時間:2023-03-16 15:42:36
導(dǎo)語:在微生物學(xué)理論論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
簡單的來說其所指的就是某個人對某一事物獨(dú)特的創(chuàng)見思維能力,這種思維不能能夠看透該事物的本質(zhì),內(nèi)在關(guān)系,更能對該事物進(jìn)行獨(dú)特的分析,提出獨(dú)特的見解。對于學(xué)生的學(xué)習(xí)來說,就是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不隱遁守舊,能夠自主對知識進(jìn)行探索,并對知識提出新穎的見解。本文經(jīng)過研究分析,其創(chuàng)新思維具體包含以下幾種特種,第一,具有獨(dú)創(chuàng)性,思維能力不受傳統(tǒng)固定思維的影響。第二,求異性,思維新穎,不同于常人。第三,聯(lián)想性,可以將與之相關(guān)的事物聯(lián)想在一起,找出新的答案。第四,靈活性,即不受固定模式的影響,束縛,善于打破常規(guī)。第五,具有綜合性,思維調(diào)節(jié)局部與整體、直接與間接、簡單與復(fù)雜的關(guān)系,通過概括、整理,把抽象內(nèi)容具體化,繁雜內(nèi)容簡單化。
2.初中商務(wù)教學(xué)中創(chuàng)新思維培養(yǎng)的有效措施
2.1.生物學(xué)科是一門基礎(chǔ)的自然學(xué)科
具有實(shí)驗(yàn)性強(qiáng),實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),且課程資源豐富,為學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)提供了必要的基礎(chǔ),所以,有效的生物課堂教學(xué),對于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)意義重大。下面,我們就來通過以下幾點(diǎn)來闡述如何有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。第一,首先,在課堂教學(xué)中,教師要善于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,觀察能力是進(jìn)一步培養(yǎng)、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。西方著名心理學(xué)家曾指出,任何思維、任何能力的培養(yǎng),都是從細(xì)致的觀察開始的。因此,由此可以看出觀察對于學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的重要性。觀察是智力的門戶,是思維的基礎(chǔ),是開放思維的按鈕,所以觀察事物是否客觀,決定著思維形成的客觀與否,所以,在生物課堂教學(xué)中,教師只有讓學(xué)生去學(xué)會觀察,并能將所觀察到的事物進(jìn)行深化,學(xué)生才能對事物產(chǎn)生獨(dú)特的創(chuàng)見思維。
2.2.提高學(xué)生的猜想能力
是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵。猜想是指由已有的知識基礎(chǔ)、經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律作出假設(shè),培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行猜想,是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,掌握探求知識的必要手段。教師要善于啟發(fā)、積極指導(dǎo),熱情鼓勵學(xué)生進(jìn)行猜想,以達(dá)到啟迪思維、傳授知識的目的。啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行猜想,首先要點(diǎn)燃學(xué)生主動探索之火,要引導(dǎo)學(xué)生觀察分析、大膽設(shè)問、各抒已見、充分活動,讓學(xué)生去猜、去想。猜想結(jié)果,猜想探究方法,猜想知識間的聯(lián)系,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,推動其思維的主動性。如:“綠葉在光下制造淀粉”一節(jié),就可先引導(dǎo)學(xué)生觀察葉片的形狀、顏色、結(jié)構(gòu)(掛圖),然后讓學(xué)生各自去猜想“為什么綠葉在光下能制造淀粉?”“是光、顏色、形狀?”、“能真的制造出淀粉嗎?”“如何檢驗(yàn)”……并讓學(xué)生將自己的猜想進(jìn)行交流,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動,教師還可選取一些有代表性的植物(金邊吊蘭的葉)、特殊的遮光材料(照相底片)讓學(xué)生進(jìn)行探究,這樣既可激發(fā)學(xué)生的興趣,又可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的能力。
2.3.訓(xùn)練學(xué)生的辯證思維能力
辯證思維能力,是創(chuàng)造性能力培養(yǎng)與形成的最高層次。在教學(xué)中,我們一定要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)作為一門學(xué)科,它既是科學(xué)的,也是不斷變化和發(fā)展的。因?yàn)殡S著科學(xué)的發(fā)展,對生命的研究更加深入、精準(zhǔn);同時環(huán)境不斷變化,使得生物對環(huán)境的適應(yīng)能力、生命活動規(guī)律也發(fā)生相應(yīng)變化。所以教學(xué)中,要密切聯(lián)系時間、環(huán)境等多種可能條件和生產(chǎn)生活實(shí)踐,辯證地理解掌握生物學(xué)知識,通過歸納總結(jié)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力。
3.結(jié)語
論文關(guān)鍵詞:在物理教學(xué)中用問題激發(fā)學(xué)生思維的策略
創(chuàng)造性思維基于實(shí)踐始于問題。而所謂問題,按照吉爾福特的解釋,就是“每當(dāng)你碰到不進(jìn)一步作心理的努力就不能有效地應(yīng)付的情況時,你就遇到了問題”,當(dāng)“你需要組織新的信息項(xiàng)目,或以新的方式運(yùn)用已知的以解決問題時,你就碰到了問題”。①問題是人類思維活動的起點(diǎn),“我們大部分有意識的思維都和問題有關(guān)” (波利亞語)初中物理論文,因?yàn)?ldquo;在人有適當(dāng)?shù)膭訖C(jī)而使課題變得迫切了,并且它的解決成為必要的了。當(dāng)人要從所處的情境中走出來,而又沒有現(xiàn)成的(先天的或習(xí)慣的)解決辦法時,只有在這種場合思維才出現(xiàn)”。②教學(xué)過程首先應(yīng)當(dāng)是激發(fā)學(xué)生思維的過程,要讓學(xué)生在持續(xù)不斷的思維活動的實(shí)踐中學(xué)會思維。由于人類的思維總是和一定的問題情境相聯(lián)系的,這客觀上就向我們提出了如何立足教學(xué)和學(xué)生實(shí)際,通過創(chuàng)設(shè)有針對性的問題情境,激發(fā)學(xué)生的思維活動,進(jìn)而激勵學(xué)生的思維品質(zhì),促進(jìn)學(xué)生思維能力及創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展的問題論文開題報告。而實(shí)驗(yàn)作為人類的一種重要的實(shí)踐活動形式,同時也是教學(xué)活動中一種基本的實(shí)踐活動形式,它不但是人們解決一些的有效途徑,同時也是產(chǎn)生新問題的重要源泉,因而在催化問題情境,激發(fā)學(xué)生思維方面也就有著重要的作用。本文擬就此作些探討。
一、用拓展性問題激發(fā)學(xué)生思維的廣度
思維的廣度是指在解決問題時所表現(xiàn)出的善于運(yùn)用多方面知識和經(jīng)驗(yàn)從多角度、多層次、全方位考慮問題的思維品質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,藉助于拓展性問題情境為學(xué)生開辟較為廣闊的思維空間初中物理論文,可以有效地促進(jìn)這種思維品質(zhì)的形成和發(fā)展。如在關(guān)于“浮力”的教學(xué)中,我們通常都會結(jié)合實(shí)驗(yàn)探索出“阿基米德定律”,并向?qū)W生介紹關(guān)于阿基米德發(fā)現(xiàn)這個定律的生動故事。事實(shí)上,阿基米德正是在強(qiáng)烈的問題意識——如何鑒別金質(zhì)王冠是否摻入了白銀——的驅(qū)使下,才在洗澡時產(chǎn)生“靈感”從而擷取了關(guān)于“浮力定律”發(fā)現(xiàn)的“王冠”。也此同時,也給那位苦心制作“王冠”的金匠帶來了滅頂之災(zāi)。這時,如果我們結(jié)合浮力實(shí)驗(yàn)向?qū)W生提出這樣一個拓展性問題:“阿基米德關(guān)于王冠真?zhèn)蔚蔫b別方法是否科學(xué)合理?是否有可能使金匠蒙受不白之冤?”而學(xué)生通過深入的分析就會發(fā)現(xiàn),阿基米德的判斷只適用于王冠為實(shí)心體的情況,而事實(shí)上,由于王冠上有纓、簪、球、葉等幾十個大小不一、形態(tài)各異的部件,這樣在其加工制造過程中是很難保證其內(nèi)部沒有空隙的。因而依據(jù)排水多少的方法來鑒別其中是否摻入了銀子可以說是有失偏頗的。當(dāng)然這里并無對阿基米德的詆毀之意,有的是對真理的執(zhí)著追求。
二、用延伸性問題激發(fā)學(xué)生思維的深度
思維具有深度就似具有“火眼金睛”一般,表現(xiàn)為善于深入分析思考問題,能透過紛繁復(fù)雜的表面現(xiàn)象以及能識破假象進(jìn)而認(rèn)識事物的本質(zhì)特征及事物間的本質(zhì)聯(lián)系。在物理教學(xué)中,通過創(chuàng)設(shè)延伸性問題情境,可以有效地引導(dǎo)和促使學(xué)生思維逐步向縱深發(fā)展初中物理論文,進(jìn)而收到激發(fā)其思維深度之效論文開題報告。如就“阿基米德定律”的教學(xué)而言,借助于客觀具體的實(shí)驗(yàn)是能夠幫助學(xué)生建立起“浮力”的概念的,也容易通過實(shí)驗(yàn)探究出關(guān)于浮力的“阿基米德定律” 即“浸在液體里的物體受到向上的浮力其大小等于物體排開液體的重力”。但這并不意味著學(xué)生就能認(rèn)識浮力的本質(zhì)特征,而需要能過創(chuàng)設(shè)一些延伸性的問題情境激發(fā)其思維的深度。諸如為了加深學(xué)生對“阿基米德定律”中“浸”的理解,可以提出如下問題:在一盛有水的容器中有一正方體木塊,該木塊下面涂有石蠟,并與容器的底部密合,問該木塊是否受到浮力?為了解決這個問題,我們可進(jìn)行通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究:用手對木塊稍作晃動發(fā)現(xiàn)木塊迅即浮起;若用小刀輕輕劃去結(jié)合部的密合蠟層,當(dāng)劃去的部分達(dá)到一定程度時木塊亦會上浮。而通過對這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深入分析與思考,就會使學(xué)生認(rèn)識到“阿基米德定律”中的“浸”所指的應(yīng)是物體在液體中的漂浮或懸浮狀態(tài),對物體下部與容器底部有密合的接觸面的情況不適用于“阿基米德定律”。進(jìn)而幫助學(xué)生認(rèn)識到“水對物體的浮力就是水對物體向上和向下的壓力差”這個本質(zhì)特征。
三、用激勵性問題激發(fā)學(xué)生思維的速度
思維的速度表現(xiàn)在分析和處理問題過程中能“快速反應(yīng)”,亦即思維敏捷,能出奇制勝地分析和解決所面臨的問題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,通過創(chuàng)設(shè)一些激勵性問題情境,這可在促發(fā)學(xué)生知識的快速遷移中收到鍛練學(xué)生思維“速度”之效。如針對如下一個實(shí)驗(yàn)設(shè)計性問題:欲測量一小酒杯的密度初中物理論文,身邊僅有一個量筒及水若干,看誰能利用現(xiàn)有條件盡快給出測量小酒杯密度的實(shí)驗(yàn)方案?在強(qiáng)烈的成功意識和自信心的驅(qū)使下,同學(xué)們會在問題面前常常表現(xiàn)得機(jī)智而又敏捷,許多同學(xué)很快就能理清思路:要測量小酒杯密度,必須測出其體積與質(zhì)量,由于有水及量筒,那只需讓其沉入水中,由此排開的水量便可知道其體積;那怎樣測量小酒杯的質(zhì)量呢?這時他們又會聯(lián)想到,物體的質(zhì)量是和其重量相聯(lián)系的,只要能想辦法測出小酒杯的重量即可,這就使問題歸結(jié)為小酒杯重量的測量了。而由于小酒杯這一特殊形狀的物體在水中可以有沉入水底和浮于水面兩種狀態(tài),因小酒杯取口朝上的漂浮狀態(tài)時,在重力與浮力的作用下處于平衡狀態(tài),從而有其所受的重力就等于浮力,而小酒杯所受的浮力不就等于小酒杯所排開的水的重量嗎。這樣問題也就迎刃而解了。而經(jīng)常給學(xué)生提供類似的一些激勵性問題,讓學(xué)生不斷在充滿強(qiáng)烈的競爭意識的氛圍中積極主動的思考初中物理論文,這對培養(yǎng)學(xué)生思維的速度應(yīng)當(dāng)說是大有裨益的。
四、用疑惑性問題激發(fā)學(xué)生思維的“密度”
思維的“密度”表現(xiàn)在思考問題時所具有的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、縝密的思維特點(diǎn),能從錯綜復(fù)雜的關(guān)系中認(rèn)清事物的本質(zhì)特征論文開題報告。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師通過設(shè)置一些似是而非的問題情境,將學(xué)生置于一種“心欲求而未得,口欲言而弗能”的“憤悱”狀態(tài),可以收到培養(yǎng)學(xué)生思維的“密度”之效。如在“物體的沉浮條件”的教學(xué)中,可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):先在盛有水的玻璃槽中分別放入泡沫塑料、木塊、硬幣、鐵片等,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象并作出解釋,學(xué)生很快就會給出“因?yàn)榕菽?、木塊比水輕,硬幣、鐵片比水重”的解釋。教師再取出一個較大的木塊與一較小的鐵片(顯然木塊要比鐵片重)放入水中,結(jié)果仍然是木塊浮于水面,鐵片沉于水底。這時學(xué)生就會對 “鐵比木頭重而下沉”結(jié)論所產(chǎn)生了疑問,就會激發(fā)他們對“物體的沉浮是由什么因素決定的?”的思考。此時,再在水中放入任意大小的木塊或鐵片總有木塊浮于水面,鐵片沉于水底的結(jié)論。而伴隨著實(shí)驗(yàn)的不斷深入,學(xué)生也就會發(fā)現(xiàn)初中物理論文,物體的沉浮是與輕重?zé)o關(guān)的,只與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。那漂浮于水面上的泡沫、木塊在性質(zhì)上有何相似之處呢?沉于水底的硬幣、鐵片又有何共性呢?通過分析思考(當(dāng)然也可輔之以實(shí)驗(yàn)或查閱資料等過程)則不難發(fā)現(xiàn),泡沫、木塊的密度都比水小,而硬幣、鐵片的密度又都比水大,進(jìn)而也就可以認(rèn)識到物體在水中的沉浮取決于物體的密度是大于、還是小于水的密度。但這是否意味著只有密度比水小的物體才能浮于水面上呢?那用鋼鐵制成的萬噸巨輪不也照樣能在水上穿梭往來嗎?進(jìn)而也就可以說學(xué)生認(rèn)識到,物體沉浮的根本原因在于物體所受的重力是否大于浮力。而通過如此不斷地“教無疑者有疑,教有疑者無疑”,學(xué)生也就完成了對“浮力”的去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的認(rèn)識過程。五、用矛盾性問題激發(fā)學(xué)生思維的“精度”
