激发学生兴趣与潜能的实践教学方法

刘 艳， 刘 洋， 闫国栋， 周毓麟， 逯家辉， 滕利荣， 谢 晶

(吉林大学 生命科学学院， 吉林 长春 130012)

激发学生兴趣与潜能的实践教学方法

刘 艳， 刘 洋， 闫国栋， 周毓麟， 逯家辉， 滕利荣， 谢 晶

(吉林大学 生命科学学院， 吉林 长春 130012)

为了建立符合学生认知规律的实践教学方法，吉林大学国家级生物实验教学示范中心历经10余年的探索与实践，通过科学设计实践教学技术路线、开发信息化教学手段、恰当综合运用多种有效的教学方法、建立多元化和开放式教学模式、创建引导学生综合素质提高的考核方式等，激发了学生实验的兴趣与潜能，促进了学生自主学习、合作学习和研究性学习。

生物学； 实践教学； 认知规律； 教学方法

教学方法是教学的基本要素之一，对教学质量和教学工作有很大的影响[1]。传统的教学方法强调“三个中心”,即以课堂讲授为中心、以教师为中心、以教材为中心,侧重知识的灌输，是对前人知识遗产的积累和记忆。传统教学方法使学生受制于书本，不利于提高学生的自学能力、创新意识、创新精神和实践创新能力。改革实践育人模式与方法，推进启发式、互动式、开放式、探究式教学方法与信息化教学手段的综合运用和有机结合，建立起激发学生兴趣与潜能的实践教学方法，是实现创新型人才培养的重要途径[2]。

为此，吉林大学国家级生物实验教学示范中心(简称中心)历经10余年的探索与实践，通过科学设计生命科学实践教学技术路线、综合运用多种有效的教学方法、建立开放式教学模式、创建引导学生综合素质提高的考核方式等，建立起符合学生认识规律的实践教学方法，激发了学生对生命科学实验的兴趣和潜能，促进了学生知识、能力和素质的全面协调发展[3-4]。

1 设计符合学生认知规律的实践教学过程

科学组织与安排实践教学过程，有利于学生由浅入深、由简单到综合，逐步认识、理解、掌握生命科学的学习和研究方法，有利于调动学生实验的积极性、主动性，有助于学生自主学习、合作学习和研究性学习，有利于学生实践创新能力的提高。为此，我们制定的实践教学技术路线是：安全环保及实验习惯教育—统一讲授实验理论—基本技术单独培训—必修实验严格训练—选修、设计和创新实验自主选择—实验结束后组织总结讨论。

学生进实验室的第一堂课是“安全环保及实验习惯教育课”，通过该课程的学习和考核，使学生提高安全意识、掌握安全知识、养成良好实验习惯。学生在该课程考试合格并签订安全知识确认书后方可在实验室进行实验。

实验理论、实验技术和实验方法是“生物学实验原理与技术”课程的主要内容，贯穿于6个学期，在每门实验课前1周讲授。学生经过预习和课前考核，能够带着问题进行实验，解决了实验独立设课后实验课与理论课衔接的问题。

基本技术(含仪器使用技术)是每学期开学前3周在实验室开放培训、考核，考核合格后方可进行相关实验，减少了设备的损坏，提高了实验效率。

必修实验注重细节、严格考核，训练学生规范进行实验记录。指导教师随堂签字，与实验报告共同作为实验成绩的一部分，培养学生严谨求实的科学态度。

选修、设计和创新实验由学生根据兴趣自主选择，采用开放式教学，启迪学生科学思维和创新意识。

实验后及时组织总结讨论，师生共同探讨实验成败原因，进一步加深学生对实验的消化理解，拓展学生的知识面[5]。这一实践教学过程的改革，提高了学生对生物学实验的认知，调动了学生主动参与实验的积极性，逐步培养学生的实践创新能力和科学思维。

2 传统教学方法与信息化手段的综合运用

2.1 信息化教学手段的开发

随着现代教育的发展，信息化教学手段带动了教学模式和教学方法的改变[6]。根据生物学科自身特点和实践教学的需要，我们从硬件配备到软件开发等方面不断完善信息化教学平台。

一是网络支撑平台。建立了170人位的网络微格实验室，主要用于实验理论讲授、实验总结汇报与指导、师生自主讲演训练、视频及微课制作、教学资源演播等；配备了11个多媒体教学系统，并接入中心局域网和教育网，随时可调用网上实验教学资源；建立了40人位的生物信息学实验室，教学时间以外免费对学生开放，用于实验数据处理、文献检索、设计实验方案、撰写论文等。

