生物學實驗教學范文
時間:2023-11-13 17:50:46
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篇1
引言
環(huán)境工程微生物學作為一門邊緣學科,它要求學生要將理論與工程實踐緊密結合,是一門實踐性很強的課程。掌握必要的環(huán)境工程微生物學實驗技能對于理解和認識環(huán)境工程微生物學有關理論,從事環(huán)境工程相關研究工作具有重要意義。現代大學教育的目標是培養(yǎng)學時創(chuàng)新意識和能力,將以知識為核心的觀念轉變?yōu)橐詣?chuàng)新為核心,從強調傳授知識到知識與能力并重,培養(yǎng)應用型人才。因此,大量的課程實驗成為鞏固和加深學生對基本知識和基本技能掌握與理解的必然要求。然而,傳統(tǒng)環(huán)境工程微生物實驗課中,各部分實驗項目相對獨立,連貫性不強,且內容重復較多,學生在有限的課堂教學中難以系統(tǒng)地把握微生物學實驗操作,不利于實現對培養(yǎng)學生的環(huán)境工程微生物操作技能和綜合素養(yǎng)。面對近年來各種實驗課堂教學學時都存在壓縮趨勢,如何在實驗教學過程中綜合設計、合理調整、突出重點顯得非常關鍵。因此,我們可以根據實際需求和條件,適當調整實驗內容,將原有各相對獨立的實驗項目按照器皿包扎、配制、消毒,菌株劃線分純、計數、轉種、保存,革蘭氏染色、菌落觀察及菌體特征顯微觀察等系統(tǒng)串聯(lián)在一起,形成一個綜合性實驗。通過該綜合實驗短期而系統(tǒng)的鍛煉,讓學生掌握4種以上實驗項目的實驗技能。
這不僅優(yōu)化實驗教學內容,能夠讓學生在有限實驗教學學時內掌握幾種關鍵的微生物學基礎操作技術,而且使他們對環(huán)境工程領域所涉及的微生物學研究途徑有一個完整認識。結合自身特色,設計綜合性實驗。如自建的污水處理廠,環(huán)境工程專業(yè)實驗室位于污水廠辦公樓內,極大程度上方便了相關實驗課的開展。結合此特點,我們提出了“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”的綜合性實驗。
一、綜合實驗教學方案設計
污水生物處理主要是指利用微生物的新陳代謝作用,分解轉化污水中的污染物,達到凈化水質的目的。生物處理是目前污水處理最有效、最經濟的方法之一。污水處理過程中微生物種類繁多,采用傳統(tǒng)技術方法和鏡檢來分純、計數、觀察其中的優(yōu)勢菌株,對比其與進水和出水中主要菌株的差異,有助于了解污水生物處理過程中微生物的生長情況,鞏固基本操作技術。長期對不同階段、環(huán)境下污水處理中優(yōu)勢菌株觀察,可以有助于正確判斷污水處理運行情況。綜合性實驗“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”是在綜合實驗準備環(huán)節(jié)、細菌計數、劃線分純、形態(tài)觀察等操作的基礎之上,完成對污水中微生物的劃線分純培養(yǎng)、斜面接種、菌落計數(平板涂布法、傾倒法及顯微鏡直接計數法相比較)、菌落觀察、菌體觀察(革蘭氏染色及鏡檢)等系列分析工作。通過對污水分離菌的菌落和菌體形態(tài)觀察,初步判定大致所分主要菌株類型。結合本組的實驗結果,了解所選污水處理的不同階段微生物生長情況。在學習對污水處理過程中微生物生長情況簡單分析的方法的同時,強化了學生的微生物基礎操作能力。
二、實驗教學內容實施
讓學生掌握微生物基礎操作,并嘗試判斷污水處理的前、中、后不同階段細菌生長情況。實驗前,先統(tǒng)一以PPT形式講授整個實驗流程及各部分須注意事項,然后開始分組實驗。
(1)實驗準備環(huán)節(jié):配制固體基礎培養(yǎng)基和0.85%生理鹽水,并分裝固體培養(yǎng)基———6支試管(每支5mL)做斜面,剩余裝入錐形瓶中;另外,制作試管、錐形瓶的棉塞,并對試管、錐形瓶、培養(yǎng)皿、移液管進行包扎;然后對以上所有實驗用品進行高壓滅菌。取出后放入無菌操作臺中,并用紫外滅菌。用無菌錐形瓶分別取進水、處理中、出水水樣,備用。
(2)細菌計數:計數之前首先對所取水樣進行梯度稀釋,然后按照平板涂布法、傾倒法及用血球計數板直接計數法分別進行計數,盡量讓學生了解并掌握三種計數方法的特點與差異,以便今后根據實際情況選擇合適計數方法。
(3)劃線分純:取原水樣進行平板劃線,根據微生物菌落特征分別選取分散開的不同菌落進行再次劃線后繼續(xù)培養(yǎng),直到獲得多個不同菌株。此部分工作由于每次劃線培養(yǎng)都需要1天時間,因此若要多次劃線分純,則需學生在課后繼續(xù)“自助”進行該實驗,直到獲得純菌株為止。最后,在已準備好的固體斜面上接種所得已分純菌株,培養(yǎng)24小時后取出,4℃下保存。
(4)形態(tài)觀察:取出前一天培養(yǎng)的平板,對細菌的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)分別進行觀察。其中菌落形態(tài)是觀察培養(yǎng)皿內不同菌落形態(tài),初步分析自己分離微生物的種類,并和其他同學的實驗結果進行對比,大致判斷污水處理不同階段微生物的差異。菌體形態(tài)則是分別挑取具有不同特征的菌落,按照已掌握革蘭氏染色方法進行染色,鏡檢觀察。實驗過程中,學會具體操作技能是根本,而對實驗結果的分析判定同樣重要。因此要求學生做詳細記錄,以便根據所屬小組的實驗結果分析所取水樣中細菌情況。可根據各個實驗部分設計不同圖表方便學生記錄,如表1就是用于實驗污水中細菌計數結果記錄用表。要求學生根據實驗結果,分析所屬小組分離出了那些常見菌,以及結合自己實驗,判斷污水處理過程中有沒有哪些菌在不同階段都存在?如果存在,有哪些?
三、“指導+自助”實驗教學模式探討
采用“指導+自助”實驗教學模式,實現課上指導、課下自助。指導老師在課堂上有重點地講授實驗操作技能,學生除課堂學習外,根據自己喜好,或重復練習課堂所學實驗操作,或自己設計實驗進行分析,也可以參與教師的科研項目進行更深入的鍛煉與提高。這種方式不僅是對環(huán)境工程微生物課堂實驗教學學時有限的彌補,更是對實驗教學學時、內容的拓展與延伸,能夠充分提高本科實驗室教學資源的利用效率,發(fā)揮本科實驗室教學資源的功能,讓學生可以充分利用課余時間熟練實驗操作,鞏固所學實驗知識,增強自主創(chuàng)新技能。在學生自助實驗學習過程中,實驗室指導老師也可以根據學生個人情況適當安排和指導。可以根據已學“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”實驗進行延展分析,如設計活性污泥法處理污水過程中的“革蘭氏陽性與陰性細菌比例情況分析”、“污水處理中最常見菌體的確定與分純”、“接觸池投加藥物量與殺菌效果的關系”等實驗,促進學生培養(yǎng)自己的創(chuàng)新性思維。#p#分頁標題#e#
四、實施效果總結
(一)集中講授效果
實驗課在理論課結束后集中兩天授課,改變了實驗教學依附于理論教學的從屬地位,既保證了與理論課的銜接,使實驗在理論的指引下按其本身的規(guī)律和系統(tǒng)進行,又能系統(tǒng)、合理安排實驗教學內容,使實驗內容連續(xù)、有序進行。不僅使學生操作起來認真,更重要的是結合實際、系統(tǒng)講授使得環(huán)境工程微生物學實驗課程更有意義。盡管課時有限,但六年來的實驗教學探討發(fā)現,95%的學生在實驗學習過程中有良好表現,并對這種集中式綜合設計實驗表示非常滿意。
(二)學生評價結果
通過對“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”實驗課的學習和課后自己的鞏固練習,系統(tǒng)掌握了從實驗基本的包扎、消毒等準備工作到細菌分純、計數,再到菌落、菌體觀察等。此外,由于本實驗內容是基于污水處理過程中的細菌分析,學校有國內首座高校自建污水處理廠,實驗取樣方便,實驗結果對于我們更清楚認識污水處理過程有積極作用。
篇2
[關鍵詞]虛擬現實技術;分子;生物學;實驗教學
虛擬現實技術的產生為生活帶來了無數便捷,在虛擬現實技術中是以人為主體,人類從中獲得從未有過的體驗。該研究所說的虛擬的分子生物學實驗是通過計算機軟件開發(fā)以及網絡的技術相結合形成的系統(tǒng)軟件。它應用了Flash編寫課件,匯集了圖片、視頻、音頻、動畫,創(chuàng)造了一個虛擬中的實驗室。通過操作計算機就能夠進行生物實驗。具有多重特點。虛擬現實技術這種新型的仿真技術與分子生物學的教學實驗相互結合,完善了老師教授實驗教學模式,彌補了生物教學實驗中產生的不足之處,把虛擬現實技術的特點發(fā)揮出最好的效果。為學生教學提供了更多的途徑。目前,虛擬現實技術已應用在分子生物實驗教學之中,提高了學生的學習興趣,增強了學生獨立思考的能力以及創(chuàng)造力,取得了不錯的成果。針對這一技術,該研究作出了深刻具體的分析,現報道如下。
1虛擬現實技術
1.1虛擬現實技術的含義
