高校生物学类实验课程教学设计模式初探

高平

【摘要】在新时代发展中为社会培养高素质的人才是高等教育的基础职责也是重点教育目标。要想培养高素质的生物学人才，不仅要传授全面的理论性知识，还应重视实践能力的培养，高校开设了生物学实验课程，是培养学生实践能力的一种方式，因此教师应深切分析当前生物领域发展情况，对实验课程进一步更新，创新实验教学模式，提升生物实验教学效果。本文专门针对高校生物学类实验课程教学设计模式进行分析，以供各界同仁参考。

【关键词】高校生物学  实验课程  教学设计

【中图分类号】G642  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）20-0123-02

在社会发展中科学技术不断更新，生物学逐步被应用于各个领域，并取得了良好的成效。培养与当前发展需求相符的生物学人才是高等教育院校的很重要责任与目标。与其他学科相比，生物学类课程中的内容更多的需要通过实践来完成学习。因此高校中的实验课程教学质量与学生的学习成效有直接关联。要想提升生物类学科的教学效果，应在生物实验课程中结合社会发展形势，创新实验课程体系与设施，以此提升学生的学习质量与效果，培养与社会发展需求同步的生物学人才。

一、创新实验教学内容

（一）更新实验教学项目

当下高校中大部分的生物类实验课程还在沿用传统的教学项目与内容，教师在实验中更多的会选用传统的实验方式与技术，这样的教育方式十分陈旧、落后。从科学沿袭及基础技术学习角度考量，将传统实验方式与技术应用于当代实验教学中还是有一定优势的，例如在分子生物学实验中核酸提取及PCR等实验流程所沿用的就是传统方式，但是却被广泛应用在当前生物学发展实践中，这样的实验程序不仅没有过时，还具有极大的应用价值。但从另外的角度分析，科学技术不断更新发展，很多实验项目已经在发展中不断地更新，并取得了突破性的进步。在这样的情况下如果继续沿用传统的实验方式与技术，就会限制生物学教育发展，同时这样的教学方式也无法满足当前的发展需求。结合以上内容高校生物学实验课程应在多个层次进行教学改革。首先，应对社会发展形势进行深度掌握，对实验教学内容进行更新，保持内容与社会发展同步，运用科学的方式在实验课程中引入新型教学内容。例如可以结合当前发展迅猛的基因编辑技术，在分子生物学及基因工程学科内开设实验教学课程，运用讲解与实践同步进行的方式，帮助学生了解基因编辑技术的原理，同时掌握CRISPR基因编辑技术中导向RNA设计及相关基因编辑载体的构建方法，运用这样的方式提升了学生对前沿生物知识的了解以及技能的掌握。其次，根据学科的发展面对原有的生物实验项目进行技术更新与教学补充，例如在运用生物知识中的分子克隆技术进行重组质粒DNA时，在发展中出现了多种克隆技术与方式，创新了分子克隆的实践，并在发展中广泛应用于各项技术开发与实践。所以教师在分子生物学及基因工程类实验教学中，不仅要传授酶切连接的传统实验技术方式，还要积极在实验中引进当前盛行的无缝克隆实验技术方法，并对原有的实验项目的细节进行进一步更新，满足当前发展中实践所需的条件。

（二）开设综合大实验

在传统实验教学模式中常常受到时间、空间、实验材料等因素影响了生物实验成效，在传统生物实验课程中，大部分教师会采用将整体实验流程进行分段实验，学生在独立完成实验后对独立的实验项目有一定的了解，但是对每个实验之间的关系却不能有效衔接，这样的方式无法培养学生形成综合实践能力。因此，校方能力允许的情况下应对各个零散的实验室进行整合形成大型实验室。可以将生物学领域中的多项内容设置在大型实验室中，让学生在空闲的时间就进入到实验室中结合课程中的理论知识进行操作实验，让学生掌握各项生物技术的操作方法，帮助学生运用实践验证理论知识，促进学生全面了解生物学实验详细流程与原理，提升实验教学质量与效率。

二、创新实验教学模式

（一）在实验课程中运用翻转课堂

翻转课堂是当前教育领域盛行的一种教学模式。在应用翻转课堂进行授课时改变了传统教师主导，学生被動学习的关系，突出了学生教育主体的地位。在信息技术的支持下，学生运用网络自主学习知识，教师在课程中对重点、难点进行详细解答，在有限的时间内帮助学生快速理解并吸收大量的知识内容。在生物实验课程中开展翻转课堂，由于课时受到限制，再加之实验中存在许多的不确定情况，如果实验产生失误，必定会影响教学效果。所以教师可以在实验课程开展之前，运用微信公众号及网络平台等教学软件，在网络中为学生上传实验视频，如实验项目简介、实验原理、实验注意事项等内容，让学生在实验课程开展前夕先对内容进行学习。如果有些实验内容不易讲解，如解剖动物实验，教师就可以为学生上传与解剖有关的详细视频内容，让学生通过观看视频了解具体实验方法，促进学生快速掌握生物实验知识与操作方法，提升实验教学效果。在实验课程网络学习中教师还可以运用慕课的形式为学生提供与生物学有关的课外学习资料。运用信息技术为学生提供课下学习机会，教师通过观察不同平台中学生的交流讨论情况，了解学生的学习状态，教师可以在评论区与学生一同交流并为学生答疑解惑。在生物实验课程中运用翻转课堂，有效提升了教学效果，促进学生充分地掌握生物实验中的原理，并且节约了教师理论讲解的时间，教师可以有更多的时间与学生进行实验训练及教学讨论，能够为学生科学实验、细节研究及探索问题提供更多的时间，有利于学生深层次地学习生物知识。