二是数字化实践教学资源的开发。已开发网络课程13门、视频资料71部、多媒体课件89个、虚拟仿真实验6个，以及大量拓展资源、在线讨论、习题自测等教学资源，在爱课程网、吉大课程中心网和中心网站上运行，为学生课前预习、自主学习和师生交流搭建了良好平台。

2.2 多元化实验教学方法的综合运用

自主式、讨论式、互动式、启发式、开放式、探究式教学方法和现代教育技术手段结合，已成为实践教学方法的主流。多年的教学实践证明，传统教学方法和信息化教学手段恰当地综合运用，起到了事半功倍的效果。

“自主式与讨论式”相结合：要求学生在课前通过指定网站预习实验理论、实验操作并完成习题，可以提出问题进行师生在线讨论；实验课上教师提出重点、难点问题供学生讨论，并对学生提出的问题给予解答。

“互动式与启发式”相结合：例如在酶的提取、分离纯化实验中，两组学生分别采用超声细胞破碎法、自溶细胞破碎法和不同规格的层析柱，引导学生选择不同的实验方法和材料达到相同的实验目的，然后让学生比较分析讨论，提高学生分析和解决问题的能力。

“开放式与探究式”相结合：在网络平台上建立了与科研生产专家互动平台，学生在创新创业实践中遇到的问题，可通过互动平台与科研生产管理一线人员在线交流讨论，为学生个性发展创造更多空间。

通过多种教学方式方法与信息化教学手段的有机结合，激发了学生实验的兴趣和潜能，拓展了学生的知识视野。

3 建立开放式实践教学模式

3.1 开放实践教学环境的营造

学生个性发展和发散性思维的培养,需要有开放的空间和环境条件作保障。中心设有7间开放创新实验室和相关仪器室，实行24小时全方位开放；其他实验室定期开放，为学生自主实验创造良好的环境条件。中心加强网络教学资源的开放，借助中心网站、吉大课程中心网和爱课程网等网络平台，将实验理论、基本技术、实验操作、实验讨论等视频及实验相关资料、拓展资源、教学要求等教学资源全部上网，供学生自主预习、模拟训练和实验测试[7-9]。

此外，中心在校内建立了基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、天然产物制备、生化工程、生物制剂、分析检测等8条产学研相结合的中试实训工艺路线；在校外建立了长白山自然保护区、五女峰国家森林公园等5个野外实习基地；在通化国家医药高新技术产业开发区、集安经济技术开发区建立了2个共建“创新创业实践基地”；在吉林敖东药业、修正药业等企业建立了11个生产实习基地。这些实践教学平台的开放运行，为学生创造了优越的实践环境[10]。

3.2 开放式的实践教学方法

从基本实验技术、综合大实验、选修设计实验、研究创新实验和校内实训实验入手，规范开放实践教学方法。

首先，针对实验教学内容涉及的基本技术(含仪器设备使用技术)及实验室安全知识，单独进行培训和考核；其次，组织专题讲座，如选题方法、文献检索、科技论文撰写等，为学生实验方案设计奠定基础；再次，开展专项实验技术指导，如实验结果分析方法、数据处理、生物绘图技巧、相关软件使用等，为学生实验后的报告或论文撰写奠定基础。这样，学生就可根据每个实验自身的特点和实验进程，自主选择时间进行实验。

研究创新实验是一门独立的实验课程，学生通过该课程进行模拟科研训练。学生自行选题、自行查阅资料和设计实验方案，利用课余时间进行实验研究、处理实验数据、撰写研究论文或项目总结报告。

校内实训实验要求学生在4周内完成产学研结合的专业综合训练；校外实习教学采取集中与分散结合的方式组织教学，为学生提供科研、生产和管理对接的实践舞台。

该开放式教学模式形成了一个课内外结合、递进式的创新型人才培养内容体系，逐步强化学生的实践能力、创新能力、协作意识、攻坚毅力和团队精神。中心创办了《大学生创新实验》内部期刊，倡议并承办了生物实验技能竞赛、创新实验大赛、创业计划大赛等院、校、省级学科竞赛，有效地激发了大学生实践创新的热情[11]。

为了保证开放教学的顺利实施，每年通过专项实验材料经费、申请创新创业训练计划项目、实验室开放创收经费、高新技术企业设立“创新实验”专项基金等渠道筹措经费30～50万元，作为开放实验材料经费的保障[12]。为了保障开放实验的安全、有序，实行网上预约、签订开放实验安全协议、24小时教师值班制度，并借助安全互动监控系统、智能门禁系统、LIMS管理系统等信息化手段，对实验室开放全过程进行实时监控管理[13]。

