生物科學(xué)專業(yè)本科生設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教剿?/h1>
2016-12-20 15:16劉揚(yáng)
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2016年20期 關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力
劉揚(yáng)
摘要 以如何提高杜仲種子萌發(fā)率為例，探討了生物科學(xué)專業(yè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，通過對(duì)學(xué)生分組，要求學(xué)生自主查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、撰寫報(bào)告，通過這種方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞 生物科學(xué)專業(yè)；植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào) G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）20-0287-02
Exploration of Design Experimental Model to Students Who Major in Biological Science：Taking“How to Improve the Germination Rate of Eucommia ulmoides Oliver”for Example
LIU Yang
（Shaanxi Xueqian Normal University，Xi′an Shaanxi 710061）
Abstract Taking ″How to improve the germination rate of Eucommia ulmoides Oliver″ for example，the design experiment teaching method for the students of biological science was discussed.The students were in groups，and required to consult data，design experiment project，complete the experiment，draw a conclusion and write reports.In this way，the innovation ability of student was developed.
Key words biological science major；plant physiology experiment；design experiment；creative ability
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，有助于培養(yǎng)理工科學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[1-10]。同時(shí)，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)已成為目前各個(gè)高等院校重要教學(xué)內(nèi)容。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新的能力為目的[11-12]。結(jié)合陜西學(xué)前師范學(xué)院植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，將科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來。這種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面優(yōu)勢明顯，可達(dá)到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，為高校開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)。
1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)及教學(xué)方式
杜仲種子萌發(fā)試驗(yàn)，將學(xué)生分為4組，分別以溫度、水分、酸堿度及激素赤霉素（GA3）對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響，探討如何提高杜仲種子萌發(fā)率。
1.1 結(jié)合課本綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定研究方向
各個(gè)小組以4個(gè)因素中的1個(gè)因素作為研究方向，分別研究各因素對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響。如“溫度對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響”等。
1.2 查閱文獻(xiàn)和設(shè)計(jì)、修改實(shí)驗(yàn)方案
各小組在確定研究方向后，要求每個(gè)小組成員查閱大量的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，然后通過組內(nèi)成員討論制定小組設(shè)計(jì)方案[9-12]。每組選派1人利用5 min介紹實(shí)驗(yàn)方案。最后，在教師的指導(dǎo)下修改實(shí)驗(yàn)方案，形成小組的實(shí)驗(yàn)方案。
1.3 實(shí)驗(yàn)方案的完成和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫
此類設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)除了要求學(xué)生在課余時(shí)間完成查閱資料，制定方案以外，還需要3～4周在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。在這3～4周內(nèi)，以開放實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生在課余時(shí)間自行完成實(shí)驗(yàn)方案，教師僅僅起到監(jiān)督和答疑的作用[10-11]。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，制出相應(yīng)的圖或表格，分別根據(jù)自己的研究內(nèi)容寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如“溫度對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響”等。
2 教學(xué)效果
2.1 學(xué)生科研能力得到提高和激發(fā)
以往的實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生既不思考，也不去探究，按照課本上實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟一步一步操作，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)性。對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些“奇怪”現(xiàn)象和結(jié)果，缺乏質(zhì)疑能力和探索精神。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生經(jīng)常能在實(shí)驗(yàn)過程中提出許多很有研究價(jià)值的問題。例如，在酸堿性對(duì)杜仲種子萌發(fā)率影響測定時(shí)，學(xué)生在配置不同pH值溶液時(shí)，利用有機(jī)溶劑配置，避免無機(jī)離子對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響。這是學(xué)生通過反復(fù)思考、查閱資料得出的實(shí)驗(yàn)方法。經(jīng)過探索，學(xué)生從中感受到成功的喜悅，而且鍛煉和提高了質(zhì)疑能力和求索精神。
