探索式教学在大学基础实验课改中的有效应用

徐 澜， 王明华

(忻州师范学院生物系,山西 忻州 034000)

探索式教学在大学基础实验课改中的有效应用

徐 澜， 王明华

(忻州师范学院生物系,山西 忻州 034000)

就“探索式”教学在植物生理学基础实验项目改革中的应用进行了探讨，主要包括①夯实基本实验技能；②强化综合实验技能训练；③主导开放型实验，培养初步科研创新能力；④注意“细节”，完善成绩考核制度。通过实验教学改革，优化了实验项目，增加了基础实验的综合性、设计性思维，进一步调动了学生学习的主动性和积极性，教学效果良好。

实验教学；课程改革；开放型实验；探索式教学

作为高等师范院校生物专业必修课程，《植物生理学》的实验教学是学生理解和掌握该学科基础知识和基本原理的必须环节，是训练学生实践技能、培养动手能力、提高创新思维的重要途径和有效手段。国外研究机构及高校非常重视实验室建设和实验教学方面的改革创新，实验室配备精良设备，学生拥有最好的实验资源和实验平台，以此来提高学生的动手能力、创新实践能力。全球科技发展迅速，而国内部分高校在本科实验教学中，有些实验教学内容陈旧，落后于当代科研水平。现代实验仪器制作精准、价格昂贵，对实验条件、操作技能要求高，而本科实验教学又具有课时少和学生多的特点，教学过程中存在一定的矛盾。如何通过改革实验教学的方法和项目，精选整合科学合理的实验项目，以培养学生的动手能力，激发学生的学习兴趣和求知欲为宗旨；如何使学生更全面地认识到植物生理学实验的理论价值和应用前景，更好地理解与把握生命科学现象与规律，探索全新的学科前沿动态，是我们地方本科院校面临的一项至关重要的教学任务。笔者提出，探索式教学的有效应用是解决此类问题的途径之一，其思路是引导和激励学生通过“任务 → 方案 → 探索 → 失败 → 思考→成功”的学习过程，使学生解决问题的意识得到培养，获得创造性工作的愉快体验，从而激发其不断探索的欲望。同时，探索式教学是通过训练学生全程实践动手、动脑能力，达到良好实验效果的一种行之有效的教学改革方法。下面以忻州师范学院所开设的《植物生理学实验》为例，主要介绍植物生理学实验教学改革的思路与具体做法：

1 课程设置介绍

《植物生理学实验》是为大四学生开设的专业必修课，将学生以10人一组分组，将之前课程的固定基础实验项目，整合成一个科研课题式的大实验。编制实验内容，兼顾教学大纲的同时，结合学科热点研究内容、结合地域植物特征及社会需求等提出项目，形成解决问题为目的的综合、设计型大实验项目。实验时间按排上也更加紧凑，从周五开始，周日结束，实验室使用率得到了很大提高，虽然老师、学生会牺牲周末休息时间，但此举有效解决了我院实验室紧张的问题。

2 实验教学改革创新

2.1 重视基本实验技能训练，培养学生科学研究意识

夯实实验基本操作技能，为综合设计性实验奠定基础。在学生操作之前，教师对所有的操作，小到标准溶液配制，大到精密仪器的使用操作，都作详细讲述、准确示范。无论是手工操作还是仪器操使用，既要让学生学会如何操作，还要让学生懂得为什么要这样操作，基本原理怎样，以及什么是最科学、合理和规范的操作方式和操作技巧。在实验操作过程中，教师挑选每个组动手能力较强的学生，配合老师对其他学生的每一步操作都认真仔细的观察，发现不足之处，及时给予纠正和反复示范。针对动手能力差的学生，更要反复细致地给予单独的启发指导， 引导他们既要动手又要动脑，并让其反复练习和比较正误方面的操作所带来的影响。让每个学生都掌握基本实验操作技能，为综合性实验的开展奠定基础。

2.2 运用“问题引导式”教学法，培养学生科学思维能力

从根本上改变学生被动学习的模式，即从进实验室开始学生一直被教师"牵着鼻子走"的教学方式：实验目的、实验方法、实验操作、实验结果均由教师逐一讲解的方法，而是把所涉及到的相关内容融会贯穿于教师提问之中，使学生带着疑问进入探索，渴望得到答案进而激发其学习兴趣。同时，根据预习情况和回答问题的得分作为本课程总评成绩的构成部分，这样学生的学习的主动性和积极性受到了激发，明确了需要解决的问题，专注于对实验现象的思考，加强了对学科原理的理解与体会。也可以有意识地设置一些实验障碍，提高挑战性，激发学生的求知欲和创造力。例如，部分实验项目只给出实验目的，不提供具体实验方法和步骤等，让学生课前在查阅文献的基础上，带着疑问进行自主探索，寻找合适的方法、搞清实验原理、列出实验具体方案。在实施过程中应注意设置难度和学生能力相适应，采取循序渐进的方法，逐步培养学生独立完成实验的能力。

