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摘要:本文以江苏省级“示范中心”建设的总体思路和目标为出发点,结合本校实际介绍了基础生物实验示范中心建设的具体规划和措施,提出了特色。
关键词:示范中心 实验教学体系 信息平台。
开展高等学校实验教学示范中心建设,是进一步加强教学资源建设,深化实验教学改革,提高教学质量。促进优质实验教学资源的整合、优化、共享,着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力的重要举措。盐城师范学院基础生物实验中心自2007年通过省教育厅批准成为省实验教学示范中心建设点以来。实施了一系列实验教学改革,本着开放共享、实现双赢的指导思想,一如继往地为盐城高校教学联合体院校和各类中高等职业技术学校、普通中学提供实验教学服务,并为化工、医药卫生、电子、电器、冶金、建筑装潢、食品加工类企业提供原材料、元器件和成品的测试与分析,为地方教育事业发展和地方经济建设作出了积极的贡献。
一、示范中心建设的总体思路及目标
根据江苏省教育厅苏教高[2005]14号文件,“示范中心”建设应高标准、高起点,加大实验教学改革与实验室建设的力度,全面提高实验教学质量与实验室效益,在同类高校、同类学科中争创一流,形成特色。通过建设达到以下要求:
1 在观念上,具有先进的、以人为本的实验教学理念。
2 在机制上,形成有利于资源优化整合的良性运行机制。
3 在教学上,构建结构优化、各具特色的新型实验教学体系。
4 在管理上,形成网络化、开放化的实验室管理模式。
5 在环境设施上,具有先进的实验仪器设备和现代化的实验教学环境。
6 在队伍上,拥有一支教育理念先进、研究能力强、教学与管理经验丰富的实验教学与管理队伍。
二、示范中心建设的具体内容及措施
1 实验教学体系建设 从人才培养体系整体出发,构建以先进的教学理念为指导的,以能力培养为主线、分层次、多模块、与理论教学既有机衔接又相对独立的生物学实验教学新体系。实验教学内容既考虑到学科的知识体系,又顺应生命科学发展的潮流与趋势,与科学研究、社会应用和中学新课标的推行密切联系,形成良性互动:改造传统的实验教学内容,实现基础与前沿、经典与现代、课内与课外的有机结合。实验教学课程体系按照3+1模式构建,即验证型、综合型、设计型三个层次和开放性实验。
验证型实验:旨在系统强化学生基本实验技能的训练,培养学生独立实验能力、自主获取知识的能力,启迪学生创新意识,为必修实验;基本型实验包括基本技术与经典的验证性实验,约占实验课程的60%~70%。本层次着眼于学生生物学研究的基本技能,也是整个实验体系的基础,必须严格训练,为以后开展高层次专业实验和科学研究打下坚实的基础。
综合型实验:注重学生综合能力培养,注重提高学生综合运用多学科知识与实验技能分析问题和解决问题的能力,培养学生初步的科研能力,培植科学思维和创新精神。综合型实验包括综合型实验课的开设和每门课程中开设提高性实验项目,约占实验课程的20%~30%。
设计型实验:设计型实验突出大学生科研思维、科研方法、创新意识和创新能力的培养;结合教师科学研究、大学生科研立项、毕业论文(毕业设计)和大学生创新大赛等活动进行。由指导教师给出实验题目,或学生自己选择实验题目,在指导教师的指导下由学生自主设计、自主实验、预约开放实验室。学生通过研究型实验的开设,以期能公开发表一定数量的科研论文,提交较高水平的研究报告、完成高质量的学士学位论文(设计)、参加大学生创新大赛。此类实验为培养学生的动手能力、综合分析能力、创新能力和科学思维提供一个平台。