2.2 培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，鞏固了學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、解決問題和創(chuàng)新的能力。學(xué)生都在課余時(shí)間里完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)熱情得到激發(fā)[10-12]，大多利用晚上或周末查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、做實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過多次修改完成實(shí)驗(yàn)方案，甚至是對(duì)如何配置溶液都查閱不同的資料。如其中一組以“水分對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響”為研究內(nèi)容的小組，5個(gè)成員提出5種不同的實(shí)驗(yàn)方案，有的方案提出要確定杜仲種子前處理時(shí)水分對(duì)杜仲種子的浸泡時(shí)間，有的方案提出播種后對(duì)澆水量的控制等等。所有這些實(shí)驗(yàn)方案都抓住了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。經(jīng)過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生已經(jīng)具備初步設(shè)計(jì)一個(gè)生物學(xué)問題研究的能力和素養(yǎng)。
在實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生獨(dú)立操作，積極思考。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到問題，教師引導(dǎo)學(xué)生由故障現(xiàn)象分析故障原因，使學(xué)生一步一步取得實(shí)驗(yàn)的成功。學(xué)生通過自己的努力完成實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
3 存在的問題
首先，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中仍存在態(tài)度不認(rèn)真的學(xué)生，尤其是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槭抢脴I(yè)余時(shí)間做，有的學(xué)生根本沒有參與過，甚至出現(xiàn)抄寫別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況。其次，存在著理論課滯后的情況，特別是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求在學(xué)生基本掌握了理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法后開展效果最佳[9-12]，因此理論課與實(shí)驗(yàn)課同時(shí)開設(shè)不利于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。另外，目前只能是憑著實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)教師的印象對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行考核，難以使那些態(tài)度不端正的學(xué)生按照要求完成教學(xué)任務(wù)，尋找一個(gè)合理的考核方法值得研究。最后，對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間較長，而學(xué)校對(duì)于這方面的人員配置較少，難免會(huì)使得實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間不足。同時(shí)，指導(dǎo)教師的不足也是亟待解決的一個(gè)問題。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 李忠光，龔明.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的啟發(fā)式教學(xué)[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)， 2002，3（1）：42-44.
[2] 李忠光，龔明.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核方法[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2004，2（3）：56-57.
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[5] 沈?yàn)槊?，黃杰，楊凱.提高綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果的探討[J].高教論壇，2012（8）：21-24.
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[9] 顧月芳.“實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)模式在新綜合科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].生物學(xué)雜志，2004，21（1）：53-55.
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[12] 宗梅，吳甘霖，鄭愛芳.改良半葉法測定植物光合強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（4）：30.
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劉揚(yáng)
摘要 以如何提高杜仲種子萌發(fā)率為例，探討了生物科學(xué)專業(yè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，通過對(duì)學(xué)生分組，要求學(xué)生自主查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、撰寫報(bào)告，通過這種方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞 生物科學(xué)專業(yè)；植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào) G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）20-0287-02
Exploration of Design Experimental Model to Students Who Major in Biological Science：Taking“How to Improve the Germination Rate of Eucommia ulmoides Oliver”for Example
LIU Yang
（Shaanxi Xueqian Normal University，Xi′an Shaanxi 710061）
Abstract Taking ″How to improve the germination rate of Eucommia ulmoides Oliver″ for example，the design experiment teaching method for the students of biological science was discussed.The students were in groups，and required to consult data，design experiment project，complete the experiment，draw a conclusion and write reports.In this way，the innovation ability of student was developed.