思維的“精度”作為在新的信息面前所表現(xiàn)出的一種對信息進(jìn)行全面審查、加工的思維品質(zhì),它有助于人們在選擇、甄別和反思中分清是非,辨別真?zhèn)?,把握事物的本質(zhì)特征。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,通過創(chuàng)設(shè)一些矛盾性問題情境,讓學(xué)生的思維處于進(jìn)退維谷的兩難境地,可以達(dá)到培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生思維“精度”的目的。如在“液體的表面性質(zhì)”的教學(xué)中,可以進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):先將一木塊與一硬幣一起放入盛有水的水槽中,結(jié)果木塊浮于水面而硬幣沉入水底;再給一玻璃杯灌滿水初中物理論文,并小心翼翼地將一枚硬幣放在水面上,而硬幣居然能浮于水面論文開題報告。如此令學(xué)生感到有些不可思議的、與其原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)相矛盾的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,當(dāng)然就會激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入、精細(xì)的思維。而當(dāng)學(xué)生通過自己的實(shí)驗(yàn)與觀察,看到硬幣下方的水面呈凹陷狀,在此基礎(chǔ)上學(xué)生經(jīng)過分析討論,就會認(rèn)識到硬幣“浮”于水面與木塊浮于水面的機(jī)理是有著本質(zhì)區(qū)別的,它有可能與硬幣下水面的“凹陷”有關(guān),進(jìn)而再通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)與思考,就會發(fā)現(xiàn)“液體表面張力”的本質(zhì)特征。
愛因斯坦曾經(jīng)指出:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因?yàn)榻鉀Q問題也許僅是一個數(shù)學(xué)或?qū)嶒?yàn)上的技能而已,而提出新的問題、新的可能性,從新的角度去看舊的問題,卻需要創(chuàng)造性的想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。” ③問題作為思維的起點(diǎn)和動力,在人類的創(chuàng)造活動中有著至關(guān)重要的作用這是不言而喻的。其實(shí),科學(xué)上的很多重大發(fā)現(xiàn)與發(fā)明,與其說是問題的解決者作出的初中物理論文,毋寧說是問題的尋求者促成的。事實(shí)上,正是瓦特對“燒開水時壺蓋為何跳動”的發(fā)問促成了蒸汽機(jī)時代的到來,正是法拉第對“磁能否生電”的問題導(dǎo)致了電氣時代的誕生。因而,在我們的物理教學(xué)中,從學(xué)生及教學(xué)的具體實(shí)際出發(fā),努力通過創(chuàng)設(shè)一些有針對性的問題情境,去激發(fā)學(xué)生的思維,進(jìn)而激勵學(xué)生良好思維品質(zhì)的形成。應(yīng)當(dāng)說,這對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力與創(chuàng)新能力,對于推進(jìn)以“創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”為重點(diǎn)的“素質(zhì)教育”應(yīng)當(dāng)是不可或缺的。
參考文獻(xiàn)
①吉爾福特,創(chuàng)造性才能—它們的性質(zhì)、用途和培養(yǎng),北京:人民教育出版社,1991年版,第123頁;
②轉(zhuǎn)引自鄭表岳,用問題喚起學(xué)生的思維,課程教材教法,1997,10:42;
③愛因斯坦,物理學(xué)的進(jìn)化,上??萍汲霭嫔?962年版,第59頁。
關(guān)鍵詞 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);環(huán)境工程專業(yè);多媒體教學(xué)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)12-0123-03
環(huán)境微生物學(xué)作為我國高等院校環(huán)境類專業(yè)的必修科目,是一門多學(xué)科交叉的綜合性、實(shí)踐性及技術(shù)性很強(qiáng)的重要課程。隨著生物科學(xué)技術(shù)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展日益革新和壯大,這門前沿科學(xué)無疑成為研究和解決當(dāng)今環(huán)境問題的新途徑、新武器[1]。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為理論知識與工程應(yīng)用的聯(lián)結(jié)紐帶,鼓舞著專業(yè)人才的科學(xué)創(chuàng)新思維,極大地推動環(huán)境化學(xué)、污染控制工程等領(lǐng)域的發(fā)展[2]。通過微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的系統(tǒng)講解和演練,指導(dǎo)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生掌握一門實(shí)用的生物實(shí)驗(yàn)操作技能,培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)設(shè)計和動手能力,有效促進(jìn)知識的遷移和轉(zhuǎn)化,較好地服務(wù)于該專業(yè)本科生未來的科研活動和工程實(shí)踐。
面對國家全面開展素質(zhì)教育、大力培養(yǎng)創(chuàng)新型就業(yè)型人才的發(fā)展方向,各大高等院校堅持以提高本科教學(xué)質(zhì)量,推進(jìn)教學(xué)、科研、實(shí)踐相結(jié)合,根據(jù)學(xué)校條件和專業(yè)背景,建立與社會服務(wù)相融合的特色教育,為培育更具專業(yè)素養(yǎng)和社會競爭力的應(yīng)用型人才而努力[3]。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)作為訓(xùn)練專業(yè)人才基礎(chǔ)操作技能的實(shí)用型課程,同環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域有著重要的關(guān)聯(lián)性和輔,因而成為各高等院校環(huán)境類專業(yè)的重要發(fā)展學(xué)科[4]。同時,由于微生物學(xué)特有的微觀性、精密性和抽象性,環(huán)境專業(yè)學(xué)生微生物學(xué)相關(guān)知識和興趣的薄弱,使得教師對該課程整個教學(xué)過程的設(shè)計和把握顯得尤為重要。而傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動普遍存在諸多缺陷和需要改進(jìn)的問題,比如:教材教學(xué)資源的陳舊滯后;教學(xué)理論與實(shí)際問題聯(lián)系不緊密;學(xué)生積極性、重視程度不高;缺乏課程考核制度;等等。因此,筆者根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)歷及同行反饋意見,對環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行一系列設(shè)計和改進(jìn),在此進(jìn)行簡單總結(jié)論述。
1 開放式多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)
傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如細(xì)菌染色、培養(yǎng)基配制和滅菌、菌種分離培養(yǎng)、物理化學(xué)因素對微生物生長影響的觀察等,大都屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),著重于強(qiáng)化理論理解和掌握操作流程,未能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性,對未來畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)中面對實(shí)際問題造成不利影響[5-6]。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)講究內(nèi)容、形式、地點(diǎn)的開放,除了增加設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的比重,比如各類環(huán)境中(不同空氣、土壤或水中)微生物的接種、培養(yǎng)和測定,完全可以由學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品和所需設(shè)備,教師幫助其審核實(shí)驗(yàn)方案的合理性,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng),認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從實(shí)驗(yàn)操作過程中尋找和總結(jié)不同結(jié)果的原因[7]。為此,實(shí)驗(yàn)教師需要注意配備多余培養(yǎng)基或菌液等,對于實(shí)驗(yàn)過程中的失誤或其他影響造成的異常情況,提供修正和彌補(bǔ)的機(jī)會,給予學(xué)生相對自由的實(shí)驗(yàn)空間和條件。同時,可以適當(dāng)拓展設(shè)計性實(shí)驗(yàn),加入觀摩性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),比如安排實(shí)驗(yàn)與環(huán)境工程專業(yè)實(shí)習(xí)體系相結(jié)合,讓學(xué)生自主選擇污水處理廠或者環(huán)境監(jiān)測站等相關(guān)單位,提前接觸認(rèn)知實(shí)習(xí)的對象,通過觀察污水廠水質(zhì)變化情況、取樣環(huán)節(jié)及污水處理流程的切身體驗(yàn),了解活性污泥中微生物的作用和反應(yīng)原理[8]。
在課程學(xué)時的安排上,教師及時安排學(xué)生對被培養(yǎng)菌種的觀察和記錄時間,提前布置下次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,保證各實(shí)驗(yàn)小組方案的設(shè)計和討論時間。另外,在條件允許的情況下,鼓勵學(xué)生加入教師主持的相關(guān)課題,拓寬專業(yè)思路,從而對想繼續(xù)專業(yè)深造和進(jìn)行科研工作的學(xué)生起到積極的促進(jìn)和引導(dǎo)作用。
2 武裝課程背景,緊跟前沿?zé)狳c(diǎn)
依托環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)體系,本科環(huán)境微生物學(xué)課程的要求尚屬理論學(xué)習(xí)水平,重在掌握操作過程的原理和流程,與實(shí)際工程項(xiàng)目的要求相差甚遠(yuǎn);又鑒于大多數(shù)生物工程技術(shù)仍處在實(shí)驗(yàn)室探索研發(fā)階段,或者依附其他行業(yè)生產(chǎn)和研發(fā),純生物工程行業(yè)的人才需求并未擴(kuò)大,而純微生物學(xué)專業(yè)就業(yè)面相對較窄,屬于輔專業(yè)課程,所以學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性不夠高[9]。
首先,從環(huán)境微生物課程相關(guān)理論及實(shí)驗(yàn)教材上講,避免沿用陳舊的教學(xué)材料,借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)拓展課堂內(nèi)容,選擇和側(cè)重與實(shí)際問題接軌的內(nèi)容,將國內(nèi)外微生物科學(xué)技術(shù)的前沿進(jìn)展呈現(xiàn)給學(xué)生。教師還可以在原有的課程里增設(shè)環(huán)境生物技術(shù)課程、環(huán)境污染生物修復(fù)技術(shù)等,掌握生物工程在相同的技術(shù)原理下在不同環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,將理論知識和基本技能得到延伸和拓展。同時,鼓勵和督促教師自身不斷學(xué)習(xí),掌握最新的專業(yè)動態(tài),保持開闊的眼界和與時俱進(jìn)的科研精神,通過分享國內(nèi)外生物技術(shù)熱點(diǎn)和相關(guān)科技文獻(xiàn),激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的求學(xué)態(tài)度,增強(qiáng)對所學(xué)專業(yè)的就業(yè)信心。
3 理論教學(xué)與實(shí)際案例相結(jié)合
將實(shí)際生產(chǎn)生活的相關(guān)知識點(diǎn)融入課堂教學(xué)中,指導(dǎo)學(xué)生在課外有選擇地參與趣味性微生物小實(shí)驗(yàn),諸如自制酸奶、酒釀、泡菜等利用微生物發(fā)酵原理的日常食物,對常見菌種如真菌、大腸桿菌等作觀察和分析等,通過將微生物原理生活化、生動化,發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,使其在體驗(yàn)微生物與日常生產(chǎn)生活奇妙關(guān)系的同時,將所學(xué)技能融會貫通。在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個過程中,堅持“學(xué)生主導(dǎo),教師為輔”的原則,放手讓學(xué)生從參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)(培養(yǎng)基的制備、滅菌、接種等)到全程設(shè)計和操作,通過自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器具,自主安排實(shí)驗(yàn)時間,熟練微生物實(shí)驗(yàn)基本物品的配備、操作及其應(yīng)用。當(dāng)實(shí)驗(yàn)遇到困難受阻,鼓勵學(xué)生通過調(diào)研和查閱相關(guān)案例文獻(xiàn)來分析和解決問題,啟發(fā)其創(chuàng)新性和設(shè)計性思維,幫助其產(chǎn)生一定的責(zé)任感和成就感,為今后獨(dú)立參與相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。
4 充分利用多媒體教學(xué)手段
依托學(xué)?,F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)系統(tǒng),把目前互聯(lián)網(wǎng)上優(yōu)秀的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源或者教師自制的視頻、音頻、圖片等收集和整理起來,以多角度、動態(tài)清晰的方式將實(shí)驗(yàn)的全過程提前展現(xiàn)給學(xué)生,豐富了原本枯燥的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)及演示的不足,從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量[10]。筆者特別推薦將多媒體網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)施在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段,尤其對于菌種的分離、接種、平板涂布劃線法等環(huán)節(jié),配合影像資料,更能寓教于樂,讓他們在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程中即能得到充分的引導(dǎo),更加直觀、形象地領(lǐng)會到實(shí)驗(yàn)操作的要領(lǐng)。如果在條件允許的情況下,在后期的實(shí)驗(yàn)考核中,教師可以有選擇地進(jìn)行攝像記錄、動態(tài)試卷等,這樣更加客觀而真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際操作能力,進(jìn)而提高課程考核效率。
5 嚴(yán)格保證教學(xué)實(shí)驗(yàn)安全
