“陷阱”教学法在种子学实验技术课程中的应用

李圣福 吴承来 孙爱清

山东农业大学农学院 山东泰安 271018

实验教学是高校教学的一个重要组成部分，也是理论课教学的进一步延伸[1]。实验教学不仅能传授知识、验证理论和掌握实验技能，更重要的是培养学生独立动手的能力、良好的科学素质以及分析解决问题的能力[2-4]。达到良好的教学效果离不开优秀的实验教学方法。

“陷阱”教学方法在增强学生的辨析能力，激发学生深化思维方面具有独特效果[5]。巧设“陷阱”，可以起到促进学生对基础知识的理解[6]，贯通新旧知识的连接，完善学生的认知结构的作用。“陷阱”教学方法在基础教育中开展了大量研究和应用[7]。在我校种子学实验技术课程中对“陷阱”教学方法的运用进行了探索。下面以玉米种子纯度蛋白质电泳测定实验为例，分析实验教学中运用“陷阱”教学法的体会和注意事项。

1 玉米种子纯度蛋白质电泳测定实验的特点

种子学实验技术实验课是种子科学与工程专业的骨干课程[8,9]。其中蛋白质电泳法测定种子纯度实验是利用电泳技术对种子的蛋白质组分差异进行分析，以区分不同品种(品系)。玉米种子的纯度测定，对控制种子质量具有重要作用，也是种子企业进行种子质量检验的重要项目之一。因此，本实验目的是让学生练习并掌握蛋白质电泳法测定玉米种子纯度的原理和步骤，为学生毕业后胜任种子质量检验工作奠定基础[10]。

2 实验教学过程中的“陷阱”设置

传统的教学方法多采用 “演示—练习—指导”教学法，即教师重点示教后，学生模仿完成。为使学生能顺利完成实验，教授者需要强调或演示容易犯错误的地方。往往学生易养成对示范的依赖、疏于思考、懒得动手、搭顺风车的不良习惯，教学效果差[11]。因此，在授课中，让学生落入“陷阱”，再集中讲解。使学生在百思不得其解后豁然开朗，以加深学生对知识点的记忆[12]。

例如，本实验中采用的电泳条件是稳流85 mA。因此，制作凝胶片的厚度就影响到电泳速度和所用时间，厚度越大电泳时间越长。在实验器材准备时放入一套厚的制胶垫片。电泳过程中，使用厚制胶垫片的小组会发现他们的电泳速度明显慢于其他组。这组学生就会分析细节，查找原因。不自觉的回顾从装板、制胶、点样到电泳全过程的各个细节。当他们向教师求助时，教师应耐心引导学生思考电泳的电化学本质，再列出影响电泳速度的各项因素。最终就会排查到凝胶厚度这个因素，确认厚凝胶垫片导致电泳变慢的真正原因。整个过程中，从激发学生好奇心开始，经讨论、排查和比对，最后真相大白。这就体现了从“授人以鱼”向“授人以渔”的教学理念转变，提高了学生分析问题、解决问题的能力。

“陷阱”可以针对不同情况灵活设置。一般实验器材是由教师准备，学生根据教师的示范或操作规程照方抓药。但学生对所用器具的选择原则和要求往往不够重视。对此，可以像上一个例子一样准备不同规格、型号的器具，让学生自己选择。当他们落入陷阱时才会对这些细节给予足够重视，对其中的原理才会理解透彻。

除了实验过程中设置“陷阱”，还可以将学生今后可能遇到的“陷阱”进行案例分析，提高学生在今后工作岗位的综合能力。例如，本实验中凝胶溶液的配制方法中写明，配制500 mL溶液需要0.10 g无水硫酸亚铁。硫酸亚铁的作用是利用其还原性，与催化剂溶液(3%过硫酸铵)一起引发丙烯酰胺的聚合反应，形成凝胶。硫酸亚铁的用量多少直接影响着聚合速度快慢和聚合后的凝胶质量。实验中所用为白色粉末状的无水硫酸亚铁，而工作中许多人购买了含结晶水的浅绿色FeSO4•7H2O，从而影响实验效果或失败。讲授时准确地将某单位某人因该错误影响工作进展的实例展现给学生，必然会引起他们的重视，提高对单体丙烯酰胺聚合成胶体的化学反应原理的理解。

