昆虫生物技术实验教学探索

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摘要：在高等教育研究型教育理念的指导下，结合教学实践，并分析了昆虫生物技术实验教学中存在的问题，本文探索了“基本实验－自主式实验－设计实验”的研究型教学模式。这种教学模式不但可以兼顾传统教学模式训练学生基本实验技能的功能，还可以培养学生的自主和创新意识，更能提高学生的科学素养以及团队协作精神，并增强其思考问题及解决问题的能力。

关键词：研究型教学；昆虫生物技术实验；实验课教学

昆虫生物技术实验课程是以生物技术、分子生物学、蚕桑综合利用为基础的一门蚕学专业的限修课，是蚕学和生物技术专业大学本科阶段培养学生实验技能、创新能力和协作精神的优秀载体。我们课程组在12年昆虫生物技术实验课教学改革的过程中，一直试图探索一种适合于本门课程的教学模式。以下是我们的研究内容与体会。

一、树立研究型教学理念

早在1999年，《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》就加强高等教育人才培养工作中提出：高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质。而在高等教育的教学环节中，最能体现学生创新能力和实践能力的就是实验课程。传统的教学模式中教师是教学活动的中心，是教学活动的主体，是知识的传授者，学生是知识的接受者。在实践教学环节中，传统教学模式很难达到提高学生创新能力和实践能力的目标。研究型教学是一种新型教育理念，它在教学中引入科学研究的基本要素，使传统的单向知识传授模式向知识传授与探索相结合的模式转变[1]。只有充分认识到研究型教育理念的重要性，才能将其贯穿至整个教学过程中，使学生充分感受到该门课程的新面貌新气象，从而激发学生的学习主动性、积极性和创造性，真正达到培养学生分析问题、解决问题的能力和自主创新意识。

二、以研究型教育理念实施研究型教学模式

为了切实落实好研究型教育理念，本课题组经过充分的研究与讨论之后，实施了以下内容。

1.与时俱进，更新实验教学内容

昆虫生物技术实验课程的主要教学目的是以昆虫为主要材料，让学生掌握利用生物技术的原理和方法去解决昆虫基因工程、昆虫分子生物学以及昆虫综合利用中所遇到的各种问题。自20世纪70年代DNA重组技术建立以来，现代生物技术发展迅猛，实验教学内容也要在立足以训练学生操作能力的基本实验的基础上，紧跟学科前沿技术，培养学生与时俱进的科研意识，因此昆虫生物技术实验教学内容的更新也势在必然。首先，在总体上强调基础性，突出生物技术的基本实验技术在昆虫生物技术实验教学内容中的地位和作用，如质粒DNA的提取及浓度测定、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组质粒转化大肠杆菌及抗性筛选、昆虫幼虫血淋巴酯酶同工酶电泳、柞蚕丝复合氨基酸的提取与纯化等等。其次，减少重复性和验证性实验，增加设计性和综合性实验，使每个实验项目有机的组合在一起成为系列实验，前一个实验结果是下一个实验的开始，环环相扣，提高了实验教学内容的整体性和系统化。例如在“质粒DNA的提取及浓度测定”实验项目中，同学们掌握了利用碱裂解法提取质粒DNA的方法，以及利用分光光度计法测到其浓度的原理和方法，接下来的实验就是利用该实验提取的DNA进行“目的基因的电泳分离和回收”，初步培养了学生的动手能力和科研能力，为独立完成毕业论文打下了坚实的基础。

2.改革实验教学方法

研究型教学的根本目的就是要充分调动学生的积极性、主动性和创造性，因此必须从教学方法的改革入手，来培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力。

（1）活跃课堂气氛，激发学生兴趣从事实验教学多年，发现有些学生对实验课的兴趣不大，甚至有个别同学从头至尾不参与。为了激发学生的兴趣，每个实验项目都准备了一些思考题，实验课刚开始，先讨论上一个实验的结果与思考题，同学们可以充分参与进来活跃课堂气氛；同时，扩展一些与实验项目相关的知识，增加学生的学习兴趣。

（2）自主式实验，个人负责制实验实施小班授课，每人一组，自主式实验，实施个人负责制。例如“质粒转化大肠杆菌及抗性筛选”实验就必须利用之前制备的大肠杆菌感受态细胞和所提取的质粒DNA进行，环环相扣，让学生感觉到每个环节都不能出现差错，给学生一定的压力，并使压力转化为动力。

（3）设计实验，挖掘学生潜力对于某些综合性实验，安排学生课后进行预习，自己动手设计，课前分组讨论实验方案，制定可行性分析并与教师沟通后即可实施。例如：“蚕丝复合氨基酸的提取与纯化”实验，可以用酸法、酶法和中性盐法进行消解蚕丝，但纯化的方法也不相同，得到的复合氨基酸成分亦有差别，而这三种方法所用到的仪器设备大致相同，在不增加实验室和教师负担的同时，充分启发了学生的创造性思维，调动了学生的积极性，挖掘学生的潜力，提高了实验课的教学效果。

三、研究型教学模式所面临的问题及解决办法

多年实践结果表明，研究型昆虫生物技术实验模式非常适合该门课程，但同时也面临很多问题。首先，大部分学生已经习惯了自上而下的学习模式，很难一下适应这种教学模式，课题组成员充分考虑到这一点，将一些常规的验证性实验项目安排在学期前，逐渐过渡到设计性实验；其次，教师的执教能力与职业素养也是研究型教学效果好坏的关键，教师应树立研究型教学理念，并将这种理念贯穿至整个教学活动中；最后，学校和学院相关部门和领导亦应充分重视，研究型教学模式最根本的目的是想要培养学生的创造性，这就需要提供一个开放性的、创新的实验环境，不拘泥于课堂上的几个学时，甚至可以允许学生随时出入实验室，充分利用碎片时间，这就需要加大实验室管理，老师所投入的工作量也会大大增加，这些都需要相应管理部门的大力支持。

参考文献：

[1]李暐，陈英海，孙明礼.研究型分析化学实验课教学模式的探索[J].大学化学，2012，27(1)：19-22.

作者：李群 秦利 刘彦群 王欢 姜义仁 孙影 单位：沈阳农业大学生物科学技术学院