地方师范院校生物科学专业生物综合大实验课程体系的探索

刘锴栋，黎海利，魏伍川，袁长春

(岭南师范学院 生科院，广东 湛江 524048)



地方师范院校生物科学专业生物综合大实验课程体系的探索

刘锴栋，黎海利，魏伍川，袁长春

(岭南师范学院 生科院，广东 湛江 524048)

摘要：为了培养学生的实践与创新能力，岭南师范学院生科院对生物科学专业人才培养方案进行改革探索。例如，开设了综合大实验课程，该课程根据生物科学专业的学科特点，优化课程体系，增删教学内容，增加学生动手自主设计、自主分配时间开展试验等实践机会，旨在探索一种综合性实验课程的开设体系，以期能提高学生的自主动手及创新能力，培养出更适合现代社会要求的学生。

关键词：生物综合大实验；实验课程；优化体系；学生主体

生物科学是一门前沿科学，是以实验为基础，研究生命活动规律的科学，其专业涉及面相当广泛。生物综合大实验课程是指学生在掌握一定的生物学基础理论知识和基本操作技能的基础上，运用本专业、本学科及相关课程多个知识点或多门可能多个知识点，或者涉及多项实验内容，对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验综合课程。该课程的开设，旨在培养具有较强动手、实践和创新能力的生物科学专业本科生。生物综合大实验课程同时也是一门让学生学以致用，提高动手和创新能力的课程。但目前生物综合大实验课程主要在一些综合性院校开设，地方类师范院校尚没有建立完善的生物综合大实验课程体系。因此，本文旨在通过探索生物科学专业的生物综合大实验课程的改革，不断提高学生动手操作能力。

一、综合实验与传统实验课程的对比差异

随着科学技术的发展，社会更需要具有创新能力的人才，本科人才培养中综合能力的培养至关重要。其中综合能力的培养主要包括传统的实验技能、实验技术操作等基本能力的培养，还包括实验设计、实验过程中发现、分析问题能力的培养。教学方法的应用更为多样和灵活，主要目的在于提高学生的自主学习、思考问题的能力，为学生创造一个具有探索性的学习环境。

传统的实验课程是以老师讲授为主，学生只是按照现成的实验步骤并使用老师配好的各种试剂完成，不需要课前预习，不需要课中思考，较难达到自主和创新目的。改革后的生物综合实验，以学生为主，实验题目包括学生自主设立和老师给出题目提示，学生自己查阅资料写出具体的实验步骤，经老师审核其是否具有可行性。通过审核的实验方案由学生自主完成，所需的试剂由学生自行配置。最后，学生把自己的实验方案、实验结果等写成报告上交。通过这种传授方式的改变，使学生掌握了如何学习、如何去思考问题，从而提高学生的思考和动手的能力，给学生提供具有创新性的探索性教学环境。

二、探索建立生物综合大实验改革体系

(一)综合大实验课程实验题目的确立

1.综合实验选题与教师科研课题相结合

充分利用现在的科研资源，学生可以根据自己的兴趣特长，从教师的科研课题中选择综合实验选题。老师加以辅助，让学生尽最大可能自主完成实验，使科研与实践相结合。首先，选题完毕后学生以组为单位查阅资料，写出具体的操作过程，老师对其进行适当的纠正，最终确定试剂配制方法、实验操作流程等。其次，学生自己动手配制试剂，按流程进行实验，并做好相关记录。最后，把实验原理、试剂配制、实验流程、实验结果等转化为文字，交给老师批阅。在实践操作过程中，学生们通过发挥主观能动性，掌握科学研究的全过程，从而使自身的科研素养和动手能力得到提升。

2.综合实验选题与解决生产实际相结合

传统的义务教育不注重科学与日常应用的结合，导致学生不关心实际问题，社会责任感较弱，针对这个问题在生物本科教育阶段提出大学生综合实验应来自生活、服务生活的理念。

为突出生物科学的实用性和应用型较强的特点，使学生学以致用，激励学生不断学习和探索，岭南师范学院在生物学综合实验中引导学生为解决生产问题设计相应的实验题目。例如，“发酵食品的制作”“生物大型教具的制作”“发酵与环境的关系”“农药残留检测”等。以类似的题目进行研究，一方面可以提高学生理论联系实际的能力，另一方面还可以形成一定的具有可利用价值的科研成果，为学生走上工作岗位提供良好的研究基础。

(二)综合实验课程教学模式的确立

教学主要是给学生传授一种方法。传统的教学方法主要是传授知识，而综合实验教学重点在于培养学生的创新能力，这一目的使得教师在教学上必须注重教学方法的多样性和灵活性，教会学生如何进行科学合理的设计，研究过程中出现问题的时候如何分析和解决问题，培养学生理论结合实践的能力，提高学生的科研素养。学生为主、实验教师为辅的实验教学模式在综合实验的实施上能充分地给予学生思考、选择、自学、尝试和失败的权利，让学生在实验的过程中开阔思路，体会乐趣。

