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生物学实验教学

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生物学实验教学

生物学实验教学范文第1篇

【关键词】动物生物学 实验教学 改革

随着高等教育改革的不断深化,特别是“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”实施以来,创新精神和实践能力的培养已成为高校教学改革的主要内容[1]。“动物生物学”是高校生物学类专业学生必修的一门专业基础课,该课程教学效果直接影响到后续专业课程的学习质量,而实验教学作为课程体系中的一个非常重要的教学环节,由于它的直观性、实践性、综合性和创新性等特点,决定了它在培养学生综合素质和创新能力方面具有其他教学环节不可替代的作用[2]。根据课程改革的需要以及21世纪初我国高等学校生物学类生物科学实验的教学改革思路,并在我们近10年对“动物生物学”精品课程建设的基础上,以改革动物生物学实验教学模式,培养创新型生命科学人才为教改重点,对传统的实验教学模式在“实验教学内容、教学方式与手段、实验教师队伍建设、考核方式”四个方面进行了改革和实践。

实验教学内容改革

从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发,以动物生物学实验中的基本操作、基本技能和基本理论为基础,紧密结合区域性的地方特色,对原来传统的验证性实验进行了优化整合,减少了单一的解剖观察实验,增加了综合性实验及创新性实验的比例。将实验内容改革分为基础实验、自选性实验和设计性实验三个部分。

基础实验为必选实验,是以在进化上有重要地位门类的代表动物形态观察和内部解剖实验为主。这部分内容主要是精选、优化重组经典的验证性实验,将传统单一的解剖实验组合成比较解剖实验[3],或将内容相对较少的两个实验合并为一个实验而构成。如将“蛔虫的解剖”和“环毛蚓的解剖”两个实验整合为假体腔动物和真体腔动物的比较研究,通过实验学生对假体腔动物和真体腔动物的结构特点以及动物的进化有了更深的认识,实现了从理论到实践,又从实践到理论的飞跃。另外,基础实验还包括了将动物的形态结构与基础生理等内容相组合的综合性实验。基础实验要求学生对基本理论知识巩固掌握的同时,还要求学生掌握基本的动物学实验技术,如显微镜的使用方法、临时装片的制作、绘图技术、动物的采血方法、处死方法、解剖技术等。其中综合性实验更是对多种实验技能和实验材料的综合应用。如鱼的系列实验中,将鱼的外形观察、年轮观察、尾静脉采血、内部解剖与观察等实验组合起来,学生通过一个实验材料完成了多个实验内容,掌握了多种实验技能。基础实验既加深学生对理论知识的理解掌握,也加强了多种基本实验技能的综合训练,同时也培养了学生综合分析问题的能力。

自选性实验为开放性试验。为保证实验教学的质量,让学生从更多的教师那里获取知识,并让科研与教学紧密结合。每位教师要从自己最近完成的科研项目中选一部分内容出一个实验小课题作为自选性实验,如不同品级白蚁性腺发育的比较研究等。每位学生根据自己的兴趣选择其中1个实验,选择同一实验的学生可分成若干小组,每组同学在教师的指导下根据实验方案进行实验。在实验过程中从实验器具的准备、试剂的配置、实验的操作,直至完成实验报告皆由学生自己独立完成,并且实验方法允许学生改进。

设计性实验为开放性实验。学生在教师指导下自行命题,学生根据实验的内容及难易程度自行组建实验小组,查阅相关资料,并利用所掌握的专业知识与实验技能,根据实验室现有的实验条件自主设计实验研究方案,包括研究的目的、研究的具体方法和步骤。指导教师要从学生所设计实验方案的探究性、创新性,再到设计的合理性和实验执行的可行性等方面对实验方案进行审核[4]。审核通过后,学生可自主开展实验。在实验过程中,从实验的准备到最后对实验结果进行分析处理,跟自选性实验一样由学生独立完成,对于实验报告要求以科研论文的形式撰写。最后要求学生将论文制作成PPT形式,进行实验论文答辩。

由于自选性实验可以根据教师的科研发展随机调整,而学生设计性实验极大地激发了其创造性,因此,整个实验内容正确地处理了基础性与前沿性、创新性的关系,做到了及时更新实验教学内容,培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质。

改进实验教学方式与手段

1.以学生为主体进行启发式的实验教学

传统的实验教学内容以验证性实验为主,实验教学方式以教为主,上实验课时教师首先从实验的目的、内容到具体操作步骤给学生讲一遍,然后学生按教师的要求进行实验操作。在整个过程中学生是机械地、被动地学习,不利于创新型人才的培养。通过教学方式的改革,学生成为实验教学的主体,学生变被动为主动。具体做法首先是采取以问题为中心的启发式的教学,教师设计一些问题,靠问题吸引学生兴趣,促使学生通过思考来寻找答案,这样学生会变被动接受知识为主动寻找问题答案[5]。例如:在对虾和棉蝗的比较解剖实验前,针对它们生活的环境不同,外部结构和内部结构与生活环境密切相关的特点提出一些简单的问题:对虾和棉蝗是水生还是陆生?它们的附肢有什么不同?它们的呼吸器官分别是什么?引导学生积极思考,通过对动物外形和内部结构的比较解剖研究给出问题的答案。启发式的教学调动了学生学习的主动性,而且培养了学生科学的思维方法和善于思考的习惯。其次,对于基础实验,尽量让学生主动参与到实验的教学当中去,如在眼虫、草履虫的形态结构与生命活动这个实验中,在教师的带领下让学生利用周末采集眼虫和草履虫,然后在室内自己进行培养和观察并进一步进行草履虫的应激性等实验。由于整个实验过程学生全程参与,所以不仅锻炼了他们的动手能力,而且还培养了他们的探索精神。对于自选性和设计性实验,由于采用开放式的实验教学,并且从选题、实验的准备到最后完成实验乃至实验报告的书写都是由学生自己独立完成的,所以其实已经是以学生为主体教学方式的完美体现。

