農(nóng)科背景下生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

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摘要:新農(nóng)科建設(shè)背景下，對(duì)高等院校人才培養(yǎng)提出新的要求。根據(jù)傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的內(nèi)容，從引入課程思政、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、建立全程參與機(jī)制、構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系和加大師資建設(shè)等方面，進(jìn)行適應(yīng)新農(nóng)科建設(shè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革與探索，為新農(nóng)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供借鑒。

關(guān)鍵詞:新農(nóng)科；生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；課程思政

0前言

2018年，教育部首次提出新農(nóng)科建設(shè)；2019年，10.3969/j.issn.1671-489X.2022.08.138新農(nóng)科背景下生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索*◆許燕珍詹福建新農(nóng)科建設(shè)已奏響三部曲：安吉共識(shí)、北大倉行動(dòng)和北京指南。其中，安吉共識(shí)開辟了高等農(nóng)林院校教育的新紀(jì)元，建設(shè)新時(shí)代新農(nóng)科，是高等農(nóng)林教育順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的戰(zhàn)略行動(dòng)。高等農(nóng)林院校應(yīng)肩負(fù)起新農(nóng)科建設(shè)重要使命，抓住機(jī)遇，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，完善農(nóng)林教育改革，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以興農(nóng)強(qiáng)農(nóng)為己任，培育出創(chuàng)新型、復(fù)合應(yīng)用型、實(shí)用技能型農(nóng)林新才，打造天藍(lán)山青水凈、食品安全、生活恬靜的美麗幸福中國[1-2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大學(xué)生實(shí)踐教育的重要組成成分，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問題與解決問題能力方面具有重要的促進(jìn)作用[3]。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，為各專業(yè)課程提供重要的研究手段和技術(shù)支撐，不僅可以鞏固和加深所學(xué)知識(shí)，還可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，已經(jīng)成為農(nóng)林院校的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，滲透到農(nóng)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，與農(nóng)業(yè)各方面密切聯(lián)系[4]。

1現(xiàn)階段生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

大多數(shù)農(nóng)林院校存在重理論、輕實(shí)踐，重科研、輕教學(xué)，重專業(yè)、輕基礎(chǔ)的情況，對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育主體認(rèn)識(shí)不夠重視，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)“走過場”，沒有花大量的時(shí)間和精力去補(bǔ)充、更新、完善教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，缺乏對(duì)學(xué)生的思政教育，不能全方位育人；缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)任課教師的引進(jìn)機(jī)制，多數(shù)指導(dǎo)教師沒有太多的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，缺乏培訓(xùn)機(jī)會(huì)，實(shí)踐教學(xué)能力得不到提升，很難有效地開展實(shí)踐教學(xué)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和學(xué)時(shí)基本固定，基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，限制了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，難以提高學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。由于儀器設(shè)備和場地的限制，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般以組為單位共同完成，部分學(xué)生缺少動(dòng)手體驗(yàn)，無法真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。實(shí)驗(yàn)教師一般采取以書本為中心的線下教學(xué)模式，教學(xué)手段單一，零互動(dòng)，學(xué)生主動(dòng)配合性低，消極對(duì)待，被動(dòng)學(xué)習(xí)，難以激發(fā)對(duì)課程的興趣?？己藘?nèi)容和評(píng)價(jià)方式單一，無法定量化考核，隨意性大，不能客觀反映教學(xué)水平，難以提高開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的積極性，容易造成學(xué)生“高分低能”的現(xiàn)象，不利于綜合能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的形成[5]。在一元式教學(xué)方法中，學(xué)生的參與度不夠，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

(1）大多數(shù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前沒有預(yù)習(xí)，甚至來到實(shí)驗(yàn)室做什么實(shí)驗(yàn)都不知道；有些學(xué)生雖然進(jìn)行預(yù)習(xí)，但只是走馬觀花地看了一遍教材，片面地了解了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

(2）學(xué)生一般不參與前期準(zhǔn)備工作，只是按照書本上的實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)，造成無法理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前期工作的關(guān)聯(lián)性，包括試劑配制是否正確、樣品處理是否得當(dāng)、儀器調(diào)試是否規(guī)范等，不能深入分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因，不利于培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

(3）課堂教學(xué)中采用“教師先講授示范，學(xué)生重現(xiàn)”的教學(xué)手段，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)，師生缺乏互動(dòng)，學(xué)生主動(dòng)思考較少。

