改革实验教学模式 培养大学生实践创新能力

高志华+李桂琴+刘坤

摘 要：教学是高等学校的一项重要职能，实验教学是培养实践创新人才不可替代的环节。该文在分析专业基础课植物生物学实验教学实际问题的基础上，探讨了实验教学理念、教学内容、教学途径、授课方式、教学手段和成绩评定等方面的改革情况。多年的实践表明，通过改革实验教学模式可以培养生物技术学生实践创新能力，显著提高实验教学质量。

关键词：实验教学模式；生物技术；实践创新能力

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）21-129-03

社会的进步靠人才，人才的培养靠教学。教学作为高等学校的一项重要职能，与生俱来，随着大学的诞生而诞生[1]。教育部长周济在第三届中外大学校长论坛上的讲话中强调指出：“培养创新人才是高水平大学建设的根本任务”，“中国的大学要以加强大学生创新精神与实践能力为核心目标，积极推进大学人才培养模式的改革和创新”。如何培养学生实践创新能力是全社会所关注的话题，也是我国高校教学改革的难题。培养学生实践创新能力离不开实践教学这一重要环节[2]。作为实践教学的主要环节，实验教学模式改革得到前所未有的重视，河北经贸大学也不例外。很多不同的实验教学模式都是以实践教学为基础，针对不同的学生层次、实验环境、实验条件提出来的，在实验教学改革中发挥着重要作用[3]。为了更好适应地方财经类院校本科层次人才培养的需求，我们在总结多年实验教学经验的基础上，根据生物技术专业教学要求和培养目标，对植物生物学实验教学过程中的教学理念、教学内容、教学途径、授课方式、教学手段和成绩评定等进行了探索，初步建立了一套适合培养我校生物技术专业实践创新人才的实验教学模式，并取得了一些成效。

1 改革植物生物学实验教学模式的必要性

植物生物学是生物技术专业一门非常重要的专业基础课，也是实践性和应用性很强的学科。学生必需通过实验，才能透彻理解理论知识，真正掌握专业技能，才能为后续相关学科的深入学习奠定基础[4]。可见，植物生物学实验教学在整个植物生物学教学过程中占有十分重要的地位。以往传统的实验教学过程是典型的 “三段式”，即：首先教师讲解实验原理、示范操作步骤、提醒注意事项，然后学生照方抓药完成各项操作，最后学生撰写实验报告并交给教师批阅。很显然，这种传统的实验教学模式，不能充分调动学生的实验积极性，无法激发师生的创新思维，阻碍了实践创新人才的培养。所以，改革传统的实验教学模式势在必行。

2 实验教学模式的构建与改革成效

2.1 单独开设实验课，更新教学理念 以往上植物生物学课，重理论轻实验，教学理念陈旧，认为实验课是理论课的辅助，是对理论知识的简单验证。殊不知，这与培养专业实践创新人才相去甚远。后来，通过走访兄弟院校、参加学术交流会议，寻找差距，更新观念，将实验教学部分彻底从植物生物学课程中剥离出来，独立于理论教学，使二者并重，并分配以合理的课时，以课程负责人牵头组建稳定的实验教学教师队伍，以一门单独的课程进行规划和建设，为接下来的实验教学模式改革奠定基础。

2.2 加大科研性实验比例，优化教学内容 实验教学按“验证性—综合性—研究性”3个层次组织，所占比例分别为50%、40%和10%。验证性实验主要是让学生掌握基本的实验方法与技术，如光学显微镜的使用、培养基的制备、临时装片的制作、形态与结构的观察、无菌操作等；综合性实验主要是培养学生对所学理论知识和基本实验技术的综合运用能力、对实验对象的熟练操作能力及对实验结果的综合分析能力；研究性实验采取教师出题学生选题与学生完全自主选题相结合的形式，自行设计实验方案开展实验研究，撰写研究报告，使学生得到一次科学研究的初步训练。植物生物学是生物技术专业学生接触到得第一门专业基础课，有很多专业技能需要掌握，但在有限的课时内想面面俱到也不现实，考虑到该课程与后续课程的衔接，对植物生物学实验内容进行了优化与整合，例如，将显微镜的使用凸显出来着重讲解，而后续课程不再重复介绍，又将植物共生菌的识别与形态观察从植物生物学实验中拿出到后续课程中去。如此一来，即可以把节约出来的课时让给研究性实验，以便加大研究性实验的比例，为综合科研性大实验的实施提供了方便。例如，在植物生物学实验时，指导学生根据课堂上所学理论知识让其自行设计实验方案（如植物培养材料的选择、加入不同植物生长调节剂和模拟不同逆境环境等）、全程照料植物完成生活史，并在此期间完成植物根、茎、叶等器官与组织的结构观察实验和植物根系活力、叶绿素含量测定等生理学实验。这样可以让学生把学到的知识融会贯通，并能体验一次完整的科研过程，初步锻炼了科研能力。

2.3 增加学生参与科研创新机会，丰富教学内容 在原有课堂实验教学的基础上，以实验教学中有待进一步探讨的问题或新出现的问题为切入点，鼓励学生参与教师相关科研课题，或指导学生完成科技创新项目（如学生科研立项、大学生科研助困基金、开放实验室科研项目和大学生科技园创新项目等）或毕业论文进行深入的研究，增加了学生投身科研创新活动的机会，丰富了实验教学内容，培养了学生实践创新能力。例如，在做植物生物学实验过程中，发现有些植物材料很难生根，所以指导学生进行了《优良绿化苗木生根培养基配方的研究》开放实验室科研项目研究，从起初的优化植物材料消毒方法做起，最终使这一难题得以解决；在发现许多学生连校园植物都认不全或经常混淆的情况后，立即组织学生申请了《校内绿化植物资源调查研究》学生科研立项课题，最后将该项目的调查研究报告补充进实验教学内容，取得了良好的实验教学效果；还有高立欣同学完成的《优良绿化苗木引种及快繁体系的建立》科研项目不仅解决了植物组织培养中内生菌问题，还使自己得到了全面的科研训练，毕业后在公务员笔试和面试中脱颖而出，被县林业局优先录用。

