普通生物学实验教学体系改革探索

摘 要：普通生物学实验是我院面向生物技术专业本科生开设的专业基础实验课程。为了提升普通生物学实验教学效果，对教学内容、教学方法和教学管理等进行有效改革，实现了教学内容与教学目标的有机统一、教学方法与研究对象的统一、课堂教学管理与效率的统一、两种教学课堂的统一、考核内容与能力评估的统一，提高了学生学习的兴趣和积极性，也提高了学生的实验操作能力、创新思维能力和科学研究能力，进而培育适应社会发展需要的创新创业人才。

关键词：普通生物学；实验教学体系；改革；能力培养

随着国民经济发展进入新常态，部分地方普通本科高校逐渐向应用型转变，高校的人才培养能力、科技创新能力和服务区域经济社会发展能力需要不断提高。生物技术专业就是培养学生学习生物技术方面的相关能力，使学生成为创新创业人才。普通生物学实验是我院生物技术专业的基础实验课，是一门对植物、动物、微生物等生物的结构和功能以及生命活动规律进行研究的综合性实验科学。培养学生成为适应经济社会建设需要的并掌握生物技术的应用型人才，需要对普通生物学实验的教学内容和教学目标、教学方法和研究对象、教学课堂管理和效率、考核内容和能力评估等方面的关系进行探讨，培养学生的动手能力、独立分析问題和解决问题的能力，使学生成为适应社会发展需求的具有科学研究能力和创新思维能力的高技术人才。

一、教学内容与教学目标的有机统一

教学目标是安排课程教学内容的主要依据。普通生物学实验的教学目标是使学生充分认识和验证生命现象，掌握一些相关的研究生命活动的实验操作技术，培养学生的创新意识和创新能力，使学生毕业后能够从事相关的理论和应用研究、生物技术开发与推广、行业管理等方面工作。

为了实现这个教学目标，把普通生物学实验教学分为验证性实验、综合性实验和设计创新性实验。安排教学内容应该遵循从简单到复杂和循序渐进的教学规律。

普通生物学的验证性实验主要是关于生物体的基本结构和基本性质的实验，目的是验证和巩固理论知识以及掌握一些基本操作技能。教师帮助学生掌握这些实验的基本技能，也可以为后续的细胞生物学、微生物学和细胞工程等课程的实验打下基础。但是，各个验证实验之间缺乏有机的联系，不能培养学生的综合思维能力和创新能力。

综合性实验是运用相关学科间的知识综合、学科内的知识综合或者多种实验技术的综合所进行的建立在基础实验上的一种复合实验。综合性实验能够调动学生主观能动性，培养学生的发散思维和团队合作能力。

设计创新性实验是学生根据自己的兴趣寻找课题，或者由教师提出问题，设计实验并解决问题，锻炼学生的自主学习和思维能力、探究与创新能力以及科研能力。这类实验要求学生运用一门或多门课程的综合知识进行课题设计、实验，完成课题研究并撰写实验报告。由基础性实验可以挖掘出设计创新实验。设计创新实验可以是实验技术创新也可以是理论创新，不管是哪种形式，都是把知识转变成解决实际问题能力的体现。

在教学计划中应该减少验证性实验比例，增加综合性和创新性实验，使验证性实验、综合性实验和创新性实验的比例分别为30%、50%和20%。这样不仅可以使学生掌握好普通生物学实验的基本操作技能，也能培养学生分析思维能力和创新能力，做到了实验技能与探索研究相结合，从而培养学生把理论知识转化成解决实际问题的能力。

二、教学方法与研究对象的有机统一

教学方法是教学过程中为了实现教学目的和完成教学任务而采用的方法，包括教师的教法和学生的学法，是教师引导学生掌握知识技能和实现全面发展的方法。

普通生物学实验的研究对象有植物、动物和微生物等，主要研究各种生物的形态和结构观察、生理活动分析、遗传和进化等复杂内容。对各种生物及其内容的研究方法应该有所差异，教师应该提出一些具体要求。俗话说“兴趣是最好的老师”，教师要激发学生对普通生物学实验的学习兴趣，引导学生从大处着眼，从小处着手，要求学生积极观察身边的生命活动现象，培养学生分析和解决问题的能力。小的成功对学生来说也是一个巨大的鼓舞，进而成为学生获得求知欲望的源泉，也成为学生克服困难争取完成实验的动力。对于具体要学习的实验内容，教师应要求学生课前预习实验，了解实验目的、仪器设备的使用、操作步骤、预期结果和存在的问题等，最终写出预习报告。教师在讲课前通过提问来检查预习效果。这样，学生在做实验时思路才更清晰，也提高了实验主动性，克服了实验的盲目性。

有效的课堂教学就是教师引导学生获得特定的知识和培养特定能力的过程，是学生取得实验成功的保障。传统的实验教学采用的填鸭式教学法应该被摒弃。填鸭式教学法就是教师按照“满堂灌”的方式讲解实验项目，包括实验目的、材料用具、操作步骤、注意事项、实验结果预测等，学生就是听讲，并按照实验步骤按部就班地进行机械式操作。这种教学方法的后果是学生不能准确理解实验内容，得不出正确的实验结果，不能正确分析和讨论产生这种结果的可能原因。用这种教学方法，不能发挥学生学习的主体作用， 缺乏对学生实验能力的培养。

