生物科研论文范文

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二、实验教学课程整合

生命科学是一门以实验为基础的自然科学，传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后，实验教学地位不明确，其内容大都为重复性验证实验，并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识，对于实际动手操作的重要性认识不足，并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此，我们尝试将实验教学内容进行整合，如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS－PAGE电泳”相联系，通过对实验课程的精心设计合理安排，不但将各门课程联系到一起，让学生对学到的知识形成体系，同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神，对实验课程的顺利推进，起到了良好的效果。

三、开放实验室

建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前，大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性，即实验课时间开放，其他时间不开放，或是根据教师的科研实验安排开放实验室，这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学，同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室，鼓励学生自主设计完成实验，从实验的准备到结果的分析，绝大多数工作都由学生自己完成，老师只为学生提供一些必要的建议，解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用，同时培养了学生分析解决问题的能力，并且让学生在自主设计实验的过程中，对所学知识进行更加深刻的理解，真正做到学以致用、用以促学、学用相长。

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根据实验的主要方法，可将高中生物必修部分的实验划分为7种类型：观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5]．其中，观察、检测和模拟类实验比较常见；设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径；调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象，要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论，培养学生收集和分析资料信息的能力；而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案，然后通过各种途径收集相关资料，最后对搜集到的资料进行筛选归类整理，并以各种形式（如黑板报、论文、报告及辩论赛等）展示．在选修模块实验中，选修1的实验以实践活动为主要学习方式，全部为实验操作，不同实验内容的教学目标各有侧重，有的侧重基本概念或原理，有的侧重实际应用，还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度．实验类型大多数为引导式探究．在引导式探究活动中，学习资料中提出的实验结构或程序，学生自己设计并进行实验，通过参与探究过程有所体验和发现，从而达到预期的实验目标[6]．根据选修2的实验中的活动建议，主要是进行调查、讨论和探究活动．教师引导学生开展这些活动，培养学生的参与意识，使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术，能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关．选修3的实验中，除了技术要求较高的“DNA的粗提取和鉴定”外，其它实验都不在实验室进行，而多为口头交流、辩论等活动，由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速，教师要积极引导和组织学生查阅有关资料，练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7]．

1.2高中生物实验的特点

1.2.1实验数量多，类型多样化且综合性强仅《高中生物课程标准（实验）》列举的实验活动建议就有68条，当然这些实验并不要求学生全部掌握，但大多数是最基础的，学生掌握这些后，还要了解教材以外的实验，如试卷和课外书上出现的，要对大纲要求的实验有所扩展和延伸，才能够学以致用．实验数量多则相应地要求实验课时也多，据统计，实验课时甚至占到生物课总教学时间的40%[8]．高中生物实验类型多．各种类型实验的方法不同，包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等；实验形式也不同，包括教师演示、学生分组完成及独立完成等．高中生物实验综合性强．往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点．如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程，而且还要求培养学生的实验设计能力，在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析；又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成，而且也是一个模拟实验，模拟的过程充满探究的要素，此外，实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察，这无疑也培养了学生的观察能力．1.2.2科学探究受到重视，实验内容贴近生活且技术比较先进课程标准的4个基本理念之一是倡导探究性学习，在能力目标别提出了发展科学探究能力，并详细列举了11条与探究紧密相关的能力，这为开展探究性实验教学提供了重要指导．强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上，必修的3个模块中，具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一，而选修部分的生物技术实践模块的13条活动建议中几乎均包含探究性的内容，另外2个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102．由此可见，课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中．高中生物课程标准强调关注学生的生活经验，注重与现实生活的联系，在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，这样可以激发学生的学习兴趣，也可以让学生学以致用．如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息，并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等．如选修1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等，选修2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等，这些实验活动贴近生活，实验材料也来源于生活．实验技术比较先进．特别是选修部分的实验，大都与生命科学新技术、新应用紧密联系．如基因工程、克隆技术及干细胞研究等．此外，还有多媒体技术的运用，如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等．

2生物科学（师范）专业实验内容及存在的不足

2.1实验内容

在高师生物科学（师范）专业课程体系中，生物类专业必修课比重大，几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程，包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验，每门实验课程的实验数均在8~12个．