隨著高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的大力投入,實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的要求提升,實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)安全管理事宜也顯得尤為重要。為保證教學(xué)科研順利有序地進(jìn)行,保證校內(nèi)師生人身財產(chǎn)安全,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及藥品的安全教育和管理,以防各類事故的發(fā)生[11]。高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要涉及生物安全、化學(xué)品安全、電氣安全、紫外線輻射及消防安全等。例如:實(shí)驗(yàn)室酒精分類較多,用于清潔雙手的酒精棉球、浸泡鑷子(需沾取氯化汞溶液、75%乙醇等化學(xué)試劑)的酒精溶液等,要求實(shí)驗(yàn)教師嚴(yán)格配制和區(qū)別標(biāo)注,防止混用造成不必要的污染,用后及時洗手消毒,未用完的菌種和培養(yǎng)基等合理保存并記錄使用情況;無菌操作過程中,關(guān)閉門窗,嚴(yán)控課堂紀(jì)律,不得進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的講話、走動、吃東西等行為,防止雜菌污染;紫外照射滅菌過程中,清理超凈工作臺附近人員及物品,避免輻射傷害,以及臭氧對呼吸道的刺激;對于實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的高壓滅菌鍋、酒精燈等,要規(guī)范安裝及操作,定期檢查儀器表盤、維修記錄,發(fā)現(xiàn)異常及時修理,以免發(fā)生爆炸、火災(zāi)等事故。
6 完善考核制度,培養(yǎng)獨(dú)立創(chuàng)新思維
傳統(tǒng)的“課程預(yù)習(xí)—實(shí)驗(yàn)講解及演示—分組操作—記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果—評定實(shí)驗(yàn)報告”教學(xué)模式,不能夠全面、清晰地考察學(xué)生的基礎(chǔ)操作和應(yīng)用能力。就石河子大學(xué)目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件看(2個超凈工作臺、8臺顯微鏡、4個分光光度計等使用情況),儀器設(shè)備明顯不足,造成學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)(4人/組)的情況下,得不到充分鍛煉的機(jī)會,導(dǎo)致部分學(xué)生積極性不夠,缺乏獨(dú)立思考能力。另外,部分高校實(shí)驗(yàn)課程的成績是依附于理論課程中的,沒有單獨(dú)的學(xué)分考評,學(xué)生的重視程度不夠,往往造成眼高手低,動手能力差,實(shí)驗(yàn)收效難以保證[12]。因此,本文堅持“強(qiáng)化操作能力,弱化抽象理論”的考核方案,實(shí)行“預(yù)習(xí)設(shè)計(10%)+實(shí)驗(yàn)完成情況(30%)+單獨(dú)實(shí)驗(yàn)操作(30%)+實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案答辯(10%)+實(shí)驗(yàn)報告(20%)”的評分標(biāo)準(zhǔn),在促進(jìn)學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰椭匾暢潭鹊耐瑫r,優(yōu)化教學(xué)反饋,便于教師更全面更具體地了解授課效果,調(diào)整教學(xué)計劃、側(cè)重點(diǎn)、難易程度等。
7 結(jié)束語
對于環(huán)境工程專業(yè)本科生,其微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的提高,以及對日后實(shí)際問題的分析和解決能力的提高都不是短期內(nèi)能達(dá)到的,這需要相關(guān)專家和教師根據(jù)自身經(jīng)歷,提出寶貴的整改方案,供同行們不斷實(shí)踐、總結(jié)和切磋,更科學(xué)更有效地實(shí)施教學(xué)活動[13]。本文對該門課程教學(xué)內(nèi)容、方式、安全措施及課程考核的探索改進(jìn),打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性,堅持將提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力貫穿于整個教學(xué)過程,旨在搭建環(huán)境專業(yè)類背景下微生物學(xué)理論和實(shí)踐的橋梁,強(qiáng)化和拓展學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,為后續(xù)學(xué)生完成相關(guān)畢業(yè)論文起到輔導(dǎo)作用,對其在未來工作崗位上應(yīng)對相關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析和研究探索提供一個很好的認(rèn)識和鍛煉機(jī)會。
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關(guān)鍵詞: 《微生物學(xué)》 開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué) 探究 實(shí)踐
《微生物學(xué)》是生物科學(xué)、生物工程、生物技術(shù)等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課,是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。目前,微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為對微生物學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容的演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)較少。這樣的情況不利于學(xué)生對知識進(jìn)行整體性系統(tǒng)化的掌握,不能發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,影響學(xué)生在畢業(yè)時的畢業(yè)論文設(shè)計、畢業(yè)生在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用微生物學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能解決有關(guān)實(shí)際問題的能力,使得學(xué)生畢業(yè)后在專業(yè)領(lǐng)域中不能成為真正能夠解決生產(chǎn)科研問題的技術(shù)人才。因此,目前的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不能滿足現(xiàn)代社會對創(chuàng)新性人才的需求。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的就是訓(xùn)練學(xué)生掌握微生物技術(shù)的基本程序和技能,為今后的實(shí)際工作奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。那么如何將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)、應(yīng)用相結(jié)合?如何提高學(xué)生獨(dú)立應(yīng)用微生物學(xué)技術(shù)的能力,培養(yǎng)高素質(zhì)、能獨(dú)立解決實(shí)際科研問題的專業(yè)人才呢?開放性實(shí)驗(yàn)具有研究性和探索性,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與動手能力,給學(xué)生一個自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的空間,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和興趣,而且能夠最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)資源效益[1-2]。因此,開放性實(shí)驗(yàn)是我們解決以上兩個問題的一個途徑,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然趨勢。我們實(shí)驗(yàn)室對如何開展開放性的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究與實(shí)踐,取得了良好的教學(xué)效果。
一、微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)是通過開放微生物實(shí)驗(yàn)室完成的,在其教學(xué)過程中所有實(shí)驗(yàn)資源均向?qū)W生開放而不受實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)時間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容限制的一類實(shí)驗(yàn)形式。我根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和興趣或教師的科研課題指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目,自擬實(shí)驗(yàn)方案、查閱參考資料、提出設(shè)計思路和實(shí)驗(yàn)步驟,并獨(dú)立完成整個實(shí)驗(yàn)過程,在獲得的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上自己概括出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。開放性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一般為應(yīng)用性、實(shí)踐性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),能激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的濃厚興趣。因此,微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包含綜合型、設(shè)計型、科學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)。例如:我們設(shè)立了土壤微生物的分離與純化的綜合性實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線、步驟,并準(zhǔn)備所需物品,最終獲得純種。在樣品的采集過程中,學(xué)生自由選擇土樣進(jìn)行采集,并注明土樣采集的地點(diǎn)、深度、含水狀態(tài)等特征,通過這一過程,使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)樣品采集的方法及注意事項(xiàng);在試驗(yàn)的準(zhǔn)備和試驗(yàn)的操作過程中學(xué)生能全面地掌握器皿的包扎技術(shù)、棉塞的制作、培養(yǎng)基的配制與滅菌、無菌操作技術(shù)、土壤懸液的制備與梯度稀釋、接種技術(shù)、微生物的培養(yǎng)與形態(tài)觀察、顯微鏡技術(shù)、染色技術(shù)、微生物的生理生化測定等。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析上,學(xué)習(xí)并掌握平板菌落計數(shù)方法,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、采樣地點(diǎn)、土壤深度討論土壤特性與微生物分布的關(guān)系,還可進(jìn)一步探討微生物的種類和數(shù)量與土壤肥力的關(guān)系。同時我們還設(shè)立了水體微生物的檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。當(dāng)前水體污染比較嚴(yán)重,但還沒有引起人們足夠的重視。水體污染怎樣進(jìn)行生物監(jiān)測,需檢測哪些指標(biāo)?通過這些指標(biāo)可以反應(yīng)出水體污染程度,該實(shí)驗(yàn)與我們的水資源密切相關(guān),能引起學(xué)生極大的興趣,讓學(xué)生切身體會到治理污染的重要性。
二、微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)時間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等方面給予學(xué)生充分的自,學(xué)生能夠根據(jù)個人的興趣愛好選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這就使學(xué)生處于教學(xué)的中心地位,有利于調(diào)動他們的學(xué)習(xí)興趣,從而激發(fā)其解決問題的積極性[3-4]。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇和實(shí)驗(yàn)設(shè)計上,改變以前由老師給定實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)步驟的做法,學(xué)生自擬項(xiàng)目或參與教師的科研課題,自己查閱資料,設(shè)計實(shí)驗(yàn),教師對實(shí)驗(yàn)方案認(rèn)真審閱,提出不足和建議并與學(xué)生討論,制定出更加合理的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過程中,改變從前老師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料的做法,讓學(xué)生自己進(jìn)行采樣,列出實(shí)驗(yàn)用具清單,準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品等。在實(shí)驗(yàn)過程期間,教師的角色由主體變?yōu)閷?shí)驗(yàn)過程的參謀,學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的主體。在整個實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,獨(dú)立實(shí)驗(yàn)并整理數(shù)據(jù),并且對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中遇到難題,老師不是直接地告訴學(xué)生該怎么做而是要求他們仔細(xì)的查看自己的實(shí)驗(yàn)計劃,認(rèn)真思考,然后和他們一起觀察現(xiàn)象,分析原因,尋找解決方法。這樣既可以讓學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)到正確的實(shí)驗(yàn)操作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯烤?,又可以及時發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)一步完善教學(xué)工作。在實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和解決問題的能力,注重學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄和分析,以及出現(xiàn)問題時提出有效的解決方法。如應(yīng)用研究型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,“光合細(xì)菌的分離、篩選與純化?薰,讓同學(xué)們自己查閱資料、獨(dú)立思考,自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,運(yùn)用各種方法及實(shí)驗(yàn)手段,并且在實(shí)驗(yàn)完成后論文以科研論文的形式提交,實(shí)驗(yàn)完后,開展專題報告會活動,讓學(xué)生進(jìn)行交流以及評議。通過該實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅提高了獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力、設(shè)計創(chuàng)新能力及科研素養(yǎng),而且增強(qiáng)了自信心、自豪感,以及從事科研的興趣,并總結(jié)出了光合細(xì)菌篩選分離路線、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)。開放性試驗(yàn)提倡的是開放式的教育,充分發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)新能力。在光合細(xì)菌的分離、篩選與純化的試驗(yàn)中,同學(xué)們還創(chuàng)造出了利用保鮮膜封口,創(chuàng)造無氧環(huán)境更有利于光合細(xì)菌的生長。開放性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能得到綜合應(yīng)用,是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的重要途徑之一,為今后的研究性工作打下了良好的基礎(chǔ)。