所謂虛擬現實技術,是指人類利用計算機根據真實的環(huán)境設計并構造的模擬世界的一項技術。它是一種多種信息組合交集成為三維立體視圖以及有真實能動性的仿真系統(tǒng)。它幾乎和真實世界一模一樣,人們仿佛置身其中。虛擬現實技術(VR)[1]是開啟這一類技術大門的鑰匙,是仿真技術的指路標,是多種多媒體技術以及網絡技術的組合。虛擬現實技術走在多種網絡技術的最前端,是值得更多的網絡人深入研究的課題。虛擬現實技術包含有:模擬環(huán)境、行為能力、感覺、感應設備。所謂模擬環(huán)境,它是電腦設計出來的具有3D真實效果的場景。行為能力是說場景中的人物有自己的行為能力,和現實中的人物是一樣的,身體的各部位都可以活動,電腦進行操控他們的行為能力。當電腦發(fā)出某個指令時,他們會根據指令做出相應的反應,我們就可以看到他們的動作。感覺,眾所周知,是場景中的人物擁有五官的感受,比如,嗅覺、味覺、聽覺等等。感應設備是指使三維立體視圖交匯在一起的設備。
1.2虛擬現實技術的特點
作為新發(fā)展起來的仿真技術,虛擬現實技術有很多特點,如下所示。①與現實交集。虛擬現實技術可以說是一個仿真世界,它擁有著真實世界所擁有的一些事物,包括人類在內。仿真世界里的人物和我們一樣有著感官以及能動性,唯一不同的是,它們需要我們用計算機來操作它們的行為[2]。②很安全。安全是說可以利用虛擬現實技術進行場景模擬演練,比如,演練各種火災場景、各種地震場景等等。這樣有助于在現實生活中遇到這些情況時能夠冷靜處理,及時躲避,能夠自救以及救助別人,確保我們人類的人身安全。③感覺置身其中。當我們操作電腦時,就會覺得仿真世界里面的人物就是自己,仿佛置身其中,體驗不同的世界。仿真世界的真實程度會讓你覺得和現實沒有任何區(qū)別。④擁有感知能力。虛擬現實技術其中包含有感覺,這是說里面人物的感覺,他們有聽覺,味覺,嗅覺,以及它們還有運動能力。⑤有針對的處理問題。在虛擬演練中,我們可以根據自身的弱點進行有針對性的練習,比如,當自己無法處理火災事故時,我們可以利用虛擬現實技術進行演練,提高自己的應對能力。
2分子生物學
2.1分子生物學概念
分子生物學是指以分子為單位來探究生命活動規(guī)律的一門科學。分子生物學主要是研究蛋白質、蛋白質-核酸這一類分子的構造以及合成[3]。探究其生命活動主要包括了人類的癌癥的病變,植物的光合作用生命活動中神經的原理等等。分子生物學是需要通過不斷試驗,不斷用實踐證明理論的學科。它也是一門開放性學科,要求學生通過動手設計實驗、進行實驗、分析探究實驗,最后得出結論。所以又說分子生物學的實踐性很強。
2.2研究分子生物學的意義
所有生命現象的活動都是有規(guī)律的。就像生物都是由蛋白質還有核酸組成的。分子生物學的研究為人類帶來了了解生命活動規(guī)律的機會,人們可以進一步改變生物構造作進一步的研究,為人類造福。
2.3相關應用
①克隆技術。分子生物學作為一門新興邊緣的學科,它的研究成果能夠為人類造福。雖然目前我們仍處在克隆技術的最初級階段,隨著科學家不斷探究以及實驗,未來定會看到克隆技術所帶給我們的福音。②DNA鑒定。隨著分子生物技術的不斷深入探索,科學家對基因的研究也有了很大的成果。DNA鑒定也為偵破案件提供了重要的證據。同時親子鑒定也可以通過DNA檢測獲得幫助。③轉基因。轉基因(GMF)[4]是通過轉換物種之間的基因而得到的另一個物種。轉基因食品擁有了其它食品所沒有的能力,例如,轉基因食品防蟲蛀,延長了保質期,而且是大批量生產,使生產成本減到最低,轉基因食品不分季節(jié),可以隨時供應,滿足人類的需要。但由于轉基因食品的好壞尚不明確,還有待進一步研究實驗。
3虛擬現實技術在實驗教學中的特點
虛擬實驗是虛擬現實技術與生物教學實驗相結合的產物,是利用操作計算機讓學生體驗模擬的生物實驗,實質上他就是計算機利用Flash技術開發(fā)的軟件系統(tǒng),為學生提供環(huán)境、設備,就像在真實的實驗室一樣。正是如此,虛擬實驗有著真實實驗室不可比擬的特點:①共同的系統(tǒng)。眾所周知,計算機系統(tǒng)中的資源都是可以通過網絡共享的。也就是說,人人都可以看到、用到。而虛擬實驗證正是有這一特點,它可以通過計算機目錄檢索,學生所需要的相關數據、文件、電子圖書,甚至是以前操作的實驗都能找到。學生通過共享資源,節(jié)省了時間,提高了學習效率。②交流信息。資源可以在計算機上共享,同樣的,在虛擬的實驗環(huán)境中,學生可以盡情的交流,交換意見。③學生自由操作。虛擬實驗是由計算機操作完成,學生通過操作計算機完成實驗成果。所以學生擁有操作的權利,可以對虛擬儀器的使用進行操作。還可以隨時上傳相關數據,保存數據等等。④軟件升級。隨著社會發(fā)展迅速,信息步伐加快。虛擬實驗也需要更新?lián)Q代,軟件需要升級。各種環(huán)境都需要被改變。我們也要跟上時代的腳步,隨時準備虛擬實驗進行擴充。⑤設備先進。虛擬現實技術是新興的一種技術,所以在設備上都是采用最先進的。當然,虛擬實驗的儀器也是最好的。
4虛擬現實技術在分子生物學實驗教學中存在的問題
經過多次總結,虛擬現實技術在分子生物學實驗教學中有以下幾個問題。
4.1兩者發(fā)展不健全
在分子生物學的實驗教學中,分子生物學實驗教學內容一直都很盲目注重實驗的結果,對于實驗的設計方面設想的偏少。教學中更注重實驗,而忽略了學生的綜合能力的培養(yǎng)。學生沒有設計過程,就不會了解整個實驗的設計思路,及時得到了實驗結論,也只是匆匆記住結果而已。老師的這種教學模式,嚴重阻礙了學生的能力發(fā)展。學生并沒有從教學中學到任何技能。學生應該全面掌握實驗教學過程,從設計實驗、進行實驗、分析探究實驗,最后得出結論。這樣才能與現代信息技術進行銜接。而虛擬現實技術也是目前新興的仿真技術,還需要不斷的完善。對于生物實驗教學這一模塊沒有進行標準化,使用起來會很困難。在使用計算機操作虛擬現實技術上,老師和學生應提高使用計算機的能力。
4.2虛擬現實技術在分子生物學實驗教學軟件設計和上機操作問題
在設計軟件時,設計者要和相關實驗人員進行溝通,使設計出來的軟件能夠方便使用。讓老師能夠教會學生應用軟件,同時能夠讓學生操作實驗并得出相應的實驗結論。老師與學生共同學習,不僅有生物實驗,還有計算機軟件操作的問題。
4.3現實與虛擬的空間問題
使用了虛擬現實技術,學生就進入到了另一個世界,在其中體驗生物實驗教學。兩者的感受是截然不同的,學生不能沉浸在虛擬的世界中而忘記了教學的重點[5]。
5虛擬現實技術在分子生物學實驗教學中應用的對策
5.1加強對計算機軟件的學習
首先,學生要進行計算機培訓,以保證學生都能夠達到操作計算機的能力。其次,統(tǒng)一由軟件人員進行虛擬現實技術開發(fā)的生物實驗的軟件的培訓課程。教會學生操作軟件,并能靈活掌握。以便學生能順利操作實驗,并得出正確結論。
5.2完善分子生物教學實驗的教學
進行生物實驗教學是學生教育中必行之路,而且教學目標中明確提出要求學生自主完成實驗的設計與操作。有助于培養(yǎng)學生的綜合能力,提高學生的專業(yè)知識水平。
5.3加強兩者合作交流
軟件設計者與生物實驗人員要多溝通,使兩者的結合得到更好地發(fā)展。同時也促進虛擬現實技術的應用在教育中有更好的發(fā)展前景。
5.4課前對學生進行教學指導
要讓學生充分了解軟件操作的目的是為了更好地、更加逼真地進行實驗操作,分清現實與虛擬。學生在軟件操作中學習知識,理解知識,充分了解實驗的設計過程與操作過程及最后得出的結論。提高了分子生物學實驗教學質量。
6結語
虛擬現實技術作為一種新興的仿真技術,它為人類的生活帶來了便捷,解決了人類對危險環(huán)境的及時應對問題。虛擬現實技術已經深入教學作為一種模式值得被重視。它解決了學校教育中教學過程的不完善,硬件設施的缺乏,教學環(huán)境等問題。從更開闊的視野以及多重的角度參透教育的特點,并對其開展一系列問題的分析研究。學生可以在過程當中進行深入探索和自主學習,為學生學習知識增加了樂趣,提高了學習的積極性。同時對計算機的操作,也提高了學生的綜合能力,獨立思考能力以及主觀能動性。使學生更加積極向上,提高教學的質量和效果。不過,虛擬現實技術的發(fā)展尚處于起步階段,還存在很多問題沒有得到解決,還需要進一步研究[6]。
[參考文獻]
[1]RuweiYun.VRforexplainingtheconcept“relativemotioninphysics”Eurographics/ACMSIGGRAPHWorkshoponCom-pute[J].GraphicsEducation,2014(6).
[2]徐輝,馬秀峰.虛擬現實教育應用探析[J].山西師范大學學報:自然科學版,2013,24(6):95-97.
[3]張璇.虛擬現實技術在實驗教學中應用的探討[J].邢臺職業(yè)技術學院學報,2014,26(3):6-8.
[4]BrentGWilson.MetaphorsforInstruction:WhyWeTalkAboutLearningEnvironmentsEducationalTechnology[J].2013.
[5]陳曉歡,王穎穎,左云飛.虛擬實驗室在分子診斷學中的應用[J].實驗室建設與管理,2015,14(1):126-128.