4 有利于提高学生综合素质的考核方法

创建实验过程、实验结果和综合素质多元实验成绩评定考核方法，引导学生知识、能力和素质协调发展。成绩评定比例为：实验习惯10%、实验操作40%、实验报告10%～20%，期末实验操作和理论考试20%，设计创新型实验10%～20%。中心还建立了平时成绩记分制度、实验习惯评分规定、仪器使用培训合格证制度和各项成绩评分细则，以及统一命题、统一答案标准、统一阅卷、试题库和试题质量分析等考试制度。通过实验成绩评定方法的改革，能更科学、更准确、更全面地评价学生的知识、能力和素质，引导学生知识、能力和素质协调发展。

例如，为培养学生良好的实验习惯，中心制定了24条相关规定。实验习惯占实验成绩中的10%(10分)，学生违反一条规定扣0.5～3分，累计扣除10分后，需重修该门实验课程。历届毕业生在反馈意见中，都表示实验中心对他们实验习惯的培养将使他们终身受益。

5 结束语

实践教学方法是通过实践技术路线的设计、教学过程的组织、教学方式与教学手段的运用及考核方法的引导等，促进教与学的良性互动，是实现人才培养目标的重要途径。教学方法改革的目的就是要使“教师的教”转化为“学生主动的学”，充分发挥学生的潜能和创造性，使每个学生既成人又成才。要高度重视实践教学方法的改革，需要结合学科特点和本校人才培养目标，不断探索激发学生的学习兴趣与潜能、符合现代认知规律的实践教学途径与方法，为实践育人质量的全面提升不懈努力。

References)

[1] 杜玉波.高等教育工作要聚焦到提高质量上[J].中国高等教育,2012(增刊1)：9-11.

[2] 赵学凯.基于学生学习主体地位的实验教学方法改革研究[J].实验技术与管理，2010,27(2):17-20.

[3] 滕利荣,孟庆繁,程瑛琨,等.现代生命科学实践教学改革的研究[M].北京：科学出版社,2008.

[4] 王丽梅.基于创新性应用型人才培养的实验教学方法研究[J].实验技术与管理，2014,31(1):19-21.

[5] 滕利荣,孟庆繁,刘艳,等.构建高校与社会协同实践育人新模式[M].长春：吉林大学出版社,2013.

[6] 袁贵仁.在2013年全国教育工作会议上的讲话[J].中国高等教育,2013(增刊1)：3-10.

[7] 王金发.整合理念构建开放式研究性的教学与学习新模式[J].中国高等教育,2007(21)：20-22.

[8] 刘艳,孟威,权宇彤,等.生物学开放式实践教学模式的构建[J].高校生物学教学研究：电子版，2014,4(2):48-51.

[9] 许明春，张君诚，曾玲.第二课堂重构与实践教学改革[J].实验技术与管理，2014,31(12):177-180.

[10] 刘艳,闫国栋,孟威,等.创新创业教育与专业教育的深度融合[J].中国大学教学,2014(11):35-37.

[11] 孟庆繁,孟威,刘艳,等.搭建学科交叉平台 提升实践育人水平[J].中国高等教育,2013(9)：46-47.

[12] 李树林.技术本科教育实践教学体系研究[D].上海：华东师范大学,2009.

[13] 滕利荣,孟庆繁,程瑛琨,等.高校教学实验室管理[M].北京：科学出版社,2008.

Practical teaching method of stimulating students’ interest and potential

Liu Yan, Liu Yang, Yan Guodong, Zhou Yulin, Lu Jiahui, Teng Lirong, Xie Jing

(School of Life Sciences, Jilin University, Changchun 130012, China)

In order to design the practical teaching method that is in line with the cognitive characteristics of students, the Center Laboratory of General Biology of Jilin University has spent more than 10 years doing exploring and practicing and has found the way of designing the scientific practice teaching line, using a variety of effective teaching methods, establishing the open teaching mode and creating the assessment means of raising the comprehensive qualities of students. As a result, the students’ interest and potential in experiments are stimulated, meanwhile the cooperative learning ability, autonomic learning ability and research-oriented learning ability are promoted as well.

biology; practical teaching; cognitive law; teaching method

2015- 05- 31

吉林省教育教学改革重点项目(2014040607)；吉林大学教学改革重点项目(2013018)

刘艳(1975—)，女，吉林长春，博士，高级工程师，主要从事实践教学研究

E-mail：liuyaorui@126.com

谢晶(1983—)，女，重庆，博士，讲师，主要从事药代动力学研究.

E-mail：xiejing@jlu.edu.cn

G649.21

A

1002-4956(2015)9- 0176- 03