三、微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)的評價
開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)綜合性、創(chuàng)新性、能力型的人才,是要變培養(yǎng)單純知識型的人才培養(yǎng)模式為知識、能力、創(chuàng)新型的人才培養(yǎng)模式。在實(shí)踐教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)合作和實(shí)踐能力。教學(xué)目的又決定教學(xué)評價。微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)的成績評定應(yīng)具體落實(shí)到每一次實(shí)驗(yàn)和每一個環(huán)節(jié)中,包括在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生所表現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)操作能力,獨(dú)立分析問題、解決問題的能力、科學(xué)態(tài)度,以及創(chuàng)新意識等。實(shí)驗(yàn)教師每次實(shí)驗(yàn)都對每個學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)的科學(xué)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范程度、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡倪_(dá)成、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計和實(shí)驗(yàn)報告撰寫的水平等給以量化。開放性實(shí)驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。
四、結(jié)語
目前,人才培養(yǎng)目標(biāo)的多元化和人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)化,要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容作出相應(yīng)的變革,以有利于培養(yǎng)綜合性、創(chuàng)新性、能力型人才。而開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠打破以前傳統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性,較大限度地向?qū)W生提供自由發(fā)揮其創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的空間,更好地促進(jìn)學(xué)生自由、獨(dú)立、主動、全面的發(fā)展,受到了學(xué)生的廣泛好評,因此開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著廣泛的應(yīng)用前景。特別是《微生物學(xué)》是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,只有進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生才能較好的掌握、應(yīng)用微生物技術(shù)。但目前微生物學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)還處于摸索階段,如何使微生物開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)更科學(xué)?如何設(shè)計出更具有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的應(yīng)用性、綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生選擇?如何建立完善的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系?這些還需要我們不斷進(jìn)行探究與努力,以培養(yǎng)出獨(dú)立性、創(chuàng)新性、研究性的合格人才,滿足社會發(fā)展的需要。
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關(guān)鍵詞:環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;線上線下
環(huán)境工程微生物學(xué)是我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一,是后續(xù)水污染控制工程、大氣污染控制工程和固體廢物處理與處置等專業(yè)課的前期基礎(chǔ)課程。環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)作為理論課非常重要的實(shí)踐課程,不僅是熟練掌握微生物基本操作,包括顯微鏡的使用、微生物形態(tài)的觀察、微生物的計數(shù)及測量、微生物的染色、培養(yǎng)基的制備、滅菌、微生物的純種分離及菌落觀察與鑒別等訓(xùn)練環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)環(huán)境專業(yè)類學(xué)生觀察能力、鑒別能力、動手能力、協(xié)作能力、運(yùn)用能力等的重要途徑[1]。應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)更加注重培養(yǎng)學(xué)生用專業(yè)知識解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力[2]。本文根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,在環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法,增加綜合性與設(shè)計實(shí)驗(yàn),來達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力,為應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)。
1實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
目前,我校環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)(16學(xué)時),與環(huán)境工程微生物學(xué)理論課(32學(xué)時)在第二學(xué)期同時開設(shè),主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察、微生物的計數(shù)及測量、培養(yǎng)基的制備、革蘭氏染色、純種分離與菌落觀察,均為基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報告撰寫過程中達(dá)到了鞏固環(huán)境工程微生物學(xué)基本理論的目的。由于學(xué)時和實(shí)驗(yàn)條件的限制,采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行分組(2人/組)授課,課前,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)步驟的預(yù)習(xí);課上,教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況,詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)操作步驟,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作演示,然后,學(xué)生按照教師的講解和演示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,教師隨時指導(dǎo)、糾正學(xué)生不準(zhǔn)確或錯誤的操作,回答學(xué)生提出的疑難問題;課后,學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理、分析,完成實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)成績主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(20%)、實(shí)驗(yàn)操作(40%)及實(shí)驗(yàn)報告(40%)三項(xiàng)進(jìn)行綜合評定。由于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)耗時都比較長,因此,實(shí)驗(yàn)所需器皿、材料和細(xì)菌懸液等都由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備。教師始終處于核心地位,占用了大部分課堂時間,學(xué)生僅在較短的時間,被動地照著做,實(shí)驗(yàn)課只是完成了一個驗(yàn)證性的環(huán)節(jié),大部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中忘記了思考,忘記了所學(xué)理論知識在實(shí)驗(yàn)操作中的應(yīng)用[3]。此外,環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐操作性和應(yīng)用型很強(qiáng)的課程,如無菌操作、純種分離、菌落觀察與鑒別等很多實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生很難一次性熟練掌握。由于學(xué)時的限制,學(xué)生只有一次實(shí)操機(jī)會,很難達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐
2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合與優(yōu)化
根據(jù)環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)多、操作性強(qiáng)、耗時長,需要反復(fù)訓(xùn)練才能熟練掌握操作技能的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為兩個模塊,模塊一為基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)K,為顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察,微生物的計數(shù)與測量,培養(yǎng)基的制備、滅菌及純種分離3個實(shí)驗(yàn),共計8學(xué)時。這3個實(shí)驗(yàn)主要目的是讓學(xué)生熟悉和掌握顯微鏡的使用及維護(hù)、血球計數(shù)板的使用、培養(yǎng)基的制備原則、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、玻璃器皿的包扎、平板劃線等純種分離技術(shù)及無菌操作理念的建立等基本實(shí)驗(yàn)操作技能,為后續(xù)的綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)打下堅實(shí)的理論和操作基礎(chǔ)。模塊二為綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)?zāi)K,為水樣中大腸菌群的檢驗(yàn)與菌落觀察與鑒別,共計8學(xué)時。實(shí)驗(yàn)涵蓋了3個基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的全部實(shí)驗(yàn)操作,同時增加了新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如微生物的染色、細(xì)菌懸液的梯度稀釋、水樣中大腸桿菌的檢驗(yàn)及菌落鑒別,目的是使學(xué)生鞏固環(huán)境工程微生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)操作技能的同時,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及分析問題、解決問題的能力,如實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計,實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備(包括水樣的自由選取),大腸桿菌的菌落觀察及鑒別等。
2.2線上線下相結(jié)合教學(xué)改革與實(shí)踐
針對環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時有限,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多的問題,教師將線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
2.2.1基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)K課前,教師將3個基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)亢蛯?shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)錄制成微課或小視頻,將3個基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)所涉及到的實(shí)驗(yàn)基本操作以真人實(shí)況錄像的方式進(jìn)行演示,并上傳至慕課資源平臺。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)點(diǎn)和任務(wù)目標(biāo),在線上觀看微課、視頻和錄像進(jìn)行預(yù)習(xí),完成預(yù)習(xí)報告,將預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來,可以在慕課平臺上進(jìn)行線上交流,教師會及時整理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程中出現(xiàn)的理論及操作問題,記錄共性問題。課上,教師會以提問的方式檢查學(xué)生任務(wù)目標(biāo)的完成情況,重點(diǎn)講解共性問題,并進(jìn)行必要的操作示范外,課上大部分時間交給學(xué)生,每個學(xué)生要獨(dú)立完成全部實(shí)驗(yàn)操作,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師在課上起著指導(dǎo)和監(jiān)督作用,及時指正實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范或操作錯誤、回答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,同時會根據(jù)情境拓展理論知識和實(shí)際生產(chǎn)問題的關(guān)聯(lián)度。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中也可以反復(fù)觀看實(shí)驗(yàn)操作錄像等線上資源。課下,學(xué)生整理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)和歸納實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,完成實(shí)驗(yàn)報告。同樣,可以在慕課平臺上與教師、同學(xué)進(jìn)行交流疑難問題,教師會及時解答。