2.开放式实验教学

开放式实验教学是学生在实验室自主进行实验的一种实验教学形式。在动物生物学理论课进入中期时,安排学生准备自选性实验和设计性实验的自主选题、文献资料的查询、实验方案的确定等工作。基础实验完成后,学生就会进入自选性实验和设计性试验阶段。由于这两部分实验所需时间比较长,按正常安排的学时是完成不了的,所以必须利用课余时间进行实验。根据这个情况对这两部分实验采用开放式实验教学,要求动物学实验室连续开放两周,学生根据自己的空余时间以小组为单位可以随时进实验室进行实验。通过开放式实验教学,激发了学生的科研兴趣、活跃了学生的思维、开拓了学生的视野、促进了学生对所学知识的综合应用,培养了学生的协作精神以及研究和创新能力[6]。

3.利用现代化的多媒体技术开展实验教学

为了提高动物生物学实验教学效果,我们引入现代多媒体技术辅助实验教学。近年来实验课讲授使用多媒体课件起到良好的效果。今年又将数码显微互动系统应用在实验教学中,比如在低等动物形态结构观察实验中,教师将动物装片和切片放在数码显微镜下,其图像可以传输到教师计算机上,通过点击教师示范,学生可以在自己的计算机上清晰地看到示范的内容,同时学生也能通过网络系统将自己显微镜下的图像发送到教师的计算机上,还可以通过语言系统进行互动交流,使教师通过自己的计算机就能迅速有效地对学生进行指导。又如解剖实验,带有解说的解剖实验的操作过程的视频也可以通过数码显微互动平台示范给学生,学生在自己的计算机上可以清晰地看到整个过程,避免了现场进行实物解剖演示距离远的学生看不清的现象。利用多媒体教学不仅增加了教学的信息量、活跃了实验课堂气氛,而且提高了教学效果。

重视实验教师队伍建设

“优秀的教师是教学质量的保证”,教改后,为了保证实验教学的质量,让科研与教学紧密结合,要求更多的教师参与到实验教学当中去。目前,动物生物学实验教学有一支优秀而稳定的教师队伍,他们直接承担着动物生物学及与之相关的课程,因此在实验教学中应引导学生将理论与实践结合,进而激发学生的创新能力。在实验安排上,我们进行了具体的工作划分:基础实验由4位教师每人承担3-4个实验;自选性实验由4位教师各设计1个实验;设计性实验则由4位教师分组承担指导工作。

考核方式的改革

以前由于只重视理论教学,实验成绩在课程成绩中仅占10%,实验的考核也主要根据实验报告确定,这种考核方式不利于调动学生实验的积极性和主动性,也不能真实反映学生实验的水平。为了提高实验教学质量,全面客观地评价学生对实验技能和知识的掌握情况,我们将实验成绩在课程成绩所占的比例提高到30%。实验成绩的考核包括平时成绩60%,设计性实验20%,期末考试20%。平时成绩由实验操作和实验报告组成,其中主要是对实验操作的考核。设计性实验成绩由所有指导教师根据实验论文答辩情况进行评分,包括选题的创新性、设计方案的合理性、实验过程的真实性以及结果分析的科学性[3]来确定。期末考试以随机抽题现场操作和回答的方式进行,主要考核学生对实验技能和知识的掌握情况。由于提高了实验成绩在课程总成绩所占的比例,实验考核方式更加合理,激发了学生在实验课上自主学习的积极性。

优化适应现代生物学科发展的实验内容,形成更有利于培养学生创新精神、创新能力的实验教学体系,是目前教学改革的中心任务。通过对动物生物学实验教学内容、教学方式和手段等一系列的逐步改革、完善和实践,经对比发现近几届学生对实验兴趣、自主实验能力、实验操作能力、基本科研能力和创新能力等有了明显的提高,学生成为改革最大的受益者,同时也为其他实验课程的改革提供了参考。

参考文献:

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生物学实验教学范文第2篇

关键词:微生物学;创新;教学改革;考核

微生物学是一门实践学科,其理论知识来源于实验,实验课是微生物学的重要组成部分。近年来,微生物学发展突飞猛进,新技术、新成果不断出现,传统教育模式也面临挑战[1,2]。很多农业院校实验教学工作者逐渐意识到传统实验教学存在实验内容陈旧、限制学生视野、创新能力不足等问题,达不到重实践和提高学生素质教育的目标,实验课程的教学改革已成为高等教育和本科教学评估中遇到的突出问题[3],实验教学工作者开始思考如何更好开展微生物学实验课程教学,精心设计课程体系,以满足新时代社会发展对人才培养的需求[4~6]。上海交通大学作为一所综合性高校,其下设农业与生物学院拥有理学、农学、工学等多学科专业,针对全院不同的学科专业,微生物学实验的培养计划既要紧跟农业科技的发展调整实验内容,又要从各个专业视角增加学生知识面,使学生了解各自专业与微生物学的相关性,丰富知识领域视野,培养学生创新能力。农业与生物学院微生物学教学团队针对以往教学中存在的问题,在基本不改变实验课时的条件下,对实验教学体系进行重构,对部分内容和形式进行大胆改革尝试,把培养学生创新意识和能力放在首位,调整实验内容,改进教学方法,从实验内容、方法和考核方式等方面加强实验实践环节,促进观念、模式、内容和方法的全面改革,促进教学质量的提高,实现重知识传授到重创新思维能力培养的转变。