教学活动是一种双边的活动，教师处于主导地位，学生处于主体地位，教师和学生的活动有机结合起来，才能提高教学质量。普通生物学实验教学应该使用启发式和研究型教学方法，这种方法适应于各种生物的实验研究。这种教学方法通过对各种生物的生命活动现象或研究课题等方面提出问题，引导学生思维和分析活动，导入课堂实验内容或者实验步骤，要求学生理解各个步骤的目的和注意事项，以便学生能够顺利进行实验操作。讲解方式为直述事实，分析和提问实验步骤设计，说明注意事项以及讨论实验现象和结果。在操作实验的过程中，要求学生认真观察和记录实验现象，鼓励学生提出问题和发表自己的意见。这样，在师生互动中进行实验教学，调动了学生的学习积极性，培养了学生严谨科学的实验态度。

三、课堂教学管理与效率的统一

建立必要的多种课堂管理制度是提高教学效率的主要措施之一。学生签到是监督每个学生参加实验的手段。课后完成实验报告是为了检查学生对实验知识的掌握程度；课后打扫实验室卫生是培养学生热爱劳动的品德。教师要课前准备实验材料，领取实验所需化学药品，配制必要的化学试剂，板书实验内容，为学生能够顺利完成实验打下基础；课堂上教师要积极指导学生操作，解答学生提出的问题；课后要认真批阅实验报告。这些环环相扣的管理措施都是提高教学效率的保证，同时，还要防止管理与效率的脱节。教师要防止学生只到课不动手操作实验的情况发生；要鼓励学生积极发现实验现象，防止对实验现象的置若罔闻；要监督和指导学生正确地使用实验仪器；要引导学生积极分析和讨论实验现象和结果；要鼓励学生积极完成设计创新实验以培养学生的创新思维能力。只有这样，才能培养学生的动手能力、观察能力、分析和解决问题的能力以及创新思维能力，提高教学效率。

四、两种教学课堂的统一

普通生物學实验除了在实验室教学以外，适当地安排一些室外教学项目也是必要的。一些实验教学项目在室外教学时，内容可以更直观和生动，更容易被学生接受。丰富多彩的生物现象会吸引学生自主学习和探究生命活动，为学生学习生物学提供目标和方向。因此，根据特定实验项目，在校园、山野或实训基地中进行动植物的形态、结构和生理以及分类等实验内容教学，提高学生对知识的感性认识，有利于提高学生的观察能力、分析和思维能力以及实验积极性，培养学生的创新能力。不管是实验室内教学还是室外教学，这两种课堂都使学生获得研究生命本质的能力，是相互联系、相互促进的统一体。但课堂外教学，需要丰富的动植物知识，要求学生积极储备知识，才能理解生物的种类、生活环境境和多样性等。

五、考核内容与能力评估的统一

实验考核是促进学生学习、检测学生知识掌握程度的手段。为了给每个学生一个客观公正的评价结果，制订出一个客观和科学的评价标准是有必要的。普通生物学实验考核评分标准是采用平时成绩（20%）、实验报告成绩（50%）和期末考试成绩（30%）相结合的方式。防止考核形式的单一化，片面给出学生成绩而影响学生学习实验的积极性和主动性的发挥。

实验报告是考核学生能力的主要依据。写作实验报告不仅要写出完整的实验目的、实验材料和实验步骤，而且要有详细的实验结果、有条理的分析与讨论的部分。其中的分析与讨论的部分是考查学生对知识融会贯通的能力，应该是考查的重点。因此，教师在批阅实验报告时，要认真分析实验报告中存在的问题和产生的原因，是实验态度引起的，还是操作不当产生的问题，要做到对症下药。只有解答了学生心中的疑惑，才能调动学生的学习积极性，培养学生对实验现象的观察能力、对实验结果分析和数据处理的能力、讨论问题和回答问题的能力，才能培养学生的动手能力、思维能力和科研素质。实验报告考查应该综合一个学期的所有实验报告内容进行综合评定。

平时成绩考查包括学生的出勤情况、预习情况、原始记录、实验操作、团队协助和安全卫生等方面，是考查学生严谨的学习态度和实验精神的重要依据。实验课堂上，教师要检查学生的操作准确性，防止敷衍了事、胡乱应付和依葫芦画瓢的情况发生。期末考试主要考查学生的理论知识、实验技能和实验技术理论等，重点是考查实验操作能力和设计能力，这部分成绩在期末时会通过一次综合考试来评定成绩。这些考核内容为培养学生的实验能力和创造思维能力打下坚实的基础。

综上所述，普通生物学实验教学体系包含复杂又密切联系的多个部分组成，这些部分既有区别又有联系，构成一个相互作用的统一体。实现实验教学内容与目标的统一、教学方法与研究对象的统一、教学管理与效率的统一、室内和室外两种教学课堂的统一，考核内容与能力评估的统一等五个方面的效应统一，有助于提高学生的综合素质和实验教学质量。值得注意的是，普通生物学实验教学要与当地的经济建设相结合，服务于当地的经济建设，才能培养出具有探索精神和促进社会发展的创新创业人才。

参考文献：

[1]仇存网，刘忠权，吴生才.普通生物学实验[M].南京：东南大学出版社，2010.

[2]金悦，陈晓南，杨培林.综合创新性实验中的学习引导[J].高等工程教育研究，2012（2）：152-155.

[3]时伟.论大学实践教学体系[J].高等教育研究，2013，34（7）：61-64.

基金项目：湖南科技学院教学改革研究项目（XKYJ2015035）。

作者简介：黄国文，男，博士，讲师，从事生物学的教学和研究工作。