生物学开放式实验教学的实践与探索

张桂然，张红梅，李 欣

（河北沧州师范学院 生命科学系，河北 沧州 061001）

实验教学是高等教育的重要环节，它是理论教学的继续和延伸，在培养具有综合素质人才过程中占有不可替代的地位和具有至关重要的作用。它不仅向学生传授知识、验证理论、培养实验技能，更重要的是通过教师和学生的共同努力，引导学生掌握科学的思维、系统地提高综合分析问题和解决问题的能力，养成良好的科学作风和协作精神，自觉地探索真理［1］。而开放式实验教学不仅能培养学生自主创新能力和实践技能，激发学生的学习兴趣，挖掘学生的潜能，培养师生的团队协作意识和教师的业务水平，而且能提高仪器的利用率，强化实验室管理。因此，大力加强高校实验室开放，努力培养学生的综合素质将是高校实验室面临的重要任务［2］。近几年，我们根据自己的具体情况，进行了开放实验教学的探索和实践，取得了良好的教学效果。

1 开放式实验教学的模式

1.1 开放内容的多样化

1.1.1 基本技能训练型

该项训练主要是为一些低年级的学生和基础较差的学生搭建的实验平台。河北沧州师范学院是地方性高校既有本科生，又有专科生，学生入学时的成绩相差很大，实验能力更是参差不齐。部分学生底子薄、基础差，根据他们的实际情况，我们采取了预约开放的方式，让他们利用开放实验加强或重做必修课的实验内容，同时也可以让这些学生或低年级的学生对自己感兴趣的理论知识加以验证，从而使这部分学生完成教学大纲的要求，掌握基本的实验技能，如显微镜的应用技术和一些常用仪器的规范操作。

1.1.2 科研课题参与型

良好的科学素质只有在有科学研究的氛围和环境中才能得到培养和熏陶［3］，在实训中，我们选择品学兼优的学生参与教师的科研课题，在教师的指导下查阅文献、收集资料，参与课题方案的实施。这类实验要求学生掌握多门课程的综合知识，并且能灵活运用在比较复杂的实验中，因而具有一定的探索性。在省科技厅课题“河北省海兴沿海湿地的鸟类进行调查研究”中，学生随教师去海兴实地观察记录，在这个过程中学生从不同角度、不同侧面了解了丰富多彩的鸟类世界，掌握了鸟类的生活习性，从而表现出很高的热情和很浓的兴趣。同时在实验过程中获得了独立工作的能力和专业技术方面的训练，培养了学生严谨的科学的态度和良好的工作作风。通过教师的指导，学生从中感受了学科魅力，领会了科研工作的内涵，熟悉了科研工作的过程，掌握了科研工作的基本规律，从而提高了学生的科研能力。

1.1.3 学生科技活动型

在开放实验过程中，学生根据自己的兴趣爱好拟定科技活动内容，如：在动物学开放实验中，学生制作了几千只蝴蝶标本、几百只鸟类标本（其中包括20多只大鸨标本）、近百条鱼类标本、几十只家禽和家畜标本等；在人体生理开放实验中，学生为其他系师生检验血型；在遗传开放实中，学生在掌握了果蝇培养技术之后，自己设计杂交实验，利用实验室的野生型和灰身残翅、灰身勺翅、黑檀体红眼、灰身白眼品系，培养出了黑身残翅白眼、黑身勺翅白眼等果蝇新品系。这样不仅调动了学生学习的主动性和创造性，激发学生创造性思维和创新意识，还能提高学生的综合素质。

1.1.4 密切联系实际型

“学以致用”是我们教学的目的，我们通过对当地经济动物饲养情况的调查，了解到很多人在饲养蚯蚓，我们就把“环毛蚓的解剖与观察”的实验改为“环毛蚓的饲养与解剖观察”，使学生做到理论联系实际，把实验技术和生产实践相结合。同时为给学生提供实践条件，我们还联系了当地的几个养殖场，使学生在实践中掌握一些经济动物饲养方法和管理技术。这样极大地提高了学生学习的积极性，拓宽了学生的就业途径。

