微生物设计性实验教学中教师担任角色的探索与实践

李 晓 艳

(大连大学 生命科学与技术学院, 辽宁 大连 116622)



微生物设计性实验教学中教师担任角色的探索与实践

李 晓 艳

(大连大学 生命科学与技术学院, 辽宁 大连 116622)

设计性实验教学是培养学生实践能力、创新能力的有效手段。教师在设计性实验教学过程中扮演的角色直接影响教学效果,也是实现教学目标的保障。设计性实验教学注重学生自主学习,发挥学生学习的积极性、激发学生的学习兴趣。因此,教师在教学中重视实验题目的选择、具体组织、考核评价等工作。题目选择要有的放矢、知与行统一、难与易统一,教师担任知识构建的统筹者、实验课题的选题者角色;学生在实验过程中出现问题适时指导、监督,教师担任学生学习的指导者、监督者的角色;建立以提高学生综合素质为主要评价指标的考核体系,通过召开学生座谈、问卷调查、书写感想检验教学效果,教师担任考核体系的建立者、教学效果评估者的角色。

微生物学; 设计性实验; 教师角色; 创新能力

微生物实验技术是一门应用性广、实践性强的专业基础课[1-2],教师在教学过程中担任何种角色直接影响教学效果。传统教学模式以验证理论知识的实验技术为目的,教师充当知识来源,教师讲什么,学生学什么,教师演示什么,学生模仿什么。教师在前面领跑,学生在后面模仿,学生始终围绕教师转,教师担任“队长”角色[3]。这种教学模式束缚学生学习积极性、主动性和创造性思维培养。近几年来随着高校实验教学改革的深入开展,实验教学从验证性深入到综合性和设计性,实验教学用于验证、加深对理论知识的理解过渡到作为学生获取新知识、培养学生创新能力的手段[4]。在这一转变过程中,作为任课教师,积极转变教育教学理念,把握好在教学过程中角色,即“教练”角色,对学生学习积极性调动、创新思维能力培养至关重要。

设计性实验教学是近几年来受到广泛重视的实验教学内容,国家在本科评估指标体系中提出设计性实验占课程40% ～60%的开出比例,各大高校相继加大设计性实验教学改革力度[5-9]。在此定位基础上,结合大连大学:“会做人,会学习,能做事,能创造”的培养目标,在保证微生物学理论课程教学体系的同时构建合理的、科学的微生物实践教学体系,有助于学生综合能力的提高和创新能力的培养。设计性实验是指在教师指导下,根据给定的实验目的、实验条件,对实验器材加以选择,自己设计实验方案、拟定实验程序,自己加以实现并对实验结果加以分析处理的实验[10-11]。设计性实验与验证性实验、综合性实验相比应具有以下特点:1)实验操作的独立性[5]。教师向学生交代任务,学生自行查阅材料,搜集资料,设计实验方案,统筹安排实验时间,以学生为主体独立完成实验。2)实验过程的研究性[5]。设计性实验是一种对科学实验全过程进行初步训练的实践教学环节,实验进行涉及到多学科多种方法,为学生提供广阔思考空间,充分发挥学生想象力,培养学生的科研思维,学生创新意识和能力得到锻炼与启发。设计性实验教学能够有效调动学生学习积极性,使学生学习状态由“要我学”转变为“我要学”,学生的学习由被动转化主动。教师在设计性实验教学过程中,不再处于中心地位,不再是知识库,而是知识构建统筹者,实验课题选题者,学生学习指导者,监督者,考核体系建立者,教学效果评估者,教师在设计性实验教学过程中把握好担任角色是实现课程培养目标保障。

1 教师担任知识构建统筹者,实验课题选题者角色

在设计性实验教学模式中,教师备课与以往不同,教师根据课程特点、课程培养目标、将学生掌握知识点进行构建,由点到线,由线到面,形成系统知识网络,然后根据学生知识背景,实验软硬件条件,为学生选择实验课题。实验课题选择激发学生学习积极性,带动学生思维,涵盖教学目标要求。因此,要求教师实验前必须花费更多精力选择实验题目,统筹安排学生如何开展。