篇3
[關鍵詞]細胞生物學實驗;教學方法;教學內容;教學改革
細胞生物學是生物學至關重要的一門基礎學科,發(fā)展也是日新月異,同時也是一門實驗性學科。理論教學可使學生掌握課程的基礎知識、學科框架以及學科前沿,而實驗課程的開設能使學生鞏固所學理論知識,掌握該學科基本實驗技能和研究方法,培養(yǎng)學生科學研究的思維和意識,提高學生的綜合科研素質。細胞生物學實驗不僅是理論課程的補充,也是整個生物學實驗教學體系重要的一門課程。[1][2]隨著細胞生物學實驗技術方法的快速發(fā)展、教學條件的改善以及學生培養(yǎng)目標的調整,目前細胞生物學實驗教學過程中逐漸出現了一些不足與缺陷。例如,課程內容較陳舊,不能與時俱進;教學方法單一,課堂氣氛沉悶;學生缺乏積極主動性,教學效果欠佳等。如何豐富和更新細胞生物學實驗內容,提高教學效果,達到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的,已成為擺在教師面前亟待解決的問題。
一、優(yōu)化實驗教學內容
細胞生物學實驗內容廣泛,基本實驗包括細胞器結構觀察、細胞及亞細胞組分離心分離技術、細胞常規(guī)制片技術、細胞染色體標本的制備及觀察等,有些較綜合性的實驗涉及的實驗技能較多,時間較長,如動物細胞培養(yǎng)實驗等?;緦嶒炈钑r間較短,在課程設置時可將一些同類的實驗項目合并,合理安排時間,提高實驗效率。細胞器的觀察可歸為一個實驗,細胞核的分離與葉綠體的分離合并起來,有絲分裂和減數分裂染色體形態(tài)觀察和分析合并等。通過這些措施,可以在有限的時間里做更多的實驗,提高了效率,節(jié)約了時間。這些基本實驗教學的目的是強化細胞生物學實驗基本技能,掌握基本實驗方法和技術。[2]為了強化學生的基本操作能力,啟迪創(chuàng)新意識,培養(yǎng)綜合運用實驗技術分析和解決問題的科研能力,應合理開設綜合性實驗,將單一驗證性的實驗項目整合為系統(tǒng)化的綜合性實驗。比如動物細胞的原代培養(yǎng)及保存與復蘇這個實驗,包含了原代培養(yǎng)、細胞計數及觀察、細胞的保存與復蘇等小的實驗項目。
二、現代化手段輔助教學
多媒體教學直觀生動,有利于學生對知識的理解和掌握,激發(fā)學生的興趣,提高教學效果。在實驗課中,可播放一些自己錄制或購買的實驗教學錄像,讓學生更直觀、更清楚地看到整個實驗過程。例如在動物細胞培養(yǎng)實驗時,先播放動物細胞培養(yǎng)的視頻錄像,讓學生了解前期準備的細節(jié),了解動物細胞培養(yǎng)的過程和注意點,這樣可有效地提高學生的實驗技能和實驗的成功率,彌補傳統(tǒng)教學的不足。另外,隨著細胞生物學實驗技術的快速發(fā)展,一些重要而當前不能實際操作的實驗,在課堂上可以讓學生觀看教學錄像或網絡視頻資料,使學生了解其結構和用途。如流式細胞儀的使用。通過帶有顯微成像系統(tǒng)的顯微鏡,將好的實驗結果拍攝下來,可以對圖像進行進一步的分析和長期保存,展示給學生,使學生有一個清晰、直觀的認識,老師講課的時候也更加具有針對性,內容更具體、生動。例如在植物細胞有絲分裂和減數分裂染色體形態(tài)分析實驗中,學生常對典型分裂時期的圖像把握不好,那么就可以拍攝該種生物各個分裂時期的圖像,有針對性的講解,學生更容易理解,也有了判斷依據和標準,提高了效率。
三、逐步實施開放性實驗教學,提高學生主動性
目前細胞生物學實驗教學大多是驗證性,學生對這種被動的、按部就班的教學方法積極性不高,難以激發(fā)其學習興趣,效果也不理想。很多專家教授提出要打破細胞生物學實驗這種傳統(tǒng)教學模式,實施開放性教學,培養(yǎng)學生科研思維能力。開放性實驗教學的效果毋庸置疑,但在我們的實踐中以及調研其他院校后發(fā)現,開放性實驗普遍存在教學時間有限、實驗老師工作量巨大及需要較多實驗經費等現實問題。另外,學生知識水平有限,難以把握實驗難度,實驗設計不夠合理,往往難以獲得理想的結果,有時會打擊學生的學習積極性。開放性實驗室的安全性和實驗室日常管理等問題也是不易解決的問題。我們在實踐中采用多層次、靈活的辦法,適當增加一些經費和人力投入開放式教學,引導學生自己準備實驗,對實驗所用材料進行選擇,對同一實驗采用不同實驗方法等不同程度的、有限的開放,達到學生積極參與的效果。
(一)實驗材料自主選擇。實驗課中經常是一個實驗內容都采用同一種實驗材料,常出現個別同學實驗積極性不高,參考別人實驗結果的惰。有些實驗內容,老師可以很方便的準備多種實驗材料,學生可根據興趣選取不同材料。這樣學生會相互間進行比較,思考由于材料不同引起的實驗方法和結果有哪些不同,有利于提高學習興趣,培養(yǎng)科學思維能力,豐富基礎知識。例如,在植物細胞有絲分裂染色體形態(tài)分析試驗中準備洋蔥根尖和蠶豆根尖,學生選取其中一種材料進行染色體形態(tài)觀察和分析,又如在石蠟切片制作過程中,可選用植物或動物材料。[3]這樣學生就會比較兩種材料有什么不同,分析實驗結果的差異在哪里,為什么有這樣的結果。這樣帶著問題做實驗,在實驗中尋找答案,就會調動學習積極性,提高教學效果。
(二)靈活采用實驗方法。在實驗方法上同樣可實行開放式教學,如細胞活性測定的實驗中,染料排斥法、雙色熒光檢測法和N11檢測法都可以檢測細胞的死活,而三者的原理和所需的實驗儀器試劑都是不同的。在實驗教學過程中可以讓學生根據自己的興趣選擇其中的任意一種或多種方法,只有當學生明確了實驗原理、實驗方法后,才可根據已確定的實驗方法進行儀器試劑的選擇。經過這樣的自主選擇后,學生對實驗原理和實驗方法都有了很好的掌握。在每一個試驗中,始終貫徹科學的思維方法和實驗方法,對于實驗指導中給出的具體的操作可做適當的調整或改變。如在植物細胞骨架的光學顯微鏡觀察這一實驗中,細胞骨架制片效果的好壞與TritonX-100的濃度和處理時間密切相關。在上課時,講清楚在這一實驗中的TritonX-100作用和原理,可以讓學生分組后改變TritonX-100的濃度和作用時間,其余步驟不變,然后比較實驗效果,確定最佳條件。通過這個實驗,學生不僅掌握了細胞骨架的制片技術,而且能透徹理解TritonX-100的作用原理,也使學生認識到不能教條式照搬已有知識,培養(yǎng)其科學的思維和方法。
(三)逐步開放實驗內容。依據實驗內容和實驗條件,從驗證性實驗逐漸開展不同程度的開放性實驗。首先,可以讓有興趣的學生共同參與實驗前期準備工作,在實驗員準備實驗的時間,提前通知學生,在老師指導下學生自己準備材料,如提供給學生洋蔥、蠶豆,自己培育根尖,配置實驗所需的溶劑等。在動物細胞培養(yǎng)試驗中,讓學生和老師一起洗培養(yǎng)瓶,滅菌,配置培養(yǎng)基等,從而提高學生的實驗技能,培養(yǎng)學習興趣,理解實驗準備工作的繁瑣,培養(yǎng)吃苦耐勞的品質。其次,可開放局部實驗方案確定環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的探索精神。最后,設置開放實驗,可讓學生自主設計實驗。老師提供多個可行的實驗項目,將學生分成幾個小組,以小組的形式完成實驗。這就要求學生主動查閱相關文獻,設計實驗,通過師生之間的討論后,制訂出可行的實驗方案并予以實施,這非常有利于引導學生積極思考,激發(fā)學生探索欲望。
(四)課堂教學與課外科研工作相結合。二年級以上的本科生絕大多數都進入了不同老師的科研實驗室,而科研實驗室的開放可讓部分感興趣的同學在實驗老師和科研實驗室共同指導下自行設計實驗,學生根據科研實驗室條件和老師研究方向,查閱文獻,提出實驗設計方案,老師根據學生的知識結構,對選題和實驗設計做出篩選,確定后在科研實驗室完成這部分工作,最后做一次實驗總結報告,計入平時成績。
四、完善成績綜合評定體系
根據實驗課程的特點,應對實驗課全程跟蹤評定,包括出勤情況,課堂紀律,規(guī)范操作,實驗態(tài)度,實驗結果,實驗報告,勞動紀律,責任心等多方位對學生做出綜合評定。[4]可分為三個方面:平時成績,包括出勤率和課堂實驗態(tài)度,操作規(guī)范情況等,培養(yǎng)學生良好的實驗作風,激發(fā)學生學習的積極性;實驗結果,實驗操作能反映學生的基本實驗素養(yǎng)與動手操作能力,主要通過考察學生的實驗表現得到,對于一些操作性強的實驗課可當場記錄成績并計入最后的綜合考評中;實驗報告,根據學生的實驗報告來評定成績,綜合性實驗的實驗報告可以改成論文的格式,這就要求學生對實驗原理、步驟、結果以及數據等做出總結,以提高總結能力。這樣,才能達到使學生加深理解細胞生物學基本理論知識,鍛煉學生的實際動手能力,提高實驗操作技能,培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新意識和綜合素質的目的。
[注釋]
[1]陳媛媛,陳付學,華子儀,等.深化細胞生物學實驗教學改革,探索開放式實驗模式[J].教育教學論壇,2012(40):60-61.
[2]李小燕,劉江東,鄭凌,等.深化細胞生物學實驗教學改革培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].實驗技術與管理,2011(4):116-119,142.
[3]毛曉霞,黃敏毅,鄭愛芳.提高《細胞生物學實驗》教學效果的建議[J].安徽農學通報(下半月刊),2012(24):164,183.