1.2 开放时间和地点的多样化

1.2.1 开放时间的多样化

根据师生的需求以及服务于社会的需要，在开放实验过程中，开放式实验教学打破时间和空间上的限制，充分利用课堂时间和课外时间［4］。我系采取了定时开放、预约开放和全天开放3种形式，为了更好地满足师生和校外科研人员，也可根据具体情况将3种开放方式有机地结合起来，确保开放实验的顺利进行。

1.2.2 实验地点的多样化

我们灵活选择实验场所，实验的地点可以是实验室，也可以是实验室之外的其他场所，如：花卉实验可以选择公园、花卉大棚；动物实验可以去养殖场和我们自己的动物救护中心；微生物实验则联系酿酒厂、调料厂、食用菌种植基地等。这样使学生能将理论和实际有机的结合起来，便于学生巩固理论知识，掌握实验技能。

2 开放式实验教学的保障措施

2.1 硬件设施是开放式实验的基础

实验室硬件设施是开放实验得以实施的基础。我们拥有12个基础实验室、2个精密仪器室、2个显微镜室、3个标本室，总面积达3 000多m2。另外还有温室大棚、动物救护中心。同时还与几个企业建立了良好的合作关系，为学生参观学习提供了便利的条件，这样满足了开放式实验教学的需要。

2.2 管理机制是开放式实验的保障

我们根据本系的实际情况及师生的需求制定了一系列的管理措施，包括实验室开放管理、仪器设备管理、药品管理、实验室安全管理，同时明确师生的权力和责任。充分保障了开放式实验教学的正常运行。

2.3 师资队伍和教学方法是开放式实验的关键

我系有一批知识面广、传授能力和责任心强的教师以及爱岗敬业的实验技术人员。虽然开放式实验教学学生是主体，但离不开教师的指导，教师素质的高低直接影响学生实验的效果，教师的教学方法的优劣，更会影响到开放式实验教学的实施。在教学实践中，我们深切感到高素质的教师队伍和行之有效的教学方法是开放式实验教学的关键。所以，素质优良的师资队伍是实验室开放和可持续发展的决定因素［5］。

2.4 调动学生参与的积极性以及对学生的选择性是开放式实验教学的根本

开放式实验是挖掘学生潜力的场所，也是展示学生才华的平台，学生占主导地位，在教学过程中，我们感到只有调动学生的主观能动性才会取得实质性的效果。同时对学生也要有选择性，有些学生对开放式实验缺乏兴趣，或有从众心理参与进来，这样难以坚持，特别是参与教师课题由于时间长、工作量大，部分学生就会随着时间的延续产生懈怠情绪，不能实现良好的实验氛围。因此不是所有学生都适合参与开放式实验，要根据实际情况有所选择［6－7］，以确保开放实验的顺利进行。

3 开放式实验教学的效果

3.1 促进了实验教学的改革

在开放式实验教学的过程中，我们整体考虑实验的内容、方法、手段的改革，逐步地完善了实验室功能，促进了实验内容的更新，优化了实验教学体系；将传授知识和培养能力有机地结合起来，体现学生的主体地位和教师的主导作用；使常规实验教学和开放式实验形成良性的循环，实现教育由被动到主动、由应试到素质转变的目标，促进实验教学的全面发展，从而提升实验教学的层次。

3.2 促进了学生的个性化发展

传统模式的实验教学以教师为中心，学生往往是被动地完成实验，不利于学生的个性化发展，开放式实验教学以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，能提高学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。学生可根据自己的实际情况，相对自由地选择实验项目、实验数量和实验时间，主动地去完成整个实验过程，充分发挥了学生的个性，同时在专业知识面、写作能力、实践能力等方面都有一定提高［8］。