开放型实验:为了切实提高实验对学生的吸引,创造一个宽松、便利、能够充分发挥个人潜能的开放实验环境,对于加强学生的创新实践能力培养有十分积极的促进作用。因此,从实验室开放的时间、空间及管理等方面建设开放型实验室。在空间上,适应不同层次、不同专业的学生的要求,由基础实验室、专业实验室,甚至具体到设计课题全方位保障;在时间上,适应不同培养阶段的要求,适应生活学习规律,打破了正课时间的限制;在管理上,适应教学、科研需要,打破专业和隶属关系限制。
2 实验教学方法与手段 (1)实验教学方法的改革 重视实验教学方法研究。以开放式实验教学思想指导实验教学全过程,改进实验教学方法,建立以学生为中心的实验教学模式,依照认知规律的递进原则循序渐进、形式灵活多样,逐步形成以自主式、合作式、研究式为主的学习模式。
实验采取多元模式开展教学,即统一模式、开放模式、导师模式。
统一模式:即传统教学模式,适用于验证型实验和综合型实验。采取分班分组,统一安排。实验安排由浅到深,由简单到综合。积极研制和引进计算机辅助实验教学自学系统,充分调动学生学习的主动性。
开放模式:适用于开放型实验和毕业论文(设计)。中心每个实验室每年必须提供一定数量可供选择的开放型实验项目和毕业论文(设计)课题,学生根据自己的兴趣,自主选择,自主设计,自主实验。
导师模式:适用于设计型实验项目和毕业论文(设计)。是在老师指导下以学生课外科研活动的方式完成实验教学。学生实行自主管理,激发学生求知欲望,发掘学生创新潜能,鼓励学生探索创新。
(2)实验教学手段的改进
充分发挥现代化技术在生物学实验教学中的运用。大力推动精品课程建设和网络教学资源建设,积极开发计算机辅助实验教学系统。目前已建成动物学、生物化学两门省级精品课程,动物生理学、微生物学、生态学三门校级精品课程。 3 实验队伍建设 高素质师资队伍是高等学校的灵魂,是确保教育质量、发展科技的基础。培养和引进一批实验教学骨干,充实和加强实验技术人员队伍,以提高实验教学水平。要求新进入实验队伍的人员,一般应有研究生及以上学历。现有的实验技术人员要有计划进行培训,可以送到兄弟院校对口专业学习,也可以由学校组织进行专业的系统学习和培训,使现有技术人员的素质普遍得到提高。同时,实验人员应具有较好的职业道德,要爱岗敬业。因此,实验人员的职业道德教育和业务培训应当并重,以促进实验队伍整体素质的提高。
“中心”的师资队伍结构合理,由专职教师、兼职教师和实验技术人员组成。老中青搭配,教授、副教授、讲师及博士、硕士形成梯队结构。实验教学与理论教学队伍互通,教学、科研、技术兼容,核心骨干相对稳定,形成动态平衡。现有相对稳定的实验教学人员26人,其中,教授6人,副教授10人,博士6人、其中在读博士4人。建立了一支教学、科研、技术兼容,理论教学和实验教学互通,核心骨干相对稳定、结构合理、爱岗敬业、团结协作的实验教学师资队伍 “中心”不但要求教师认真履行岗位职责,高质量地完成教学活动、参与实验教学改革,还鼓励任课教师和实验技术人员积极从事科学研究。实验中心近年来承担了2项国家自然科学基金、1项省科技厅项目、10多项市级项目以及20多项校级科研项目的实验工作,获得3项国家专利,发表10多篇ScI论文。另外还获得20多项校级大学生创新基金项目。
4 信息平台的建设
(1)建立有50台微机的机房免费对学生的开放,可处理数据、分析结果、书写或提交实验报告、查文献、设计实验方案、撰写设计实验论文等。
(2)建立了网络教学系统,用于实验预习、实验讲授、实验技术交流、网上选课和教学效果反馈等,使网上教学资源共享。
(3)实验室信息化建设是我们今后工作的重点(正在建设中)。实验室信息化管理宗旨是在开放的实验环境下,为教师提供最优化的实验教学资源,最简便有效的实验室管理和实验教学方法。通过主页可以链接到各个教学实验室,浏览与查阅各实验室的教学安排,实现教学资源共享、内部管理信息化。力争使信息化管理后的“中心”,成为一个集实验教学、实验教务管理、实验室设备管理、实验室仪器药品管理、实验室资料管理、实验室开放管理为一体的管理系统。