3 实验教学中“陷阱”设置应注意的问题

3.1 “陷阱”布置得当 避免实验失败

聚丙烯酰胺凝胶电泳的操作难度比较大，影响因素多，耗时比较长[13]。在实验过程中可以适当设置“陷阱”，尽量避免设置导致实验失败的“陷阱”，保障学生完成实验全过程。例如，连接线路时要求将电源线正极接上槽(加样品的一端)，负极接下槽。而学生在连接电源时，经常会发生正负极颠倒的情况。针对这个要点可以设置“陷阱”，但要谨慎，必须在对实验造成失败后果前清除陷阱。正常电泳大约3分钟左右时在样品顶端形成清晰的一条线甲基绿条带。正负电极连接颠倒时，这条甲基绿条带就不会形成。但正负电极连接颠倒不要超过6分钟，否则会造成蛋白质样品大量扩散到电极液，即使将电极线纠正过来也无法改变电泳失败的局面。因此，要在开始电泳3～5分钟左右及时通过不同组的对比等方式，引导学生发现样品顶端未能产生甲基绿条带的异常现象。当达到激发学生积极思考的效果后，及时将电极安全调整完毕。然后再让学生思考酸性条件下蛋白质带电特性，联系生化课程中的基础知识，达到知识融会贯通的效果。

3.2 及时观察 利用学生自己造成的“陷阱”

由于实验过程中“陷阱”的设置会对实验进程或实验结果具有一定影响，实验教学中运用“陷阱”要比课堂教学困难得多。因此要及时发现和利用好学生自己“制造”的“陷阱”，并加以运用。例如，在双板垂直电泳装置的凝胶制作过程中，有的学生仅完成了一个凝胶板的制作，另一凝胶板的样品空没能形成。不能形成有效样品空的原因很多，可能是催化剂用量不足或搅拌不均，也可能凝固时间过长导致拔出样品梳时样品孔的间隔断裂或严重扭曲。可以利用这样的陷阱进行丙烯酰胺聚合反应的相关知识补充。

类似的陷阱还会在卸板(就是卸开电泳槽并用油灰刀取出胶片的过程)时发生。例如，凝胶因与玻璃板有胶连点而不能在重力作用下顺利剥离。这时教师重申灌胶前检查玻璃板是否清洁的重要性，也提醒大家做完实验后洗干净玻璃板的要求。

3.3 提高实验教学过程掌控艺术 顺其自然实现陷阱教学

陷阱在学生不察觉的情况下出现，在不经意间落入其中，最能引发强烈的思想冲击和激烈的思想风暴。要达到顺其自然的设置和把握“陷阱”，除了需要对课程内容非常熟悉外，还要对学生经常出错的环节、时间和出错频率都有清楚的认识。能在陷阱出现时把握机会，顺势引导，使学生成为思考的主体。要达到这些还要了解学生对理论知识的理解程度、学生先修课程的内容以及学生对本实验的预习效果。从而达到陷阱教学法的最佳效果，又要避免不当陷阱影响实验效果。

3.4 “陷阱”教学法与其他教学措施配合使用

教学中发现，尽管落入“陷阱”的是部分学生，但可能是其他学生没有想到但却存在的问题。这就需要随时中断教学，将问题及时解决。因此，“陷阱”教学法往往会延长了实验时间，甚至少数学生需要重做。实验室的开放管理，能让学生有足够时间完成实验，让实验失败的学生有机会重新做一遍。因此，“陷阱”教学法与开放式教学相结合更能发挥它的优势，可以对关键环节充分设置“陷阱”，深入引导展开激烈讨论。

“陷阱”教学法要收到良好效果需要学生能细致观察、主动提问和积极思考。这都需要教师具有亲和的人格，精心营造一个宽松、开放的教学氛围。教师尊重并认真思考学生的提问，对任何问题都不能敷衍塞责。形成良好的师生关系，充分发挥学生积极性，利于陷阱教学中的引导效果和讨论深化。

“陷阱”教学也需要课程考核方法的改变。实验成绩不能只重视实验结果，更要重视实验过程中学生所表现的分析、解决问题的能力以及创新意识。这就要求教师必须对落入陷阱和参与到陷阱讨论中的学生给予肯定，使他们避免担心减分而隐藏问题。

4 结语

实验教学离不开学生的细致观察和认真操作，更需要教师的热情投入。教师应针对不同实验内容和特点巧妙的设置“陷阱”，准确的捕获“陷阱”，激发学生主动深入思考。通过分析讨论达到新旧知识的融会贯通，实现以培养学生动手能力、实践能力和创新能力为目标的创新型教育模式。通过“陷阱”教学法在种子学实验技术课程中应用和探索，提高了教师的教学水平，也显著提高了教学效果。

参考文献

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[2]刘宪华,刘洁,王东华.美国UCLA大学实验教学及学生创新能力培养调研[J].高校实验室工作研究,2016(4):123-125.

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[4]厉旭云,梅汝焕,叶治国.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索,2014,33(3):131-135.

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[6]叶亚美.精心预设思维增长点切实提高思维参与度[J].中国数学教育:初中版,2015(11):51-54.

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[10]尹燕枰,董学会.种子学实验技术[M].中国农业出版社,2008.

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[13]鲍思元DNA变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的实验教学改进[J].实验科学与技术,2015,13(2):122-124.