篇4
關鍵詞:微生物學;設計性實驗;教學
中圖分類號:Q93 文獻標識碼:A 文章編號:1674-2060(2016)03-0242-02
微生物學作為生物相關專業(yè)的基礎課程,是多學科交叉研究的基礎,同時也是一門實踐性、應用性很強的學科。微生物學中滅菌、分離、培養(yǎng)等技術的拓展和滲透,使得動植物細胞培養(yǎng)手段也更加廣泛[1]。無菌技術和保藏技術等其它微生物學技術在醫(yī)療衛(wèi)生、制藥工業(yè)、食品生產、環(huán)境污染處理等生產領域中也得到廣泛地應用[2]。由此可知,微生物學實驗教學對專業(yè)技能的培養(yǎng)具有十分重要的作用。教育理念的持續(xù)更新,也對高等教育的內涵進行了轉變和拓展。實踐教育的目的主要是促使學生轉變成自身知識結構的設計者。為了發(fā)揮學生的主導性,使被動學習轉變?yōu)橹鲃訉W習,成為學習的主體[3]。在微生物學實驗課程中后期,專門設立開放時間段,給定實驗目的和實驗條件,教師引導學生按照自己的興趣設定實驗方案,小組成員進行分工準備實驗材料,完成實驗操作,分析實驗現象并總結實驗結果。通過這種主動學習的方式,充分調動學生對科研的興趣,取得良好的教學效果,現將我們開展設計性實驗的一些做法和體會報告如下。
1開展設計性實驗的重要性
微生物這門學科涉及的內容十分豐富、涵蓋知識面較廣、實踐應用性很強,傳統(tǒng)的實驗教學體系已不能滿足學生今后參與社會工作后的發(fā)展需求[4]。目前高校的實驗教學由于學生人數相對較多,儀器設備有限,學生只能遵循教學大綱安排好的學時,在有限的時間內到實驗室做規(guī)定的實驗項目,而且教學內容大多以驗證性實驗為主,實驗深度不夠,設計性實驗相對較少,實驗教學效果與實際應用相差較大,這種教學模式造成學生跟隨教師被動學習,積極性不高,缺乏對實驗技術進一步了解的興趣[1]。教學過程不能有效激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)造性,其結果是很難培養(yǎng)出熟練實驗操作的創(chuàng)新人才,也很難培養(yǎng)出操作熟練的技工。按照微生物學實驗教學進度的安排,學生在進行設計性實驗之前,經歷了系統(tǒng)的微生物實驗操作學習,這些學習內容包括:實驗一、培養(yǎng)基的制備;實驗二、消毒與滅菌;實驗三、土壤微生物的分離;實驗四、微生物的接種;實驗五、顯微鏡的使用及簡單染色法;實驗六、細菌革蘭氏染色及形態(tài)觀察;實驗七、微生物數量的測定;實驗八、微生物大小的測定。學生反復訓練了基本的微生物接種、純化、保存等操作技能;對進行科學實驗的思路也有了一定程度上的認知。然而這一系列的實驗操作都是相對分散進行的,如何能促使學生將這一系列實驗內容連接起來,在一個實驗內容框架下,把這一系列的實驗技術都運用來解決某一實際問題,成為培養(yǎng)學生的重要環(huán)節(jié)[5]。因此,開展設計性實驗,讓學生自主選題,通過一系列的實驗操作來解決某個科學問題顯得尤為重要。
2開展設計性實驗的方法
2.1實驗選題
多數同學都認為開展設計性實驗選題十分困難,根本的原因在于之前的實驗都是教師準備好既定的實驗項目,學生往往在此過程中并未思考這些項目的來源。對于如何在實驗中心現有的條件下擬定實驗項目毫無基礎,對實驗材料、實驗試劑如何應用到實驗項目中來也無任何概念[6]。我們在實踐過程中,明確教師在實驗項目的選擇上起到的是引導作用,對于儀器設備、藥品試劑等給出詳盡的范圍,鼓勵小組成員間協(xié)商解決,互相取長補短,綜合成員的意見,然后擬定出適合本組成員的實驗項目。實踐中,我們一方面鼓勵學生選擇一些與生活密切相關的內容開展實驗,如部分小組同學選擇了《根際土壤微生物的分離與鑒定》、《酸奶中乳酸菌的分離與鑒定》、《自來水中微生物菌群分析》等實驗項目,多數學生都對與生活密切相關的內容表現出濃厚的興趣。另一方面我們也鼓勵學生從教師的科研項目中選擇相關且簡單易操作的內容來開展。例如部分學生開展了《食用菌的收集與鑒定》《、食用菌的制種-以農業(yè)廢棄物為原料》等實驗項目,這些實驗項目不僅可以培養(yǎng)學生的實驗操作技能,更重要的是與科學研究密切結合起來,學生在這個訓練過程中認識微生物學實驗是如何應用到科研工作中,甚至部分學生將相關的實驗項目申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,極大地增加了學習動力。
2.2實驗操作
對實驗項目擬定后,進入實驗操作環(huán)節(jié)。設計性實驗從某些方面來說是驗證性實驗大綜合,在開展設計性實驗的時候,之前學習的培養(yǎng)基配制、顯微鏡使用,微生物系列稀釋,消毒與接種,微生物培養(yǎng)與保藏等內容都得到一次匯總復習[7]。學生根據設計的實驗方案,自己動手準備實驗,實施實驗方案。實驗過程中,教師要求學生做詳細的記錄,例如菌落形態(tài)、菌體大小、生長速度等。實驗數據處理,實驗結果總結,實驗報告完成,均由學生在實驗室開放時間段內自行完成。在這一階段,對學生實驗操作技能的培養(yǎng)、觀察分析能力都得到很大的提升。其中《酵母菌的分離與鑒定》小組出色完成了實驗項目。實驗選擇生活較易獲得的葡萄作為材料,從培養(yǎng)基的配制、菌株分離、菌體形態(tài)觀察都獨立完成。整個實驗過程進行了詳細地記錄,實驗結果用圖片展示出來,并且分析也十分透徹,出色地完成了一個設計性實驗。
2.3實驗總結
建立在對實驗過程及實驗結果有詳細記錄的基礎上,要求學生完成實驗報告總結,包括實驗目的、實驗材料、儀器與設備、實驗步驟、結果與分析。部分小組實驗現象并非和預期的一致,教師通過引導學生對出現的現象進行分析,鼓勵學生對新出現的現象進行探討,可能說明了實驗的失敗,也可能說明這是一種新的現象,值得進一步的深入探討。部分小組的實驗結果不理想,教師鼓勵學生自己分析原因,完善實驗方案,改進操作方法,反復進行實驗最終取得滿意的結果。設計性實驗的評價并不簡單地依賴于是否取得圓滿成功的結果,而是綜合地衡量整個實驗過程的各個環(huán)節(jié),包括組員間的協(xié)作精神。實驗報告的撰寫占很小的比重,更重要地是對實驗結果的分析。
3開展設計性實驗的體會
設計性實驗以6個人為一個小組,要求以小組為單位共同設計并完成實驗。在這一過程中,涉及的知識面比較廣泛、實驗內容豐富、工作繁雜,對于一個剛接觸微生物不久的學生,很難獨立完成這一工作,必須加強團隊合作,集體討論立題,明確分工,實驗實施過程中互助,發(fā)揮集體的優(yōu)勢,這樣的協(xié)作過程使學生產生了團隊意識,培養(yǎng)了團隊精神,為今后的學習和工作都打下了良好的基礎。設計性實驗內容均為學生根據自己的興趣選擇,內容多樣,涉及的知識面較廣[8]。立題之初,需要教師對實驗方案的可行性進行審核,提出方案中可能存在的不足,與學生討論后完善方案。實施過程中可能會出現從未遇到的情況,以及可能會面對學生提出的各種問題,這些都是在其它實驗教學中沒有遇到的,這就要求教師具有較廣的知識面,而且必須在科研實驗的一線,不斷學習,提高自身的科研水平,才能有效地對學生進行指導。常規(guī)實驗教學以教師為主體,實驗準備工作都由老師完成,學生主動性差,僅按部就班完成,即使沒經過預習也可以按照老師給予的實驗步驟完成[9]。設計性實驗建立在常規(guī)實驗的基礎上,要求學生從實驗項目的選擇、實驗操作,實驗結果觀察到匯報考核都要自主完成,主觀能動性得到較大的發(fā)揮。將知識傳授和技能培養(yǎng)有機結合起來,突出學生的主體地位,促進實驗教學層次的提高。
4結語
設計性實驗教學的開展使學生有機會選擇自己感興趣的項目,有機會全程參與實驗過程,有機會涉足實驗材料的取得、實驗試劑的配制等[10]。通過實驗,加深對實驗原理的理解。盡管設計性實驗實施過程中存在一些不足,然而它在培養(yǎng)學生動手能力及科學思維方面優(yōu)勢明顯,是今后實驗教學改革的一個重要方向[11]。我們通過這些嘗試積累經驗,結合社會生活的實際,拓寬設計性實驗的涉及面,增強知識的實用性,從而提高應用型本科院校學生的動手操作能力。
參考文獻
[1]劉勝貴.微生物學實驗教學模式的探索與實踐[J].微生物學通報,2006,33(6).
[2]田穎,劉俠.微生物課程改革與職業(yè)技能鑒定銜接初探[J].微生物學通報,2007,34(1).
[3]孟建宇,李蘅.微生物學開放式實驗教學模式的改革探索[J].中國細胞生物學學報,2014,36(9).
[4]吳石金,黃海嬋.談談“自助式”微生物學實驗教學模式[J].微生物學通報,2006,33(2).
[5]紀燕玲,于漢壽,汪素美,趙明文《.基礎微生物學實驗》課程中設計性實驗的探索[J].微生物學通報,2007,34(5).
[6]朱鐵群,成慶利.微生物學設計性實驗教學個案分析[J].微生物學通報,2007,34(5).
[7]張桂然,張紅梅,李欣.生物學開放式實驗教學的實踐與探索[J].實驗技術與管理,2013,30(7).
[8]肖紅霞.開放式實驗教學對創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)的內在機理[J].實驗室研究與探索,2011,30(8).
[9]范瑋.創(chuàng)新高職院校開放式實驗教學模式之我見[J].教育與職業(yè),2013,35.
[10]牛雅瓊,謝國梅,那冬晨,閆桂琴,王祎玲,王華峰,李琪.遺傳學開放式實驗教學的探索[J].生物學通報,2012,47(1).