3.3 提高了教师队伍的业务水平

由于开放实验内容的多样性，会涉及多方面的知识，在实验的实施过程中可能会出现从未遇到的情况，同时学生会提出各种各样的新问题，这就要求教师不仅精通实验，而且具有宽广的知识面和较强的科研能力。为了自身的发展，为了满足学生的需求，教师必须不断地“充电”，完善自我，提高自身的综合素质。

3.4 培养了师生的团队精神

我们在开放实验的过程中，特别是教师的课题和综合性、设计性实验，由于涉及的知识领域广，工作量大，无论是学生还是教师都深刻体会到个人的力量是有限的，要想很好地完成一项工作，必须集聚集体的智慧和力量，分工合作，在团结互助中实现优势互补，发挥团队的作用，这样在开放式实验的过程中教师和学生都产生了团队意识，具有了团队精神。

3.5 实现了资源共享提高了仪器设备的利用率

开放共享是提高大型仪器设备使用水平和效率的有效手段［9］，通过各系实验教学资源共享，特别是综合性、设计性可以到不同系的相关实验室去完成，其他系和外单位的人员也可来我系进行科研（如南开大学的研究生、博士生多次利用我们实验室的原子吸收分光度计进行科研，市农科院的人员利用我们的恒温摇床、发酵罐等进行科研等）。开放实验室不仅给本系的学生提供更多的实验机会，也对不同专业、不同学科的学生开放，同时也为社会提供了服务，提高了实验室的人员的容量，而人员增加使同一台仪器的使用次数增加，使某些实验装置循环使用，从而提高了仪器设备的利用率［10］，使实验室资源得到充分合理的利用。

3.6 强化了实验管理

开放实验是师生或其他科研人员自主进行的实验，存在着实验时间的不确定性、实验项目的多样性、实验对象的复杂性等许多问题，所以我们必须用先进的管理方法与严格的管理措施才能保障开放实验的正常进行。为此我们在平时实验过程中根据自己的实际情况，制定了一整套行之有效的开放实验的管理制度，并且在实施过程中，我们随时发现问题，总结经验，及时更改管理制度，使管理制度不断得到完善，从而强化了我们的实验管理，也确保了实验的安全、有序、高效的运行。

4 结束语

总之，开放实验是一种新的运行模式，是高校培养适应国家经济建设与社会发展需要的高素质创新型人才的客观要求［11］。实验证明：开放式实验教学打破传统实验教学的局限性，最大限度的给学生提供自由的空间，发挥其创新能力和实践能力，学生的知识结构可以在实验中得到充实和完善，也为社会提供了服务，同时也给教师提供了大胆改进教学模式的机会［12］，也是实施教学多元化的重要环节。因此开放性的实验教学有着广泛的应用前景［13］。

（References）

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［2］金茜，唐国风，李丽，等.多形式开放实验，培养学生创新精神［J］.实验室科学，2009（6）：104－106.

［3］时连君，万殿茂，王芳，等.实验室开放与创新型人才培养［J］.实验室研究与探索，2009，28（6）：11－13.

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［5］余志华，王永涛，赵娟，等.建设开放实验教学体系建设的探索与实践［J］.实验技术与管理，2011，28（11）：141－143.

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［8］孙长霞，王瑞，臧凤燕，等。农业院校实验室开放模式研究与探索［J］.中国教育技术装备，2007（2）：22－24.

［9］李小寒，周勇义，张黎伟.提高大型仪器设备使用效益的探索［J］.实验室研究与探索，2009，28（3）：156－158.

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［12］刘其涛，井西学，吕磊，等.提高实验室开放教学效果的方法研究［J］.实验室科学，2009（4）：124－126.

［13］邵信儒，孙海涛，徐晶.食品微生物学教学方法改进与实践［J］.通化师范学院学报，2009，23（2）：97－98，101.