1微生物学实验课程教学体系的重构

1.1微生物实验课程内容的重新编排

验证性实验是通过验证某种认识或假说,使学生获得特定操作技能,在不断完善认知结构的基础上,促进学生验证和进一步理解所学理论,培养学生的实验基础能力[7],然而教育的真正目的在于使学习者成为知识结构的设计者,使学习者善于学习,培养其创新能力[8]。单纯的验证性实验教学已不能满足高等教育的育人要求,而高校学生对验证性实验的学习也兴趣寡然、缺乏思考和主动性[9]。开设设计性实验,鼓励学生构思实验方案并付诸实施,对培养学生创新思维具有重要意义,设计过程是学生不断发现、解决问题的过程。减少验证性实验,增加综合性和设计性实验比重的观点已形成共识[10~12]。根据学院5个专业学生的培养计划和专业特点,我们对微生物实验课程内容进行重新布局(表1)。由表1可以看出,在学生掌握一定实验内容和操作技能的基础上,对实验内容进行整合,增加综合性实验项目。例如,在学生掌握显微镜使用及原核生物染色观察的技能基础上,将真核微生物的形态观察实验与微生物测量大小及计数实验串联合并成一个综合大实验项,使学生在一堂课中对微生物形态有系统的认知;增加“细菌总数与大肠菌群的测定”实验内容,并与“细菌快速生化鉴定”实验综合进行教学,使学生对样本中细菌与大肠菌群数定性和定量测定方法进行比较学习。综合实验项目不仅注重了实验内容之间的逻辑联系,同时增强了实验项之间的次序性和连贯性。实验教学内容变化的另一个特点是增加了设计性实验。例如将“环境因素对微生物生长的影响”作为开放性设计实验,学生根据已有知识并结合查阅文献等手段进行初步调研、选择适合自己或感兴趣的研究范围,确定具体的研究题目,设计实施方案。教师对学生方案的合理性、可行性和创新性进行评估并提供技术指导。开放性实验安排在实验课程后期,此时学生已掌握课程大部分基础知识,初步具备独立设计实验的能力,对其综合运用所学知识和自主学习是一种训练,同时又锻炼其创新设计的能力。由于方案思路、具体操作步骤、仪器用具等都是未知数,因而设计性实验的开展更具独立性和创新性,对学生更富有挑战性,能够激发学生完全投入到自己的实验研究中。

1.2将科学前沿和生活案例融入教学内容

生物技术飞速发展,新的实验技术方法层出不穷,作为综合性大学,将科研成果或技术路线转化成可供学生学习的教学项目,精心设计教学内容,融合本学科领域最前沿技术,增加学生新视野,提供学生熟悉和掌握先进科学技术的实践机会。例如由科研课题转化而来的实验项目—“单增李斯特菌感染对小鼠外周血ANAE+淋巴细胞的影响”(见表1)是依托于教学团队在研的国家自然基金项目,涉及李斯特菌感染和淋巴细胞的免疫效应的等研究热点,通过实验的讲解和学习使学生了解到李斯特菌对人类的危害和致病机理,将学术研究成果渗透到课堂,逐步实现由学习基础知识到科研接触的转化。微生物与生活息息相关,结合生活案例开展实验教学更容易引起学生的兴趣。在设计实验教学内容时,有意识的融入生活中与微生物学相关的实时案例,引入当前热点或有趣的话题作为教学切入点,将抽象知识化为具体有案例的实验教学。“动物病毒的接种与培养”和“尿素液收集与血凝和血凝抑制”实验时,结合当前社会热点“H7N9禽流感病毒”的案例阐述病毒抗原与阳性血清反应的原理及微生物学在生活和科研中的价值意义,同时引入病毒性质、疫苗研制过程等知识,极大增加了学生的学习兴趣;在“水中细菌总数与大肠菌群的测定”实验中,让学生到公园或餐饮场所采集检测水样,亲自动手检验生活周围的水环境。将生活案例融入实验教学是理论联系实践的有力证明,学生在实践过程中培养积极的学习体验兴趣和态度,在很大程度上促进学生的学习主动性和创造性的发挥,有利于发展学生的个性化[13,14]。

2教学方法的改革

2.1利用多媒体资源辅助教学

在形态观察实验中,通过显微镜观察的视野与教材图片有一定差异,对于初学者辨识有一定难度,学生学习效率低而且学习效果也不理想[15]。针对这一现象,我院引进MOTIC数码显微系统辅助教学,实现了有针对性的“一对一”辅导学生,而且实现了教师讲解和学生显微镜操作观察同时进行,学习更直观生动。借由数码互动系统拍照软件,将学生实验效果较好的视野进行拍片保存,按照原核生物与真核生物的不同属性分类建库,积累不同题材的微生物形态图片,供学生观赏学习,增加辨识度。同时,针对以往学生实验操作不规范等现象,对微生物学的基础实验操作技术和容易存在误区的操作方法进行拍摄录制成5~10min的视频,如划线分离、涂布平板、无菌接种等实验操作技术,在相应的教学内容中结合这些视频演示,增强示范性。学生观看学习演示视频后独立操作练习,老师进行总结分析,学生针对存在问题再次练习、强化训练,形成“观摩”—“练习”—“点评”—“复练习”的实践模式。将现代化的多媒体教学手段与常规教学手段结合,观摩学习、重点难点指导和反复训练的过程,加深学生印象,其操作更趋规范性,学习效率和效果也得到极大提高。

2.2鼓励学生自主教学

培养创新型人才,要培养学生自主学习、独立思考的能力。在真核微生物的染色与观察”实验中,分别请不同的同学在其各自的显微数码互动系统的终端显微镜下,现场完成对青霉菌、根霉菌、酵母菌等真核生物视野的寻找,指认各不同真菌的孢子形态、梗、根等结构指认,并对其繁殖方式进行简要叙述。学生讲解的视野同步展示在教师和其他同学的系统终端电脑界面,老师对其讲解进行点评,这一过程实现了教师和学生的角色互换,促使学生积极“备课”,主动学习,课堂气氛更加活跃。在学生自主设计实验研究期间,实验教学中心实行“三开放”,即实验项目、实验时间和实验室仪器材料的开放。具体操作为,老师提供开放的实验项目,学生根据兴趣自由选择题目;选定题目后,给予学生一定的时间查阅文献制定方案,学生可以机动灵活的自主安排实验时间而非局限于课堂有限的学时;在实验研究期间,实验室及仪器设备向学生开放,全力支持学生开展研究,破除了传统实验教学“固定”场所、“限制”时间和“统一”实验过程的固定架构,实现了以学生为中心自由发挥创造的目标。学生对于自己的实验处于主导地位,从设计到材料准备,从操作实施到结果分析,都亲自动手完成。整个过程有许多书本中无法学到的东西,让学生学会思考每一步操作的意义,对锻炼其逻辑思维及动手能力很有益处。实验结束时要求提交设计性实验的研究报告,包括实验目标方案、结果分析、创新点、对预期目标的完成情况等内容,并以PPT答辩的形式进行汇报,最后由教师对学生报告进行点评。自主式教学的过程鼓励了学生完成对自主学习到知识输出的过程,加深了对知识的理解,也是对其学习能力的培养。