篇5
關鍵詞:微生物學;實驗教學;改革
隨著現代生命科學的迅猛發(fā)展,對生物學專業(yè)學生的需求在日益增加。與之相適應,許多高等院校都相繼設立了生物技術、生物工程、生物制藥等相關專業(yè)。微生物學是生命科學中各專業(yè)重要的專業(yè)基礎課。如何進行微生物學實驗課教學改革,是廣大微生物學教育工作者面臨的新課題。
由于微生物學內容豐富,涉及面廣,實踐性強,傳統(tǒng)的實驗課程教學體系已遠遠不能滿足學生今后的發(fā)展。在微生物實驗教學中,我們發(fā)現雖然在詳細講解后進行操作演示,但學生對標準的操作要領并不能很快掌握,以至于在實驗過程中還是犯同樣的習慣性錯誤。學生不能很好的掌握實驗過程中的具體和關鍵性的標準操作,不能很好的鍛煉學生的動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,加大實驗教學力度,強化實踐教學環(huán)節(jié)等方面的改革勢在必行。實驗教學課件可以實現實驗過程中的一些細節(jié)表現。學生可以根據自己的情況有選擇的學習或對難點、重點反復的觀看和學習。課件操作方便,使用多媒體技術即可自動演示實驗過程,可以加強學生對實驗操作的認識和思考,提高實驗教學的質量。調整和增加新的實驗項目將一些獨立的知識點貫穿起來,既能增加學生的學習效率,又利于對大學生綜合素質的培養(yǎng)與提高,激發(fā)學生的學習興趣。
一、擴充和改進微生物實驗項目,調整驗證性和綜合性實驗項目的比例
為了培養(yǎng)學生的綜合實驗能力和學生的創(chuàng)新能力,體現微生物學實驗改革的科學性和實用性,經過多年的摸索和實踐對已有實驗項目進行了調整和改進。新增加實驗項目2項:菌群生長動力學實驗和抗生素抗菌譜及抗生菌的抗藥性測定;調整實驗項目2個:① 實驗室環(huán)境和人體表面微生物的檢查。該部分是將“實驗室環(huán)境及人體表面微生物的檢查”這一實驗(6學時)進行延伸。調整后的內容是以該實驗為主線,在達到上述目的的基礎上,再加上細菌的劃線分離、純培養(yǎng)及菌種保藏等內容,從而讓學生較系統(tǒng)的學習培養(yǎng)基制備、高壓滅菌、無菌操作技術,細菌培養(yǎng)、劃線分離、純培養(yǎng)技術、通過菌落特征對細菌進行簡單分類以及菌種的保藏等知識和技能訓練。另外,以該實驗為例子,給學生灌輸從環(huán)境中篩選菌種的方法步驟等。通過本部分的學習,學生能夠基本掌握微生物相關操作,建立無菌操作概念,了解菌種的篩選分離等基本知識,為以后的實驗準備工作和研究型教學奠定基礎。② 將原來的“土壤微生物的分離和純化(8學時)”改為“土壤微生物的分離純化和鑒定(不限學時)”。調整后該部分內容是讓學生以小組為單位對感興趣的課題進行文獻調研、實驗設計、實驗操作,篩選出自己感興趣的菌株并進行鑒定(包括分離株的菌落特征、菌種的形態(tài)、大小、染色特性、生理生化特性等,再結合伯杰氏手冊進行鑒定)和一定的應用研究(如特殊降解性能),最后以科技論文的形式提交實驗報告,以及進一步延伸作為自己的學士學位論文選題研究。在實驗過程中,開放實驗室,學生可以充分利用課余時間,根據需要安排時間。
針對微生物實驗在內容上的調整,我們設計了新的實驗教學結構層次。將實驗重組為基礎、專業(yè)、研究性三個教學層次,各層次均由指導、自主、綜合、設計等由易到難、循序漸進、不同要求的實驗組成;以課程、課外,必做、選做,開放等多種形式開設;開放性實驗是在教師的指導下,學生獨立設計,獨立準備和操作,從材料的準備到實驗結束的全過程,都由學生獨立完成,完成較為完整和系統(tǒng)的實驗課題,使學生品嘗自己的研究成果。
二、標準化實驗操作光盤和實驗教學課件的制作
為滿足微生物學實驗課教學的需要,豐富教學手段,課程組組織以實驗操作經驗豐富的教師為主,錄制了一套標準化實驗操作光盤,制作成教學課件(尤其是操作較為復雜,結果不易觀察的實驗,如:酵母菌的形態(tài)觀察、死活細胞的鑒別)。將實驗原理、實驗目的、實驗器材、操作步驟、注意事項以及一些微生物形態(tài)與結構以試聽形式展現給學生,這不僅增強了實驗操作演示的生動性,增加了教學的直觀性,而且還使學生能很快掌握操作要領,加強了記憶,從而提高了實驗教學水平。
三、改進實驗教學的考核評價體系
傳統(tǒng)的實驗考核的方式主要以實驗報告為主,針對這樣的考核方式,學生常出現相互之間抄襲,作業(yè)敷衍的現象,既不能反映學生實驗的真實水平,考核指標也比較單一。針對這些問題,結合實驗教學的改革實際,我們重新制訂了實踐教學評價標準。首先加大了實驗成績在該課程總成績的中比例,由原來的10%提高到20%;成績構成包括理論水平、實際操作技能和實驗報告三部分,將開放性實驗設計方案納入評分范圍,實驗進行過程中記錄平時成績,對實驗結果不做硬性要求,但可作為評分參考。
四、總結
實驗課大多為理論課的附屬課程,實驗成績往往作為理論課成績的參考或以很低的比例計入理論課成績,在一定程度上造成了學生輕視實驗學習和實驗能力的培養(yǎng)。微生物實驗課是生命科學所有本科專業(yè)的必修基礎課,每年有幾百名學生進入實驗室學習,對實驗項目的的調整可使眾多學生受益。目前調整的實驗項目和教學課件已經用于實驗教學,效果很好。與以前相比,學生能夠更好地掌握微生物最基本的操作技能,了解微生物學的基本知識,加深對微生物知識的理解;學生的學習興趣、創(chuàng)造性、積極性都被充分挖掘、調動起來,能夠主動地去了解日常生活中的微生物與我們人類的關系,并且養(yǎng)成了良好的學習習慣,為今后的學習打下了堅實的基礎;學生能夠與別人很好的協(xié)調與合作,培養(yǎng)了他們的團隊精神??傊ㄟ^項目調整提高了實驗教學質量,培養(yǎng)了學生的綜合素質。今后我們還將繼續(xù)進行改進,以期獲得最佳的教學模式,推動實驗教學的改革進程,使實驗課教學真正能夠達到應有的效果。
參考文獻:
[1] 沈萍,范秀容,李廣武.微生物學實驗[M].第三版.北京:高等教育出版社,1999.
[2] 周德慶.微生物學實驗教程[M].第二版.北京:高等教育出版社,2010.
[3] 金正一.建設開放性實驗室的思考與實踐[J].實驗室研究與探索,2007,26(1):124.
[4] 韓冰,李蘅,孟建宇.生物技術專業(yè)大學生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索[J].中國成人教育,2007,22:144~145.
篇6
關鍵詞: 水生生物學 實驗教學 教學改革
1.引言
水生生物學是水產養(yǎng)殖和生物學專業(yè)的專業(yè)基礎課。本課程比較系統(tǒng)和完整地介紹了各類群水生生物的形態(tài)特征、分類地位、生活方式、地理分布與經濟意義。重點介紹作為餌料種類、經濟種類和作為生物環(huán)境的水生生物的個體生物學知識。同時它也是一門實驗性很強的學科,學生對水生生物學知識的學習及技能的培養(yǎng)離不開實驗。隨著教學計劃總學時的減少,本門課程課時不足,一些實驗內容無法安排,再加之實驗設計不合理,教師及學生對教學實習的認識不到位,操作上的不重視,滿足不了學生實踐技能培養(yǎng)的要求,如不適時進行實驗教學體系改革,就不能適應新形勢下對高校實驗教學改革的需要,而且直接影響到高職專業(yè)人才的素質和質量。為此,我著重論述了該課程實驗教學改革的一些做法與體會,供同行參考。
2.水生生物學實驗教學現狀分析
2.1存在著重視理論講授,輕視實驗動手能力培養(yǎng)的現象。實驗課沒有單獨設課,而是依附于理論課中,致使理論課學時遠大于實驗課學時(總課時64學時,實驗課只占20學時),遠遠滿足不了學生實踐技能培養(yǎng)的要求。
2.2實驗成績在整個課程成績中所占比重過小,只占10%,同時教師對實驗成績的評價缺乏科學、有效的評價方法,對學生的考評只注重學生實驗課上的表現及實驗的結果,只注重知識的驗證,忽視學生能力的培養(yǎng)。
2.3實驗設計不合理,觀察性、驗證性實驗多,探究性、綜合性實驗少。目前,水生生物學實驗教學通常是依賴于理論課教學,教師先把某一類群生物的形態(tài)特征、生活方式與分類地位詳細講解,并提前準備好實驗材料、藥品、儀器設備等,先由教師講解實驗方法、演示實驗步驟,之后讓學生模擬觀察。學生對實驗準備過程和實驗方法步驟的設立缺乏必要的思考和理解,學生的主體性地位未能充分體現,實驗在被動中進行。
2.4對水生生物學教學實習重視不夠。原先的教學計劃中有教學實習的時間和內容,由于教學計劃總學時的減少,將為期一周的教學實習取消,實習內容分散到課堂實驗中進行,致使綜合設計性實驗在時間上難以保證,在實際操作中難以有效開展,不利于學生綜合運用知識和各種實驗技能及綜合分析問題能力的培養(yǎng)。
2.5受實驗室條件及實驗思路的限制,實驗材料仍依賴于野外采集,致使在實驗教學時間的安排上不能與大自然實際很好地結合。藍藻作為比較低等的原核生物被編排在課本的第一章,野外采集到的實驗標本大多為冷水性的金藻或黃藻。因為藍藻的高發(fā)期在高溫季節(jié),且微型浮游生物很難采到單一種類占絕對優(yōu)勢的標本,每次實驗學生總能觀察到多次觀察過的種類,感覺每次實驗都差不多,失去了觀察的興趣,嚴重影響了實驗效果。
2.6學生本人對實驗、實習的認識不到位。有些學生仍沿襲高中階段的學習方法與學習思路,把主要精力集中在看書、做練習,認為只要把理論課考好就行了,動手操作等到了工作單位有需要時再學來得及;有些學生實驗態(tài)度不端正,在高中階段就沒認真做過實驗,連顯微鏡的最基本操作都不會,上課應付了事,實驗結果抄襲,實驗報告虛假。
3.以素質教育為中心,構建水生生物學實驗教學新體系
3.1加強基礎實驗教學,培養(yǎng)學生的基本技能,提高學生的動手能力。
結合水生生物學課程特點及技能培養(yǎng)要求,觀察浮游動植物常見種類形態(tài)特征,培養(yǎng)學生觀察、解剖各類水生生物的形態(tài)特征和鑒別分類地位的基本方法和技能,熟悉常見和主要的水生生物的生物學和生態(tài)學特征,使學生初步具備鑒別主要水產餌料生物種類的能力。
