实验型微课提升高等农业院校生物化学实验教学效果探讨

　　摘要微课根植于信息化时代沃土，近年来发展空间迅速扩大。本文通过分析介绍当前生物化学实验教学现状，对微课在农业高等院校生物化学实验课中的应用进行了初步探讨，并重点阐述了将微课引入生物化学实验课中所面临问题及解决措施，旨在提高生物化学实验课的教学质量。

　　关键词微课；生物化学；实验教学；教学效果；高等农业院校

　　中图分类号G642.0文献标识码A文章编号1007-5739（2018）01-0270-03

　　实验教学作为一种常见的理科教学方式，提高其教学质量，是提高学生动手能力、科研创新能力和解决实际问题能力等综合素质的关键环节[1]。特别是对于应用型本科院校和专业，其教学体系建设的核心环节是实践教学，注重培养学生的实践能力。当前，教育资源及共享方式日益丰富，微课在信息化时代的沃土中迅速成长，在传承传统教学模式优势的同时，将微课引入到生物化学实验课程中，具有重要的现实意义。

　　1高等农业院校生物化学实验教学现状

　　生物化学是生物、医学等相关专业的一门重要的核心课程，是在分子的基础上，研究生物体中各组分的结构与功能、代谢与调节的一门学科，内容较庞杂、抽象，但实验性很强。生物化学实验在生物化学为学科的产生、发展、应用过程中起着重要的推动作用，其能够将微观、抽象的生物化学概念和现象具象的表达，是大学生从事生物学、医学等相关科学实验的起步。学生通过观察和分析实验现象，学习生物化学实验的设计思想，提高创新能力；同时提高学生动手能力，加深认知，使理论与实际融会贯通。作为培养高素质复合型农业科技人员的高等农业院校，生物化学科目几乎涵盖了生命科学、林学、农学等各个专业。生物化学实验课教学模式的创新要坚持科学性、创新性、自主性原则，虽然我国各个时期的生物化学实验课对于培养学生动手操作能力、分析解决问题能力都下足了功夫，但实验教学依然存在诸多的问题。

　　1.1课堂利用率低，不利于发挥学生主观能动性

　　生物化学实验课是在掌握实验所用仪器的功能和使用方法的基础上，把所学的理论知识联系实践，从而锻炼学生的动手能力和科研思维[2]。目前，高校对生物化学的教学方式大多是“按部就班”和“手把”教学，教师照本宣科、平铺直叙地讲授，学生机械地按照已给步骤“按部就班”地做，而且面对陌生的仪器，学生对原理性知识可能非常熟悉但对于操作技术比较陌生，就需要教师走下讲台“手把手”地演示、讲解实验操作方式方法。教师在有限的课堂时间内做着基础性、重复性的工作，导致课堂结构单一，科学课堂的延伸活动都流于表面形式，不利于学生系统性知识的形成，课堂利用率比较低，也难以充分调动学生的積极性，不利于发挥学生的主观能动性。实验是知识技能、动作技能、思维活动的综合运用过程，实验操作过程中学生常常遗忘教师的讲课内容，并不能真正理解实验操作步骤的目的和意义，以至于不能将理论知识与实践操作融会贯通，对于得到的实验结果仍不会分析原因[3-4]。

　　1.2实验课准备不够充分

　　首先，随着教育大众化的推进，相对于教育事业发展的实际需求，教育投入仍然不足，一些院校的基本办学条件不达标问题依然存在，教学科研仪器设备仍然不能充分满足学生的实验需求，特别是对大型仪器的学习和使用。其次，课前预习仅限于实验教材，甚至学生不了解实验课的内容，无法有效预习，对于新实验的操作方法或新仪器的使用只靠教师课堂讲授而被动、仓促接受。再者，学生对实验的准备工作、预处理方式等一无所知，对学生来说缺乏兴趣性、挑战性；部分学生甚至不动手操作，只待实验结果来填写实验报告，实验记录千篇一律，可分析性不强，不能有效提高学生对研究方法、实验技能的学习，这就使得实验课失去了原有的意义。

　　1.3实验课时数少，教学内容单一

　　实验课时数少，且验证性、演示性实验偏多，而有意识地将生物化学实验技术串联起来的综合性、创新性实验太少，然而这种类型的实验最能引导学生主动参与实验设计、预热实验操作到课堂进行实验操作、根据结果分析原因等过程，期间学生通过查阅资料、主动思考，才能激发兴趣，不管实验结果如何，都能够提高课堂教学效率。另外，完整的实验课要包括实验原理、实验目的、操作步骤、注意事项等方面的课前讲解，组织学生次序分明、有条不紊地完成实验操作，对实验过程中出现的问题进行总结性分析。教师在有限的实验课时内完成一系列教学过程，需要完善实验教学方案的设计，而往往由于教师自身不重视对实验教学各个环节的科学管理，使得课堂结构简单，教育教学方式单一、枯燥、沉闷和乏味，缺乏生气和乐趣，从而影响了实验教学质量，也使科学教学成为空谈。

