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生物化学实验教学中科研素质培养
来源查字典化学网| 2020-07-29 发表| 教学经验分类:化学论文

教学经验

科研创新能力是大学生应当具备的重要学术能力,在实验课中培养学生的科研素质,对于提高大学生的科研创新能力至关重要。本文以生物化学实验教学为例,从不同的角度关注学生科研思维能力、科研素质的培养,旨在提高实验课的教学质量,培养具备科研创新能力的高素质人才。

生物化学是高校生物学相关专业必修的基础课程之一,是一门以实验为基础的自然科学。随着科学技术的发展,培养具有科研创新能力的高素质人才已经成为高校教育的主题。生物化学实验不仅是为验证理论服务,更重视对学生动手能力、分析解决问题的能力,尤其是科研创新能力的培养。但在传统的实验课教学模式下,学生的主观能动性不足、科研思维意识薄弱等问题依旧存在,为此,本文对于生物化学实验教学中如何提高教学质量、调动学生的积极性和培养学生科研素质等问题进行探讨。

一、利用微信、微博激发学生的科研兴趣

研究显示,高校本科生对科研兴趣浓厚,但参与科研活动的人数却很少[1]。其中很重要的原因是学生对科研的认知缺乏、科研能力不足以及缺乏老师的专业引导[2]。高校实验课是培养学生动手能力和创新科研思维能力的重要途径,作为一门开设较早的实验课,生物化学实验课教师承担着培养学生正确的科研观、提高学生科研素质的教学任务。传统的生物化学实验教学内容和形式比较单一,主要是以验证理论知识、提高学生动手能力为宗旨。在这种教学模式下,教师和学生的交流互动受到很大限制,授课教师在课堂上对学生的了解有限,学生对课堂以外的相关前沿知识几乎没有了解。近年来,微信、微博等互联网平台的飞速发展给人们的生活和学习带来极大便利。因此,利用微信、微博等交流互动平台拓宽生物化学实验教学途径[3],可以加强师生之间的沟通交流、引导学生树立正确的科研实验观,具体有以下几个方面的途径:(1)授课教师可以针对每堂课的实验教学内容,选择相关的研究动态发布在班级群或个人账户上,让学生了解实验过程不仅可以验证理论知识,更重要的是作为有效的实验技术手段来研究未知的科学问题。例如,关于质粒DNA的提取及琼脂糖凝聚电泳检测,可以选择一些整合转基因技术的前沿科学技术,如光遗传学,让学生对科研工作形成初步的了解,便于有科研兴趣的学生确定研究方向。(2)有科研项目的教师可以发表一些自己在科研工作中的点滴心得体会,也可以分享一些相关的科研趣闻,让学生对科研、科研生活具有更加全方位的了解。(3)通过以上措施满足学生求知欲的同时,也可以让教师对学生具有充分的了解,在有效的交流互动过程中逐渐培养学生的科研意识和科研价值观。根据学生的认知水平、学习能力以及自身素养的差异,教师可以因材施教,重点培养部分学生进入实验室参加科研训练、开展科研活动。

二、在教学过程中培养学生创新科研思维能力

生物化学实验多以验证型实验为主,学生的实验操作多是机械性的重复。普遍存在的情况是:实验课结束后,学生仍然处于似懂非懂的状态,但对于为什么全然不知,不善于分析和解决问题,所谓知其然而不知其所以然。针对这一现象,在实验课教学过程中要灵活采用多种教学方法,提高学生的参与度,培养其创新科研思维能力。在实际教学过程中,可以使用以下几种教学方法:(1)引导式和启发式教学,调动学生的主观能动性,培养科学的思维方法。例如,很多学生容易混淆空白对照组和阳性对照组。针对这一问题,教师可以在讲解实验操作之前,引导学生根据实验目的和原理自主设计实验分组。(2)通过调整实验内容、优化实验设计,改变传统实验课的思维定式,增加实验的趣味性和探究性。比如,在血糖的测定及激素对血糖浓度的影响实验中,可以给学生三组处理因素未知的血糖样品,让学生根据实验结果判断哪组是正常组,哪组是肾上腺素处理组,哪组是胰岛素处理组。(3)利用联想、比较的教学方法培养学生科学的思维方法。比如,在碱性磷酸酶比活性测定实验中,在测定样品的蛋白浓度之前需要对提纯的样品稀释。引导学生思考为什么要先稀释,让学生联想到蛋白浓度测定的几种方法及灵敏度。在葡聚糖凝胶层析和醋酸纤维素薄膜电泳分离血清蛋白时,其原理是截然不同的:前一个实验中大分子蛋白质流动路程短,先流出凝胶柱;而后一个实验中大分子蛋白质移动慢,迁移的距离短。在教学时引导学生对比两种实验技术的原理,培养学生的科学思维能力。