5 设备和环境的建设
大型仪器设备是高等学校教学、科研的重要基础条件,在我国高校的人才培养和科学研究中发挥了重要作用。建立健全高校大型贵重仪器公用平台,实现资源共享,使教学、实验、科研有机地融为一体。大型仪器设备面向学生开放,最大限度地发挥了作用。实验中心总建筑面积8000平方米,设备总值636多万元。配备了扫描电子显微镜、基因工程成套设备、酶标仪、显微数码互动、荧光分光光度计、生物信息学实验设备、高速冷冻离心机、荧光倒置显微镜等大型教学科研仪器设备。
实验室经过标准化建设,配备了标准化实验台、多媒体、通风橱、安全设施等。大楼安排工作人员24小时值班,全面负责实验大楼的安全,实行物品出入登记制度。聘请专职清洁工,每天打扫卫生,保持大楼、走廊和实验室的清洁卫生。实验室环境幽雅、通风透光、宽敞舒适、干净卫生,为学生提供了良好的实验环境。为加强实验室的管理,提高实验室的使用效率,中心建立了《实验人员工作职责》等10项管理制度。
三、特色
1 形成了3+1模式的实验教学体系 我们围绕人才培养模式、课程建设和实践教学改革等方面开展了一系列教学改革研究和实践,构建了以能力培养为主线,符合学科特点又具有自身系统性和科学性的实验课程新体系,即验证型、综合型、设计型三个层次和开放实验。
2 坚持生物科学专业的师范性,形成了较为完整的教师技能培养体系
我校生物科学专业属于师范类专业,专业的培养目标是“系统掌握生物科学基本理论、基本知识和实验技能,具有较强的实践能力和创新意识,具备良好的教师素养和专业发展潜质的,能够胜任基础教育生物学和相关课程教学与教育管理的专门人才”。
在制定人才培养方案和构建实验教学体系时,我们注意认真处理好学科性和师范性的关系,注重紧密联系我国基础教育第八次课程改革和推行中学生物学新课程标准,在加强学生学科素质培养的同时,特别注重学生教师技能的培养,形成了较为完整的教师技能培养体系,即现代教育技术实验、教学技能训练、教育实习,在专业课教学中融入教师技能培养等一系列实践教学活动,要求每个学生进行1项中学生物学探究实验的设计并实施,制作一堂中学生物学课的多媒体课件,说好一堂课,讲好一堂课,写一篇教学总结或教学研究小论文。
3 建立“时间、空间、内容和管理”等多种形式的实验室开放运行机制
“中心”做到实验时间、实验空间、实验内容和实验管理的全方位的开放服务。“中心”除了承担我院和黄海学院生物科学、生物技术和生物工程专业的基础生物学和生物技术实验教学外,还承担本科毕业论文实验、全校理科专业普通生物学的实验教学以及全校学生的生命科学与技术方面的开放实验。此外,所有实验室向校内外开放。一是对本院学生进行综合性、设计性课外实验;二是对非生物专业学生开放的兴趣性验证性实验;三是对全市中小学生开放;四是对盐城片高校联合体、企业公司的开放:五是优秀学生的创新实验。中心还与校外的20多家相关企业和科研院所建立了学生实习、实训基地,与一些公司建立了紧密的产学研合作关系,并就公司的生物活性物质的提取、产品检测、新产品开发等展开了联合攻关,取得了良好的社会效益和经济效益。
4 网络教学资源丰富,建成了以省级精品课程为代表的优质课程群
生物基础实验教学示范中心建有专门的网站(http://swsf.vctc.edu.cn/),网上教学资源丰富,为学生学习提供了良好的网络化学习平台,建成实验预约、实验预习、物质管理、毕业论文管理等多个管理系统,运行状况良好。建立了一个数码互动实验室和一个生物信息学实验室,每个实验室配备有计算机,并与网络连接。
四、结束语
基础生物实验教学示范中心通过深层次的实验教学体系和教学内容改革,加强实验教学中心的队伍建设和管理,已经建设成为省级基础生物实验教学示范中心。通过几十年的实验教学实践,已形成了一套较为完善并具有自身特点的实验教学体系,对学生的生物学基本理论、基本知识的理解和实验技能的训练,以及严谨的科研态度、科研习惯的培养起到了较大的帮助作用。