3.2增加研究性、探究性實驗,培養(yǎng)學生自主學習、獨立實驗的能力。
在綠藻門實驗教學中,讓學生自己去實地采取水綿活體標本,由學生自己在顯微鏡下觀察探究水綿的特征、綠藻門的特征,研究其生態(tài)分布等。在枝角類大量繁殖季節(jié),教師帶學生進行實地觀察,觀察其運動狀態(tài)、集群方式、色澤變化、分布區(qū)域等,然后由學生自己決定采樣方式、采樣時間和采樣區(qū)間及深度,自己進行探究性實驗,觀察總結其形態(tài)特征、生態(tài)分布特點,以及與其它餌料生物之間的關系,等等。同時開放實驗教學空間,將學生帶入大自然中進行教學,如水生維管束植物實驗教學就是利用當地的自然資源及特色進行野外實驗教學,組織學生到蕭山湘湖、杭州西湖觀察水生植物的形態(tài)及生長狀態(tài),正確區(qū)分挺水植物、浮葉植物、漂浮植物及沉水植物四大類群,分析植物形態(tài)與生長方式及環(huán)境之間的關系,理論應用于實際,培養(yǎng)學生熱愛大自然,熱愛科學的思想情懷。
3.3利用綜合實習機會,開展綜合設計性實驗,培養(yǎng)學生綜合運用實驗技能分析和解決問題的能力。
在基礎實驗教學基礎上,與魚類學、水化學、生態(tài)學等其他相關課程密切合作,開展為期2周的教學實習,以養(yǎng)殖水域漁業(yè)資源調查與利用為主要內容,調查研究學校魚苗繁育場、錢塘江三江口水域生態(tài)系統(tǒng)生物種類組成、密度和生物量,以及與其他生態(tài)因子的關系,將知識系統(tǒng)化、科學化,培養(yǎng)學生分析問題、解決實際問題的綜合能力。
3.4因材施教,為有興趣的學生開辟“自留地”,培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)。
在基礎實驗過程中,有些學生不滿足于觀察現成的標本,更不滿意“雜種”標本,想通過自己的努力,親自培養(yǎng)單一種類的純種標本。為鼓勵學生的探索精神,滿足學生的求知欲望,教師創(chuàng)造一切可能的條件,在實驗室、育苗場的溫室大棚等地方為學生開辟“自留地”,由學生自己選題,組織成員,分工合作,進行實驗材料的選擇、實驗步驟的設計和完成。有些學生選擇設計生態(tài)養(yǎng)殖玻璃缸;有些學生通過采樣、分離、培養(yǎng)單細胞藻類、輪蟲或枝角類等。這種做法,既培養(yǎng)了學生獨立思考、自主學習的能動性,而且在實驗中每個成員必須相互配合、相互協(xié)作,認真完成每個步驟才能最終保證實驗的成功,增強了學生的責任心和合作意識。學生對自己培養(yǎng)的成果視若珍寶,觀察也特別認真、仔細。最后固定、保存,還為下一屆學生提供實驗標本,以此展開良性接力。
4.完善考試考核方法,提高學生實驗興趣,保證實驗質量
實驗課考試單列成績,成績包括上課綜合表現(20%)、實驗報告成績(30%)和期末考試成績(50%)三部分。
4.1上課綜合表現考核,克服了以往上實驗課人到心不到、手不到的弊端。
該項成績評定主要包括學生有否遲到、早退;能否積極參與實驗材料的準備;動手操作的熟練程度;同組成員間的相互合作精神;有否新的實驗思路等,是一種定性的考核方法,注意鼓勵學生的創(chuàng)新行為,著眼于學生的進步與發(fā)展。
4.2改革實驗報告的寫法和要求,客觀上避免了實驗報告的抄襲、作假,保證了實驗報告成績的公平、客觀。
每次實驗都要求學生認真作好實驗原始觀察記錄,要求寫出題目、日期、實驗目的、材料的來源或培養(yǎng)方法、實驗步驟等,實驗結果要簡明扼要地客觀說明、分析討論,力求客觀真實,有理有據。培養(yǎng)了學生獨立操作、獨立思考的能力,從源頭上避免了實驗結果的抄襲作假,注重學生科研素養(yǎng)的培養(yǎng)。
4.3實驗期末考核,有利于學生更牢固地掌握知識,提高實驗綜合素質。
實驗測試注重考查學生的實驗基本操作技能和各種能力的培養(yǎng)情況。測試內容包括實驗儀器、用品的使用方法,實驗步驟的編排創(chuàng)新,動手操作的熟練程度,實驗現象的科學分析、實驗結果的正確程度等方面,是定性與定量的有機結合,注重學生個性的發(fā)展。
5.結語
以上的實踐教學,培養(yǎng)了學生的基本科研作風,提高了學生綜合分析實際問題的能力,實現了以學生為本,以培養(yǎng)學生實踐動手能力、科學思維能力、研究創(chuàng)新能力為宗旨,強化了實踐育人的觀念,充分發(fā)揮了實驗教學在人才培養(yǎng)中的自主性和創(chuàng)新性,取得了較好的教學效果。
參考文獻:
[1]魏為民.改革水生生物學實驗教學強化學生的實驗技能[J].黑龍江水產,2004,102,(4):30-31.
[2]趙文,劉青,劉煥亮.水生生物學課程體系、教學內容體系和實踐教學體系的構建與實踐[J].中國現代教育雜志,2003,24,(8A):14-15.
篇7
運用分子生物學實驗技術探索生命科學的奧秘,構建完善的實驗教學體系是分子生物實驗學教學的重要任務,在傳統(tǒng)的教學模式下,分子生物學實驗教學需要配合實驗室的建設以及實驗資源的配置情況,既缺乏有效的實驗教學方法,又沒有形成獨立的分子生物學實驗教學體系,對分子生物學實驗教學的效率也產生了較大的影響,所以需要通過有效的途徑促進分子生物實驗教學體系的完善,促進其教學效率的提升。
一、分子生物實驗教學存在的問題
1.實驗室以及實驗資源有限
分子生物學是一門新興學科,因此在高校教育活動的開展方面仍然會受到諸多因素的影響,其中最重要的就是資金的投入。當前,高校在分子生物學實驗室的建設方面投入的資金十分有限,與其他經典學科相比顯然更少,但是分子生物學實驗對于實驗室以及實驗設備都有較高的要求,很多設備都需要從國外進口,價格十分昂貴,很多高校在資金的負擔方面都有很大的壓力,因此也影響了分子生物學實驗教學的效率。
2.缺乏足夠的實驗技術人員
分子生物學在我國教育體系中的起步時間相對較晚,所以相關的教學人員和技術人員的數量十分有限,很多高校在分子生物學實驗教學方面都需要聘請專門的技術人員,而人員的缺乏也成為了限制分子生物學實驗教學的另一個重要因素。雖然我國教育機構也在積極培養(yǎng)分子生物學的專業(yè)技術人員,但是人員的數量以及其成長速度,都無法滿足當前分子生物學實驗教學的需求,不能保證分子生物學實驗教學的有效開展。
3.教學內容的設置缺乏科學性
分子生物學是一門跨學科的綜合性教育課程,因此其教學內容涉及到生物、醫(yī)學以及藥學等多個領域,這就涉及到知識的連接性與滲透性,因此在分子生物學實驗教學的內容設置方面,需要考慮其綜合性。但是從當前分子生物學實驗教學的內容設置方面來看,顯得較為單一,往往只是集中在某個領域,缺乏對實驗教學系統(tǒng)的考慮,而且沒有形成科學的實驗教學評價體系,對于分子生物學實驗教學的效果無法做出準確、科學的評價,無法為后續(xù)教學活動的開展提供必要的依據。
二、分子生物學實驗教學的改進策略
1.加大實驗室和實驗設備的資金投入
高校現有的實驗室設備和資源無法滿足分子生物學實驗教學的需求,因此需要加大實驗室以及實驗設備的資金投入,積極引進國外先進的實驗設備,提高分子生物學實驗的精準性,才能提高分子生物學實驗教學的有效性。同時,為了保證分子生物學實驗教學的有效開展,需要加大相關技術人員和實驗教學人員的素質培養(yǎng),為分子生物學實驗教學的有效開展提供足夠保障。
2.完善分子生物學實驗教學的內容
根據分子生物學的特點以及教學大綱的要求,在注重分子生物學常規(guī)實驗內容的基礎上,適當加入更多可以凸顯專業(yè)特色的實驗教學內容,如大腸桿菌活化、質粒DNA提取等,注重分子生物學與其他相關學科的結合。同時在實驗教學的選取方面,要考慮到學生對于知識的掌握程度,由淺入深、循序漸進,使學生可以參與到實驗中,并且感受分子生物學的神奇,才能激發(fā)學生求知的欲望,獲得良好的學習效果。
3.創(chuàng)新實驗教學方法
為了提高分子生物學實驗教學的有效性,需要改進傳統(tǒng)的教學方法。分子生物學實驗教學中包含很多復雜的實驗,學生理解和記憶的難度都較大,如果教師僅僅采用示范和講解的方法,顯然無法給學生留下深刻的記憶,因此要對現有的實驗教學方法進行必要的調整,使每個學生都可以參與到實驗中,親自操作和演示,也可以在教師的指導下由學生自行設計實驗方案,這種方法可以激發(fā)學生的興趣,同時也有利于培養(yǎng)學生的自主學習能力和研究能力,對于提高學生的綜合實驗能力有較大的幫助。
4.構建科學的實驗教學評價體系
對實驗教學的結果做出準確、客觀的評價,可以了解學生的學習情況以及對知識的掌握情況,同時也可以為后續(xù)教學活動的調整提供必要的依據,有利于提高實驗教學的針對性和可操作性,促進分子生物實驗教學改革的不斷深化。
篇8
論文關鍵詞:資源微生物學;實驗;教學改革
論文摘要:資源微生物學是一門實驗性很強的學科,為了提高該課程實驗教學質量,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和綜合素質,從實驗教學內容、實驗教學方法和實驗教學手段3個方面入手,對資源微生物學實驗教學改革進行了探討。
自20世紀以來,自然資源的保護及有效利用引起了人們空前的重視。植物資源、動物資源和微生物資源是自然資源的核心部分。其中,微生物資源擁有其他生物資源所不具備的、特有的生態(tài)學和經濟學意義。其具有生產速率高、生物轉化活性強、易實現工業(yè)化生產等特點,因而具有極為廣闊的應用前景。微生物資源的開發(fā)利用已成為現代應用生物學領域的研究熱點之一,在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學等各個領域已得到了廣泛的應用,并有效地服務于人類。資源微生物學實驗課程通過具體的實驗技術操作使學生了解課程相關理論內容,掌握基礎知識并將各類信息進行新的組合,創(chuàng)造出新的方法、新的思路,從而提高學生的科學與實際動手操作能力[1,2]。但是在傳統(tǒng)的實驗教學過程中,學生只是嚴格按照事先設定好的實驗步驟逐項進行,整個實驗過程缺少操作者自己的主觀能動性。這種機械化實驗教學模式容易導致學生的思維定勢,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學生的實驗技能也得不到系統(tǒng)的訓練和提高。為了提高資源微生物學實驗教學和課堂教學的質量,提高學生各方面的綜合素質,筆者對資源微生物學實驗教學改革進行了探討。