(4）課后，很少有學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室，不利于學(xué)生課程興趣的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)操作技能的提升、綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2教學(xué)改革探索的主要內(nèi)容

2.1充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，將課程思政融入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步加深和鞏固，缺乏實(shí)踐的理論教學(xué)是紙上談兵，不能使學(xué)生全面發(fā)展，因此應(yīng)認(rèn)清實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性、緊迫性。堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，形成重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的氛圍[6]。課程思政是以課程為載體，將思想政治教育融于教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全方位育人、全過程育人，構(gòu)筑育人大格局[7]。在新農(nóng)科建設(shè)背景下，實(shí)施課程思政是完成創(chuàng)新型人才、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要[8]。要讓學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展史，激發(fā)科學(xué)探索精神。技術(shù)是把雙刃劍，可以造福人類，也可能危害人類健康。以三聚氰胺和假疫苗事件為反面教材，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀，牢記要科學(xué)運(yùn)用技術(shù)，造福人類。實(shí)驗(yàn)涉及的試劑廢棄藥品合理回收處理，不能隨意丟棄，培養(yǎng)學(xué)生要有環(huán)保意識(shí)，保護(hù)生態(tài)文明。實(shí)驗(yàn)失敗，不要?dú)怵H，明白“失敗乃成功之母”，科學(xué)的道路是曲折的，培養(yǎng)學(xué)生要有堅(jiān)持不懈發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)探索精神。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通常不是獨(dú)立完成的，而是以組為單位進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。實(shí)驗(yàn)課后可以查資料補(bǔ)充和完善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不要拘泥于書本的實(shí)驗(yàn)方法和內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

現(xiàn)有的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、枯燥，與理論知識(shí)結(jié)合不緊密。為此，對(duì)其教學(xué)內(nèi)容和體系進(jìn)行改革和整合，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)和新農(nóng)科發(fā)展趨勢，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，減少驗(yàn)證性、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，精選基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)置開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，形成一個(gè)多層次的集基礎(chǔ)性、綜合性、開放性為一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。改變?cè)小敖處熤v授示范、學(xué)生跟做”的線下教學(xué)手段，引入翻轉(zhuǎn)課堂、多媒體教學(xué)，采用“互聯(lián)網(wǎng)+云課堂”等混合式教學(xué)手段，突出學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。采用實(shí)驗(yàn)錄像、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫模擬等方式直觀、生動(dòng)、具體地展示實(shí)驗(yàn)，活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，激發(fā)其對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和效率。混合式教學(xué)模式更加注重學(xué)生的創(chuàng)造力、自我學(xué)習(xí)能力以及思維情感方式的培養(yǎng)，可以提高學(xué)生獨(dú)立思考分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力，同時(shí)提升教師的理論水平和研究能力[9]。運(yùn)用新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源得到最大化利用，可以更好地推動(dòng)教學(xué)發(fā)展，更好地服務(wù)學(xué)生[5]。

2.3建立學(xué)生全程參與機(jī)制，提高學(xué)生的參與度

在教學(xué)過程中建立全程參與機(jī)制，提高學(xué)生的參與度。

2.3.1參與前期的準(zhǔn)備工作

教師可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)需求，將學(xué)生分組：一組學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)所需的材料、實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備和預(yù)處理；另一組參與實(shí)驗(yàn)試劑的配制；最后一組負(fù)責(zé)玻璃器皿擺放，儀器的準(zhǔn)備、裝配和調(diào)試。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每次重新組隊(duì)，讓每個(gè)學(xué)生在不同的組輪流，了解實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備的整個(gè)過程，真正參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。讓學(xué)生共同參與前期的準(zhǔn)備工作，有助于全面深入掌握影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的各種因素，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立科研創(chuàng)新精神[10]。

2.3.2課前預(yù)習(xí)

教師在開課前把進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的注意事項(xiàng)、本學(xué)期的教學(xué)計(jì)劃及內(nèi)容發(fā)到微信群。教師在備課的基礎(chǔ)上，歸納出本實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)并制作微課、多媒體課件、儀器使用視頻、預(yù)習(xí)任務(wù)等發(fā)布在微信群。學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主完成預(yù)習(xí)任務(wù)，并以組為單位討論難點(diǎn)，查閱相關(guān)資料，制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容的PPT或?qū)嶒?yàn)錄像、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫模擬等，課堂上推選代表上臺(tái)展示講解。