2.4 采用小班授课方式，注重学生个性化培养 作为与植物生物学并重的实验课，更注重培养学生的创新思维能力和动手操作能力，使学生毕业后能在生物技术领域早日成为科技创新人才。而传统的授课方式是大班上实验课，即1个班少则30人，有时多达40人，在一起上实验课。这样往往是教师单纯讲解示范，学生一味模仿照搬，教师没有时间指导每位学生，学生得不到及时的解答，甚至有的学生养成不勤于思考、懒得动手、搭顺风车的不良习惯，教学效果差。采用小班上实验课，即将1个30～40人的自然班分成2个15～20人的小班，分时段上同一个实验项目，不仅能够最大程度地利用有限的诸如仪器设备、实验场地之类的教学资源，而且便于因材施教，实现了1人1组式的精细化、个性化的教育方式，改变了以往“大一统”的实验教学模式[5]。endprint

2.5 集成多种现代化教学手段，提高教学质量 过去植物生物学实验教学多借助挂图、模型、投影、幻灯来辅助教学，但挂图和模型缺乏真实感，投影和幻灯制作繁琐，更新较慢，教学质量差。上课时还要不断地换挂图、写板书，教学效率低。而今，可以采用集文字、图片、影像、动画、声音于一体的CAI（Computer Assisted Instruction，计算机辅助教学）课件组织教学，可以把知识形象生动地展示给学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果[6]。将实验原理、实验步骤及注意事项做成CAI课件并上传到Blackboard网络课堂，供学生在上实验课前观看，让他们提前熟悉实验内容和实验操作等，可以使其在实验课上做到有的放矢，提高实验效率。制作的实验教学CAI课件使教师在相同的时间内更好地组织教学，能解决内容增加和课时缩短之间的矛盾。植物组织切片CAI课件供学生随时随地查询，提高了学生学习的自主性。又如，在上校园植物识别实验时，利用数码摄像和照相设备，尽可能多地记录各种植物，制作数字标本，代替以往的腊叶标本，不仅节约了植物资源，还保护了生态环境。

2.6 合理评定学生成绩，激发学生实验热情 在单独开设实验课之前，主要是根据学生完成的实验报告和上实验课的出勤率给出学生实验部分的成绩，再按一定比例与理论课成绩合并，作为植物生物学课程的最终成绩。由于总评学生课程成绩时，与理论课成绩相比，实验课成绩所占比例往往较小，使学生对实验课不太重视，很难调动其实验积极性。自从单独开设实验课后，在评定实验成绩时，除了考查学生实验报告完成情况（占30%）和上实验课平时表现（包括出勤率、课上提问、参与讨论等情况，占20%）外，还要求学生在正式上实验课前撰写实验预习报告（占10%），并将其纳入考核体系。学期末，教师将实验相关知识汇编入试题库，组织实验理论考试（占20%），把用到的实验技术编入实验操作考核数据库，让学生随机抽取操作题进行现场演示，由教师视演示情况给出实验操作成绩（占20%）。最后，综合上述各项成绩，给出学生实验最终成绩。新的成绩评定办法既可以激发学生实验热情，也可以提高实验教学效果。

3 结语

实验室是实验教学的主阵地，实验教学是培养学生实践创新能力的重要途径[7]。为了适应社会经济快速发展的需要，及时更新实验教学理念，将实验课与理论课相分离，以一门独立的课程进行建设。根据植物生物学学科特点，进行有意识的统筹安排，按“验证性—综合性—研究性”3个层次组织实验教学，适当提高科研性实验比例，采用小班上课，注重学生的个性发展，集成多种现代化教学手段，提高实验教学质量，制定更加具体的实验成绩考核体系，做到过程与结果并重，更好地激发学生实验热情。另外还从实验教学中凝练出好的问题作为科研切入点，鼓励学生投身于各种科研创新活动，努力培养生物技术学生实践创新能力。经过多年实验教学模式改革实践，使学生完成各类学生科研项目8项，获校级优秀毕业论文2篇，获河北省建设行业科学技术进步二等奖1项。在植物生物学实验教学上取得的宝贵经验也为其它课程的实验教学改革起到了良好的引导作用。

参考文献

[1]付金会，宋学锋.影响高等学校教学与科研平衡的因素分析[J].高等工程教育研究，2005（6）：29-31，58.

[2]张茂银.构建实践教学体系 培养创新人才[J].黑龙江教育（高教研究与评估版），2005，612（9）：25-26.

[3]梁红，宋国利.改革实验教学模式 注重大学生创新能力的培养[J].黑龙江高教研究，2010，198（10）：177-178.

[4]苏文金，周常义，蔡慧农.微生物学实验教学改革的若干实践[J].微生物学通报，2008，35（6）：983-985.

[5]张德江.关于培养应用型拔尖创新人才的思考[J].北京教育（高教），2011，561 （3）：24-26.

[6]邹俊强.浅谈多媒体教学中的不足与对策[J].科技情报开发与经济，2006，16（5）：269-270.

[7]朱昌平，黄波，朱陈松，等.通过“三层次实验”培养学生实践创新能力[J].实验室研究与探索，2007，26（7）：5-8.

（责编：徐焕斗）endprint