关键词:示范中心 实验教学体系 信息平台。
开展高等学校实验教学示范中心建设,是进一步加强教学资源建设,深化实验教学改革,提高教学质量。促进优质实验教学资源的整合、优化、共享,着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力的重要举措。盐城师范学院基础生物实验中心自2007年通过省教育厅批准成为省实验教学示范中心建设点以来。实施了一系列实验教学改革,本着开放共享、实现双赢的指导思想,一如继往地为盐城高校教学联合体院校和各类中高等职业技术学校、普通中学提供实验教学服务,并为化工、医药卫生、电子、电器、冶金、建筑装潢、食品加工类企业提供原材料、元器件和成品的测试与分析,为地方教育事业发展和地方经济建设作出了积极的贡献。
一、示范中心建设的总体思路及目标
根据江苏省教育厅苏教高[2005]14号文件,“示范中心”建设应高标准、高起点,加大实验教学改革与实验室建设的力度,全面提高实验教学质量与实验室效益,在同类高校、同类学科中争创一流,形成特色。通过建设达到以下要求:
1 在观念上,具有先进的、以人为本的实验教学理念。
2 在机制上,形成有利于资源优化整合的良性运行机制。
3 在教学上,构建结构优化、各具特色的新型实验教学体系。
4 在管理上,形成网络化、开放化的实验室管理模式。
5 在环境设施上,具有先进的实验仪器设备和现代化的实验教学环境。
6 在队伍上,拥有一支教育理念先进、研究能力强、教学与管理经验丰富的实验教学与管理队伍。
二、示范中心建设的具体内容及措施
1 实验教学体系建设 从人才培养体系整体出发,构建以先进的教学理念为指导的,以能力培养为主线、分层次、多模块、与理论教学既有机衔接又相对独立的生物学实验教学新体系。实验教学内容既考虑到学科的知识体系,又顺应生命科学发展的潮流与趋势,与科学研究、社会应用和中学新课标的推行密切联系,形成良性互动:改造传统的实验教学内容,实现基础与前沿、经典与现代、课内与课外的有机结合。实验教学课程体系按照3+1模式构建,即验证型、综合型、设计型三个层次和开放性实验。
验证型实验:旨在系统强化学生基本实验技能的训练,培养学生独立实验能力、自主获取知识的能力,启迪学生创新意识,为必修实验;基本型实验包括基本技术与经典的验证性实验,约占实验课程的60%~70%。本层次着眼于学生生物学研究的基本技能,也是整个实验体系的基础,必须严格训练,为以后开展高层次专业实验和科学研究打下坚实的基础。
综合型实验:注重学生综合能力培养,注重提高学生综合运用多学科知识与实验技能分析问题和解决问题的能力,培养学生初步的科研能力,培植科学思维和创新精神。综合型实验包括综合型实验课的开设和每门课程中开设提高性实验项目,约占实验课程的20%~30%。
设计型实验:设计型实验突出大学生科研思维、科研方法、创新意识和创新能力的培养;结合教师科学研究、大学生科研立项、毕业论文(毕业设计)和大学生创新大赛等活动进行。由指导教师给出实验题目,或学生自己选择实验题目,在指导教师的指导下由学生自主设计、自主实验、预约开放实验室。学生通过研究型实验的开设,以期能公开发表一定数量的科研论文,提交较高水平的研究报告、完成高质量的学士学位论文(设计)、参加大学生创新大赛。此类实验为培养学生的动手能力、综合分析能力、创新能力和科学思维提供一个平台。
开放型实验:为了切实提高实验对学生的吸引,创造一个宽松、便利、能够充分发挥个人潜能的开放实验环境,对于加强学生的创新实践能力培养有十分积极的促进作用。因此,从实验室开放的时间、空间及管理等方面建设开放型实验室。在空间上,适应不同层次、不同专业的学生的要求,由基础实验室、专业实验室,甚至具体到设计课题全方位保障;在时间上,适应不同培养阶段的要求,适应生活学习规律,打破了正课时间的限制;在管理上,适应教学、科研需要,打破专业和隶属关系限制。