1慎重選取實驗教學內容
資源微生物學是以微生物學為核心,涉及生物化學、有機化學與無機化學等的交叉學科,其實驗內容的總體要求是熟練掌握資源微生物學的基本實驗操作技能。實驗教學面向生物工程專業(yè)的學生,開設資源微生物形態(tài)特征的識別、能夠促進農業(yè)生產的微生物檢測、以農作物下腳料為培養(yǎng)基的食用菌栽培以及與生物前沿技術相接軌的前瞻性實驗等教學內容。
資源微生物學的一項重要教學內容就是要根據微生物的形態(tài)特征識別相關資源微生物,利用有益微生物的代謝活動制造更多的生物農藥、生物肥料、植物保健劑以及相關食品與藥品。因此,在實驗教學中開設了微生物形態(tài)觀察實驗,對農業(yè)生產及醫(yī)藥、食品行業(yè)中常見的微生物,如根瘤菌、菌根菌、放線菌、酵母菌等進行培養(yǎng)、觀察。通過具體的實驗操作,培養(yǎng)學生識別和繪制農業(yè)生產等相關領域常見菌類個體形態(tài)圖的能力,掌握不同微生物類群的菌落特征,使學生對資源微生物的特性有感性的認識,加深對理論內容的理解,以提高課堂教學質量。
目前,國內能源短缺和環(huán)境污染問題形勢依然嚴峻。對于培養(yǎng)生物技術專業(yè)人才的院校來說,將開發(fā)利用微生物資源的實驗作為重點內容是理所當然的。為了加強學生對資源微生物的開發(fā)應用能力,實驗中應當開設像微生物菌種培養(yǎng)與保存、食用菌栽培、微生物代謝調控及微生物代謝物生物活性分析等實用性較強的實驗課程。另外,在微生物培養(yǎng)實驗進行過程中,要適時向學生介紹培養(yǎng)條件對微生物生長和代謝的影響以及相關微生物檢驗檢測方法,以拓寬學生的知識面,為將來從事微生物資源開發(fā)和利用工作打下堅定的基礎。
近年來,分子生物學實驗技術發(fā)展迅速,作為該學科基礎的微生物學只有與分子生物學相結合才能具有更大的發(fā)展?jié)摿Α榱耸箤W生全面了解生物學技術發(fā)展的現狀,在設置實驗內容時應該考慮將一些簡單的分子生物學方面的實驗內容,如核酸的分離與純化等,作為提高實驗并加入到資源微生物學實驗中。
2改革實驗教學方法
對實驗教學方法進行改革是對傳統(tǒng)教學方法弊端的修正,改革后的教學方法應該有利于充分調動學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性,有利于培養(yǎng)學生觀察、思考、分析和解決問題的能力,有利于學生在科學實驗中培養(yǎng)嚴肅的實驗態(tài)度、嚴謹的科學作風[3,4]。為了改善實驗效果,激發(fā)學生的實驗積極性,可從以下幾個方面對實驗教學進行改進。
2.1鼓勵學生參與實驗準備工作
實驗準備工作繁多是資源微生物學實驗的特點之一。以往每次實驗前大量的洗刷、包扎、滅菌培養(yǎng)基的制備、溶劑配制等工作需要花費教師大量的時間來完成,而學生在實驗中坐享其成,雖然在較短的時間內就可以完成實驗,但對實驗內容的理解并不深刻,效果不佳。鼓勵學生在教師的指導下開展實驗準備工作,使他們有更多的機會參與到實驗中,有利于他們系統(tǒng)地掌握實驗方法和技能,也利于他們產生長時間自覺學習的動力;同時也減輕了教師的實驗負擔。
2.2嚴格實驗基本技能的訓練
實驗基本技能是實驗完成質量好壞的決定因素,也是培養(yǎng)學生動手能力和實驗能力的重要環(huán)節(jié)。因此,在實驗進行過程中教師要經常巡回檢查,隨時指出學生在操作中存在的問題。對于存在的問題教師要認真分析,親自示范、及時糾正,不放過任何一個不規(guī)范的細節(jié)操作,嚴格要求實驗紀律,培養(yǎng)學生養(yǎng)成嚴謹求實、踏實規(guī)范的科學實驗作風。
2.3規(guī)范實驗報告的書寫
實驗報告是教師對學生實驗完成情況的一種書面評價方式。規(guī)范的實驗報告應包括預習報告、過程報告和結果分析報告幾個部分。實驗開始之前教師先對學生的預習報告進行檢查;實驗進行中教師應該要求學生如實、客觀地記錄實驗過程及實驗結果;不管實驗成敗與否,實驗后都要認真分析實驗過程并總結實驗中要注意的事項以加深記憶。學生的實驗報告,教師要仔細批閱寫出評語。不規(guī)范的報告要指出問題所在,對于普遍存在的問題要在課堂上集中講解。
3充分運用多媒體教學手段
傳統(tǒng)的實驗教學過程中,教師為了加強教學效果均利用掛圖使學生客觀、感性地認識微生物。但是資源微生物的形態(tài)結構非常微小,非肉眼所能見,教師即使花費大量的時間進行描述、解釋也不能取得到好的效果,學生對教學內容難以掌握,甚至在觀察微生物形態(tài)時找不準正確的觀察對象。
在科學技術迅猛發(fā)展的今天,隨著教學體制改革的不斷深入,多媒體現代化教學手段得到越來越廣泛的應用。教師可以將這種教學手段充分運用到實驗教學中,將文本、圖形、圖像、動畫、聲音、視頻等融為一體,實驗中教師可以邊播放多媒體資料邊講解,以解決傳統(tǒng)教學中解釋不清的教學難題,減輕教師的教學負擔。另外,多媒體手段的應用可以對學生的感官形成刺激,能夠使學生直接地明晰抽象的微生物世界,激發(fā)學生的學習積極性,幫助學生準確地掌握重、難點,提高學習效率。
4結語
上述實驗教學改革措施的實施會很大程度上調動學生的實驗積極性,激發(fā)他們上好實驗課的熱情,削弱其實驗依賴性,使他們在實驗過程中真正發(fā)揮主觀能動性,確立其實驗主體地位。通過改革后的實驗課教學,學生獨立分析、解決問題的能力得到提高,嚴格的實驗作風和嚴謹的科學態(tài)度得到培養(yǎng),為學生將來從事微生物資源開發(fā)和利用及相關科研工作打下堅實的基礎。
5參考文獻
[1] 陶思源.本科微生物學實驗教學改革初探[J].遼寧行政學院學報,2005,7(4):211-212.
[2] 陳宏偉.微生物學實驗教學方法的改進[J].微生物學通報,1997,24(6):381-382.
篇9
興趣是學習最好的老師,但是現在單一的教學方式往往使學生處于被動地位。因此,改變學生的學習地位,配合多元化的教學方式來調動學生學習的積極性成為亟待解決的問題。
1.1變被動學習為主動學習
中國當前的教育模式幾乎仍是填鴨式教學,而實驗課的教授更是老師講解為主,學生完全處于被動地位。許多學生在細胞生物學實驗過程中不知前因后果,只是草率結束實驗,課后將實驗內容拋之腦后,一無所知。為調動學生的主觀能動性,在實驗開始前,只是簡單介紹相關的知識,提出實驗目標。然后由學生在課下預習實驗內容,查找資料,熟悉每一個實驗步驟的原理、所需試劑的作用及配備方法,做好充足的準備工作。在細胞生物學實驗結束后,分組討論在實驗過程中出現的問題,及對結果的多樣性進行分析,鼓勵大家暢所欲言,探討該次實驗內容能夠用于解決哪些實際的問題。最后,要求學生認真整理出一份實驗報告。在整個實驗過程中,老師只起到引導、鼓勵及評價的作用,而使學生處于主動地位。突然之間的角色轉變使很多同學學習起來有些吃力,但是堅持一學期下來,發(fā)現學生的自主學習能力明顯提高,這正是“授之以魚,不如授之以漁”。
1.2變傳統(tǒng)教學為多元化教學
現在一些高校的細胞生物學實驗課教學方式仍為傳統(tǒng)的板書講解,這種教學方式早已不符合時代的發(fā)展。為使學生更直觀生動的了解實驗過程,將實驗過程制作成錄像,上課前通過多媒體播放教學示范錄像。例如,對于原代培養(yǎng)細胞實驗,前期的準備工作繁瑣,耗時長,不可能每個同學都參與,這時通過播放教學示范錄像,使學生深刻了解整個實驗的來龍去脈。另外,在實驗課上由“老師講”變?yōu)椤皩W生講”。課前要求學生預習實驗目的、原理及注意事項等,上課時隨機挑選學生為大家講解,其他同學對講解的內容進行補充和糾正。在顯微鏡的使用實驗課中,將學生分為2~3人的小組,小組中的每位同學分別操作顯微鏡,其他同學在旁觀看,指出這位同學在操作過程中存在的問題,進而加深學生對顯微鏡使用方法及注意事項的印象。
2考核方法的改革
隨著對實驗課的重視程度提高,細胞生物學實驗課成績在總成績中所占比例也相應增加。實驗課的考核不再只依靠實驗報告,而在于對學生實驗原理的掌握及實驗操作能力的評價。通過課前提問形式,了解學生的預習情況并給予一定評分。在實驗課結束時,隨機抽取部分學生,考核其對該次實驗中關鍵技術的掌握,如顯微鏡、離心機、天平等儀器的正確使用及臨時裝片的制備,并敘述在操作過程中的注意事項等,從而對學生的操作技能進行測試。另外,在批改實驗報告時,主要依據學生對實驗數據的分析及總結程度給予評分,強化學生的分析思考能力。
3結語
篇10
關鍵詞 環(huán)境微生物學;實驗教學;教學改革
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2017)02-0132-02
Study on Reform of Experimental Teaching of Environmental Microbiology//XU Xiaohong, ZHU Hongli, LIU Hong
Abstract Aiming at the problems existing in the process of experi-mental teaching, it discusses the reform of experimental teaching of Environmental Microbiology. The reform of experimental teaching is to cultivate students’ comprehensive quality and innovative ability.