3考核体系的重新构建

建立以能力考察为中心的实验课程多元化考核新模式,重视对学生实验过程的评价。以往的微生物学实验考核成绩方式为:实验报告占30%,实验理论考试占70%。这种考核方式容易造成学生不积极参与实验、抄袭报告的现象,而实验报告并不能真实反映学生的学习情况。多元化的考核体系,既保留了实验报告对本次实验的总结和期末考试知识水平的考察,又增加了对实践动手能力、综合素质能力和创新性思维的多方面考察。实验报告注重对实验结果分析和对实验成败的总结,培养学生科学素养和逻辑分析能力;期末考试涵盖课程实验项目的多数知识点,知识面考察较为综合;对平时实验的考核注重考察学生的实验操作技能和操作规范性,使学生更加认真对待实验课程的学习过程,而改变以往只注重实验报告的敷衍态度,这对于提升学生的实验素养和严谨的科学态度有较大促进作用,另一方面,对平时实验操作的考察也是对学生认真参与和完成实验的督促,也有助于教师得到学生真实学习效果的及时反馈;设计性实验鼓励学生课外拓展知识和查阅文献,在课堂上与老师交流发言,鼓励学生自主学习,对方案设计、报告总结和PPT汇报等综合考察,对于设计性实验出色完成者可提供加分项以示鼓励。

4教改成效

4.1实验操作规范性和学习积极性

提高由于考核方式增加了对平时实验操作和预习提问的考察,学生成绩不再仅依赖于实验报告和期末考试的形式,避免了学生敷衍了事的实验态度和和抄袭报告的顽疾,而且超过70%的学生在报告中主动分析实验结果,还有的同学引用参考文献对实验出现的问题进行深入分析,总结实验成败的因素。学生在操作显微镜时更加规范化,自觉擦拭油镜镜头、复位机械系统、整理实验用具等,这对于培养学生爱护贵重仪器、认真负责的科研态度有很好的促进作用。通过利用多媒体进行实验技术“观摩”—“练习”—“点评”—“复练习”的实践训练,反响效果较好,学生普遍掌握了规范的无菌操作和微生物分离纯化技术,课程成绩落实到实验具体操作,引起了学生对实验过程的重视。同时,由于对相关联实验教学内容进行了合并和调节,学生从整体把握对微生物培养、观察及研究其生化特性的过程,与以往老师提问时学生表现出知识零散紊乱、不积极应答的局面明显不同,课堂回答问题气氛活跃,多数学生能够按照老师的问题思路延伸思考、积极回答问题,学习热情饱满。

4.2学生在微生物相关研究课题的参与度增加

微生物实验教学改革实践运行后,我们统计了在创新实践项目和毕业设计中参与微生物相关课题的学生比例,分别有32.7%和50%的学生参加了与微生物相关的上海交通大学PRP项目和大学生创新计划IPP项目,在毕业设计论文中,55.6%的学生选择了与微生物相关的论文研究(上一级为42.3%),研究课题的学术水平相对较高,如“灰略红链霉菌胞外蛋白酶产酶条件优化及克隆表达”“萨佩罗病毒感染宿主细胞特异性受体的筛选”“噬菌体裂解酶的制备及活性测定”“高产厚垣孢子木霉菌株构建机器拮抗特性研究”等既体现了学科前沿技术,又与实际生产有较强相关性,实用性强,吸引学生兴趣。学生通过微生物实验课程培养的实践动手和自主学习创新能力获得了自豪感和满足感,他们有自信能在导师带领的团队大课题中承担部分研究内容,在实践过程中表现出的多视点多方法创造性的思维得到了导师的肯定,提升了学术水平和团队合作精神。

5结语

微生物实验教学重在培养学生实践能力和创新能力,通过对实验教学内容、教学方法和考核体系的改革,摸索出培养学生开放性思维和创新能力的实验教学“新”模式,以培养学生能力为核心,给予学生充分的发挥空间,调动积极性和挑战性,从而适应高校创新型人才的培养目标。

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生物学实验教学范文第3篇

关键词: 海洋生物学 实验教学 改革 探索

海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的一门科学,是海洋科学专业一门重要的专业基础必修课程,也是生命科学的一个重要分支;海洋生物学实践性很强,实验是整个课程体系中必不可少的重要环节。通过实验训练学生才能加深对理论知识的理解,切实掌握海洋生物的形态结构、分类特征和研究方法等。实验操作提高了学生学习的兴趣,也激发了学习的主动性,有利于培养学生的实践能力和创新能力。

淮海工学院海洋生物学学科是江苏省重点建设学科,我在长期的海洋生物学的实验教学中,针对以往教学中存在的诸多弊端与不足,通过对实验内容的不断整合与优化,对实验教学方式、方法的不断改革与探索,参考兄弟院校海洋生物学实验教学的成功经验,以“面向学生,提高生物科学素养,倡导探究性学习”为目标,采用适合学生实际的海洋生物学实验课的可行性策略,激发学生实验动手的主动性,有效提高了教学效率,全面培养了学生实验能力,从而大大提高了海洋生物学的实验教学质量。

