多媒体在生物化学实验教学中的应用与改进

潘玉欣,贾长虹,张会宜,常丽新 (河北理工大学化工与生物技术学院,河北唐山063009)

生物化学作为生物类、农学类和医学类等生物相关专业的重要专业基础课程,除了让学生了解和掌握生物化学基本知识和基本技能外,还有助于培养学生的实践能力和创新能力。实验课作为生物化学实践教学中必不可少的环节,在教学过程中具有重要地位。采用合适的教学手段提高学生动手操作能力和创新思维能力,是实验教学的核心思想。信息技术的发展和微机的广泛应用,推动了生物化学实验多媒体教学的发展。为此,笔者在多年教学实践的基础上,分析了多媒体技术在生物化学实验教学中应用的必要性与优势,以及常见问题和改进方法,以期为多媒体技术在生物化学实验教学中应用提供参考。

1 多媒体应用于生物化学实验教学的必要性

生物化学实验教学是其他生物相关课程实验教学的基础,其主要目的是加深学生对基本生物化学知识和技能的掌握,同时对激发和培养学生探索生物化学知识的兴趣具有重要意义。传统生化实验教学过程中,教师讲解时借用板书形式将实验原理与实验步骤等灌输给学生,在教学效果上至少存在4个方面的不足。

(1)生物化学实验原理通常具有较强的理论性和抽象性,而传统教学方法在知识形象化、生动化上存在一定缺陷,导致学生理解周期长,教学效果差。

(2)传统教学中,实际操作技术的讲授缺乏形象性,学生对于实验仪器的操作和实验现象的理解感性认识差,因此在操作实践时,往往缺乏对实验的整体把握,操作规范性也差,这直接影响其实验效果。

(3)由于实验课时的限制,传统实验教学很难保证在同一教学内容中兼顾对各种分析方法和技术的介绍,这在一定程度上限制了教学内容的扩展,使学生接触到的技术和方法有限。

(4)传统的实验课教学过程的主体是教师,以教师演示和学生实践为主,课堂互动的开展受到课时和场所的限制,因此容易忽视学生个性的发展与发挥,不能充分挖掘学生的潜力。

2 多媒体应用于生物化学实验教学的优势

2.1 知识传授形象化

多媒体教学将声音、图片、视频等集为一体,教学过程形象化,可弥补传统教学抽象化缺陷,有利于学生集中精力,提高教学效果。对于基础验证性实验,多媒体课件中既可以清晰讲述实验原理与实验方案,同时还可以配合仪器操作、技能讲解与实际应用的动画与视频等辅助说明,整个过程充分调动了学生眼、耳、脑等多种器官,利于学生对实验相关内容的整体把握和操作规范的顺利掌握,以弥补传统教学中学生对操作过程不熟悉之不足。例如 《微量凯氏定氮法测定蛋白质含量》实验,教师可先以课件形式讲述该实验原理、方法及注意事项,并辅以图片形式说明实验所用仪器及装置,最后结合该实验流程的视频讲解实验操作过程。在视频播放过程中,教师引导学生注意掌握规范化操作方法,如微量凯氏定氮蒸馏装置的安装、仪器洗涤及检验方法 (尤其是蒸气洗涤在此次试验的必要性)、常规样品消化方法、蒸馏和滴定操作等,这样有利于学生掌握掌握规范的实验操作方法,理解多种技能与方法在同一实验过程的整合;同时引导学生理解操作过程中样品、试剂加入涉及的实验原理,加深对理论知识的理解。

2.2 教学内容丰富化

由于多媒体课件易于更新交流,因此可以兼顾对基础教学内容的充实和对新知识与新技能的补充。在上述 《微量凯氏定氮法测定蛋白质含量》的实验所采用的测定法具有实验成本低、分析速度快等优点,但不能区分蛋白氮和非蛋白氮,因此导致奶粉中掺入三聚氰胺也检测不出是非蛋白氮。教师结合该方法的弊端,在多媒体课件中引出双缩脲法、考马斯亮蓝和紫外吸收光谱法等多种其他蛋白质含量测定方法,作为微量凯氏定氮法蛋白质含量测定实验的扩展教学内容。扩展教学内容主要由学生课余时间自学完成。这样,教师通过引导学生对不同方法的学习与比较,既丰富了教学内容,又可以促使学生巩固基础知识并扩展新知识,使学生认识到所学只是基本内容,任何问题都有其可能深入的空间,从而激发学生的求知欲。

