PDF《设计型实验教学的实践与体会*》

1 个班扩大招生到

2 个班,但 环境生物学实验室、仪器等均没有增加,造成连完 成教学任务都吃力的局面. 环境生物学实验课是 在3年级开设,在近几年的教改实践中发现,学生 对实验课学习的观念仍停留在传统教学模式上 , 表现在:1)依赖现成的实验讲义. 由于过分依赖 实验讲义,即使是认真预习的学生,实验过程也很 机械化,基本是照着讲义看一步做一步,实验过程 中一出现异常现象或问题立即找教师, 不知道小 组内讨论分析原因或改变路线. 2)过于注重验证 实验结果. 很多学生在未做之前先问教师会得出 什么实验结果, 然后力图得到理论上推导出的实 验结果,当实验结果与预期不一样时,只知道喊叫 实验失败,不知道分析失败的原因和解决的方法. 3)对设计型实验一无所知. 每学期在开设实验课 教学前教师提前给学生布置一个设计型实验作业,要求学生设计一个实验方案,但学生并不知道 从何下手, 交上来的作业全是从一些参考书上东 拼西抄来的, 有的甚至没有根据具体作业对抄来 的方案进行适当修改,出现文不对题的情况. 针对以上情况, 我校环境生物学教师在每学 期专门用一定时间进行实验方案设计的理论教学,通过举例使学生对实验设计有清楚的认识,再 通过实验方案设计、方案实施、现象和结果分析等 教学环节实现学生自主设计和创新能力的培养.

2 设计方案时启发学生动脑和分析能力 创新必须建立在动脑、动手的前提下,只有学 会动脑分析问题,才会想到解决问题的不同方法, 才会有意识地自主创新[2] . 为此,教师按以下程序 启发学生进行方案设计:1)先了解实验室现有药 品, 选择有毒性或与环境问题有较大相关性的药 品拟做实验所需的染毒物;

2)查阅文献了解所选 药品进行相关实验的可行性;

3)在查阅文献的基 础上提出合理的猜想假设;

4)获取验证假设所需 要的实验方法,选择实验室现有条件下能实施的 合适方法;

5)撰写实验方案. 如在

2009 年的教学 实践中,学生通过网上查阅了解到实验室现有的 药品五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)及其钠盐作为 防腐剂和杀虫剂被广泛生产和应用,大量喷洒污 染土壤、水 源以及动植物,并 可通过食物链进入人体,对 人体健康有潜在危害,若 以PCP 为研究对象,探 究它的毒性或危害性很有意义,在 教师的启发下学生作出以下假设:环境中 PCP 对水体 中的鱼类或植物某方面的生理可能有毒性作用 ;

生物降解是目前环境微生物研究与应用的热点 , 高效功能菌的筛选是环境治理领域的关键环节 , 环境中可能会存在某种对PCP 有抗性或降解性的微生物,若是能将这种微生物提纯出来加以培 养,就可以利用来修复环境 PCP 污染. 由此,引出 一组系列实验:PCP 对活性污泥微生物存活毒性 检测;

PCP 存在的环境中菌株的分离培养;

PCP 对 金鱼的急性毒性测定;

PCP 对当地代表型农作物 蚕豆的微核效应;

PCP 对三叶期蚕豆的Cat 活性影响. 教师将 PCP 对活性污泥微生物生长毒性 检测 选作学生自主设计的实验项目. 在查阅文 献时学生又发现,PCP 几乎不溶水,30℃下在水中 溶解度仅20*10-6 ,能速溶于酒精、醚 、苯等有机溶剂中,在光照下很快分解. 因此在设计时遇到 这样的问题:怎么将 PCP 配成溶液并能均匀分布 于培养基中? PCP 加入培养基的最终浓度应该设 计为多大? 文献中有