2.2.2綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)?zāi)K由于大腸菌群是生活飲用水、再生水回用及生活污水處理廠排水的必檢項(xiàng)目,是一個具有趣味性、生活性和知識性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。課前,教師將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有關(guān)的輔助與拓展資料、生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)資料,分組情況(包括組員和組長)、任務(wù)點(diǎn)及任務(wù)目標(biāo)等上傳至慕課資源平臺。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目,閱讀文獻(xiàn)、查閱實(shí)驗(yàn)方法和相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),分組討論并設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)步驟)上傳至慕課資源平臺,教師要對每組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行嚴(yán)格審核,學(xué)生小組多次修改,實(shí)驗(yàn)方案合格后方能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需器皿及藥品。課上,學(xué)生是課堂的主體,每個小組成員都要認(rèn)真參與到實(shí)驗(yàn)中來,要集體討論與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法中描述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不一致的原因及解決方法。教師僅充當(dāng)輔助者和引導(dǎo)者的角色,記錄每組同學(xué)的表現(xiàn),包括無菌操作理念的執(zhí)行情況、器皿的滅菌情況、細(xì)菌的純種分離、革蘭氏染色、細(xì)菌懸液梯度稀釋、菌落培養(yǎng)與觀察等實(shí)操細(xì)節(jié),對操作不規(guī)范或錯誤的學(xué)生及時引導(dǎo)和糾正。同時也需要關(guān)注文獻(xiàn)閱讀能力、實(shí)驗(yàn)參與度、實(shí)操能力、創(chuàng)新能力和思辨能力等在實(shí)驗(yàn)操作過程中的體現(xiàn)。課下,每個小組成員認(rèn)真整理實(shí)驗(yàn)記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的技術(shù)與理論問題做出詳細(xì)回答,完成一份高質(zhì)量的綜合實(shí)驗(yàn)報告論文。
2.3實(shí)驗(yàn)考核方法改革與評價
線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法,學(xué)生處于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體地位,每個實(shí)驗(yàn)要經(jīng)過線上-線下-線上的混合式的學(xué)習(xí),才能完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評價也要關(guān)注線上線下整個過程,實(shí)驗(yàn)考核包括過程評價考核和結(jié)果評價考核兩部分,而且基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性評價所占權(quán)重也不一樣,具體考核指標(biāo)見表1。這種實(shí)驗(yàn)考核評價體系,學(xué)生可以根據(jù)自己的線上線下的表現(xiàn)情況知道自己的綜合得分,使學(xué)生在每個環(huán)節(jié)都明確知道學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo),可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性和主動性,實(shí)驗(yàn)成績綜合評價優(yōu)良率達(dá)到80%以上,顯著提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到了積極作用。
關(guān)鍵詞:食品科學(xué)與工程專業(yè);本科生畢業(yè)論文;指導(dǎo)
中圖分類號:G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)15-0213-02
食品科學(xué)與工程專業(yè)的主要培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生掌握各種食品加工技術(shù)的基本原理和加工工藝,培養(yǎng)學(xué)生動手和從事科研的工作能力,強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題、綜合設(shè)計及創(chuàng)新等方面的能力[1]。食品科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)論文一般是通過實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)分析、撰寫論文和最終通過論文答辯[1]。通過畢業(yè)論文的完成,使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識,獨(dú)立地分析和解決問題,為其順利進(jìn)入社會奠定基礎(chǔ)。目前由于大學(xué)嚴(yán)重擴(kuò)招和就業(yè)形勢嚴(yán)峻,本科畢業(yè)論文整體水平呈現(xiàn)逐年下滑的趨勢[2]。因此,提高本科畢業(yè)論文水平對提升大學(xué)生綜合素質(zhì)具有重要意義。上海理工大學(xué)在對食品科學(xué)與工程專業(yè)本科畢業(yè)論文教學(xué)過程中,以“上海食品微生物工程研究中心”為載體,對畢業(yè)論文指導(dǎo)工作進(jìn)行探索和實(shí)踐。本文以指導(dǎo)上海理工大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)論文工作為例,現(xiàn)將有關(guān)的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)與體會進(jìn)行介紹,以期為本專業(yè)本科畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作提供有益的參考。
一、論文選題
本科畢業(yè)論文學(xué)院安排在第八學(xué)期進(jìn)行,但經(jīng)常與學(xué)生就業(yè)、考研和公務(wù)員面試等相沖突[3],導(dǎo)致很多學(xué)生不能保證足夠的時間和精力來完成畢業(yè)論文,最終影響畢業(yè)論文質(zhì)量,尤其是實(shí)驗(yàn)性和探索性強(qiáng)的課題影響嚴(yán)重。為了避免影響學(xué)生就業(yè),食品科學(xué)與工程專業(yè)的指導(dǎo)教師會將畢業(yè)論文啟動工作提前至第六學(xué)期末,使學(xué)生有充足的時間來完成畢業(yè)論文工作。畢業(yè)論文質(zhì)量好壞關(guān)鍵在選題[4],雖然許多學(xué)者提倡本科畢業(yè)論文選題要新穎和創(chuàng)新[5],來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,但筆者認(rèn)為畢業(yè)論文選題應(yīng)難度適宜,兼顧新穎創(chuàng)新即可。畢業(yè)論文主要是考察學(xué)生所具備的專業(yè)素質(zhì),所以畢業(yè)課題涉及的知識范圍和理論深度要符合學(xué)生所學(xué)理論知識和專業(yè)技能,且能夠進(jìn)一步深化學(xué)生所學(xué)的知識,使其能夠受到科研能力的基本訓(xùn)練,通過努力最終能在規(guī)定時間內(nèi)完成課題研究[5]。
興趣是最好的老師,只有學(xué)生感興趣才能保證學(xué)生全身心的投入,才能消除學(xué)生心中“畢業(yè)論文隨便做做就能通過”的消極思想,確保畢業(yè)論文最終順利完成。因此,筆者根據(jù)學(xué)生的科研興趣和自身承擔(dān)的科研項(xiàng)目,結(jié)合上海食品微生物工程研究中心的研究方向及實(shí)驗(yàn)條件來確定論文題目。例如,干酪乳桿菌是一種具有調(diào)節(jié)人體腸道菌群、促進(jìn)消化吸收和增強(qiáng)人體免疫力等多種益生功能的乳酸菌[6],廣泛應(yīng)用在酸奶等食品生產(chǎn)中[7]。學(xué)生對干酪乳桿菌研究感興趣,通過對其基因組分析發(fā)現(xiàn),基因組中并不存在膽鹽水解酶基因,造成其對膽鹽的耐受性不強(qiáng)。因此,學(xué)生和筆者討論后,選題確定為“在干酪乳桿菌中異源表達(dá)植物乳桿菌來源的膽鹽水解酶”,從而提高了干酪乳桿菌的膽鹽耐受性。
二、實(shí)驗(yàn)研究
選題是畢業(yè)論文的基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)研究是畢業(yè)論文的核心[8,9]。利用實(shí)驗(yàn)研究,要充分培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科研思維能力,使學(xué)生能夠具備分析和解決問題的能力。筆者認(rèn)為,在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備期,應(yīng)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和儀器使用進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn),使學(xué)生較為熟練地掌握論文所需的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和儀器操作技能,盡可能避免不必要的實(shí)驗(yàn)失敗和儀器損壞,以保證畢業(yè)論文順利完成[10]。例如,上海食品微生物工程研究中心在進(jìn)行食品微生物相關(guān)課題研究前,都會安排學(xué)生進(jìn)行微生物學(xué)基本操作技能的培訓(xùn),包括培養(yǎng)基的制備和滅菌、微生物接種和培養(yǎng),以及各種儀器,如搖床、培養(yǎng)箱、分光光度計和顯微鏡的使用等。此外,指導(dǎo)教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課題文獻(xiàn)查閱,了解最新國內(nèi)外研究進(jìn)展,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計,并與指導(dǎo)教師討論,最終確定實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中,指導(dǎo)教師對學(xué)生還要反復(fù)強(qiáng)調(diào)科研是探索性和創(chuàng)新性強(qiáng)的工作,要告誡學(xué)生不要怕實(shí)驗(yàn)失敗,要允許實(shí)驗(yàn)失敗,要在失敗中找原因,不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和提升自我實(shí)驗(yàn)操作技能[10]。
三、論文撰寫
畢業(yè)論文撰寫是培養(yǎng)學(xué)生提出問題、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、討論并得出結(jié)論的能力過程[5]。畢業(yè)論文是具有學(xué)術(shù)規(guī)范的科學(xué)性和總結(jié)性的學(xué)術(shù)論文,所以撰寫論文時既要嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂又要具有專業(yè)性[5]。學(xué)生在全部實(shí)驗(yàn)完成后,按照學(xué)院相關(guān)要求完成畢業(yè)論文初稿撰寫,并交由指導(dǎo)教師進(jìn)行修改。筆者認(rèn)為目前學(xué)生在撰寫畢業(yè)論文過程中,對學(xué)術(shù)性語言和邏輯條理性表述較差,論文口語化非常嚴(yán)重,有些段落上下文甚至毫無邏輯。因此,指導(dǎo)教師對論文語言、邏輯條理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果與討論等部分應(yīng)做出重點(diǎn)修改和指導(dǎo),并返回給學(xué)生繼續(xù)修改,反復(fù)多次后才能定稿。畢業(yè)論文修改過程是一個對整個驗(yàn)結(jié)果提練和升華的過程,可以讓學(xué)生對整個畢業(yè)論文有更深層次的認(rèn)識和體會。
四、結(jié)論
畢業(yè)論文是大學(xué)人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié),它是全面考核學(xué)生綜合素質(zhì)的有效方式[4]。通過對食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)論文指導(dǎo)與訓(xùn)練,使學(xué)生充分鍛煉了動手能力、科研思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,最終使學(xué)生科研能力等素質(zhì)得到了顯著提升。指導(dǎo)本科生畢業(yè)論文是高校教師一項(xiàng)重要的教學(xué)工作[5],希望本文的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)與體會介紹,能為本專業(yè)本科畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作提供有益的參考。
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關(guān)鍵詞:微生物學(xué);創(chuàng)新;教學(xué)改革;考核
微生物學(xué)是一門實(shí)踐學(xué)科,其理論知識來源于實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)課是微生物學(xué)的重要組成部分。近年來,微生物學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn),新技術(shù)、新成果不斷出現(xiàn),傳統(tǒng)教育模式也面臨挑戰(zhàn)[1,2]。很多農(nóng)業(yè)院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者逐漸意識到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、限制學(xué)生視野、創(chuàng)新能力不足等問題,達(dá)不到重實(shí)踐和提高學(xué)生素質(zhì)教育的目標(biāo),實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革已成為高等教育和本科教學(xué)評估中遇到的突出問題[3],實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者開始思考如何更好開展微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué),精心設(shè)計課程體系,以滿足新時代社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的需求[4~6]。上海交通大學(xué)作為一所綜合性高校,其下設(shè)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院擁有理學(xué)、農(nóng)學(xué)、工學(xué)等多學(xué)科專業(yè),針對全院不同的學(xué)科專業(yè),微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)計劃既要緊跟農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,又要從各個專業(yè)視角增加學(xué)生知識面,使學(xué)生了解各自專業(yè)與微生物學(xué)的相關(guān)性,豐富知識領(lǐng)域視野,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院微生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對以往教學(xué)中存在的問題,在基本不改變實(shí)驗(yàn)課時的條件下,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行重構(gòu),對部分內(nèi)容和形式進(jìn)行大膽改革嘗試,把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力放在首位,調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法和考核方式等方面加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié),促進(jìn)觀念、模式、內(nèi)容和方法的全面改革,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高,實(shí)現(xiàn)重知識傳授到重創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。