一、严格实验规范,加强对学生实验技能的培养

海洋生物学实验的主要目的不仅是增强学生对极其丰富多样的海洋生物的感性认识,而且是训练学生的基本实验技能,培养严谨的科研作风。实践教学经验证明:学生基本技能的掌握程度与实验课的教学效果密切相关,因此培养学生技能是实验教学改革与建设的重点内容。我在以往的实验教学中发现,有相当一部分学生实验动手能力很差,缺乏基本的实验常识与素养,对大多数常规仪器设备的使用和一般药品、试剂的配制知之甚少;还有的同学在实验中存有一定的畏难情绪,缺乏主动性等,这些可能与他们以前上中学时实验课不受重视或开设较少,缺乏基本训练有关。在这种情况下,我们从理论教学开始就向学生阐明本门课程实验的重要性,强调实验是高校教学的重要环节,指出规范的实验操作是科学研究的基本要求。为此,我们专门在海洋生物学实验指导书中增编了《实验室行为规范》、《学生实验守则》,以及《海洋生物采集调查方法》等内容,明确了海洋生物实验中的注意事项、实验要求及实验方法等,从而指导学生进行科学规范的实验。此外,还对实验室所配备的各种重要仪器编订了简明易懂的使用操作规程,以便学生规范使用。

为加强学生的基础训练,我们在实验教学过程中着重通过学生良好的实验习惯的培养,以提高学生实验技能。要求学生实验前必须认真预习实验指导书,明确实验目的,掌握实验要领及方法步骤,等等;实验时要爱护仪器设备并熟练使用,严格按规定完成实验操作,独立完成实验报告,讲究实验卫生等。在分组时基本上是一人一组,严格要求人人动手,独立完成实验,这样不但使每位学生的基本操作能力得到了锻炼,而且老师能亲手指导每一位学生,便于及时发现问题,纠正操作中的错误。如在浮游生物的观察实验,学生做的临时装片有的会出现小气泡,有的观察不久即出现龟裂花纹,还有的水样会溢到盖玻片上,教师可及时指出这些现象产生的原因并要求学生重新制作,反复训练以达到熟练掌握其要领。在海洋生物学实验中其他的基本实验技能如显微镜、解剖镜的使用和维护技术;生物绘图技术;常用试剂、染色液的配制方法;海洋生物标本的采集、分类、鉴定、计数、固定及保存方法;数据分析与处理能力;实验报告与实习调查报告的规范写作能力等都要求学生在实验过程中熟练掌握与应用。

二、 广泛采集海洋生物标本,丰富实验教学内容

标本的观察与鉴定是海洋生物学实验最基本的内容,也是贯穿整个实验的一条主线。海洋生物种类丰富多样,分布范围十分广泛,但各门类极具不平衡性、不均匀性,并具有明显的时空变化。因此,每次实验课前海洋生物标本的准备和选取就显得尤为重要,不仅要突出常见的或具有典型代表性的种类,而且要体现出其物种的多样性特点。在海洋生物学实验课刚开设的头几年,标本的采集往往依赖教师个人去进行,受季节、地域、气候、工具等各方面的影响与限制,很多样品较难采集,尤其海洋中种类少的一些门类(如蓝藻、绿藻、轮虫,等等)中的样品更难随时采集到,因此实验中可供观察的种类较少,教学内容也显得较单薄,大多只能开展简单的验证型实验,不利于学生从多样性的实物观察比较中去培养探索的精神,也不利于激发学生探求丰富多彩的海洋生物世界奥秘的兴趣。为此,我们充分利用多种方式进行海洋生物标本的采集。

其一,让学生参与实验的准备工作。不仅组织有兴趣的部分同学利用课余时间去学校附近的海边或海水养殖池塘随时采集实验用活体样品,而且鼓励同学们利用周末、节假日去各地海边游玩的机会有意识地采集当地的标本。这样既丰富了标本的来源,又锻炼了学生的动手能力,培养了他们认知海洋生物的积极性。其二,密切同当地有关海水养殖、育苗企业的联系,利用帮他们鉴定水质机会,固定和保存样品。利用他们靠近海边的优势,请生产企业及时采集活体标本(如沙蚕、小型甲壳类等)以供实验随时使用。其三,实验室及有关研究室对一些具有科研价值的种类进行常年活体纯种培养,主要是海洋浮游生物(如螺旋藻、扁藻、变形虫、轮虫、枝角类、桡足类等),这样不仅可随时提供实验活体观察之用,而且使学生了解和掌握生物纯种分离和培养技术。其四,加强同当地海洋管理、科研等部门的合作,尤其近几年来我们同国家海洋局连云港海洋环境监测站建立了良好的合作关系,不仅成为学生实习基地,而且在项目合作中收集了江苏沿海不同季节、不同海域中的浮游生物、底栖生物及潮间带生物中极为丰富的标本种类,极大地充实了实验材料。其五,充分利用本院的海洋馆生物标本资源。从1958年开始,本校就有意识地对海洋生物标本进行采集和积累,在学院充分重视的基础上,加上采购、校友捐赠等渠道我院创建了江苏高校中唯一的一座近千平方米的海洋馆,内有各种大中型海洋标本两千余件;同时建有100多平方米的海洋生物教学标本室一间,固定保存有中、小型标本近千种,包括已近绝灭的长江鲥鱼,从而为实验教学提供了强力支撑。

