄培先, 张少平.构建非均衡发展的实验教学模式, 培养学生创新能力[J].福建电脑, 2007, (1): 195～196.

[8]吉爱国.综合性实验教学模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索, 2007, 26(1): 94～96.

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[11]刘道玉.论大学本科课程体系的改革[J].高教探索, 2009, (1): 5～9.