　　2微课在生物化学实验教学中的应用

　　人类已经进入了一个信息化的时代，教育教学界正在“互联网+教育”领域中如火如荼地探寻着未来教育的发展方向。教育教学方式必须适应当代学生学习、生活方式的改变，转变以往单一、被动的学习方式，课本不再是唯一的信息载体，学习的主要途径不再只是依靠教师和书本。要充分利用好计算机多媒体、网络通讯技术，实现网络技术对现行教育的优化，丰富学生的学习方式。微课作为信息化时代的产物，是一种新型的教学模式和学习方式，并逐渐引起教育教学界的重视。微课是以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程[5]。微课视频时间短、内容精、趣味强、效果佳，有利于生物化学这种内容较抽象、知识点较繁杂的学科教学有；另外，将严肃刻板的理论知识通俗化地表达出来，学生“易学”“乐学”。

　　2.1利用微课提高课堂可见度，直观教学

　　利用微课，可以对首次接触的实验器材的使用方法、注意事项进行系统讲解，避免因学生操作不当而损坏仪器，引发事故。比如在实验项目“考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质浓度”中，分光光度计的操作是本实验重点，也是学生理解的难点。学生属首次接触和使用该仪器，虽然课前学生对其基本构造和原理有一定程度了解，但对具体使用方法、注意事项了解甚少。单从教师课堂演示、解说来看，往往因可见度差、时效性不强而使学生失去兴趣，影响教学效果。因此，可制作分光光度计相关内容的微课供课堂放映，将细节放大处理，关键问题重点强调，增加直观性，帮助学生掌握操作要领，节约课堂讲解时间，使学生初步构建学习框架，并在日后的学习和操作中逐渐理解和完善分光光度计相关知识点。

　　一些大型实验，如“质粒DNA的分离、纯化与鉴定”实验，内容较抽象，实验耗时长、步骤繁琐，教师课堂一次性演示可见性、有效性较差，且实验现象无法用肉眼直接判断，学生很难去分析实验中每一个处理的作用与意义以及各步骤之间的联系，以至于在整个实验完成后尚不能理解实验结果以及实验意义。教师可将实验过程录制成视频微课，对一些注意事项、重要步骤以字幕或旁白解说的形式进行重点强调，并且重要步骤中产生的实验结果可以生动的动画形式呈现出来，让学生对实验产物、实验现象有直观的认知。如在琼脂糖凝胶的制作、点样、电泳等步骤中的操作技巧进行细节放大展示；对提取过程应尽量保持低温的原因、需采用酚/氯仿多次抽提的作用及目的等重难点进行解说等。以此方式让学生对实验中的重点、难点理论知识有直观清晰的认知，也能使学生明晰实验过程中每一步骤的意义，在激发学生学习兴趣的同时，提高课堂学习效率，从而提高实验教学质量。

　　2.2利用微课模拟复杂实验，延伸课堂

　　利用微课，可模拟现实中难以实现的实验，也可以把抽象的事物形象地表达。例如Southern、Northern和Western印迹杂交技术、酵母RNA的提取等实验项目，是以后用于相关科学研究的重要而常用的技术，但在本科教学实验中因内容多、课时少、技术难度高、设备仪器缺乏、有毒有害物质多等原因而难以实现。教师可利用微课延伸课堂，如WesternBlot，是以SDS-PAGE分离得到的蛋白质样品为基础，继而通过转膜、杂交等技术获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中表达情况，实验过程较复杂繁琐。因此，在进行SDS-PAGE实验时，在跑胶、染色等耗时较长的实验等待步骤中可通过微课延伸学习WesternBlot，使学生了解到SDS-PAGE与WesternBlot方法结合，已广泛应用于基因在蛋白水平的表达研究、抗体活性检测和疾病早期诊断等多个方面，具有重要的现实意义。也可设计制作综合性实验微课作为课堂延伸，例如将常用分离蛋白质和寡核苷酸的方法进行说明、比较，在学生掌握基础性实验的操作的同时，使学生由浅入深、循序渐进地将知识系统融会贯通，也有助于培养学生的创新精神和实践能力。