2 实验教学方法与手段 (1)实验教学方法的改革 重视实验教学方法研究。以开放式实验教学思想指导实验教学全过程,改进实验教学方法,建立以学生为中心的实验教学模式,依照认知规律的递进原则循序渐进、形式灵活多样,逐步形成以自主式、合作式、研究式为主的学习模式。
实验采取多元模式开展教学,即统一模式、开放模式、导师模式。
统一模式:即传统教学模式,适用于验证型实验和综合型实验。采取分班分组,统一安排。实验安排由浅到深,由简单到综合。积极研制和引进计算机辅助实验教学自学系统,充分调动学生学习的主动性。
开放模式:适用于开放型实验和毕业论文(设计)。中心每个实验室每年必须提供一定数量可供选择的开放型实验项目和毕业论文(设计)课题,学生根据自己的兴趣,自主选择,自主设计,自主实验。
导师模式:适用于设计型实验项目和毕业论文(设计)。是在老师指导下以学生课外科研活动的方式完成实验教学。学生实行自主管理,激发学生求知欲望,发掘学生创新潜能,鼓励学生探索创新。
(2)实验教学手段的改进
充分发挥现代化技术在生物学实验教学中的运用。大力推动精品课程建设和网络教学资源建设,积极开发计算机辅助实验教学系统。目前已建成动物学、生物化学两门省级精品课程,动物生理学、微生物学、生态学三门校级精品课程。 3 实验队伍建设 高素质师资队伍是高等学校的灵魂,是确保教育质量、发展科技的基础。培养和引进一批实验教学骨干,充实和加强实验技术人员队伍,以提高实验教学水平。要求新进入实验队伍的人员,一般应有研究生及以上学历。现有的实验技术人员要有计划进行培训,可以送到兄弟院校对口专业学习,也可以由学校组织进行专业的系统学习和培训,使现有技术人员的素质普遍得到提高。同时,实验人员应具有较好的职业道德,要爱岗敬业。因此,实验人员的职业道德教育和业务培训应当并重,以促进实验队伍整体素质的提高。
“中心”的师资队伍结构合理,由专职教师、兼职教师和实验技术人员组成。老中青搭配,教授、副教授、讲师及博士、硕士形成梯队结构。实验教学与理论教学队伍互通,教学、科研、技术兼容,核心骨干相对稳定,形成动态平衡。现有相对稳定的实验教学人员26人,其中,教授6人,副教授10人,博士6人、其中在读博士4人。建立了一支教学、科研、技术兼容,理论教学和实验教学互通,核心骨干相对稳定、结构合理、爱岗敬业、团结协作的实验教学师资队伍 “中心”不但要求教师认真履行岗位职责,高质量地完成教学活动、参与实验教学改革,还鼓励任课教师和实验技术人员积极从事科学研究。实验中心近年来承担了2项国家自然科学基金、1项省科技厅项目、10多项市级项目以及20多项校级科研项目的实验工作,获得3项国家专利,发表10多篇ScI论文。另外还获得20多项校级大学生创新基金项目。
4 信息平台的建设
(1)建立有50台微机的机房免费对学生的开放,可处理数据、分析结果、书写或提交实验报告、查文献、设计实验方案、撰写设计实验论文等。
(2)建立了网络教学系统,用于实验预习、实验讲授、实验技术交流、网上选课和教学效果反馈等,使网上教学资源共享。
(3)实验室信息化建设是我们今后工作的重点(正在建设中)。实验室信息化管理宗旨是在开放的实验环境下,为教师提供最优化的实验教学资源,最简便有效的实验室管理和实验教学方法。通过主页可以链接到各个教学实验室,浏览与查阅各实验室的教学安排,实现教学资源共享、内部管理信息化。力争使信息化管理后的“中心”,成为一个集实验教学、实验教务管理、实验室设备管理、实验室仪器药品管理、实验室资料管理、实验室开放管理为一体的管理系统。
5 设备和环境的建设