在2006大连大学本科教学评估后,对微生物实验教学进行教学改革,增加设计性实验教学内容。几年来教学实践使教师体会到,实验题目的选择不仅是设计性实验成功与否关键,教学质量的保证,而且也是教学目标实现的起点和依据。在设计性实验题目选择过程中,应从以下几个方面来考虑:1)实验选题要有的放矢。作为任课教师在选题方面首先依据教学大纲,培养目标要求,同时兼顾学科发展现状与趋势,为学生提供合适的题目。2)实验选题要知与行的统一。以学生掌握的基础知识为基础,将学生学过知识系统化和实用化,题目选择最好与科研课题、生活实际结合起来,以便能更好的调动学生学习积极性、激发学生学习兴趣,吸引学生注意力。因为研究内容只要与科研相关、生活实际相关,与社会所需和时代气息相关,就能使学生产生共鸣,体验到学习的价值和意义,激发学生学习的动机[3]。3)实验选题要难易统一。设计性实验是培养学生具有探索精神和创新精神重要的手段,课题选择面过难或过易,难以实现培养学生探索性和创新性教学目标,设计性实验便因此失去意义。课题面过宽或较难,会使学生望而生畏,失去勇气和信心,学生无从下手,难以达到实验目的。比如以"产低温蛋白酶生产菌株选育"为学生设计性实验课题时,在选题方面目的性很强,将学生掌握微生物基本技能和操作(玻璃器皿包扎技术、培养基制备技术、灭菌技术、无菌操作技术、制片技术、显微观察技术、分离纯化技术、纯培养技术、菌种保藏技术、微生物生长量测定技术、生长曲线测定技术、诱变育种技术、酶活测定技术等)有机构成整体,将"零钱"形成"钱串"；实验课题研究内容与生产实际息息相关,蛋白酶在洗涤、制革、银回收、医药、食品加工、饲料等方面有广泛应用,而低温酶以其独有低温高催化效率,高效结构柔顺性,热不稳定性特点在应用领域得到研究者青睐,以此激发学生研究动机；实验选题难易统一,学生在样品处理方面产芽孢菌和非产芽孢菌样品处理技术不一,在产功能性酶微生物分离培养基制备、产低温酶生长曲线测定,低温酶诱变育种及酶活测定方面对学生探索和创新精神有所培养和锻炼。

2 教师担任学生学习指导者,监督者角色

由于设计性实验无论在实验样品取样、实验方案设计、实验过程实施,实验结果分析等几方面以学生为主体,学生独立完成。学生在材料查阅、方案设计、实验操作、实验结果分析等方面会存在问题,教师给学生适时指导。如指导学生如何围绕实验课题查阅材料,如何取样,取样过程中注意哪些问题,如何处理实验样品,如何设计实验方案,对学生设计方案提出改进意见,为学生设计合理性、科学性、可操作性、有创新性方案提供保障;学生在实验操作过程中遇到困难,教师不能面面俱到讲解具体内容,而应为学生指明方向,启发式为学生解决实验中面临困难,尽量让学生独立完成实验,教师在实验过程中发挥指导者作用。同时,教师结合学生实验选题为学生提出实际问题供学生思考,以此促进对学生创新能力培养。如在“产低温蛋白酶菌株生产菌株选育”为实验课题时,实验前对实验样品采集采取何种原则？对采集样品采用何种方法(包括样品处理,何种分离培养基)才能尽快分离到所需实验菌株,分离到实验菌株是如果细菌,如何正确判断未知实验菌株革兰氏阴阳性?在绘制低温菌株生长曲线时注意哪些问题？结合低温菌株生长曲线在对其进行酶活测定时注意哪些问题？对实验菌株进行诱变以提高酶活时采用哪些菌株？采用哪种方法诱变效果好等一系列与实验息息相关问题,学生带着问题进行实验时学生的分析问题、解决问题的能力得到提高、综合思维能力、创新能力得到培养。实验结束后,教师引导与帮助学生学会对实验结果进行整理与分析,并且引导学生总结实验特色及创新点。如在“产低温蛋白酶菌株生产菌株选育”为实验课题时,本实验特色与创新之处:以大连自然条件丽娇湾海水采取实验样品,分离到实验菌株是产低温酶菌株,酶活较高,实验菌株诱变后经多代培养后产酶性能稳定、酶活显著提高。设计性实验一般持续时间长,学生选题各不相同进度不一,实验完全由学生自己掌握,但教师不能不问不管,放任自流,需要参与实验全过程的辅助和监督工作,这是实验取得良好效果的保障。另外,教师的监督作用还能培养学生养成良好的实验习惯,严谨的科学态度,为良好的科研素质培养奠定基础,教师在学生实验过程的始与终担任“教练”角色。