2.3 教学方式多样化

多样化的教学方式对于不同层次教学内容的掌握极其重要,多媒体教学利于开展多种教学方式。

基础验证实验可主要以讲述法为主。例如氨基酸纸层析实验,教师提前将实验相关课件和教案发给学生,由学生先预习。课上教师结合课件、操作视频以及实际实验演示,讲解基本教学内容,并辅以问题教学法,针对实验原理、步骤和结果等,设置茚三酮作为显色剂的原因、点样时为何要边点边用电吹风吹干、层析结果出现的拖尾和溶剂前沿移动不齐现象的原因等一系列问题对学生进行提问,引导学生掌握整个实验过程。

扩展实验是对基本验证实验涉及的方法或技术的扩充。此类实验,主要采用自学指导法,克服了传统实验课教学有限课时对实验内容的限制。例如血清蛋白醋酸薄膜电泳的扩展实验——蛋白质SDS—PAGE电泳的学习,教师给学生提供专业网络资源和国际公共数据库,并在课余时间利用网络解答学生有关疑问,由学生通过查阅资料,完成实验原理、试剂与方法等相关内容的分析以及多媒体课件的制作。课堂时间学生讲解,教师提问并重点补充原理知识,播放实验视频。

综合性设计实验考核学生对知识的综合运用能力,可主要采用讨论法和实践法。此类实验由学生在课余时间,结合实验室设备条件以及学科兴趣,设计完整实验方案,课上以多媒体课件形式讲解并论证其可行性,经师生共同讨论修改后,实施并完成实验,最后以课件形式讨论分析实验结果。

2.4 学生能力得到提升

由于多媒体教学有利于组织不同的教学内容以及多样化的教学方式,给学生提供更多的了解知识、掌握技能的渠道,使学生有更多机会参与到教学过程,有利于实现学生为主体、教师为主导的教学思想,充分调动学生学习的积极性,挖掘学生的潜在能力。例如基础验证实验,学生在教师引导下,完成基本技能的学习,建立发现问题、思考问题并寻求解决问题的思维方式。扩展实验以学生自学为主,充分发挥了学生学习的主观能动性,利于学生对新知识、新技能的掌握。综合设计实验,学生将多种理论知识转为实践经验,是其综合能力的体现,这有利于开阔学生的思路,提高学生综合分析能力和实践能力,实现学到用的升华。

综上所述,多媒体实验教学必将成为实验课程教学的主流。将多媒体应用于生物化学实验教学,可以丰富教学内容与形式,增强感官教学,寓教于学,有利于教学效果和学生动手能力的提高。

3 多媒体教学存在的问题及其改进

多媒体教学是改革教学方式、提高教学质量的重要途径,但是如同任何一项新的技术和方法一样,使用不当也会出现一定的问题从而影响其优势的发挥。因此,笔者认为应当注意从以下几个方面进行改进。

(1)多媒体教学内容要注意精选,要求详略分明、重点突出 多媒体具有知识容量大的优点,但若不注意精选教学内容的话,容易导致教学内容过多过难,加大学生的学习负担,导致学生产生厌烦心理,教学效果会适得其反。因此教学实践中要考虑学生对知识的接受能力,精挑细选教学内容。

(2)多媒体实验教学过程中,要防止教与学的脱节 由于多媒体教学内容丰富,讲解过程如果没有注意学生及时跟进则容易导致教与学的脱节。应特别注意防止讲解过程中学生少听多记,不加思考,而实验过程机械照搬的现象,这样也就失去了实验的意义。在实际教学过程中,要注意加强与学生的互动与交流,防止教师机械讲解与简单播放视频。而应在讲解与观看实验视频过程中适当提问,使学生全身心投入课堂,化被动接受为主动学习。

(3)多媒体演示不能代替实验演示 与多媒体教学相比,实验演示在实践教学中具有诸多优势,因此实验教学过程中仍应充分利用实验演示环节。只有将多种教学手段与方法合理地配合使用,才能扬长避短,真正提高教学效果。

总之,多媒体教学虽然在课堂教学中有较多应用,但要充分发挥其效能,提高教学效果,一方面要求教师掌握基本的多媒体制作与演示技巧,保证多媒体内容既简洁明了、重点突出,又能形象生动地阐述问题;另一方面要求教师掌握的专业知识技能要充分,并随时关注知识的更新,随时补充新的学习内容,而且还需要教师掌握更多的教学方法与技巧,对每堂课进行合理设计,结合多种教学方法,保证教学过程教师为主导、学生为主体的教学理念的实施。相信随着进一步的教学实践,多媒体教学在生物化学实验中能有进一步的提高。

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