生物学实验教学体系的改革与实践

胡春红，郭 婕，李淑梅，胡炳义

（周口师范学院 生命科学系，河南 周口466001）

实验教学和理论教学均具有非常重要的作用，有效地开展实验教学对充分培养和锻炼学生的思维能力、综合观察能力、实际动手操作能力、创新能力等是非常必要的.根据国家发展和改革委员会对1 264家生物企业所进行的调查显示：中国生物产业内部创新能力严重不足，突出表现在缺乏创新创业型人才.这说明生物学教育还不适应经济社会发展及国家对人才培养的要求.因此，加强和改进生物学特别是生物学实验体系的改革势在必行.有关生物科学单科实验教学的改革报道较多［1，2］，但有关整个生物科学专业实验教学体系改革的报道尚不多见.笔者以周口师范学院生物学实验教学为研究对象，对生物学实验教学内容、管理模式、教学目的以及教师角色转换等方面进行了探索，旨在为寻求一套切实可行的高校生物学实验教学模式奠定基础.

1 目前生物学实验教学中存在的问题

1.1 综合性和设计性实验少，且实验内容重复

紧贴理论课本的验证性实验较多，实验内容简单，实验项目年更新率较低；综合性、设计性实验较少.另外，由于生物学各学科之间相互渗透，知识点存在交叉，以教研室、课程组、甚至针对某一门课程制定相应实验教学大纲，导致不同实验课程的实验内容之间存在着严重的重复现象，不仅造成资源的浪费，更限制了学生实验内容的范围，严重影响学生能力的提高，最终偏离生物学实验教学培养应用型人才的目标.

1.2 实验室建设和管理制度不够完善

在旧实验教学大纲的指引下，实验室建设和管理方面存在如下问题：

1）由于内容、性质相似的实验重复开设，造成仪器设备重复购置和分散使用，降低了实验资源的利用率.

2）同类型仪器设备分散管理，给仪器设备的维护和管理带来困难.

3）不能切实根据教学、研究的需要，导致一些实验仪器设备利用率低.

4）以教研室、教学组为单位的实验室管理体制形成了条块分割、资源分散，无法发挥整体资源优势.

上述一系列的弊端导致：层层垄断，资源无法共享和高效利用；抢占教学资源，低层次竞争，最终影响到实际的教学质量.要培养厚基础、宽口径、适应性强，具有创新能力的高素质人才，就必须重新思考实验教学中存在的这些问题，探索改进措施［3］.

1.3 实验教师固定制

在生物学实验教学过程中，往往存在一个教师多年来担任同一课程的实验教学任务，形成实验教师固定制现象.该教师在指导该实验系列中可能得心应手，也能切实地指导学生完成实验，但不利于知识面的拓展，间接限制了教师和学生的知识面，更不利于培养学生的综合能力和创新能力.

1.4 学生素质有待提高

目前生物科学专业依据理论课程体系设立的实验教学体系主要侧重于对知识的验证和知识产生过程的重现.这种模式在巩固知识，培养学生观察分析能力和实验操作能力方面起到了很好作用，但对学生其他能力的培养存在诸多不足，主要表现在以下几个方面：

1）目前实验教学体系在教学理念上，体现出侧重对学生所学知识的巩固和实验技能的培养，对学生创新思维，创新能力培养不足.

2）在内容上，由于不同课程间内容的相互渗透与实验课设置的相对独立性，造成课程间协调不足，缺少整体规划，出现简单实验开设过多和实验内容重复的现象.同时导致一些实验类型漏开或少开，造成学生知识面窄，某些实验能力欠缺.

3）具体的实验课教学目标表现为主要重视实验的结果与教材上的是否相同，而对实验的目的、实验设计思路和操作过程重视不够，使部分实验处于浅层次或流于形式.所以，实验课开设数量虽不少，但对学生发现问题、解决问题的能力培养不足.

2 生物实验教学的改革对策

2.1 以专业为单位统一整合制定实验教学大纲

为避免不同实验课程的实验内容重复，在制定实验教学大纲时，要切实围绕人才培养目标，打破专业课程界限，以实验性质和实验内容设置整个生物科学专业实验教学大纲.着眼于培养师资型、科研型、应用型人才，以学生为主体，以培养能力为核心，以从易到难，即由基础性实验，到综合性实验，再到设计性实验，直至融合为三位一体的大实验为改革思路.大致包括实验基本素质培养、专业实验能力培养、研究性和开发性实验能力培养三大实验模块.根据各模块的培养要求，设置实验课程群及相应的实验系列.让学生在掌握一些基本的实验仪器操作方法及基本的实验技能的前提下，掌握系统的生物科学专业相应的实验操作技能，重在培养学生的动手能力，提高学生实验设计能力、创新能力，着重为满足初高中生物学教学培养师资型应用人才.改变以往学生动手能力差，创新意识缺乏，对实验设计、方法、步骤是知其然、不知其所以然的局面.

2.2 整合实验室

在新制定的实验教学大纲的指导下，根据各仪器设备的功能及各实验室的实验项目，合理组建实验室.在满足各个实验室所需基本仪器设备的前提下，配置相应的仪器设备及实验药品等材料.兼顾大型仪器设备专人单独管理的模式，打破以往实验设备重复购置，设备设置分散，利用率低，不利于统一管理、维修等的局面.在实验药品的管理上，采用统一购置、统一管理的模式，杜绝不必要的浪费.同时，还要制定一套有关仪器设备和实验药品的系统而合理的管理规则.制定完善的实验室各项规章制度和运行模式，并由专职实验管理员进行监管.杜绝以往实验室管理存在仪器设备药品乱借乱拿乱放、学生迟到早退、实验室环境卫生差等混乱现象.以充分发挥新实验教学体系的综合效率为目标，在现有实验各项规章制度的基础上，结合新实验室的组建情况及新的实验教学大纲和实际教学过程制定相应的管理和运行模式，以实验教学目的为依据制订相应评估体系，客观的检验、改进、完善实验教学体系.