1微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的重構(gòu)
1.1微生物實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的重新編排
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是通過驗(yàn)證某種認(rèn)識或假說,使學(xué)生獲得特定操作技能,在不斷完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,促進(jìn)學(xué)生驗(yàn)證和進(jìn)一步理解所學(xué)理論,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)能力[7],然而教育的真正目的在于使學(xué)習(xí)者成為知識結(jié)構(gòu)的設(shè)計者,使學(xué)習(xí)者善于學(xué)習(xí),培養(yǎng)其創(chuàng)新能力[8]。單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)已不能滿足高等教育的育人要求,而高校學(xué)生對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)也興趣寡然、缺乏思考和主動性[9]。開設(shè)設(shè)計性實(shí)驗(yàn),鼓勵學(xué)生構(gòu)思實(shí)驗(yàn)方案并付諸實(shí)施,對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維具有重要意義,設(shè)計過程是學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)、解決問題的過程。減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)比重的觀點(diǎn)已形成共識[10~12]。根據(jù)學(xué)院5個專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計劃和專業(yè)特點(diǎn),我們對微生物實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行重新布局(表1)。由表1可以看出,在學(xué)生掌握一定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作技能的基礎(chǔ)上,對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合,增加綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如,在學(xué)生掌握顯微鏡使用及原核生物染色觀察的技能基礎(chǔ)上,將真核微生物的形態(tài)觀察實(shí)驗(yàn)與微生物測量大小及計數(shù)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)合并成一個綜合大實(shí)驗(yàn)項(xiàng),使學(xué)生在一堂課中對微生物形態(tài)有系統(tǒng)的認(rèn)知;增加“細(xì)菌總數(shù)與大腸菌群的測定”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并與“細(xì)菌快速生化鑒定”實(shí)驗(yàn)綜合進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生對樣本中細(xì)菌與大腸菌群數(shù)定性和定量測定方法進(jìn)行比較學(xué)習(xí)。綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不僅注重了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的邏輯聯(lián)系,同時增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)之間的次序性和連貫性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容變化的另一個特點(diǎn)是增加了設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。例如將“環(huán)境因素對微生物生長的影響”作為開放性設(shè)計實(shí)驗(yàn),學(xué)生根據(jù)已有知識并結(jié)合查閱文獻(xiàn)等手段進(jìn)行初步調(diào)研、選擇適合自己或感興趣的研究范圍,確定具體的研究題目,設(shè)計實(shí)施方案。教師對學(xué)生方案的合理性、可行性和創(chuàng)新性進(jìn)行評估并提供技術(shù)指導(dǎo)。開放性實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)課程后期,此時學(xué)生已掌握課程大部分基礎(chǔ)知識,初步具備獨(dú)立設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力,對其綜合運(yùn)用所學(xué)知識和自主學(xué)習(xí)是一種訓(xùn)練,同時又鍛煉其創(chuàng)新設(shè)計的能力。由于方案思路、具體操作步驟、儀器用具等都是未知數(shù),因而設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的開展更具獨(dú)立性和創(chuàng)新性,對學(xué)生更富有挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學(xué)生完全投入到自己的實(shí)驗(yàn)研究中。
1.2將科學(xué)前沿和生活案例融入教學(xué)內(nèi)容
生物技術(shù)飛速發(fā)展,新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法層出不窮,作為綜合性大學(xué),將科研成果或技術(shù)路線轉(zhuǎn)化成可供學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)項(xiàng)目,精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,融合本學(xué)科領(lǐng)域最前沿技術(shù),增加學(xué)生新視野,提供學(xué)生熟悉和掌握先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的實(shí)踐機(jī)會。例如由科研課題轉(zhuǎn)化而來的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目—“單增李斯特菌感染對小鼠外周血ANAE+淋巴細(xì)胞的影響”(見表1)是依托于教學(xué)團(tuán)隊(duì)在研的國家自然基金項(xiàng)目,涉及李斯特菌感染和淋巴細(xì)胞的免疫效應(yīng)的等研究熱點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)的講解和學(xué)習(xí)使學(xué)生了解到李斯特菌對人類的危害和致病機(jī)理,將學(xué)術(shù)研究成果滲透到課堂,逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識到科研接觸的轉(zhuǎn)化。微生物與生活息息相關(guān),結(jié)合生活案例開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)更容易引起學(xué)生的興趣。在設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時,有意識的融入生活中與微生物學(xué)相關(guān)的實(shí)時案例,引入當(dāng)前熱點(diǎn)或有趣的話題作為教學(xué)切入點(diǎn),將抽象知識化為具體有案例的實(shí)驗(yàn)教學(xué)?!皠游锊《镜慕臃N與培養(yǎng)”和“尿素液收集與血凝和血凝抑制”實(shí)驗(yàn)時,結(jié)合當(dāng)前社會熱點(diǎn)“H7N9禽流感病毒”的案例闡述病毒抗原與陽性血清反應(yīng)的原理及微生物學(xué)在生活和科研中的價值意義,同時引入病毒性質(zhì)、疫苗研制過程等知識,極大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在“水中細(xì)菌總數(shù)與大腸菌群的測定”實(shí)驗(yàn)中,讓學(xué)生到公園或餐飲場所采集檢測水樣,親自動手檢驗(yàn)生活周圍的水環(huán)境。將生活案例融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論聯(lián)系實(shí)踐的有力證明,學(xué)生在實(shí)踐過程中培養(yǎng)積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)興趣和態(tài)度,在很大程度上促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,有利于發(fā)展學(xué)生的個性化[13,14]。
2教學(xué)方法的改革
2.1利用多媒體資源輔助教學(xué)
在形態(tài)觀察實(shí)驗(yàn)中,通過顯微鏡觀察的視野與教材圖片有一定差異,對于初學(xué)者辨識有一定難度,學(xué)生學(xué)習(xí)效率低而且學(xué)習(xí)效果也不理想[15]。針對這一現(xiàn)象,我院引進(jìn)MOTIC數(shù)碼顯微系統(tǒng)輔助教學(xué),實(shí)現(xiàn)了有針對性的“一對一”輔導(dǎo)學(xué)生,而且實(shí)現(xiàn)了教師講解和學(xué)生顯微鏡操作觀察同時進(jìn)行,學(xué)習(xí)更直觀生動。借由數(shù)碼互動系統(tǒng)拍照軟件,將學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果較好的視野進(jìn)行拍片保存,按照原核生物與真核生物的不同屬性分類建庫,積累不同題材的微生物形態(tài)圖片,供學(xué)生觀賞學(xué)習(xí),增加辨識度。同時,針對以往學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范等現(xiàn)象,對微生物學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)和容易存在誤區(qū)的操作方法進(jìn)行拍攝錄制成5~10min的視頻,如劃線分離、涂布平板、無菌接種等實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),在相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容中結(jié)合這些視頻演示,增強(qiáng)示范性。學(xué)生觀看學(xué)習(xí)演示視頻后獨(dú)立操作練習(xí),老師進(jìn)行總結(jié)分析,學(xué)生針對存在問題再次練習(xí)、強(qiáng)化訓(xùn)練,形成“觀摩”—“練習(xí)”—“點(diǎn)評”—“復(fù)練習(xí)”的實(shí)踐模式。將現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段與常規(guī)教學(xué)手段結(jié)合,觀摩學(xué)習(xí)、重點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)和反復(fù)訓(xùn)練的過程,加深學(xué)生印象,其操作更趨規(guī)范性,學(xué)習(xí)效率和效果也得到極大提高。
2.2鼓勵學(xué)生自主教學(xué)
培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的能力。在真核微生物的染色與觀察”實(shí)驗(yàn)中,分別請不同的同學(xué)在其各自的顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的終端顯微鏡下,現(xiàn)場完成對青霉菌、根霉菌、酵母菌等真核生物視野的尋找,指認(rèn)各不同真菌的孢子形態(tài)、梗、根等結(jié)構(gòu)指認(rèn),并對其繁殖方式進(jìn)行簡要敘述。學(xué)生講解的視野同步展示在教師和其他同學(xué)的系統(tǒng)終端電腦界面,老師對其講解進(jìn)行點(diǎn)評,這一過程實(shí)現(xiàn)了教師和學(xué)生的角色互換,促使學(xué)生積極“備課”,主動學(xué)習(xí),課堂氣氛更加活躍。在學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)研究期間,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)行“三開放”,即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時間和實(shí)驗(yàn)室儀器材料的開放。具體操作為,老師提供開放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生根據(jù)興趣自由選擇題目;選定題目后,給予學(xué)生一定的時間查閱文獻(xiàn)制定方案,學(xué)生可以機(jī)動靈活的自主安排實(shí)驗(yàn)時間而非局限于課堂有限的學(xué)時;在實(shí)驗(yàn)研究期間,實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備向?qū)W生開放,全力支持學(xué)生開展研究,破除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)“固定”場所、“限制”時間和“統(tǒng)一”實(shí)驗(yàn)過程的固定架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心自由發(fā)揮創(chuàng)造的目標(biāo)。學(xué)生對于自己的實(shí)驗(yàn)處于主導(dǎo)地位,從設(shè)計到材料準(zhǔn)備,從操作實(shí)施到結(jié)果分析,都親自動手完成。整個過程有許多書本中無法學(xué)到的東西,讓學(xué)生學(xué)會思考每一步操作的意義,對鍛煉其邏輯思維及動手能力很有益處。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時要求提交設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的研究報告,包括實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)方案、結(jié)果分析、創(chuàng)新點(diǎn)、對預(yù)期目標(biāo)的完成情況等內(nèi)容,并以PPT答辯的形式進(jìn)行匯報,最后由教師對學(xué)生報告進(jìn)行點(diǎn)評。自主式教學(xué)的過程鼓勵了學(xué)生完成對自主學(xué)習(xí)到知識輸出的過程,加深了對知識的理解,也是對其學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
3考核體系的重新構(gòu)建