（三）虚拟仿真实验教学设计

在实验课程进行改革时，可以在校内设置虚拟仿真教学平台。运用虚拟仿真实验教学平台，创建多项生物实验仿真课程，为学生生物实验学习创建了新的学习方法。例如可以创建生物活性分子发酵工艺及产物分离仿真虚拟平台，学生可以在上课之前进入到仿真虚拟实验平台中进行训练，在虚拟仿真中对实验的具体操作方式进行演练。通过虚拟仿真技术，掌握发酵罐的使用原理与操作过程。在课前提前预习实验流程，能够提升教师在实验课程中的教学效果，可以节约教师重复讲解的时间，教师可以将节约的时间用于发酵罐的具体实验中。在虚拟教学的训练中场景与真实实验场景十分相近，运用虚实相结合的方式可以提升学生的操作能力。在进行发酵罐实验过程中对实验条件要求比较严苛，但是运用虚拟仿真实验进行训练为学生的实践训练带来了极大的便利。在课程中没有足够实践训练的学生，可以通过课余时间在虚拟仿真平台中进行继续操作训练，在不断的训练中能够快速提升学生的实验技能，提升生物实验学习效果。

（四）实验教学评价

在传统实验教学中教学评价主要通过考核的方式进行体现，其中主要的形式包括课堂表现、实验报告及试卷考试，并将考核的综合成绩计入实验课程的总体成绩中，以上方面的考核方式过于形式化，无法对学生综合学习效果及实验学习情况进行评定。在教学中应用翻转课程与仿真模拟技术，提升了学生的实验教学效果，因此教师也可以将其纳入考评考核环境中，运用这样的方式对学生的综合学习情况及实验学习效果进行全面评估。高校可以将生物实验课程中的实验教学内容与课下的仿真虚拟平台相结合，在虚拟场景中设置实验项目，并结合学生的完成情况进行评分与记录，构建虚拟操作评分体系。可以在虚拟操作评分体系中设置训练模式与考核模式，通过训练模式不断提升自身操作技能的准确度，并在训练中达成各项指标，教师可以根据训练模式了解学生的预习情况与实验技术掌握情况。运用考核模式对学生的整体操作流程、生物理论知识掌握及实践操作的熟练度进行综合全面评价，运用全方位立体化的教学评价，完整、清晰地展现每个学生的学习情况，能够完善实验教学评价体系。

三、整合教学资源，扩展实验实践训练

（一）与大学生创新实验项目对接

教师应创新实验项目，在教育中鼓励学生多参与课程之外的科学实践。例如在校内为学生创设与生物学有关的创新创业实验活动，在选择實践活动内容时尽量与学生的实验教学相联系，并在此之上对实践活动进行优化与创新。促进实验课程的创新发展，引导学生将实验知识应用到生活中，提升学生的实践能力，提升实验教学效果。

（二）与创业大赛及科技竞赛对接

在生物学实验教育中应当引导学生积极参与科技竞赛，运用这样的方式提升学生的实践技能。因此可以在校内组织创业科技竞赛，学生可以与同学进行组队参与，也可以自行参与，接受校方的遴选，参赛的学生在导师的指导中进行实验研究，在竞赛中提升学生的竞争意识与团结精神，有利于学生在竞赛中形成科学求真的精神，对学生科学发展有积极作用。同时在实验中让学生体会了成功的喜悦，有利于学生更加积极地学习与参与。

四、结束语

在社会发展中信息化逐步应用于各个领域，生物学类实验课程属于实践性较强的科学类学科，因此教师在进行生物实验教学中应保持教学内容与技术的先进性，因此教师应在教育中运用当下最前沿的翻转课堂进行授课，同时配合高科技仿真虚拟平台对实验项目进行训练与评价，保证教学内容与方式的先进性，促进生物实验教学与时俱进地发展，实现培养科学人才的教学目标。

参考文献：

[1]于丽，崔振波，刘佩勇.高校生物学类实验课程教学设计模式初探[J].高校生物学教学研究（电子版），2021，11（2）：54-57.

[2]朱毅鸿，夏曙华.基于科学方法的初中生物学实验教学设计[J].生物学教学，2018，43（8）：65-67.