2.2存在的不足

2.2.1课程内容强调专业性，缺少与高中生物新课程的联系受传统高师生物课程观的影响，实验课内容倾向于强调系统性、整体性和全面性，突出学科专业性，而师范性不明显，验证性实验占据主导，设计性和综合性实验欠缺，缺少与中学生物实验教学有机联系的问题尤其突出．生命科学的发展日新月异，高中生物新课程很注重知识的时代性和前沿性[10]，但生物科学（师范）专业的实验教学内容设置往往多年不变，不能反映生命科学学科发展的最新成果，与学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求不符．2.2.2实验教学内容缺乏与生产、生活和社会实践的联系高中生物课程标准提出注重与现实生活的联系理念，就是要改变轻视学生生活的现状，让学生在真实的生活中学习和体验知识．从课程标准建议了大量的调查类和搜集类的实验可以看出，高中生物实验更加强调与生活的联系，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的知识．但生物科学（师范）专业的实验内容大多是对理论的验证，更强调实验的学术性，相对而言忽视了与学生生活以及现实自然、社会的联系，不能激发学生学习的兴趣，无法让师范生深切地体会到专业知识的价值，可能会影响到以后工作的教学质量．2.2.3实验教学缺乏体系建构生物科学作为一门独立形态的自然科学，应有其自上而下、自下而上的实验体系，但师范院校的实验教学缺乏这种体系的建构[11]75．每一门课程仅从单一学科的知识系统性和完备性方面设计教学内容和技能训练，各门课程自成体系，与本专业其它课程联系不紧密，对课程内容整合较少，因而造成一些实验内容重复，如微生物学中的“霉菌观察”与植物学中的“菌类植物”实验内容基本一致．2.2.4实验教学模式化高师生物学实验教材编制模式化，实验设计程式化，即实验目的基本原理实验内容与材料等仪器与设备等操作步骤实验结果实验分析报告[11]76．实验过程以教师讲解、演示为主，学生履行三步曲，即按实验指导的要求或教师总结的实验步骤进行操作观察实验结果完成实验报告[12]．学生对实验材料的采集培养、药品配制等实验的准备过程和实验方法步骤的设计参与度低，对实验方法步骤缺乏必要的思考理解和创新，师范生独立实验能力的培养受到限制．2.2.5研究性实验内容缺乏目前，生物科学（师范）专业开设的专业课实验内容大多为验证性实验，虽然可以加深学生对理论知识的理解和培养基本的实验技能，但仍属于间接获取知识的渠道，对培养师范生的科学探究能力不利．

3有效衔接高中与大学的生物学实验教学

3.1加强高中相关实验内容的渗透，增加和生活联系比较紧密的实验内容

生物科学（师范）专业的教师要致力于高中生物学实验教学的研究，了解其基本内容和方法手段．在保证实验课内容达到本科水平的前提下，选择与高中生物教学联系密切并能充分发挥现有实验条件的实验内容，制定切实可行的实验计划，力争使中学生物学实验中的基础部分、经典部分成为高师生物学实验的研究主题之一，使得高师生物实验内容与手段上形成和中学生物学实验的包涵关系．

3.2改进生物科学（师范）专业的生物学实验手段，使实验内容跟上科学技术的发展

在实验内容上，应该结合当前高中生物教学岗位的要求，组织各教研室有经验的任课教师对实验教学进行改革，剔除内容陈旧、技术落后的实验，增加反映现代定量分析、探究性、设计性和综合应用的新实验技术内容，跟上生命科学技术的发展．此外，在实验课程中，可以结合相关的研究课题和最新研究进展，在课堂讲解或是实验过程中穿插介绍，补充同一个实验的不同技术与方法．有些新技术、新方法，即使因为条件所限不能亲手做，但也应让学生有所了解，如光合强度的测定既有传统的改良半叶法、氧电极法及红外线二氧化碳气体分析仪法，也有较为先进的便携式光合仪测定法．

3.3整合实验内容

在制定生物科学（师范）专业的实验教学计划时，要统筹规划、互通有无、科学整合以及合理安排实验内容，避免学科间实验的简单重复，以增加实验的多样性和丰富度，提高实验教学效率，让学生在有限的实验教学中，接触和了解更多的实验内容与方法，这也契合高中生物实验内容和形式多样化的特点．实际上，高中生物涉及的68个实验，均可按照生物科学（师范）专业的专业课程进行分门别类，分别归入或融入到具体的相关课程实验中去，使学生在大学实验教学过程中，基本能接触到所有的中学生物实验内容．

3.4改革实验教学体系

将以验证性为主的实验教学体系改变为实验内容要求由低到高的生物基础实验、综合训练实验、研究设计实验3个不同层次的新体系[9]101．生物基础实验主要完成中学生物学新课程标准及实验大纲规定的基本内容，旨在培养学生的专业基本实验技能和动手能力，掌握生物学基本研究方法；综合训练实验则由学生实验小组（6~8人）自己设计方案、准备药品仪器及独立撰写实验论文，完成大纲规定的提高性内容或感兴趣的问题，旨在培养学生的综合能力和创新能力；研究设计实验为教师根据本地生物资源或结合本地生产实际而开设的科学研究性实验项目，在教师的带领下有针对性地开展科学研究实验，旨在培养学生的参与意识、科研意识和自然科学研究工作所应具备的科学态度．