三、将课堂表现列入实验课程评价体系

传统的生物化学实验课一般是根据学生的实验报告打分,这一评价体系有很多弊端。比如,实验课上学生应付偷懒,实验报告存在互相抄袭,篡改实验数据的不良现象。这些弊端都不利于对学生科研素质的培养,甚至助长学术不端的风气。除此以外,学生科研思维能力通过实验报告的批改来评价往往是不够全面的,学生在实验课堂上的表现更能体现其分析解决问题的能力和科研思维的能力。因此,将学生的课堂表现列入生物化学实验课成绩的评价体系尤为重要[4]。具体可以从以下几个方面进行评价:(1)在实验课的讲解和演示环节,教师提出的引导性问题学生是否能正确回答,对不明白的地方是否能及时提问。(2)是否能仔细观看关键实验的演示过程,确保独立完成整个实验操作。(3)从实验操作规范的角度进行评价,有没有遵守实验室的安全规范,实验操作是否规范。比如,在使用分光光度计测量样品浓度时有没有先确认波长,在实验结束时是否将仪器清洗干净,加样枪有没有及时调回最大量程等。

四、从实验报告的角度培养学术规范

实验报告是实验课的重要内容,实验报告的撰写对于学生将来撰写毕业论文或学术论文是一种非常有益的训练。通过书写实验报告,不仅能够锻炼学生的写作规范,同时还能培养学生实事求是的科学态度,加强学生的科研学术意识。在评改实验报告时既要关注实验结果的正确与否,还要同时兼顾格式和内容是否规范书写以及科研态度是否端正。具体可以从以下几点对学生的实验报告进行考查:(1)实验报告的内容和格式是否按照要求统一书写。学生在书写实验报告时往往存在格式不规范的现象,针对这一点,教师要做出明确的要求,一份完整的实验报告应该包括实验目的、实验原理、实验材料和方法、实验步骤、实验结果和分析及思考。另外,在撰写实验报告内容时,应按照学生自己对实验的理解书写,而不是一味地抄袭实验教材上的内容。还要强调对实验结果的书写规范,例如,图表是否完整、有效数字的保留是否一致及单位是否填写等。(2)是否展示原始的实验记录。原始实验记录是研究论文的源泉,是追溯实验数据、实验结果的直接证据。很多学生在撰写实验报告时只给出实验结果,而没有展示原始的实验数据。(3)是否存在抄袭实验报告、篡改实验记录的情况。这是关系到科研诚信和科研道德问题。为了避免学生抄袭实验报告、篡改实验数据的不良现象,教师可以鼓励原始实验数据记录,强调实验过程而不是最终的实验结果,即使没有达到预期的实验结果,但只要实事求是分析讨论失败的原因,同样会给予高分,而不是根据最终的实验结果来进行评判。由此激发学生端正科研态度、实事求是的学术美德。

五、结语

生物化学实验课是生物科学领域非常基础的课程,教师既要让学生掌握基础知识和实验技能,又要兼顾学生创新思维能力和科研素质的培养。为了培养有坚实的基础知识和专业知识,具备良好的科研素质和科研创新能力的高素质人才,还需要不断探索新的教学模式,提高生物化学实验课的教学质量。

参考文献

[1]龚忠诚,吕曜光,贾梦莹,等.医学院校大学生参与科研与学习成绩的情况调查研究[J].医学教育研究与实践,2019,27(6):1017-1020,1031.

[2]黄家瀚,万恒阳,马廷锋.大学生科研参与度、动因及阻碍知觉关系研究[J].宁波大学学报,2019(4):111-116.

[3]姚凝聪.微博、微信在高校生物化学实验教学中的应用[J].科技视界,2019(1):164-165.

[4]杨靖,郭敏亮.利用多元评价体系提高生物化学实验课的教学效率[J].现代农业科技,2016(21):289-290,292.

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