建立以能力考察為中心的實(shí)驗(yàn)課程多元化考核新模式,重視對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的評價。以往的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核成績方式為:實(shí)驗(yàn)報告占30%,實(shí)驗(yàn)理論考試占70%。這種考核方式容易造成學(xué)生不積極參與實(shí)驗(yàn)、抄襲報告的現(xiàn)象,而實(shí)驗(yàn)報告并不能真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。多元化的考核體系,既保留了實(shí)驗(yàn)報告對本次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和期末考試知識水平的考察,又增加了對實(shí)踐動手能力、綜合素質(zhì)能力和創(chuàng)新性思維的多方面考察。實(shí)驗(yàn)報告注重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和對實(shí)驗(yàn)成敗的總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和邏輯分析能力;期末考試涵蓋課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的多數(shù)知識點(diǎn),知識面考察較為綜合;對平時實(shí)驗(yàn)的考核注重考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和操作規(guī)范性,使學(xué)生更加認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)過程,而改變以往只注重實(shí)驗(yàn)報告的敷衍態(tài)度,這對于提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度有較大促進(jìn)作用,另一方面,對平時實(shí)驗(yàn)操作的考察也是對學(xué)生認(rèn)真參與和完成實(shí)驗(yàn)的督促,也有助于教師得到學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)效果的及時反饋;設(shè)計性實(shí)驗(yàn)鼓勵學(xué)生課外拓展知識和查閱文獻(xiàn),在課堂上與老師交流發(fā)言,鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí),對方案設(shè)計、報告總結(jié)和PPT匯報等綜合考察,對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn)出色完成者可提供加分項(xiàng)以示鼓勵。
4教改成效
4.1實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性和學(xué)習(xí)積極性
提高由于考核方式增加了對平時實(shí)驗(yàn)操作和預(yù)習(xí)提問的考察,學(xué)生成績不再僅依賴于實(shí)驗(yàn)報告和期末考試的形式,避免了學(xué)生敷衍了事的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和和抄襲報告的頑疾,而且超過70%的學(xué)生在報告中主動分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還有的同學(xué)引用參考文獻(xiàn)對實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析,總結(jié)實(shí)驗(yàn)成敗的因素。學(xué)生在操作顯微鏡時更加規(guī)范化,自覺擦拭油鏡鏡頭、復(fù)位機(jī)械系統(tǒng)、整理實(shí)驗(yàn)用具等,這對于培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)貴重儀器、認(rèn)真負(fù)責(zé)的科研態(tài)度有很好的促進(jìn)作用。通過利用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)“觀摩”—“練習(xí)”—“點(diǎn)評”—“復(fù)練習(xí)”的實(shí)踐訓(xùn)練,反響效果較好,學(xué)生普遍掌握了規(guī)范的無菌操作和微生物分離純化技術(shù),課程成績落實(shí)到實(shí)驗(yàn)具體操作,引起了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的重視。同時,由于對相關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合并和調(diào)節(jié),學(xué)生從整體把握對微生物培養(yǎng)、觀察及研究其生化特性的過程,與以往老師提問時學(xué)生表現(xiàn)出知識零散紊亂、不積極應(yīng)答的局面明顯不同,課堂回答問題氣氛活躍,多數(shù)學(xué)生能夠按照老師的問題思路延伸思考、積極回答問題,學(xué)習(xí)熱情飽滿。
4.2學(xué)生在微生物相關(guān)研究課題的參與度增加
微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐運(yùn)行后,我們統(tǒng)計了在創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計中參與微生物相關(guān)課題的學(xué)生比例,分別有32.7%和50%的學(xué)生參加了與微生物相關(guān)的上海交通大學(xué)PRP項(xiàng)目和大學(xué)生創(chuàng)新計劃IPP項(xiàng)目,在畢業(yè)設(shè)計論文中,55.6%的學(xué)生選擇了與微生物相關(guān)的論文研究(上一級為42.3%),研究課題的學(xué)術(shù)水平相對較高,如“灰略紅鏈霉菌胞外蛋白酶產(chǎn)酶條件優(yōu)化及克隆表達(dá)”“薩佩羅病毒感染宿主細(xì)胞特異性受體的篩選”“噬菌體裂解酶的制備及活性測定”“高產(chǎn)厚垣孢子木霉菌株構(gòu)建機(jī)器拮抗特性研究”等既體現(xiàn)了學(xué)科前沿技術(shù),又與實(shí)際生產(chǎn)有較強(qiáng)相關(guān)性,實(shí)用性強(qiáng),吸引學(xué)生興趣。學(xué)生通過微生物實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)的實(shí)踐動手和自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力獲得了自豪感和滿足感,他們有自信能在導(dǎo)師帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)大課題中承擔(dān)部分研究內(nèi)容,在實(shí)踐過程中表現(xiàn)出的多視點(diǎn)多方法創(chuàng)造性的思維得到了導(dǎo)師的肯定,提升了學(xué)術(shù)水平和團(tuán)隊(duì)合作精神。
5結(jié)語
微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,通過對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系的改革,摸索出培養(yǎng)學(xué)生開放性思維和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)“新”模式,以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心,給予學(xué)生充分的發(fā)揮空間,調(diào)動積極性和挑戰(zhàn)性,從而適應(yīng)高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
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不,都不是。歷史告訴我們,是科學(xué)實(shí)驗(yàn)打下了現(xiàn)代科學(xué)研究的基礎(chǔ)。恩格斯在談到古希臘人和現(xiàn)代人對于科學(xué)的貢獻(xiàn)的時候說,我們和他們“只有這樣一個本質(zhì)的差別:在希臘人那里是天才的直覺,而在我們這里卻是嚴(yán)格科學(xué)的以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究的結(jié)果,因而也就具有確定得多和明白得多的形式。”
科學(xué)實(shí)驗(yàn)了唯心主義的謬論
在現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展過程中,有過不少唯物主義思想和唯心主義思想的斗爭。科學(xué)實(shí)驗(yàn)在這些斗爭里捍衛(wèi)了唯物主義,打擊了唯心主義,替現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展開辟了道路。
十六世紀(jì)中葉,在歐洲開始了現(xiàn)代科學(xué)的萌芽。但是,古代希臘哲人亞里斯多德的一切學(xué)說,正像圣經(jīng)一樣仍為當(dāng)時科學(xué)界奉為金科玉律。誰敢對亞里斯多德的學(xué)說提出疑問和批評,誰就被看作妖妄而遭到嚴(yán)厲的打擊。亞里斯多德當(dāng)初認(rèn)為,物體下落的速度是和它的重量成正比的,物體越重,下落越快。亞里斯多德的這一個看法本來沒有任何根據(jù),僅僅是想當(dāng)然。然而在很長的時間里,都無人敢對這個說法發(fā)出疑問。只有意大利科學(xué)家伽利略,對這個問題提出相反的意見。他認(rèn)為物體下落的速度和它的重量無關(guān),僅僅是空氣的陰力起著影響。如果不算或略去空氣的阻力,或者受到的阻力相同,兩個不同重的物體同時下落時,那么就會同時著地。當(dāng)時,不管伽利略如何解釋,許多所謂學(xué)者都不相信。相反,大家都把不相干的罪名加到伽利略的頭上。用什么辦法才能證明自己提出的意見是科學(xué)真理呢?伽利略想到了實(shí)驗(yàn)。
一五,在比薩地方,伽利略拿了一個重五公斤,一個重一公斤的鐵球(兩個球的體積是相同的,因此它們所受的空氣阻力是相同的),登上了一個斜塔。伽利略面對著塔下觀看的人群——其中有許多人是被請來的學(xué)者名流,把一個盛著兩只球的木箱子一翻。兩個球落了下來,砰的一聲,同時著地。
伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn),了自來奉為權(quán)威的亞里斯多德學(xué)說,建立了落體定律。這是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的偉大勝利。
十九世紀(jì),科學(xué)家當(dāng)然已不相信“腐肉化蛆”,“污泥生鰻”和“垃圾長蛋”之類的荒唐言論了。但是對顯微鏡下的微生物是不是也和高等生物一樣有著它們的祖先的問題,還有爭論。有些學(xué)者認(rèn)為,為什么無論是雨水或是有機(jī)物的液汁,只要露在空氣中,過幾天就會生出幾百萬個微生物來呢?如不是自生出來,還有什么別的道理可以解釋呢?
法國微生物學(xué)家巴斯德是反對這種“自生”論的最激烈的一個人。他認(rèn)為,只有當(dāng)空氣中有微生物的“種子”時,才會由此而繁殖出更多的微生物,否則,是絕對不可能的。巴斯德把一塊過濾空氣用的棉花放在嚴(yán)格消毒的養(yǎng)液中,不久發(fā)現(xiàn),整個養(yǎng)液布滿了微生物。他說,這是因?yàn)槊藁ㄉ险秤猩铩胺N子”??墒钱?dāng)時作為他的激烈的反對者的法國魯昂博物院院長普謝卻說:“這是因?yàn)槊藁ㄊ怯袡C(jī)物,可以自然發(fā)生微生物?!?/p>
用怎樣嚴(yán)密的精確的辦法才能使反對者啞口無言呢?巴斯德想來想去,辦法還是嚴(yán)密的精確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
巴斯德做了一個新的實(shí)驗(yàn)。他把經(jīng)過煮沸消毒的養(yǎng)液盛在向下彎的細(xì)頸玻璃瓶中,靜放了好久,沒有發(fā)現(xiàn)微生物的產(chǎn)生。這是因?yàn)槲⑸锉瓤諝庵兀荒茏韵聫澋钠款i上升,和液面接觸,所以養(yǎng)液雖經(jīng)久放置而仍不生微生物。可是如果把瓶子傾斜,讓養(yǎng)液流至瓶口,然后再恢復(fù)原狀。這時,養(yǎng)液已帶了空氣中的微生物了,這樣必定會有大量微生物繁殖出來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果,果然不錯。
這樣的實(shí)驗(yàn),巴斯德不只做了
一次,不僅只在一個地方做。他還雇了騾子載著實(shí)驗(yàn)工具,爬到四千米高的阿爾卑斯山上的冰河地帶,重復(fù)地做這樣的實(shí)驗(yàn)。
一八年四月七日,巴斯德在巴黎大學(xué)大禮堂的講臺上發(fā)表了他的試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。巴斯德當(dāng)眾出示了他的實(shí)驗(yàn)器材。他拿出許多培養(yǎng)瓶給大家看,用來證實(shí)他的實(shí)驗(yàn)與論斷是完全一致的。事實(shí)勝于雄辯。巴斯德的科學(xué)實(shí)驗(yàn)勝過千萬篇論文,有力地打擊了生物的“自生論”。因而使拉馬克和達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說的基礎(chǔ)更加鞏固了,為近代醫(yī)學(xué)、微生物學(xué)和消毒、防腐等方法提供了科學(xué)基礎(chǔ)。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和科學(xué)理論之母
實(shí)踐是知識的源泉。許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和理論,也都是從科學(xué)實(shí)踐——科學(xué)實(shí)驗(yàn)中誕生出來的。
解剖學(xué)在我國的歷史本來巳很悠久了,一千九百多年前,已有了醫(yī)生解剖人體的記載了。我國清代學(xué)者王清任,少年學(xué)醫(yī)時,就認(rèn)識到搞清人體五臟六腑的機(jī)能、部位對醫(yī)療的必要性,所以他就畢生從事解剖學(xué)的研究,觀察了幾十個被丟棄在荒野中的兒童尸體,幾個受剮刑的犯人的內(nèi)臟。他還解剖了許多動物,和人體作比較。在這些科學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,他于一八三年寫成“醫(yī)林改錯”一書,指出了古人對人的心、肺、胃等部位和機(jī)能的某些錯誤認(rèn)識,做出了正確的結(jié)論。
Abstract: "Protein and Enzyme engineering" is a major basic course during the college biology teaching. According to the characterization of this theory system in "Protein and Enzyme engineering", the following steps and plans have been practiced in the theory curriculum: how to hunt for new teaching model; how to strengthen the theory knowledge in the course and communication between students and tutors; how to culture the self-study ability of students; how to illuminate students to pay more attention to the final study results; how to increase the innovation opportunities for students. Furthermore, it's an important issue that how to combine with others majors' development to incubate students' scientific literacy. We have combined with the practices and theory knowledge to obtain the best teaching effects. We have tried to cultivate the high enzyme engineering-major researchers with innovation and more practices for our country in the twenty first century.