2.3 采取“开放式教学”，注重创新能力的养成，强化实验综合操作技能训练

目前实验教学均由授课教师依据本学期规定的实验课时数开出具体实验项目，学生按部就班地跟着老师的思路走。教改之后，学生可以根据自己已经掌握的理论知识，通过教师的指导和学习参考文献来设计一些实验环节和操作方法。自主设计实验操作细节，有助于激发学生独立探究意识。比如，叶绿素的提取及其含量测定，提取方法有很多种，具体到你的实验材料该使用哪种方法，有机溶剂种类及比例是多少，提取温度时多少，等等。所以，首先要教会学生查阅文献资料，进而自主设计实验方案，并独立完成实验；教师进行启发式指导教学，要求学生讲清楚实验方案的依据，拟解决问题的思路，同时引导学生分析失败环节的可能原因，最终找到解决问题的方法，逐渐营造一个探究、独立思考的学习氛围。通过综合、设计实验可以引导和激励学生通过"任务 → 方案 → 探索 → 失败 → 思考→成功"的学习过程，使学生解决问题的意识得到培养，获得创造性工作的愉快体验，从而激发其不断探索的欲望。当然，探索式实验教学的开设，其成效如何，往往与教学方式、方法具有重要的关系。即使是“探索式实验”，如果老师将实验的内容、方法、步骤等均准备齐全，那学生只是进行了照方抓药，实验效果也不会很好；而对于验证性实验，如果正确地采用开放式教学，同样会使学生从实验设计到结果分析等多方面得到充分的锻炼和提高。

以实验室科研工作为切入，推行开放型实验，拓宽学生实验的研究范围，带领学生参与课题研究，培养其创新能力。目的是在为掌握基本实验技能的学生提供自主实验的场所，培养学生科学思维能力、综合实验能力和科学创新能力。教师将自己的科研课题引入到教学过程中，使学生对相关领域的科研动态有了一定的了解，在实验研究过程中，指导教师注意加强对学生实验素质和技能、创造性的科学思维方法和严谨的治学态度的培养，并做好实验室安全和开放情况记录工作。如将教师课题的基础实验部分融合于本科植物生理实验中，让学生参与先进仪器的调制、使用，并按照发表文章水平记录，整理和统计数据，尽可能保证学生参与课题的小范围完整性，使学生了解科研从选题、实验设计、处理数据、得出结论等全过程；在大型仪器的使用方面，如将目前使用较普遍、本实验室已购置的用于测量植物光合作用参数的TPS-2光合仪和用于测量植物光合作用中光反应进程荧光参数变化的PEA植物效率分析仪开放使用，教师进行演示后，学生分组操作，让学生在了解仪器的工作原理和操作方法的基础上亲手操作，并掌握测得数据的生理学意义，这对于巩固理论知识、提高应用能力非常重要。因为所选仪器操作相对简单，而且不需要大量额外的能源和耗材，所以具有经济可行性。

在整个教学过程中，实验室给予学生一定自由发挥的余地，学生把所学知识与实践紧密结合，锻炼了他们解决问题的刻苦钻研精神和独立工作能力。另外通过开放实验室对资源进行有效整合，将本科生大学生科技创新研究、教师科研项目等与实验教学密切结合，教学的增长点在于科研的突破，科研的创新又为开发新的实验教学内容做好充分的准备工作，实现"教学-科研"互相促进的良性循环。通过实验室开放立项的研究，学生提高了应用所学知识解决实际问题的能力，有部分学生已撰写出具有一定水平的科研小论文并公开发表。

2.4 注意“细节”，完善实验成绩考核制度

逐步完善实验成绩的考核制度。评定学生实验成绩，其目的主要是为了能够客观公正的检验学生对所学知识及技能的理解、掌握和运用程度，而不仅是给出一个分数。目前单一用实验报告来评价学生实验成绩的作法显然是不够科学的。改革之后，《植物生理学实验》的总评成绩除了包括学生平时的实验课表现和实验报告外，还体现在对所有实验数据、结果分析的基础上，以小论文形成该实验的结论，以论文质量作为实验成绩评定体系的重要组成部分。这样，某种程度上有利于转变学生对待实验课的态度，调动其学习积极性，真正达到人才培养的目的。

3 实验教学改革成果与展望

在植物生理学实验教学改革中，通过探索式教学的有效应用，实验项目得到优化，教学目标更加明确，既提高了教学效率，又能够促使教师在教学过程中突出重点、解决难点，有的放矢地完成教学目标。同时，由于基础项目的综合性、设计性组合，促使学生在实验过程中解决问题的目的性更加明确，其学习的主动性和积极性大大加强，学习效果良好。例如，实施课改四年以来，学生发表以植物生理学实验为内容的相关学术论文已近10篇，本专业本科生考研率为40%～60%之间，在同类院校中名列前茅。再者，成绩评定的改革充分发挥了教师的主导作用，进一步促进了学生的自我完善，在提高学生实验操作能力的同时，逐步实现人才培养的目标。

[1] 徐友良.浅议课改背景下高效互动课堂构建[J].科技风, 2016 (18) :53-53.

[2] 查红光,房江育.激励机制在植物生理学课程改革中的应用[J].黄山学院学报, , 2016 , 18 (3) :138-140.

[3] 秦 勇.“自主、合作、探究”语文教学模式初探[J].赤子,2014(5)：164.

[4] 郑 元,赵 芬,马焕成.植物生理学课程教学改革的探讨[J].中国林业教育,2017， 35 (1) :64-67.

[5] 王富刚.植物生理学实验教学中学生创新思维的培养[J].现代农业科技,2017(4) :279.

[6] 鞠世杰,赵清华,梁喜龙,等.关于植物生理学综合性设计型实验的开设及创新人才培养的思考[J].黑龙江畜牧兽医(科技版),2015(1) :187-189.

[7] 邢永秀,杨丽涛.植物生理学实验课教学的思考[J].教育现代化, 2016 (6)：165-166.

(本文文献格式：徐 澜， 王明华 .探索式教学在大学基础实验课改中的有效应用[J].山东化工，2017，46(12)：175-176.)

2017-04-19

徐 澜(1975—)，山西偏关人，忻州师范学院生物系副教授，博士,主要从事植物生理学教学与研究。基金项目:山西省高等学校教学改革创新项目(项目编号J2016096);忻州师范学院博士科研启动经费(2016); 公益性行业(农业)科研专项经费(201503124)资助。

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