3 教师担任考核体系建立者,教学效果评估者角色

考核是教学过程中重要环节,直接影响学生的学习态度与学习方法,对学生的学习作出公正、合理的评价[12-13]。但设计性实验考核作用不限于此,它是评价学生知识水平、创新能力重要手段,建立科学合理的考核体系对教学目标的实现非常重要。设计性实验是高层次的实验教学[5],在支撑知识、实验方法、实验手段等方面与基础性实验截然不同。支撑知识是多层次、复合型的,需要学生将不同层次知识、不同学科知识有机结合起来,并且学会融会贯通;实验方法是多学科的,设计到化学、物理、生物等多学科方法[14],需要学生合理运用不同实验方法,并对部分实验方法加以改进与创新;实验手段是多样性的,学生在利用不同实验手段达到相同目的时,就会对每种手段优缺点、特点掌握透彻。如对已分离低温蛋白酶菌株酶诱变提高酶活时,学生可采取紫外线诱变,也可用化学试剂进行诱变,也可采用紫外线和化学试剂复合处理,到底是哪种诱变方法合理,学生在结合生产菌株特点如分离产蛋白酶的菌株是芽孢杆菌,诱变结果表明采用紫外线诱变为最佳诱变条件,实验结果给学生思考带来空间,为学生创新能力培养奠定基础。由此可见以实验报告和操作考核为主传统考核模式已不能客观、全面评价学生的知识水平、实践能力、创新能力等多方面要求,迫切需要建立一种新的考核体系以适应设计性实验教学要求。根据设计性实验教学目标,微生物设计性实验考核主要由实验预习报告、实验方案设计、实验论文书写、实验结果答辩四部分组成。实验预习报告是对学生获取知识能力、灵活、创造运用各种知识能力考核。通过查阅文献资料、收集有用材料并灵活、创造运用各种知识,是实验得以顺利进行保证。实验方案设计是对学生所学知识和技能综合应用能力的考核。通过方案设计对实验实施过程中所涉及知识和技能应用全面检验,方案设计是否合理、方法运用是否正确,仪器使用是否规范、熟练,试剂配制是否正确,实验过程中出现为题能否正确处理,是否养成良好实验习惯等方方面面实验中涉及到问题进行全面考核。实验论文书写是对学生科研写作能力考核,打破传统报告书写格式,要求学生严格以科研论文格式撰写实验报告,不但使学生掌握科研论文书写格式,培养学生表达能力和科技论文写作能力,同时为毕业论文书写奠定基础。实验结果答辩是对学生综合能力、创新能力检验。学生对实验结果分析与讨论,总结提高,制作PPT进行答辩,在答辩过程中实现与学生、教师交流,交流中对所学知识和技能掌握更透彻,学生综合素质、创新思维得到培养。

教学效果评估是对设计性实验教学效果的检验。任课教师通过定期(学期初、学期中、学期后)召开学生座谈会或问卷调查,听取学生对教学工作见解,了解学生要求,了解教师授课存在问题,有的放矢改进教学。每学期课程结束后,要求学生以记名或不记名方式写一篇感想,将自己对课程的意见和想法表达出来,强调适当多写些缺点或不足的地方,为的是使课程得到更好传承与发展。学生在不同形式考核体会中写道:“实验答辩考核让我们记忆深刻,它是我们实验结果总结与提高,同时也是搭建学生与学生之间、教师与学生交流平台,让我们在享受自己成果同时分享他人果实,让我们体会到与他人分享智慧的快乐,在分享中增强自信,自身综合素质得到培养,增强学生间团结合作,培养学生的创新精神[15]。”设计性实验的考核让我们耳目一新,实现大学学习生活很多“第一次”,第一次围绕课题系统查阅材料,第一次查阅英文资料,第一次书写科研论文,第一次选择自己喜欢课题并进行研究,第一次感觉到科研乐在其中,极大提高我们积极性与兴趣,让我们有当家作主感觉,充分发挥我们潜力,真正体现“能做事,能创造”的能力。

设计性实验教学对教师提出更高要求,不但要求教师具有扎实理论知识,而且有丰富的科研经历,才能在设计性实验教学中游刃有余把握好自己,担任“教练”角色,对学生的学习过程起到引导、指导、协助、监督和促进的作用,实现设计性实验教学目标。另一方面,教师平时不断积累有关设计性实验教学经验,专业知识、不断更新知识结构,接受新技术、新技能,转变教育教学理念,担任与世俱进的“教练”的角色。

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Exploration andpractice on teacher’s role of designing experimental teaching of microbiology

LIXiaoyan

(College of Life Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China)

The designing experiment is an effective mean to cultivate the students’ practical skill and innovation ability.The teachers’role in designing experiment affects teaching effect.They are also the protections to achieve the teaching goals.Designing experiment pays attention to students’autonomous learning, arouses students’enthusiasm, and stimulates students’ interest.Therefore, during the course of experiment teaching, the teachers should pay attention to topic selection, organization, evaluation, etc.Topic selection should be targeted, to unify the knowledge and practice, and the hard and easy.Teachers act as coordinators of knowledge construction and topic selection of experimental subjects, directors and supervisors of students’learning.Teachers establish the assessment system which focuses on improving the comprehensive quality of students.Holding student seminars, questionnaire surveys and writing thoughts are effective ways to test teaching effect, in the teaching, teachers act as establishers of assessment system and evaluators of teaching effect.

microbiology; designing experiment; teachers’role; innovation ability

2014-09-25。

辽宁省教育厅普通高等学校本科人才培养模式改革试点项目(GM201418); 大连大学教学改革项目。

李晓艳(1972-),女,辽宁大连人,大连大学讲师,硕士。

1673-5862(2015)01-0121-04

Q93

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.01.027