Key words biological science major；plant physiology experiment；design experiment；creative ability
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，有助于培養(yǎng)理工科學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[1-10]。同時(shí)，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)已成為目前各個(gè)高等院校重要教學(xué)內(nèi)容。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新的能力為目的[11-12]。結(jié)合陜西學(xué)前師范學(xué)院植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，將科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來。這種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面優(yōu)勢明顯，可達(dá)到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，為高校開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)。
1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)及教學(xué)方式
杜仲種子萌發(fā)試驗(yàn)，將學(xué)生分為4組，分別以溫度、水分、酸堿度及激素赤霉素（GA3）對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響，探討如何提高杜仲種子萌發(fā)率。
1.1 結(jié)合課本綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定研究方向
各個(gè)小組以4個(gè)因素中的1個(gè)因素作為研究方向，分別研究各因素對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響。如“溫度對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響”等。
1.2 查閱文獻(xiàn)和設(shè)計(jì)、修改實(shí)驗(yàn)方案
各小組在確定研究方向后，要求每個(gè)小組成員查閱大量的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，然后通過組內(nèi)成員討論制定小組設(shè)計(jì)方案[9-12]。每組選派1人利用5 min介紹實(shí)驗(yàn)方案。最后，在教師的指導(dǎo)下修改實(shí)驗(yàn)方案，形成小組的實(shí)驗(yàn)方案。
1.3 實(shí)驗(yàn)方案的完成和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫
此類設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)除了要求學(xué)生在課余時(shí)間完成查閱資料，制定方案以外，還需要3～4周在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。在這3～4周內(nèi)，以開放實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生在課余時(shí)間自行完成實(shí)驗(yàn)方案，教師僅僅起到監(jiān)督和答疑的作用[10-11]。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，制出相應(yīng)的圖或表格，分別根據(jù)自己的研究內(nèi)容寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如“溫度對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響”等。
2 教學(xué)效果
2.1 學(xué)生科研能力得到提高和激發(fā)
以往的實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生既不思考，也不去探究，按照課本上實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟一步一步操作，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)性。對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些“奇怪”現(xiàn)象和結(jié)果，缺乏質(zhì)疑能力和探索精神。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生經(jīng)常能在實(shí)驗(yàn)過程中提出許多很有研究價(jià)值的問題。例如，在酸堿性對(duì)杜仲種子萌發(fā)率影響測定時(shí)，學(xué)生在配置不同pH值溶液時(shí)，利用有機(jī)溶劑配置，避免無機(jī)離子對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響。這是學(xué)生通過反復(fù)思考、查閱資料得出的實(shí)驗(yàn)方法。經(jīng)過探索，學(xué)生從中感受到成功的喜悅，而且鍛煉和提高了質(zhì)疑能力和求索精神。
2.2 培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，鞏固了學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、解決問題和創(chuàng)新的能力。學(xué)生都在課余時(shí)間里完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)熱情得到激發(fā)[10-12]，大多利用晚上或周末查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、做實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過多次修改完成實(shí)驗(yàn)方案，甚至是對(duì)如何配置溶液都查閱不同的資料。如其中一組以“水分對(duì)杜仲種子萌發(fā)率的影響”為研究內(nèi)容的小組，5個(gè)成員提出5種不同的實(shí)驗(yàn)方案，有的方案提出要確定杜仲種子前處理時(shí)水分對(duì)杜仲種子的浸泡時(shí)間，有的方案提出播種后對(duì)澆水量的控制等等。所有這些實(shí)驗(yàn)方案都抓住了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。經(jīng)過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生已經(jīng)具備初步設(shè)計(jì)一個(gè)生物學(xué)問題研究的能力和素養(yǎng)。
在實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生獨(dú)立操作，積極思考。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到問題，教師引導(dǎo)學(xué)生由故障現(xiàn)象分析故障原因，使學(xué)生一步一步取得實(shí)驗(yàn)的成功。學(xué)生通過自己的努力完成實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
3 存在的問題
首先，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中仍存在態(tài)度不認(rèn)真的學(xué)生，尤其是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槭抢脴I(yè)余時(shí)間做，有的學(xué)生根本沒有參與過，甚至出現(xiàn)抄寫別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況。其次，存在著理論課滯后的情況，特別是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求在學(xué)生基本掌握了理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法后開展效果最佳[9-12]，因此理論課與實(shí)驗(yàn)課同時(shí)開設(shè)不利于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。另外，目前只能是憑著實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)教師的印象對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行考核，難以使那些態(tài)度不端正的學(xué)生按照要求完成教學(xué)任務(wù)，尋找一個(gè)合理的考核方法值得研究。最后，對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間較長，而學(xué)校對(duì)于這方面的人員配置較少，難免會(huì)使得實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間不足。同時(shí)，指導(dǎo)教師的不足也是亟待解決的一個(gè)問題。
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