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《动物生物化学实验》的课程安排是由10个小实验和1个综合性的大实验组成的,每个实验从表面上看都有很强的独立性,相互之间联系不大,但其实不然,整个实验的安排有内在的联系,组成了一个统一的整体,使学生在学习实验理论、培养动手能力的同时,对整体动物生物化学的理论课程有了更加深入的理解和认识。为了达到好的教学效果,在每次实验前进行讲解时,都要首先明确每个实验的目的,使大家能更好的理解为什么要做这个实验,这个实验有什么实际或者理论上的应用。目的明确了,才能使大家理解更深,知识掌握也更全面。除了明确每个实验的目的外,在给学生讲解实验的时候,还需要把看似独立的一个一个的小实验,放到实验的整体背景下,让学生对每个实验存在的地位和目的有整体上的把握,尽量减少“只见树木、不见森林”情况的出现。根据实际效果来看,通过把每次实验的背景和意义都讲解清楚,学生对实验课的理解就更深入,减少了每个具体实验学习的时候都明白但在整个实验课都学完后又糊涂的现象,提升了整体的教学效果,也加深理解相关的理论知识。
二、做好预习,认真准备
学习知识的时候,预习是必不可少的一个环节,很多时候学生在学习理论课的时候,还能够进行预习,但对实验课的课前预习重视不够。每次实验结束后,笔者都把下一次要做的实验告诉大家,在下一次实验前需要预习,预习的重点有两个方面:一个是实验的基本原理,因为实验是与理论课相结合的,所以实验的基本原理学生基本很容易就可以掌握。预习的重点就更侧重另外一个方面:实验步骤。预习不仅仅是把实验步骤简单看一下,了解一下要做的实验过程,笔者要求大家能把实验步骤总结出来,最好能做成一个简易的流程图,在不看课本实验报告的时候能够把实验步骤背出来。比如在《动物组织中DNA的提取》实验中,至少让大家总结出来实验步骤是取组织破碎细胞去除RNA去除蛋白质和其他杂质沉淀DNA。这样在进行实验时,学生就会对整个实验有所了解,有效地避免了很多学生看一个步骤,做一个步骤,最后不了解自己到底做了什么的情况出现。实际上预习可以看作是学生对实验课理论知识的准备,除了理论知识准备外,还需要作实验材料、实验试剂以及器材的准备,而实验试剂及器材的准备在实验教学中往往容易被忽略,因为这些一般都是实验教师提前准备好的。学生做实验的时候基本都是按照实验步骤,找到相应的已经准备好的试剂器材取用,往往对试剂或者器材本身的作用和特点忽略掉。笔者在上课时常常告诫大家:“做实验和做菜很相像,做菜的功夫固然重要,但是食材的准备隐含的东西在某种程度上更为关键”。例如蛋白质盐析实验中最重要的是饱和硫酸铵试剂,大家取用的时候常常发现烧杯玻棒包括手上经常会粘上白色粉末状物质,这个试剂笔者常常让学生在上一个实验结束的时候,挑两个同学当面配置,这样大家对饱和硫酸铵试剂的配置过程就有了了解,对于饱和硫酸铵中硫酸铵的量有了直观认识,有助于大家理解盐析的原理,下次取用试剂时也会注意到很多细节,比如取用过后迅速洗干净容器等,养成一个良好的习惯,认真的实验准备对提高实验教学能带来事半功倍的效果。
三、严谨操作,紧抓细节
记得笔者上大学实验课的时候,笔者的老师就教导我们“实验课最重要的不是获得了一个好的实验结果,也不是学会了操作一个仪器,最重要的是养成了一个好的习惯,一个科学的做实验的习惯”。笔者对这个思路是非常认同的,实验理论可以学习,实验操作经验可以慢慢积累,唯有实验习惯很多时候一养成是陪伴终身的。那么如何培养好的实验习惯呢?笔者的做法是从细节入手,从一进入实验室开始,就从细节上对大家严格要求,从最基本的桌面整洁做起,试剂归类放置好,并在实验过程间隙随时整理。整个实验过程是由一个一个仪器的小操作集合而成的,如果仅仅笼统的要求大家认真做实验,并不能起到很好的效果。在做实验前,笔者会把重点仪器的实验规范教给大家,比如移液器的用法、离心机的用法等,尤其在大家进行操作的时候,笔者会不断巡视,发现问题及时纠正,有些共性的容易犯错的地方,再召集大家强调一下。很多仪器在多个实验中都会用到,这样经过多次使用巩固以后,基本做到了每个学生对仪器都能按照正确操作流程进行操作,养成了一个良好的习惯。