2.3.3課堂教學(xué)

首先，教師隨機(jī)選取兩組進(jìn)行臺(tái)上展示，講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其他組的學(xué)生討論并提出問題，評(píng)價(jià)講解效果。其次，每組提出在預(yù)習(xí)時(shí)遇到的不能解決的問題，教師啟發(fā)式引導(dǎo)學(xué)生思考，以組為單位進(jìn)行課堂討論，發(fā)言探索問題的答案。最后，教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的發(fā)言，并給出合理的答案，可通過提問了解自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)情況，組織小組討論、評(píng)價(jià)他人預(yù)習(xí)效果。實(shí)驗(yàn)中，教師在密切關(guān)注每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)的情況，及時(shí)糾正不規(guī)范之處，提示學(xué)生認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)后，教師總結(jié)歸納出學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，并增加課堂討論探究互動(dòng)環(huán)節(jié)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找出實(shí)驗(yàn)失敗原因，提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施。這樣不僅可以活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，而且可以激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

2.3.4課外互動(dòng)、提升

課后，學(xué)生如有問題可通過微信進(jìn)行討論、請(qǐng)教，教師針對(duì)性地進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，及時(shí)解答問題。學(xué)生還可通過微信群反饋教學(xué)意見，教師根據(jù)反饋及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方案，提高教學(xué)質(zhì)量。教師通過微信群發(fā)布新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、科研動(dòng)態(tài)等方面的內(nèi)容，拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的興趣。最后，學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)總結(jié)，教師總結(jié)問題討論，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測評(píng)。加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，讓更多的學(xué)生在課外時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力；建立實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源庫，可與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目相結(jié)合，學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣，自主選題、自主設(shè)計(jì)、自主完成，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、綜合科研能力和創(chuàng)新思維，為將來的科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)；鼓勵(lì)和支持學(xué)生積極參加各類學(xué)科競賽、科普活動(dòng)等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2.4構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系

新的考核體系應(yīng)注重過程，淡化成績，采用多方位的考核體系，通過將平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和自主實(shí)驗(yàn)研究性論文相結(jié)合的辦法進(jìn)行評(píng)定。其中，平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、出勤率、課堂紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)報(bào)告考查報(bào)告格式的規(guī)范性、數(shù)據(jù)處理的得當(dāng)性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性、分析討論的深入性和創(chuàng)新性；自主實(shí)驗(yàn)研究性論文考查對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、創(chuàng)新性?？己藨?yīng)采用實(shí)驗(yàn)小組考核和自我考核相結(jié)合的形式，實(shí)驗(yàn)小組總結(jié)和匯報(bào)整個(gè)實(shí)驗(yàn)開展情況，個(gè)人自我總結(jié)自己所承擔(dān)工作，最后得出綜合考評(píng)成績。這樣既培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及創(chuàng)新能力，又為其將來進(jìn)行科學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。多元化評(píng)價(jià)教師的教學(xué)效果，提高教師的教學(xué)積極性。加大教學(xué)督導(dǎo)力量，組織教學(xué)監(jiān)督專家進(jìn)行聽課、指導(dǎo)，對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋；利用課堂內(nèi)外、線上線下相結(jié)合方式，學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)態(tài)度、教學(xué)方法、教學(xué)效果等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)；鼓勵(lì)教師相互聽課，相互評(píng)價(jià)教學(xué)效果，反思分析、自我評(píng)價(jià)。健全教學(xué)評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用學(xué)生、教學(xué)專家和教師自我評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，全面客觀地評(píng)估教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.5加大教師隊(duì)伍建設(shè)，提高教學(xué)水平

引進(jìn)高學(xué)歷實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，充實(shí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高師生比；完善實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員考核和職稱評(píng)審方法，提高教師的業(yè)務(wù)水平和教學(xué)積極性；定期組織教師外出培訓(xùn)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)模式，提高教師的實(shí)踐能力；定期組織教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Υ筚?，鼓?lì)教師積極參加，提高教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。

3結(jié)語

為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，亟待進(jìn)行生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促使學(xué)生成為主體，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)換，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為新農(nóng)科建設(shè)提供創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。

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作者:許燕珍 詹福建