關(guān)鍵詞: 教學(xué)模式;創(chuàng)新實(shí)踐;科學(xué)素養(yǎng)
Key words: teaching model;innovation practice;scientific literacy
中圖分類號:G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2011)11-0209-02
1探索新的教學(xué)模式,加強(qiáng)雙向交流,強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
改革以后的“蛋白質(zhì)與酶工程”設(shè)置為理論課時45學(xué)時,實(shí)驗(yàn)課程20學(xué)時。由于理論課程教學(xué)學(xué)時的減少,但是授課內(nèi)容隨著酶學(xué)研究進(jìn)展介紹的增加而增多,整個授課周期就顯得非常緊湊。而且授課以老師講、學(xué)生聽為主的授課方式,就使得學(xué)生自主獲取知識及實(shí)踐的機(jī)會非常少,難以發(fā)揮主觀學(xué)習(xí)的積極性。在新學(xué)期的教學(xué)改革實(shí)踐中,我們充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想,通過課堂內(nèi)與課堂外教學(xué)相結(jié)合的方式,增加授課老師和學(xué)生之間的互動。根據(jù)學(xué)期計劃相關(guān)的教學(xué)改革要求,授課老師通過與學(xué)生雙向交流,積極了解同學(xué)學(xué)習(xí)情況,了解本科同學(xué)日常學(xué)習(xí)的時間安排、專業(yè)學(xué)習(xí)的自我要求以及希望主講教師的授課重點(diǎn),調(diào)整以往理論專業(yè)課程授課的策略,努力體現(xiàn)酶學(xué)教學(xué)理論與實(shí)踐的積極結(jié)合,激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,矯正部分同學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)的盲區(qū)。在平常的授課中,根據(jù)教學(xué)日歷的安排,結(jié)合酶學(xué)國際研究的最新進(jìn)展和學(xué)校相關(guān)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究方向,向本科同學(xué)積極闡述本校相關(guān)生物學(xué)學(xué)科的優(yōu)勢和發(fā)展趨勢,努力激發(fā)同學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。同時以相關(guān)教材為基礎(chǔ),結(jié)合酶工程的授課是各種生物學(xué)諸如微生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程、細(xì)胞生物學(xué)和發(fā)酵工程等學(xué)科的交叉學(xué)科的綜合授課的實(shí)際特點(diǎn)、做到經(jīng)典理論知識和當(dāng)代生物學(xué)研究熱點(diǎn)的結(jié)合[1],開闊本科同學(xué)的學(xué)習(xí)視野。
此外,在理論授課中,增加由學(xué)生自己選擇感興趣的專題內(nèi)容的環(huán)節(jié)。學(xué)生利用校圖書館和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)豐富的教學(xué)資源,自己查尋任何酶學(xué)研究相關(guān)的文獻(xiàn)資料,通過對文獻(xiàn)的閱讀理解、綜合歸納,獨(dú)立完成專題論文的撰寫和學(xué)習(xí)。在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中,老師的作用不是將知識直接傳授于學(xué)生,而是引導(dǎo)學(xué)生對文獻(xiàn)資料進(jìn)行分析和整理,讓學(xué)生自己去獲取知識。這種發(fā)揮學(xué)生主體作用的教學(xué)形式,極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。從文獻(xiàn)資料的收集、整理、分析,到最后專題論文的撰寫及多媒體幻燈的制作,都是同學(xué)們自己一步一步完成的,他們從中親身體驗(yàn)到了獲取知識的辛苦和快樂。以學(xué)生為主、老師為輔的教學(xué)模式,打破了學(xué)生被動聽講的定勢,學(xué)生主動參與到知識的學(xué)習(xí)和探索中來。由于始終把培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力放在首位,具體實(shí)施過程都由學(xué)生獨(dú)立完成,這樣不僅使學(xué)生的邏輯思維能力和綜合分析能力得到了很好地鍛煉和提高,也使學(xué)生們對國際酶學(xué)發(fā)展的專業(yè)知識有了比較透徹的理解和掌握。此外,我們還根據(jù)學(xué)生在課堂內(nèi)外兩部分的考試或考核成績按比例統(tǒng)計后記為最終總成績,嘗試進(jìn)行考試制度的改革創(chuàng)新,大大調(diào)動了學(xué)生們學(xué)習(xí)的主動性和積極性。
2注重學(xué)習(xí)形式,增加創(chuàng)新實(shí)踐,努力提高學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)
在新學(xué)期開展的教學(xué)改革活動中,一個重要的形式是分組學(xué)習(xí),小組各成員分工明確,互相合作,共同完成各專題內(nèi)容的學(xué)習(xí)任務(wù)。在教學(xué)實(shí)施的每個具體階段,由于各小組成員有著共同的目標(biāo),因此每個學(xué)生都能夠按計劃出色地完成各自的學(xué)習(xí)任務(wù),使每個學(xué)生都體會到了成功的喜悅。在整個教學(xué)活動過程中,學(xué)生們不僅了解和掌握了有關(guān)酶學(xué)研究的歷史以及未來研究發(fā)展等方面的新知識,還培養(yǎng)了互相交流與合作的團(tuán)隊(duì)精神。我們定期組織的師生討論會為各小組成員之間相互學(xué)習(xí)、取長補(bǔ)短提供了交流的機(jī)會。在良好的學(xué)習(xí)氛圍中,學(xué)生們積極參與討論,大家暢所欲言,坦率地發(fā)表自己的意見,交流自己的心得體會,達(dá)到共同進(jìn)步與提高。在師生討論會上,對于學(xué)生們在學(xué)習(xí)中遇到的各種知識難點(diǎn)和疑點(diǎn),教員們積極鼓勵學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行獨(dú)立思考,提出自己的見解,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生獨(dú)立地獲取和探究知識的能力,這既是一個自主學(xué)習(xí)的過程,也是一個創(chuàng)新實(shí)踐的過程。在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中,學(xué)生們成了“主講”,教員則是“助講”,這種角色的轉(zhuǎn)變明顯地增強(qiáng)了學(xué)生對本學(xué)科專業(yè)知識的掌握,同時也為學(xué)生們鍛煉和提高語言表達(dá)能力提供了一個舞臺。這樣的教學(xué)實(shí)踐活動不僅會拓寬學(xué)生們的知識面,還會使學(xué)生的專業(yè)論文撰寫水平和語言表達(dá)能力得到了鍛煉,促進(jìn)了學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)的提高,為培養(yǎng)具有高素質(zhì)的酶學(xué)研究專業(yè)人才奠定了良好的基礎(chǔ)。
3緊密結(jié)合其他專業(yè)發(fā)展趨勢,加強(qiáng)現(xiàn)代科學(xué)素養(yǎng)意識培養(yǎng)
“蛋白質(zhì)與酶工程”是一門基礎(chǔ)專業(yè)課程。酶工程學(xué)科是隨著酶學(xué)研究的迅速發(fā)展,特別是酶的應(yīng)用推廣,從而使酶學(xué)和工程學(xué)相互滲透結(jié)合、發(fā)展而成的一門新的技術(shù)科學(xué),是酶學(xué)、微生物學(xué)的基本原理與化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣科學(xué)技術(shù)[2]。從根本上說,這門學(xué)科也是作為生物技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化前景最明朗,與經(jīng)濟(jì)關(guān)系最為密切,發(fā)展最為迅猛的工程技術(shù),具有很強(qiáng)的應(yīng)用背景。所以,其他學(xué)科諸如微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程、蛋白質(zhì)工程等學(xué)科的發(fā)展和酶工程的研究發(fā)展緊密相連。
在構(gòu)建蛋白質(zhì)與酶工程新的教學(xué)體系過程中,在注重各學(xué)科理論的基礎(chǔ)上,突出與課程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的銜接,實(shí)施“因材施教,個性化培養(yǎng),注重素質(zhì)教育”的課程教學(xué)改革,更好地造就一批具有理論基礎(chǔ)扎實(shí)、操作能力強(qiáng)、適應(yīng)社會發(fā)展需求的合格人才,加強(qiáng)學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)素養(yǎng)意識的培養(yǎng)就顯得尤為迫切。傳統(tǒng)的酶工程教學(xué),往往注重于解決學(xué)生遇到的“怪問題”,啟發(fā)學(xué)生問“這個概念是怎么產(chǎn)生的”、“這個解題思路是如何想到的”?,F(xiàn)如今通過開展綜合學(xué)科的融匯貫通,通過現(xiàn)代科學(xué)素養(yǎng)意識的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、發(fā)散思維,鼓勵學(xué)生敢思、敢問、敢爭、敢辯。作為科學(xué)研究的一個重要組成部分的教學(xué)設(shè)計,是需要教師努力進(jìn)行研究的問題。要把教學(xué)過程設(shè)計成為一個知識發(fā)生、發(fā)展、再生的可信的過程,以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神[3]??茖W(xué)素養(yǎng)意識的啟蒙,大大提升了本科同學(xué)的創(chuàng)新精神。
一年來的教學(xué)實(shí)踐活動證明,課程改革取得了良好的效果,較好的完成了課程改革的要求。不僅開拓了全班同學(xué)的學(xué)習(xí)視野,而且激發(fā)了研究興趣,提高了專業(yè)學(xué)習(xí)的素養(yǎng)。實(shí)際還證明,通過酶工程學(xué)科的教學(xué)改革實(shí)踐,一方面教師通過“理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐探索和科學(xué)研究”三位一體的培訓(xùn)途徑努力提高自己的科研能力和教學(xué)業(yè)務(wù)能力,不斷提高綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平。另外一方面,也促使本科同學(xué)能夠較快的掌握扎實(shí)的基本技能,也能具備較強(qiáng)的動手操作能力,而且也能受到獨(dú)立分析問題、解決問題及創(chuàng)新能力的訓(xùn)練,并在此基礎(chǔ)上了解當(dāng)代酶學(xué)研究發(fā)展的新動向,能夠適應(yīng)新世紀(jì)對科技人才的需求。
參考文獻(xiàn):
[1]里查德.W.奧利弗.即將到來的生物科技時代[M].北京:中國人民大學(xué)出版社,2003.