三、 改革实验教学模式,有效提高教学效率

(一)整合实验内容,变革方法类型。

由于我们具有丰富的海洋生物标本资源和便捷的采集途径,这为我们不断调整和优化实验内容创造了十分有利的条件。首先,在实验材料的安排上,尽量选取当季海水中的样品,并与历史季节、不同季节的标本相比较,做到以观察固定标本为主,着重搭配一些代表性的活体种类。其次,在实验内容上与生产实际和科研紧密结合,体现当前海水养殖与育苗以及海洋渔业资源等的现状,调查相关水体的海洋生物种类组成、类群分布特点、现存量、初级生产力等,并根据其与生存环境相互依赖、相互影响的动态系统评价水体水质污染程度和渔业生产潜能。这样不仅使学生及时了解海洋生物种类在生产环境中的重要性,而且使学生学习了海洋生物调查的全过程,进一步加强了对科研技能的培养。最后,在实验类型方法上,逐渐由以往的验证性实验为主过渡到以创新性、综合性实验为主,旨在培养学生的创新思维能力和解决实际问题的能力。如在做海洋生物实验时,不再是单纯地对某一门类的生物进行观察鉴定,而是综合起来进行多样性分析比较,如分析不同海水水体(或季节、年份等)环境中浮游植物(或浮游动物、底栖生物等)的类群分布特点、潮间带生物种类组成特点等。这样不仅使实验课上得内容充实,而且有利于培养学生的全面技能。

(二)运用各种教学手段,创设生动教学情景。

学生在学习海洋生物分类时通常感觉比较枯燥,对物种形态结构的记忆尤其头疼。在实验课教学过程中,我选择多种实验教学方式如动画、录像、图片、多媒体课件等,以精彩的海洋生物世界为主题,把每次实验所涉及的一些代表生物种类的栖息环境、运动方式,以及不同观察角度的形态结构特点等形象逼真地予以展示,可使学生对海洋生物产生强烈的好奇心,从而营造出一种轻松愉快的学习情境。比如在海洋浮游生物实验时,利用多媒体技术,在数码显微镜的显示下:曲舟藻和布纹藻分别具有美丽的斜条纹和直条纹,但又都具有相同的运动构造――纵沟;原甲藻像瓜子一样只具有纵沟,而裸甲藻还具有横沟,但其都像树叶一样飘转而下的运动方式;乌贼幼体大小不过2厘米,但其触手、神经系统及消化系统等都清晰可见,尤其喷水倒退的运动情景都可使学生过目难忘。其他如颤藻、扁藻、布氏拟铃虫、中华哲水蚤、长腕幼虫等的形象展示都可激起学生探求海洋生物奥秘的兴趣。

(三)坚持实验室开放制度,培养学生自主学习能力。

我在长期的实践教学过程中深刻体会到:实验课仅靠教师的讲授来让学生掌握知识,已远远落后于现代教育的理念和宗旨,也与海洋生物学专业教学的时代要求相去甚远。为了提高学生的自主学习能力,我们全面开放海洋馆、标本室及相关实验室。学生可随时预约来进行标本观察、鉴定及解剖实验,可根据个人兴趣爱好自己设计实验内容,真正体会自己实验成功的喜悦。

(四)强化野外现场调查实习,培养学生科学研究素质。

海洋生物野外实习是课堂实验的综合与提高,是整个课程体系的一个重要组成部分。其目的是对学生综合能力素质的锻炼和培养。我们通过实习动员使学生了解实习目的,海滨地区的基本情况、实习要求、分组及准备工作;通过对海水性质、潮汐运动、海岸底质特征的认识,了解海洋生物生活的环境条件;通过对基岩海岸生物的采集、观察和描述、了解基岩海岸的生物多样性、形态结构特征和生活习性;通过对沙质海岸生物的采集、观察和描述、了解连云港沙质海岸的生物多样性、形态结构特征和生态习性。通过对灌河口海洋生物的采集、观察和描述,了解河口生物的生态特点和形态特征,学会分析海洋生物之间的异同点,能对所观察到的现象进行合理的解释,提高分析问题、解决问题的能力。

四、完善实验课考核方法,力求反映学生真实水平

实验考核是检验实验教师授课水平,以及学生是否掌握基本技术和基本方法的重要环节。为了能准确地考查学生的实验技能和综合能力,我们建立多元成绩考核评定方法。实验考核分理论考核和操作考核,前者重点考核学生实验基本理论和相关知识,以闭卷形式进行考核,后者重点考核学生现场操作能力,操作项目按照教学大纲预先拟定6套以上,考核前抽签决定考哪一套,一旦抽签成功就立即进入考场,力求反映学生真实的实验技能和知识结构。

参考文献:

[1]魏士平,苏新.海洋生物学实践教学初探[J].中国地质教学,2007,16(1).

[2]徐敬敏.动物学实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2002,21(2).

[3]白秀娟,卢伙胜,肖寿松.海洋生物学实验及实习在教学过程中的重要性[J].水产科技,2008,(6).

生物学实验教学范文第4篇

由于细菌的培养需要一定时间,一般需要过夜,所以病原生物学中化脓性球菌分离鉴定和肠道杆菌分离鉴定这两个实验项目,不能一次完成,而是分为几次,其中化脓性球菌分离鉴定需要3次才能完成,而肠道杆菌分离鉴定需要4次才能完成,前后持续一到两周的时间。在整个实验过程中学生很难形成一个系统的思路,每次实验课只是被动地按照任课教师的指导完成实验的操作,知其然而不知其所以然。从2007级本科临床、麻醉、预防和全科专业开始,我们在不改变实验教学时数的情况下,通过统筹合理安排,在这两个实验项目之前先进行4个学时的化脓性球菌感染和肠道杆菌感染的病例分析,引导学生进入一个临床医生的角色,课堂上极大激发了学生的学习兴趣和学习热情。学生根据自己掌握的理论知识和医学常识分析病例,解决如何进行病原性细菌的分离鉴定问题。通过两次病例讨论课,学生已经基本掌握了病原菌分离鉴定的程序,再接下来进行化脓性球菌分离鉴定和肠道杆菌分离鉴定这两个实验项目时,学生对整个实验有一个清晰的思路,明确每次实验课的目的和内容。病例讨论课的实施,不仅使学生更好地掌握了本课程的相关知识点,并把理论知识和临床实践结合起来,还能提高学生分析问题、解决问题的能力,也有助于医学生丰富相关的医学知识。