3.5鼓励师范生积极参与实验准备工作

准备实验也是一名生物教师应有的专业素养之一．高师院校在生物实验教学中，应该鼓励师范生积极参与到实验准备工作中，如动植物实验材料的采集与培养、试剂的配制、仪器的调试、微生物菌种制作及消毒灭菌等，使学生系统地了解实验从始至终的全过程，这将提高师范生准备和组织生物实验的能力．

3.6培养学生口头表达能力，锻炼文字驾驭能力

教师应按照学生的认识规律，对实验内容加以组织、润色，并且用科学、准确、生动及富于启发性的语言表达出来，以便学生理解和接受．在实验教学中，教师要引导学生从实验现象出发，能够用生物专业语言表达、组织及研究实验，还应认真对待学生的实验报告，对表达不准确和书写不规范等情况及时纠正．

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1．2教师对心理环境中师生关系的态度通过调查教师对延长工作时间为学习后进生提供帮助的看法以及教师对何种学生最适合实验教学的课堂为例展开对师生关系的调查分析。由图3可以看出67%教师对课后帮助学生补习实验予以精力范围内的支持，只有18%的教师认为要全力帮助学生。图4则可以看出63%的教师喜欢遵守纪律听话的学生，只有31%的教师认为在实验课堂上学生应该是态度积极、思维活跃的。

1．3教师自身对实验教学的准备和理解教师自身的理念和对实验教学的准备和理解也是心理环境的重要组成部分，直接会影响到实验教学的质量，笔者以实验教学中教师对实验的准备情况和一节高效率的实验课的决定因素为例展开调查。由图5可以看出36%的教师会精心准备实验课，但有30%的教师认为学校条件的限制影响了对实验的准备情况。图6可以看出77%的教师认为一节成功的实验课取决于师生的实验心理是否积极，师生关系是否和谐，只有23%认为是取决于硬件设施和时空环境。

2优化策略与建议

2．1教师应加强对学生消极实验心理的关注和优化研究教师应当充分意识到分析学生实验心理、端正学生实验态度对优化实验教学中心理环境的重要意义。首先教师要重视心理辅导，消除学生的恐惧心理，这也要求教师自身在实验操作过程中要从容不迫，给学生良好的榜样;另外有些实验过程可能耗时较长，这样学生可能就会对此失去耐心而产生抗拒心理等。所以教师可以尝试优化实验过程来培养学生的实验兴趣，从而将学生的注意力维持在一个较长的水平。

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2.改善实验教学条件，增加实验教学学时

为了保证实验教学改革的顺利进行，提高实验教学改革的成效，需要进一步加强实验室建设。首先要建立开放实验室，将分子实验室、细胞生物学实验室和遗传学实验室整合为现代生物学实验室。从而优化了实验室的资源共享；其次增加教学实验经费，改善教学条件。

3.优化实验内容，构建实验教学新体系

3.1科学设置实验内容。在细胞生物学实验课程的教学过程中，教师需要调整课程内容。调整的原则：一合并技术单一、重复性的实验。如观察细胞形态结构、线粒体和液泡系的超活染色与观察、人类X染色体的观察等实验，可将这些单项实验组合为系统综合性实验。3.2建立“三性”实验教学模式。传统的细胞生物学实验教学内容多为验证性试验，为进一步深化实验教学改革，增强学生综合分析能力，数据处理及查阅资料能力和实践能力，所以制定了以验证性、综合性、设计性为中心实验的“三性”教学内容。验证性实验是通过验证某些已有结论使学生掌握某些探索自然事物的方法；综合性实验是运用本课程或与本课程相关的多种课程知识，对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。

4.结语

为使细胞生物学实验教学质量上一个新台阶，拥有符合实际的教学模式，以适应新形势下实验教学水平的发展，所以进行细胞实验教学的改革是迫在眉睫的任务。通过优化实验内容，改革教学方法和教学手段，借助辅助教学手段等，让细胞实验课摆脱传统模式，最大限度地增强师范类学生的自主性与参与性，以利于培养具有一定创新潜能和动手能力的综合应用型人才。

作者:马勇 陈秀莉 图雅 单位:包头师范学院生物科学与技术学院

参考文献：