2.3 培训实验教师，制定轮岗计划

本实验改革结合本系国家级生物科学专业及省级植物与分子重点实验室的优势条件，拟采用实验教师定期培训、定期召开经验交流会，采用“相互帮辅制”等措施，培养教师全面的实验能力.并根据本专业整体实验教学大纲和各实验教师的实际情况拟定实验轮岗计划.从而打破以往实验教师固定制，克服虽然该教师在指导该实验系列中得心应手，也能切实地指导学生完成实验，但不利于知识面的拓展，间接限制了学生的知识面，不利于培养学生的综合能力和创新能力等方面的弊端.

2.4 培养高素质人才

通过实验课培养学生能力着重从以下4个方面入手：

1）让学生逐步参与各项实验模块，并掌握相应各项实验技能、方法，避免不必要的重复实验.

2）通过基础实验，使学生在科学态度和生物学科学研究方法等方面得到严格训练，同时达到熟练掌握和运用生物学实验基本操作技能.

3）让学生在掌握各项基本实验技能的前提下，大幅度增加综合性、设计性实验在实验教学中的比例，创设问题情境培养学生的创造性思维能力［4，5］.实验中出现的问题即所谓的“异常现象”，一般不采取必要的方式或做出肯定或否定的直接回答，而是有意识地引导他们把已有的知识同自己在实验中遇到的问题结合起来分析［2］.培养学生独立开展实验的能力，培养学生的创新精神和创新能力，为学生今后的发展奠定坚实的基础.

4）完善实验考核方式，督促学生提高实验能力.建立完善的实验考试体系：精选一些具有一定综合性和探索性，并且具有应用性和可操作性的题目作为考题.要求在规定的时间内用已学的知识和实验技能完成整个实验考试，超时者将被扣分等方法进行考核，成绩不合格者将必须重修本门实验课程.同时改进实验成绩评定方法：将原来的以实验报告为主的考核方式改为综合考查学生实验操作能力的考核方式，成绩评定更注重实验设计及操作过程，并将实验成绩作为评优评先的依据之一.这样可以促使学生在平时的实验学习中严格要求自己，重视实验技能的训练和能力的提高.

2.5 调查总结生物学实验教学的有效模式

采用问卷调查、座谈会、个别谈话、学生测试、抽查、经验总结等形式展开调查，了解新教学模式的可行性及是否达到预期目的.进一步总结经验，整理研究资料，形成文本成果，完善实验课教学的有效模式，并在生物工程、生物技术专业进行试用推广.聘请有关专家、学者，审定有关研究资料.

3 生物学实验教学体系改革与实践的效果

目前，生物科学专业从2012级开始已经在试行新的实验教学体系，并且取得一定的效果，实验室管理、教学理念、教学方法等方面也大为改观.其效果体现在以下几个方面：

1）在先进的实验教学管理模式下，在实验室管理、仪器设备、药品存放方面实现统管、开放，资源共享、高效利用，节约资金，避免浪费.

2）在先进的教学理念指导下，使在校生物科学专业学生经过新生物实验教学模式的培养，学生实验兴趣浓厚，学习效果明显提高.学生掌握各项本专业基本实验技能，动手能力、实验设计能力、实验操作能力、科研创新能力等全面提高.考研复试过关率提高，就业竞争实力增强.随着此改革方案的不断推行和完善，将为国家培养更多优秀的综合型人才.

3）从2012级生物科学专业开始试运行，受益学生约116人，一年后推广到生命科学系生物工程和生物技术专业，受益学生约400人.在此基础上申报了省级实验教学示范中心，扩大了成果的辐射面.

4 结语

以生物科学专业为实验对象，对实验课进行系统改革探索有着重要意义.以培养学生的创新品格、创新思维和创新设计能力为核心，探索以专业为单位，以实验内容和实验性质为依据的实验教学体系，打破专业课程之间的界限，统一整合制定实验教学内容.融基础性实验、综合性实验和研究设计性实验为一体，大幅提高综合性和研究设计性实验比例.探索新实验体系下的实验室建设方案，既体现教师教育特色、又能满足学生多途径发展的需要，能切实提高学生实验操作能力、实验设计能力和创新能力，最大限度地减少和消除现行实验教学体系存在的问题，提高实验资源的综合利用率，使实验教学体系为实现实验教学的教学理念和教学目标提供更科学的保障.

［1］司道文，张子明，张宇新，等.解剖学实验教学改革思路探讨［J］.解剖学杂志，2009，32（2）：259.

［2］张金莉.改革生物化学实验教学方法，提高学生综合能力的培养［J］.农垦医学，2008，30（4）：345-346.

［3］康现江，郭明申，李彦芹，等.高等学校生物实验教学改革思考与探索［J］.教育教学论坛，2011，3：113-114.

［4］曹朝晖，龙石银，胡小波，等.把握专业特色提高生物化学实验教学质量［J］.医学教育探索，2008，7（4）：374-375.

［5］吴小梅，苏建友，周亚军，等.关于提高医学生物化学实验教学质量的思考［J］.交通医学，2008，22 （2）：209-210.