2实验项目的整合

本科临床、麻醉专业的病原生物学实验教学共计36学时,2009年将2007级病原生物学实验教学整合为16次。实验项目及主要内容和排序如下。第1次(4学时):微生物学实验注意事项、消毒灭菌、细菌的培养方法、自然界细菌分布的检测、紫外线杀菌试验和细菌的生化反应;第2次(4学时):观察上次课实验结果、革兰染色、抗酸染色、油浸镜使用方法、细菌基本形态和特殊构造的观察;第3次(2学时):化脓性细菌感染的病例分析;第4次(2学时):肠道杆菌感染的病例分析;第5次(2学时):化脓性球菌分离鉴定(一)和肠道杆菌分离鉴定(一);第6次(2学时):化脓性球菌分离鉴定(二)和肠道杆菌分离鉴定(二);第7次(2学时):化脓性球菌分离鉴定(三)和肠道杆菌分离鉴定(三);第8次(2学时):肠道杆菌分离鉴定(四)、流感病毒分离鉴定(一);第9次(2学时):流感病毒分离鉴定(二);第10次(2学时):综述及实验设计展示及总结;第11次(2学时):线虫(一);第12次(2学时):线虫(二);第13次(2学时):吸虫(一);第14次(2学时):吸虫(二);第15次(2学时):绦虫;第16次(2学时):其他寄生虫及食源性寄生虫流行病学调查报告。为了更好地进行病原生物学实验教学,决定将2011级临床、麻醉等专业的病原生物学实验内容和排序进行再次整合。将原来2次病例讨论课,即第3次课和第4次课合并为1次4学时病例讨论课;12h的寄生虫学实验课,即第11,12,13,14,15,16次并为3次4学时;第9次和第10次合并为1次4学时。调整后的实验课学时数并没有改变,但由原来的16次合并为11次。整合后的实验课运行起来更加流畅和系统,每次实验课的主题更加鲜明,更便于学生理解、学习和掌握,同时也降低了实验课教学的难度。

3实验项目的完善

流感病毒分离鉴定是医学微生物学一个重要的实验,能够进一步加强医学生对病原体分离鉴定程序的认识和理解。其主要的过程如下:样本接种鸡胚,培养3d;3d后吸取尿囊液通过血凝实验检测是否有病毒增殖及其滴度;通过血凝抑制实验检测病毒的型别和滴度。以往的实验中,血凝抑制实验一直由教师做标本给学生进行示教,学生自己并不动手操作。由于血凝抑制实验中需要设置病毒、血清、红细胞等对照,又要配置4个单位病毒液,血清还要进行倍比稀释,实验操作复杂,实验原理也是难点,学生若不亲自操作,大多一知半解,实验效果不佳。因此从2011级本科临床、检验专业开始,对血凝抑制实验进一步完善,由教师示教变为学生自己操作。学生通过自己动手操作,对流感病毒分离鉴定的理解更加透彻,加强了对病原生物学实验基本技能的学习,以往在该实验中遇到的问题也都迎刃而解,教师授课也更加容易。

4开放实验室活动的开展

自2009年(2007级学生),病原生物学教研室开始进行开放实验室活动,实验项目逐渐从微生物形态结构观察、寄生虫学标本检查更新到目前的培养基的制作及消毒灭菌和面部蠕形螨的检查等项目。培养基制作及消毒灭菌项目正好与实验课项目细菌的培养方法衔接,使学生对微生物学基本理论知识的理解更加深刻,加强了学生进行微生物学实验操作的无菌观念,也为后续实验打下了基础。项目面部蠕形螨的检查的实验标本采自学生自身,使病原生物学与实践生活联系起来。该实验项目深受学生的欢迎,学生在实验时兴趣盎然,积极性很高。

5创新实验的开展

针对本科临床1-8班学生学习能力较强、求知欲旺盛、精力充沛的特点,从2007级学生开始在临床1-8班布置有关于微生物学和寄生虫学某一知识点的综述写作任务。学生以4人为一小组,组内自行安排各自任务,各小组要在微生物学和寄生虫学最后一堂实验课上形成一份纸版的综述报告和一份PPT演示文稿,在实验室进行展示,任课教师作简短总结。课后挑选内容丰富、深刻、能反映某一领域最新进展,并能提出自己见解的水平较高的综述推荐到校报发表。学生对命题综述的写作积极性很高,普遍反映通过小组合作的形式完成综述的写作任务,不仅掌握了相关内容的前沿知识,还学习了查阅文献方法,加强了写作能力,增强了小组成员的合作意识。

6实验课考核方案的修订

生物学实验教学范文第5篇

关键词:医学微生物学;实验教学;改革;实践

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2015)49-0254-02

医学微生物学是临床医学专业的核心课程,是基础医学中的一门重要学科,可为学习临床各科的感染性疾病、传染病、超敏反应疾病和肿瘤等奠定重要的理论基础[1]。医学微生物学实验课是其教学的重要环节,通过实验课可使学生掌握实验技术和方法、建立无菌观念、规范无菌操作、强化生物安全意识从而为防治院内感染及从事由微生物所致疾病的诊断工作奠定必备的基础。我院医学微生物实验项目多为基础性验证实验,一贯采用教师讲授-学生练习的教学方式,考核方式简单,为了激发学生的学习热情,提高实验教学质量,我们通过改革实验教学内容、完善实验考核评价体系、采用多种教学方法等方面进行了医学微生物学实验教学改革与实践。