大型仪器设备是高等学校教学、科研的重要基础条件,在我国高校的人才培养和科学研究中发挥了重要作用。建立健全高校大型贵重仪器公用平台,实现资源共享,使教学、实验、科研有机地融为一体。大型仪器设备面向学生开放,最大限度地发挥了作用。实验中心总建筑面积8000平方米,设备总值636多万元。配备了扫描电子显微镜、基因工程成套设备、酶标仪、显微数码互动、荧光分光光度计、生物信息学实验设备、高速冷冻离心机、荧光倒置显微镜等大型教学科研仪器设备。
实验室经过标准化建设,配备了标准化实验台、多媒体、通风橱、安全设施等。大楼安排工作人员24小时值班,全面负责实验大楼的安全,实行物品出入登记制度。聘请专职清洁工,每天打扫卫生,保持大楼、走廊和实验室的清洁卫生。实验室环境幽雅、通风透光、宽敞舒适、干净卫生,为学生提供了良好的实验环境。为加强实验室的管理,提高实验室的使用效率,中心建立了《实验人员工作职责》等10项管理制度。
三、特色
1 形成了3+1模式的实验教学体系 我们围绕人才培养模式、课程建设和实践教学改革等方面开展了一系列教学改革研究和实践,构建了以能力培养为主线,符合学科特点又具有自身系统性和科学性的实验课程新体系,即验证型、综合型、设计型三个层次和开放实验。
2 坚持生物科学专业的师范性,形成了较为完整的教师技能培养体系
我校生物科学专业属于师范类专业,专业的培养目标是“系统掌握生物科学基本理论、基本知识和实验技能,具有较强的实践能力和创新意识,具备良好的教师素养和专业发展潜质的,能够胜任基础教育生物学和相关课程教学与教育管理的专门人才”。
在制定人才培养方案和构建实验教学体系时,我们注意认真处理好学科性和师范性的关系,注重紧密联系我国基础教育第八次课程改革和推行中学生物学新课程标准,在加强学生学科素质培养的同时,特别注重学生教师技能的培养,形成了较为完整的教师技能培养体系,即现代教育技术实验、教学技能训练、教育实习,在专业课教学中融入教师技能培养等一系列实践教学活动,要求每个学生进行1项中学生物学探究实验的设计并实施,制作一堂中学生物学课的多媒体课件,说好一堂课,讲好一堂课,写一篇教学总结或教学研究小论文。
3 建立“时间、空间、内容和管理”等多种形式的实验室开放运行机制
“中心”做到实验时间、实验空间、实验内容和实验管理的全方位的开放服务。“中心”除了承担我院和黄海学院生物科学、生物技术和生物工程专业的基础生物学和生物技术实验教学外,还承担本科毕业论文实验、全校理科专业普通生物学的实验教学以及全校学生的生命科学与技术方面的开放实验。此外,所有实验室向校内外开放。一是对本院学生进行综合性、设计性课外实验;二是对非生物专业学生开放的兴趣性验证性实验;三是对全市中小学生开放;四是对盐城片高校联合体、企业公司的开放:五是优秀学生的创新实验。中心还与校外的20多家相关企业和科研院所建立了学生实习、实训基地,与一些公司建立了紧密的产学研合作关系,并就公司的生物活性物质的提取、产品检测、新产品开发等展开了联合攻关,取得了良好的社会效益和经济效益。
4 网络教学资源丰富,建成了以省级精品课程为代表的优质课程群
生物基础实验教学示范中心建有专门的网站(http://swsf.vctc.edu.cn/),网上教学资源丰富,为学生学习提供了良好的网络化学习平台,建成实验预约、实验预习、物质管理、毕业论文管理等多个管理系统,运行状况良好。建立了一个数码互动实验室和一个生物信息学实验室,每个实验室配备有计算机,并与网络连接。
四、结束语
基础生物实验教学示范中心通过深层次的实验教学体系和教学内容改革,加强实验教学中心的队伍建设和管理,已经建设成为省级基础生物实验教学示范中心。通过几十年的实验教学实践,已形成了一套较为完善并具有自身特点的实验教学体系,对学生的生物学基本理论、基本知识的理解和实验技能的训练,以及严谨的科研态度、科研习惯的培养起到了较大的帮助作用。