实验的构思与设计是关系到能否顺利完成实验目的的关键，合理、系统的实验设计对学生综合能力的培养是至关重要的。实验对象、实验因素和实验效应是实验设计的“三要素”，教师在设计生物实验的教学过程中要紧紧围绕这“三要素”，引导学生开展自主设计实验方案。首先，老师引导学生明确实验的目的，提出要探究的生物现象和问题，确立实验的目标；其次，学生必须大量查阅文献，根据现有的技术及设备进行技术路线的设计；最后，在教师的辅导下，让学生撰写实验的方案，制定详细的实验操作步骤。在此过程中，让学生自主地参与到其中，激发学生的创新思维，对操作过程中可能产生的问题进行分析并设计有效的措施进行解决，并对研究的结果进行探讨，这是一个学生从设计到讨论都积极参与的过程，是一个最基本较完整的科学研究的过程，为培养学生的科研能力提供了平台。

学生按照实验方案进行实验操作。教师的作用主要是强调实验过程中的一些注意事项，观察学生在实验过程中知否规范操作，确保每个学生实验基本功达标。最后，参与实验的学生共同谈论完成实验总结和实验报告的撰写，然后进行实验实施的评价，期间充分发挥学生的主观能动性。借助生本试验的开展，可提高学生对科学的兴趣，提高学生的实际操作能力，培养严谨、创新的科学素养，更利于学生的全面发展。

在综合实验教学中，教师的辅导作用深入到实验的每个过程。学生在实验探究的过程中会遇到许多问题，在这些问题面前教师可以引导学生进行探讨，提出有效合理地解决问题的方案，在此过程中，学生的解决问题的经验不断丰富，实验技能得到大幅度提高，这种学生为主体，教师辅助学习的实验课教学模式可以为培养出具备创新能力、独立思考问题、解决问题创新性人才提供了有效的途径。

(三)实验课程评价体系的建立

改变以往只以实验报告的撰写情况以及平时出勤的单一评价制度，建立完善的过程与实验成果相结合科学的学生成绩评价体系，包括学生实验报告、论文的撰写与成果展示和教师的综合性成绩考核两部分。

1.实验成果

实验成果的展示可以通过两种方式，一种是实验报告，另一种是多媒体课件的制作。

实验报告是学生将实验所记录的数据进行统计、分析，并以正规发表论文的形式书并上交。实验报告的内容大致包括实验的材料、试验方法、实验结果及分析几大部分。分析部分要对本次实验的结果进行详细分析，并对实验过程产生的各种问题进行讨论。通过实验报告的撰写，一方面可以提高学生对出现问题的分析能力，有利于提出更有效的方案，若对实验更进一步优化时提出更合理的实验方案，得出更完美的结果。另一方面，通过实验报告的撰写可提高学生科研论文的写作能力。

另一种实验成果的呈现是多媒体课件的制作。课件的制作采用学生分组进行，集中汇报的形式。课件制作内容控制时间为15分钟，内容包括实验设计的整个过程，材料的获取、实验设计、实验结果、分析讨论等均于课件中一一有所体现。课件汇报后安排10分钟进行答辩，学生或教师均可对实验提出问题或疑问，由汇报的学生进行解答。通过多媒体课件的制作与答辩，一方面可以提高学生的口头表达能力和逻辑思维能力。另一方面，通过师生的互动，增强学生对科学研究的热情，促使学生进一步探讨科学的方法。

2.成绩考核

对生物本科专业来说，生物综合大实验为独立的一门课程，考核的办法主要结合学生日常的表现及操作技能两方面，主要考核指标如下：(1)方案设计(20%)：主要评价学生设计方案的科学性、合理性以及在现有条件下的可行性；(2)操作技能(30%)：实验过程中学生的基本动手操作能力，出现问题时是否及时采取有效的措施解决问题；(3)实验报告(30%)：内容是否完整，格式是否标准，文献的引用是否合理，分析讨论问题是否合理等；(4)多媒体课件制作及答辩(20%)：多媒体课件内容是否简洁、完整、图表美观，论述清晰明了，答辩时从容面对，对答如流。

三、结语

优化后的生物大实验课程系统，可更大程度地提升学生的综合素质。改革后的实验课程学生是课程的主体，教学过程从实验设计、操作、解决问题等主要由学生完成，整个过程学生的参与使学生的主观能动性得到了充分发挥，学习兴趣大大增强，创新意识、实践操作能力、解决问题的能力都得到大幅度提升。教育就是为了培养对社会有用的人，对于本科教育，应更注重学科教学与经济社会的联系，注重培养创新性人才。生物大实验课程设立要立足于学生，教学模式要以学生为主体，教师为主导，注重学生的主观能动性，培养学生的创新能力，为社会培养创新性人才发挥重要作用。

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[责任编辑：陆静]

作者简介：刘锴栋(1982-)，男，广东电白人，副研究员，从事生物学教学研究。

基金项目：岭南师范学院2014年省级高等教育教学改革项目“依托协同创新平台培养生物学科拔尖创新人才的探索与实践”；岭南师范学院教学质量工程项目“大学生实践教学基地项目”；岭南师范学院教学质量工程项目“生物科学专业综合改革试点”；广东省高等教育教学改革重点项目“应用性人才培养的基层教学组织创新及其教学与管理实践”。

中图分类号：O13

文献标识码：A

文章编号：2095-0063(2016)03-0091-03

收稿日期：2016-01-12

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.023