一、改革实验教学内容

课题组依照医学微生物学实验的类型和临床所需技能的要求,对医学微生物学实验课程进行全面调整,通过删除重复的基础性验证实验,增设综合设计性实验,形成了分层实验课程体系。学生通过显微镜观察细菌的基本形态与特殊结构、细菌染色标本检查法、细菌基础培养基制备、细菌的分布试验、物理化学因素对细菌的影响等基础性实验项目掌握了基本的实验技能,提高了动手能力,加强了学生对课堂理论教学内容和基础知识的巩固与强化[2]。但此类实验操作简单、多为验证性质,不利于培养学生运用所学理论知识综合分析问题、解决问题的能力,为此在结束此阶段的实验教学后我们增设了综合性设计性实验如“脓汁标本中病原性球菌的分离与鉴定”试验,我们以5-6人的实验小组为单位,由组长组织本组成员查阅相关资料、设计实验方案、准备实验所需物品及培养基,然后由教师带领前往医院采集临床病人的脓汁样本,各小组按照自己确定的实验方案对脓汁中的致病菌进行鉴定。学生通过这个过程,不仅掌握了金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等病原性球菌的鉴定方法,而且设计能力、沟通协同能力、探索求异的思维能力都得到了提高。这种由学生自行设计自行实验,教师只做规范引导的实验教学模式,极大地提高了学生的学习积极性。

二、规范实验考核体系

实验考核是评估实验教学质量的重要手段。传统的实验考核手段只注重实验报告的书写和出勤率两个方面,很多学生上课时心猿意马敷衍了事,下课后照搬书本抄一抄,也能拿高分。这种粗放的考核方法不利于调动学生的学习积极性,达不到锻炼学生动手能力,使学生牢固掌握实验技能的目的。为此,我们建立了一套将平时实验考核和期末考核相结合的实验考核体系。

(一)平时实验考核

平时实验考核分为实验过程的考核和实验报告考核两个方面,综合考查学生的实验情况。

1.实验过程考核。医学微生物学的理论知识要在实验过程中加以印证和完善,学生通过实验过程将课本知识转化为实践能力[3]。我们将实验过程分为准备、操作、整理三个阶段全面考查学生的实验态度、实验习惯、对理论知识的掌握程度、责任心、团队协作精神等方面。对于实验过程的考核我们通常以小组为单位进行,每次实验课均考核,期末计算平均分。

临床医学专业的学生大部分都是未来的医生,需要很强的责任意识,为了培养学生的责任意识,我们每次实验均将本次实验需要使用的物品名称和数量及该物品用后的处理要求制成清单在课前发放给学生,要求学生课前核查,课后清点。每一台仪器设备,我们均配有仪器设备使用记录本,该本设计有使用日期、实验项目名称、设备原状、设备现状、使用人签名等项目,每次上课均要求学生对本次所用仪器设备情况进行如实填写。对于实验预习情况的考查,我们会在实验课时随机提问和本节实验课有关的知识,比如在做细菌染色标本检查实验前,我们会设置这样的问题:革兰染色的原理是什么?为什么革兰氏阳性菌会被染成紫色,而阴性菌则被染成红色?而对于学生发现问题、分析问题、解决问题能力的考查则通过密切关注学生的实验过程来实现。对于那些实验结果不理想,但进行有益分析和探索的同学,反映了他具有一定发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2.实验报告考核。实验报告可以反映学生对实验相关理论的认知程度,要求学生书写规范的实验报告可培养学生的初步科研写作能力。

对于学生实验结果的考核,我们不唯成功论。对于验证性实验,如果实验并未出现预期的结果,但只要如实记录实验结果,并对结果进行深入分析,我们也会同样给予高分。比如有的同学在做平板划线法分离培养细菌时,只在培养基上出现了少量菌落,他如实记录下来并进行分析“由于挑取的菌苔太少,导致分离得到细菌过少”。这样的实验报告反应了该同学忠于事实的科研精神,也一样得高分。

(二)期末考核

期末考核通常在实验课程结束后统一安排,由教研室老师讨论制定考核项目和每个考核项目的评分细则,所考内容通常是实验操作技术。在正式开考前,由教师将考核项目印制在纸条上,学生随机抽取进行操作,教师根据操作的完整性、规范性、流畅性分步给分。

三、采用多种教学方法

传统实验教学以教材为教学指导,教师进行示范讲授,学生进行模仿式学习[4]。这种单纯讲授+练习的教学方法,形式单一,无法充分调动学生的主观能动性,为此我们在此次改革中对多种教学方法进行了尝试。

(一)案例式教学法

照本宣科式的实验课会让学生觉得课上所学离临床很远,离将来的实际工作很远,而在实验教学中引入案例分析,则能增强他们的学习兴趣和学习主动性。为此,我们建立了案例式CBL课程互动教学新体系,这种教学体系能启发学生思考,提高教学质量和增强学生的实践能力[5]。我们带领学生去附属医院相关科室,实地收集和课程知识点相关的病例,设计问题,让学生分组讨论。如在开展“肠道致病菌的分离和培养”前,先引入一个患痢疾病人的病案,然后设计这样的问题:根据该病人的临床表现和症状,病人可能感染了什么细菌?如果要确诊需要收集什么样本进行分离和鉴定?在做分离鉴定前要准备哪些材料?要求学生查阅资料后,分组讨论这些问题,设计实验方案并进行汇报,教师则进行点评引导,最后总结确定实验方案和实验细节。实践证明,这种方法能极大地调动学生的积极性和求知欲,因为在讨论病案时,应用到一些综合性的知识,学生会积极查阅相关资料,变被动接受为主动学习[6]。除应用案例式教学法外,课题组还采用了此外还通过气氛营造法、点面结合法和启发引申法[7]等教学方法。(二)走入临床式教学法

尽管在设计性实验开展之前,安排实验小组代表去附属医院取材,可以接触病案,但由于实验仍在学校实验室开展,不能满足学生急于接触临床的心理,影响学生的学习积极性。我院医学微生物学实验教师部分为附属医院检验科医务人员,利用这一优势,我们特尝试性开展了走入临床教学法。具体做法为:每个实验小组选取一名代表,由教师安排在课余时间深入检验科,观摩临床检验的具体流程,体验在医院从事检验工作和在实验室进行操作的区别。学生参观体验过程中可随时向带教教师提出问题。走入临床式教学法作为传统教学方法的补充,安排在学生基本掌握实验技能,具有一定的无菌意识之后,一次进入科室人数在2-3人,以免影响检验科的正常秩序。