　　2.3利用微课优化课堂结构，提高课堂利用率

　　课堂利用率是关系到教学成败的直接因素之一，应该优化教学方式方法，在宝贵而有限的时间和空间内提高学生对知识的吸收率。胡铁生[6]依据中小学的微课从教学方法、教学内容性质、最佳传递方式、微课录制方法、使用对象和主要功能5个方面对微课进行了分类。虽然高校教学方法和教学手段与中小学的微课有着本质上的不同，但仍可利用不同形式的微课，结合高校生物化学实验课特点，发挥教师的主观能动性，创作出适合高等院校学科门类众多、学生发展水平不均、学习生活方式不同的特点的微课。可通过对上节课的实验结果进行简单的总结反馈制作成知识复习型微课或新课导入型微课，将常见的实验现象、结论用图像或数据呈现出来。由于操作不当或探究方法不够完善，都会导致实验失败，而实验中失败的结果往往是不能被忽略的，教师可引导学生对照结果分析原因，对整个实验过程进行反思，以此加深对实验原理、实验步骤的作用与意义的理解。归纳与延伸是课堂上必不可少的教学环节，在一堂实验课末可设计练习巩固类微课总结重点、难点，或者由浅入深地进行小结拓展类微课，如“纸层析法分离氨基酸”实验，除了该层析方法以外，还可利用醋酸纤维膜电泳分离核苷酸，微课中可將醋酸纤维膜电泳分离核苷酸进行拓展学习，对2个实验的共同点和差异性进行对比、分析，驱动学习者的探索、思考，引导学生课外自主探究。

　　微课形式很多，微课类型也不是一成不变的，需要教师不断创新，在教学实践中不断发展和完善。利用课堂空闲时间穿插式进行微课教学，基于微课自身的短小精悍的特点，学时利用率明显提高，阶段性微课的播放讲解使教学过程有趣、有理、有效，也使课堂结构得到优化、教学内容系统性增强。

　　3微课应用于生物化学实验教学需注意的问题

　　3.1资金投入和教师培训力度不足

　　微时代下的微课如雨后春笋一般迅速成长，微课作为一种数字化的教学资源，对录播设备要求高，必须依托新兴媒体，如计算机多媒体、网络通讯技术，才可促进信息技术与学科教学的融合，充足的教育经费投入是教学质量的保障。且微课的制作要求教师要熟悉一定的教学软件、具备熟练的电脑操作能力，学校可组织教师培训，提高制作能力；充分利用集体的力量，微课的设计、录制、编辑、美化等工作可以由不同教师分工协作，发挥各自优势。

　　3.2教师制作微课积极性不高

　　微课应用迅猛发展，但要注意微课制作的实效、高质。教师大多疲于应付各种检查、评比，制作微课成了教师不能承受之重，教师积极性不高，使得微课的制作流于形式。教师作为微课的设计者、制作者，设计一个什么样的微课、怎样制作微课以及如何进一步提高微课质量和使用价值是所有教师应该不断摸索探究的重要问题。

　　3.3微课与传统教学脱节

　　微课在一定程度上激发了学生的学习兴趣，但能否真正利用好才是关键。教师不能只做放映员而削弱自身的主导地位。微课因为其时空分离的特点，现场感不强，会弱化师生之间的情感互动，忽视对学生综合能力的培养，进而会影响学生的学习效率，得不偿失。如凝胶过滤分离血红蛋白与硫酸铜实验，学生在实验过程中遇到的问题不尽相同，教师仍需现场分析指导。因此，教师不能过分依赖微课，夸大微课的功能，弱化自身的讲授，应将微课作为传统教学的一种辅助方式，从而弥补微课单向灌输性的缺点。

　　3.4制作微课的相关知识不能及时更新，时效性不长

　　课堂上结合微视频讲授可提高学习效率，但时效性不长。应与“互联网+结合”，搭建网络教学平台，如学院网页、微课APP等，汇集大量学习资源，打造了教师教学技能的展示平台，完善网络教学平台，做到资源共享。学生课前课后均可观看学习，可作为长期的网络学习资源。但是随技术、知识的不断更新、发展，现代教师必须树立终身学习观念，不断更新网络学习资源。

　　4结语

　　教育领域倡导坚持“工学结合”，鼓励教师到企业挂职锻炼，强调加强地方本科高校“双師型”队伍建设，一系列教育教学新模式、新词汇的提出，都说明了高校对应用型、复合型和技术型人才培养的重视。实验教学是学生将教材知识运用到实践应用中必要的教学方法，通过实验教学可以培养学生实践操作的能力、独立思考问题的能力以及对科学研究的兴趣。将微课应用到生物化学实验教学中去，可推动教师专业发展和教学能力的提升，切实推动教学改革；同时微课的应用学习是学生学习、生活方式改变的需要，是知识不断发展更新的需要，是全面提高教育教学水平的需要。教育教学界应该智慧变革，融合创新，推动教育的智慧建设，从而促进中国教育改革的全面深化。

　　作者：贾然然等