Key words environmental microbiology; experimental teaching; education reform
1 前言
h境微生物學是江蘇大學環(huán)境工程和環(huán)保設備工程本科專業(yè)的專業(yè)基礎課,以微生物學為基礎,結合環(huán)境科學、環(huán)境工程等學科,是一門具有很強實踐性和應用性的綜合性課程[1]。為適應高校培養(yǎng)環(huán)境類應用型人才的需要,必須強化學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力[2],而這些能力的培養(yǎng)需要在實驗教學中得到強化和提升[3-4]。
實驗在教學中的作用主要是通過實體實驗使學生增強自主學習能力,掌握基本實驗技能,提高綜合設計能力,學會科學實驗方法[5]。環(huán)境微生物實驗教學是環(huán)境微生物學課程的重要組成部分,體現了理論知識的實踐和應用,也是以教學形式培養(yǎng)學生良好的科學習慣的重要途徑[1]。針對江蘇大學目前環(huán)境微生物實驗教學中存在的主要問題進行思考,對環(huán)境微生物實驗教學的改革進行探討,更好地培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新精神。
2 環(huán)境微生物實驗教學中存在的問題
實驗內容陳舊,與實際應用脫節(jié) 江蘇大學自設立環(huán)境工程本科專業(yè)以來,環(huán)境微生物實驗內容總體上是以微生物基本操作為主,包括培養(yǎng)基的配制及滅菌,土壤微生物的培養(yǎng)、觀察和計數,實驗用模式微生物的觀察和測定,以及革蘭氏染色等。實驗教學內容較單一,與課堂教學內容未能有機結合,某項實驗內容與課堂教學中相應的理論知識沒有做到同步一致,使得實驗教學與課堂教學安排彼此孤立。
此外,實驗內容沒有與環(huán)境專業(yè)緊密聯(lián)系起來,體現不出環(huán)境微生物實驗的專業(yè)特色。學生僅通過這些常規(guī)微生物實驗內容,不能真正對微生物在污染物生物處理過程中的應用有深刻的體會和認識,也就激發(fā)不出對課程學習的熱情和積極性。
實驗教學方法傳統(tǒng),手段不夠多元化 傳統(tǒng)的環(huán)境微生物實驗教學模式形式單一,教師進行實驗原理和步驟的講解、簡單的操作演示,在有限的實驗學時下實驗效果不理想。目前實驗室已擁有較完善的儀器設備,如多媒體、高速成像系統(tǒng)、顯微攝像等,但是真正用于本科實驗教學中的不多。此外,隨著科技和現代化技術的不斷發(fā)展,將實驗項目開發(fā)成虛擬仿真實驗,在高校中的應用越來越廣泛。
實驗成績考核模式固化,未突出學生的綜合能力 目前傳統(tǒng)實驗教學考核主要以實驗報告打分為最終考核成績,尤其是分組實驗,往往忽略了實驗過程中認真思考和進行實驗操作的學生,考核結果較片面,不能突出學生的綜合實踐能力。由于考核方式簡單,學生思想上不夠重視實驗課,缺乏實驗訓練的主動性和積極性,實驗教學效果大打折扣。因此,實驗教學嚴格的考核是正確引導和激發(fā)學生學習積極性,提高實驗教學質量的有效手段[1]。
3 環(huán)境微生物實驗教學改革
實驗教學內容體系的調整 環(huán)境微生物學課程的教學目標是使學生建立較深刻的微生物學觀點,掌握微生物學的基本理論和基礎知識,了解微生物的基本特性、生命活動規(guī)律,并將所學理論應用于環(huán)境保護和環(huán)境污染防治。因此,環(huán)境微生物學教學內容主要包括兩大部分:微生物學基礎知識和微生物學理論方法在環(huán)境工程領域中的應用。嘗試將實驗內容與課堂教學內容有機結合在一起,在微生物應用實驗中體現微生物基礎實驗。
根據課程教學目標和大綱的要求,在現有學時不變的情形下,調整實驗教學內容,編寫《環(huán)境微生物實驗指導書》,開設微生物學基本操作技能訓練(驗證性試驗),將常規(guī)的微生物實驗進行整合,同時更注重具有綜合性、設計性的實驗內容,具體通過體系完整的實驗教學內容來實現。如“水體中環(huán)境微生物檢測”“高效降解菌的分離和篩選”“生物處理系統(tǒng)中微生物類群培養(yǎng)與分離”等,包含了培養(yǎng)基的制作,微生物的觀察,菌種的篩選、培養(yǎng)、保藏,微生物的測定,以及菌種的馴化和水處理應用等基本實驗內容,這些實驗與教學內容緊密相連,體現了環(huán)境類專業(yè)的特點。學生可以根據自己的興趣選擇各實驗項目開展實驗,通過實驗過程中的信息交流和實驗操作,對相關理論知識有更深刻的認識和掌握。
實驗教學方法的改進
1)實驗教學媒介多元化。采用多媒體課件講授實驗原理、方法和步驟,配以豐富生動的微生物圖片、視頻等,有助于學生在實驗操作前在腦海中對所要進行的實驗內容有一清晰和直觀的認識。如土壤中微生物的觀察實驗,學生可以預先查看相關微生物圖片,在實驗過程中將實際觀察到的微生物與圖片中微生物進行對比,加深對微生物的認識。利用先進的顯微攝像系統(tǒng),向全體學生直接展示微生物實時的形態(tài)和運動狀態(tài)等,讓學生直觀感受拍攝的微生物照片和影像,這種媒介多元化的實驗教學手段在實驗過程中發(fā)揮著極大的引導和激勵作用[6]。
此外,對于一些耗時冗長、步驟繁雜的實驗,聯(lián)合企業(yè)將這些項目開發(fā)成虛擬仿真實驗,通過虛擬仿真的形式使學生在計算機上即可實現實驗原理的學習和實驗操作,極大滿足實驗教學的需要。
2)驗教學與科研實踐相結合。學校廣泛與企業(yè)合作,建立校外實驗基地,組織學生到城市污水處理廠參觀,帶領學生在廢水處理現場感受微生物真正的作用,再聯(lián)系自己所做的實驗去發(fā)現和解決問題,增加學生動手實踐的機會,加深對微生物的認識,了解微生物在實際生產中的應用。同時,學校為本科生參與科研提供許多平臺,鼓勵本科生參加科研項目,如申報大學生創(chuàng)新項目、科研立項等,從資料收集、實驗方案制訂,到實驗操作獲得實驗結果、達到研究目的,整個過程大大培養(yǎng)了學生獨立思考、應用理論知識解決實際問題的能力。因此,將基礎實驗和科研實驗相輔相成地結合在一起,可極大提高學生的實驗綜合能力,獲得良好的實驗效果。
3)實驗考核方式的改革??己朔椒ㄖ苯佑绊憣W生的學習態(tài)度和學習方法,選擇合理的考核方法非常重要[7]。實驗成績與實驗過程密不可分,因此,對于實驗成績考核,過程考核思想顯得尤為重要。嘗試采用平時成績(50%)、期末卷面成績(30%)和設計性實驗(20%)相結合的方式。其中平時成績主要包括預習報告、實驗操作和實驗報告等方面;期末考試主要通過閉卷形式考查學生對于實驗中涉及的基本理論知識和方法的掌握程度;同時增加設計性實驗,要求學生做到提前查找資料、設計實驗方案、確定實驗材料和步驟、實驗準備、實驗操作和提交實驗報告。通過這種考核方式,可以較全面地評價學生的實驗理論水平、實驗操作技能以及分析解決問題的綜合素質,打破傳統(tǒng)考核方式的片面性和局限性。
4 結語
綜上所述,從實驗內容、教學模式和考核方式方面著手,對傳統(tǒng)的環(huán)境微生物學實驗進行深化改革,構建環(huán)境微生物學實驗教學與技能新體系,在培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力方面具有重要作用。將實驗技能培養(yǎng)和基礎理論教學并重實施,在課堂教學時結合實驗教學,對學生能力進行全面培養(yǎng),提供相應的空間激發(fā)學生的創(chuàng)新精神,能夠激發(fā)學生學習主觀能動性,使學生的理論知識通過實驗技能訓練得以鞏固和應用,增強學生綜合應用所學知識去分析問題和解決問題的能力,提高教學質量,增強教學效果。■
參考文獻
[1]孔峰,程潔紅,劉維平.環(huán)境工程微生物學實驗教學的思考與探索[J].實驗室科學,2011,14(2):27-28.
[2]汪嶸,趙穎怡.微生物實驗教學中學生能力培養(yǎng)和科學素質教育[J].廣西民族大學學報:自然科學版,2002,9(2):
228-229.
[3]張治國,鄭永紅,高良敏,等.環(huán)境工程專業(yè)實驗教學的改革與實踐[J].實驗技術與管理,2010,27(11):186-189.
[4]劉慧龍,胡將軍,張根壽,等.水處理微生物學實驗教學改革[J].實驗室研究與探索,2004,23(2):60-62.
[5]鄭永紅,張治國,宋曉梅.加強環(huán)境工程專業(yè)實驗教學培養(yǎng)學生的實踐能力[J].實驗室科學,2007(2):58- 60.
[6]陳興都,楊成建,張愛寧,等.改革環(huán)境微生物實驗教學模式,培養(yǎng)學生綜合素質[J].中國教育技術裝備,