高效课堂教学模式探讨 [生物化学综合设计性实验教学模式探讨]

　　摘要：本文阐述了生物化学综合设计性实验教学的特点和意义，对其实施中的实验题目的确定、实验中的教与学及实验的管理和评定等重要环节进行了探讨。　　关键词：生物化学；综合设计性实验；实验教学
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）08-0242-03
　　创新源于实践，贯彻于实践，而终结于实践[1]。实验教学是高校教学工作的重要组成部分，是实现素质教育和创新人才培养目标的关键环节。作为生物学科最重要的基础实验之一，生物化学实验对于培养学生创造性思维和实践能力具有重要作用。基础验证性实验已不能满足当前素质创新教育的要求，综合性、设计性生物化学实验教学的开设，能全面提高学生的综合素质和创新能力，适应生命科学研究技术的发展和社会对高素质人才的需求。
　　一、综合设计性实验特点及意义
　　综合设计性实验是在掌握基本原理，熟练基础实验和验证性实验的基础上，对整个实验内容自行设计实验方案并检验方案的正确性与合理性的教学实验[2]。综合设计性实验提倡独立思考，启发学生思路，激发创造力，具有综合性、设计性和探索性的特点，旨在培养学生独立思考和动力实践能力，有着其他教学形式所不能替代的优势，是实现素质教育的良好途径，是深化实验教学改革，提高实验教学质量，改革实验教学模式，适应人才培养需要的重要举措[3]。
　　二、综合设计性实验的开展
　　综合设计性实验是在基础实验、验证性实验等课程实验的基础上开展的，包括教师提出实验题目，学生查阅资料、确定实验主题、制订实验方案，教师审定实验方案的可行性，学生独立完成实验并根据实验结果撰写实验论文，实验结果总结研讨和评定[4]。
　　（一）实验题目的确定
　　由于在开展综合设计性生化实验时，学生只具备了一定的基本实验技能和理论基础，而其他专业基础知识欠缺。例如，我校的生物化学及实验课程比微生物学及其实验课程开设早，因此有必要调整课程设置或切实考虑学生实际，在注重实验内容的难易程度的同时，更加重视实验的设计思路和方法。因此，实验内容应符合专业要求，难度适中，在现有的实验条件下能够顺利完成。因为心理学家认为中等程度的动机激起水平最有利于学习效果的提高[5]。
　　实验题目可以由任课教师在生化基础验证性实验开展过程中，根据专业特点、综合性程度及实验条件提出，也可以让学生自行查阅资料来确定，但内容则应涵盖生物化学中蛋白质、酶、核酸及代谢等重要知识点。具体可以从两个方面进行[2]：（1）以某种生物大分子的性质为研究课题。例如，可进行“DNA的提取及纯化”，原料可来自于感兴趣的动物组织、植物和微生物。这样的实验与生活实际结合紧密，能激发学生探寻生命奥秘的兴趣，促进学生把基础知识转化为实践能力。（2）以某一实验仪器的应用为研究课题，如电泳仪的使用、电压和电流、缓冲液的pH值及离子强度、支持物的类型对分离不同物质的影响。这样的实验要求学生查阅相关资料、仪器说明书，对实验仪器设备的性能、使用、操作和维护等有比较深入地了解，才能综合应用和解决实际问题。就实验设计的难易程度来讲，可以采用完全型设计、有限性设计、改进型设计和补充型设计[2]。
　　在审核学生设计方案时，应遵循科学性原则、可行性原则和安全性原则[6]。基于科学性，针对不同实验方法，分析利弊，鼓励学生大胆尝试。当选用的实验药品、仪器设备不能在学校实验室条件下得到满足时，就得引导学生选用适合的代替。另外，应在方案审定时告诫学生尽量避免有毒药品和危险性操作。
　　（二）实验中的“教”与“学”
　　综合设计性实验强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，通过学生合作解决真实性问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，旨在培养学生获取新知识的能力、自主学习的能力以及解决真实问题的能力[7]，因此，学生的主体地位尤其重要。综合设计性实验需要克服学生被动参与的现象，在动员学生的时候，教师应积极引导鼓励，这就要求小组内同学分工合作、相互配合。综合设计性实验容量大，几乎是基础性或验证性实验工作量的5～6倍，没有精心设计准备就不可能得到理想的结果。因此从实验任务下达开始，学生就必须充分发挥主观能动性，在小组长的带领下团结协作，顺利完成实验任务。
　　与基础性实验不同，在综合设计性实验中，教师的主导作用也不容忽视。钱伟长先生认为，教师不教学就不是教师，只教学不搞科研不是好教师，教师没有科研底子，就是一个没有观点的教师，没有灵魂的教师[8]。在综合设计性实验中，学生在查阅资料、设计实验方案以及实验过程中，必然会产生不少疑问，出现各种问题，此时，教师的指导和监督就非常重要。指导教师要关心学生的实验进展，对出现的问题要给予热心帮助，注重启发和引导，培养学生的发现力、想象力和创造性思维能力，并对其设计中不合理的实验材料、方法和操作步骤提出意见和建议。所以，综合设计性实验的开展给教师提出了更高的要求，必须具有扎实的理论基础，必须掌握更多的、新的实验方法和操作技能，才能快速、准确地指导学生。相反，教师冷漠的态度、匮乏的知识和错误的引导，必然会挫伤学生的实验激情。
　　（三）实验的管理
　　生物化学综合设计性实验涉及知识和内容较多，开展时间长，我校现有的30学时不能满足需求，应增加课时量，集中在教学后期开展实施。另外，还有药品使用量大、仪器设备使用频繁等现象，为确保实验有序地进行，应建立开放实验教学平台，包括时间和空间上的开放；采取药品领用和仪器设备登记制。同时，由于对实验指导人员的要求较高，所以应该由实验教师和实验技术人员共同做好仪器设备的协调使用和实验安全工作以及对学生实验的指导。当然，小组长和“小老师”制度[9]的运行也更加灵活有效。
　　三、实验的评定
　　实验论文的撰写是对实验设计、实验操作的再认识与提高的过程，有助于学生利用已有的知识对实验中遇到和发现的问题进一步深入思考。因此，撰写实验论文也是锻炼学生创新能力的一个重要环节。与基础性实验报告不同，综合设计性实验的评定要贯穿淡化结果、注重过程这个原则[6]，注重论文中的讨论与分析，而不是过度强调实验原理、实验仪器、实验试剂、实验操作过程的书写和实验结果。采用论文汇报的形式，对各组实验的特点、特色、结果和研究意义进行讨论和评价。只有通过分析讨论，才能不断地发现问题、提出问题，找到解决问题的途径和方法，才能真正培养学生科学求真的态度和能力，这也是开展综合设计性生物化学实验的最终目的。
　　四、结束语
　　综合设计性实验教学为生物化学教育拓展了新的实验教学模式，提高了实验教学的水平和效果。无论是学生对综合设计性实验课效果的评价还是对学生能力培养效果的评价，都反映出这样的实验教学激发了学生对生物化学课程的学习热情，锻炼了学生的科研综合能力[10]，有利于培养出适应社会发展的创新型人才。
　　参考文献：
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　　[6]何深知，崔纯莹，段薇，等.在设计性实验中培养学生的综合能力[J].实验技术与管理，2009，26（6）：134-136.
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　　作者简介：程驰（1975-），男，四川成都人，博士研究生，实验师，主要研究方向为分子免疫学，动物传染病和微生物学。