四、课后报告,完善总结
(一)高尚的思想品德和健康的心理素质
物理师范生都会进行教学,和学生接触多,交流多,是学生学习的榜样,是学生发展自己的标杆。因此,教师的思想品德必须高尚。教师承担着创传授知识和学习方式的重任,对学生的学习和发展有着重要的指导作用,教师的思维方式和对世界的看法会在不同程度上影响学生。总的说来,教师职业对思想品德的要求远远高于其他职业。对教师的思想品德提出了明确的要求,比如:乐于指教、为人师表、无私奉献、追求真理等。物理师范生还需要有过硬的心理素质,健康的心理素质对于教师本人来讲可以使其获得更多的成功,取得物理实验成果。教师具备健康的心理素质可以更好的完成教学任务,在教学过程中取得更加良好的效果。物理师范生需要做到在任何意外发生的时候,都可以控制个人情绪,有一个良好的心理状态,积极客观的生活。物理师范生还要不断的进行自我反思,懂得如何在短时间内纠正自己的错误,提供自己的教学能力。
(二)现代教育理念和先进科学知识
现代的教育方式已经转变为主动、自由、平等的教学方式,学生是学习的中心。学生在学习过程中按照个人的需求和追求进行学习。但是,这种自由离不开教师的指导和辅助。教师应从“知识”、“方法”、“思想”三个方面开展教学。教师有责任和义务为学生进行知识层面的讲解,通过利用现代的新技术,对知识本质进行详细叙述;进行教学的过程中,需要采用多种方法,这些方法可以是小组讨论,也可以是合作研究也可以是个人创新等等,在这个阶段中,教师和学生平等,教师要对学生的疑惑进行解答;教师还应培养学生的个人思维力,在学习过程中,给学生留足时间进行思考,对问题的探索可以出现错误,可以存在差异,只有这样才可以激发出学生的创造能力;每个学生的思维和能力是不同的,学生个人可以根据自身的特点和兴趣进行个性化发展,教师需要配合学生的特色,努力扩大外延,丰富课堂的教学内容。物理实验的具体研究过程中是复杂的,学生需要将实验和生活实际联系到一起,从试验中找到乐趣,建立起自己学习模式,形成个人学习方法,将整个物理教学联系在一起,完成物理教学任务。
(三)教育能力和教学科研能力
物理师范生是知识的传播者,因此,物理师范生必须具备一定的传授知识的能力和良好的知识基础。教学不单单是进行知识的传授,在教学过程中,语言表达的方式、教材使用方式以及教学组织能力和实验操作能力都会影响到最终的教学效果。教师应该结合学生的特点,从自身优势出发,将教学过程变得丰富有趣。教师作为一个长者还需要不断进行学习,知识是无穷尽的,尤其是在现代社会中。教师需要不断的提高自身知识储备,追求更高的教学境界,从教学的各个方面进行总结反思,发现其中的教学规律,破解其中的困难,减少学生学习过程中的阻力。
二、物理实验的改革对物理师范生的作用
物理实验改革使得物理实验不再死板枯燥,不必遵循一板一眼的实验步骤,学生可以按照多种简易方式进行操作。这样的改变使得学生更加喜欢物理实验教学,从物理实验中可以收获更多的知识和操作技能。
(一)提高物理师范生心理素质
物理师范生在过去科学家的研究基础上进行试验的创新和改造对其自身素质有着重要的作用。首先,物理实验进行改革需要改变实验过程中使用的工具、器材甚至是进行试验的方案。这些改动都可以促使学生进行积极地思考。修改完成后,学生可以在修改后的装置中得到正确的结论,就会获得成功的喜悦,体会到自身的重要性,对学习和教育事业产生兴趣,对事业的发展充满信心。物理实验的改进是一个枯燥并且难以成功的过程,每一个实验都是经过多少科学家实验过的,进行二次突破肯定难度重重,这就需要设计小组进行共同创作,不断修改设计方案,从多次失败中寻找突破口,冷静的思考,努力进取,形成健康的学习心态,积极面对挫折,热爱生活。
(二)增加物理师范生的教育科学知识
物理实验是以物理科学知识为基础的。进行物理实验的改革需要对物理实验的原理和结构以及实验器材进行改动,这些改动离不开物理科学原理,离不开前人的经验积累,为了更好的完成这些工作,必须进行物理知识的学习。因此,物理师范生应在进行物理实验改进的时候,进行物理知识的再次深造,以便形成良好的知识系统。
(三)提高物理师范生的科研素质
物理实验的改进和设计是对个人思维力和创新力的考验,对学生的动手动脑有着比较高的要求。物理师范生需要提高自身的科研素质,提高动手能力。物理师范生需要亲自进行试验现象的观察、试验改进方案的设计以及试验效果的比对,对这个创新过程有一个深入的了解。物理研究过程辛苦,工作量大、需要收集材料比较多,需要物理师范生可以耐心研究,将实际和理论进行对接,从中找到规律,发现科学奥秘。
三、结语
研究表明,人脑处理图像的速度是处理文字的60,000倍,而且,图示教学法也已经在多门学科的理论课教学中得到了广泛的应用。图示法可以使抽象的知识具体化、形象化,也可以使零碎的知识系统化,从而简明扼要地概括出教学内容的重点和难点。在日本,研究人员以及硕士和博士研究生们广泛使用的生物化学以及分子生物的实验方法参考书普遍采用了图文并茂的格式,笔者在考察中了解到大家普遍认为这种图文并茂的表现格式化无形为有形,形象生动,简单明了,而且使读者便于对实验内容的整个流程进行整体的把握。为了考察图示法在食品生物化学实验教学中的效果,我将图示法引入实验操作步骤的说明中,并且对其效果进行了问卷调查。在实验教学过程中,我让学生们对照使用常用的文字描述形式的实验方法和图文并茂形式的实验方法,并且对问卷进行了回答。问卷的内容包括:1.从第一印象看,你更愿意选择哪种形式的实验方法?2.在实验操作前,哪份实验方法介绍的内容更容易读懂?3.在实验过程中,你主要参照了哪份实验方法?4.实验课结束后,哪份实验方法更容易回想起来?5.如果让你设计实验方法,你喜欢选用哪种形式来设计?来自5个班的209名学生在对两种形式的实验方法进行对比使用的基础上,对问卷进行了回答。在对前4个问题的回答中,分别有94%、93%、91%和97%的学生选择了图文并茂式的形式。在对最后一问的回答中,有87%的学生选择了图文并茂的形式。从问卷调查结果来看,无论是从第一印象、易懂性、实验指导性还是在容易记忆性方面,90%以上的学生选择了图文并茂形式的实验方法。对问卷的最后一问,虽然选择图文并茂形式的学生人数低于90%,但课后调查发现,多数学生是因为对画图没有自信而选择了用单纯文字描述来设计实验。因此,图示教学法使实验内容形象生动,简洁概括,便于学生迅速而有效地理解和全面掌握实验步骤,其教学效果得到了大多数学生的认可和好评。
二、通过适时安排实验设计,及时进行知识的回顾和综合
食品生物化学实验课通常安排在理论课教学之后,起到加深理论知识的理解和培养学生实验技能的作用。因为受到课时数、仪器设备、师资力量等因素的限制,实验课的内容是由几个独立的有代表性的实验内容组成,而且各实验内容之间缺乏内在的联系。为了使所学的知识通过对比而得到理解加深,通过综合运用而实现全面的掌握,并且也为了同时培养学生解决实际问题的实践能力,我在淀粉的显色和水解实验、氨基酸纸上层析实验和蛋白质的呈色反应实验之后,及时地引入了实验设计的课题。课题的目的是通过复习单糖、淀粉、氨基酸和蛋白质的性质,运用已经学习的生物化学反应原理和检测方法,鉴别未知混合溶液的组成成分。课题的实验对象是三种未知混合溶液。课题的实验要求是:(1)首先,自己设计鉴定方法与操作步骤,并预测实验结果。(2)实验中,根据实验设计选择试剂,实施检测方案,观察实验现象并记录实验结果。(3)实验后,分析实验结果,判断溶液的组成成分,完成实验报告。实验设计课题布置后,学生们翻阅理论课教材和实验指导,回顾已经学习的相关章节和已做过的实验内容,积极地思考检测方案,并且以小组为单位,各抒己见展开了热烈的讨论。从课堂检查结果来看,大部分的实验小组能够制定出比较合理的实验方案,虽然他们所用的时间长短不一。其他一小部分实验小组的方案在经过教师的启发和引导后,也趋于完善。在实验方案的实施过程中,学生们抱着比通常的验证性试验更强的好奇心,仔细观察每个实验现象,验证自己提出的预想和假设。从实验结果来看,大部分的实验小组能够正确地推断出三种未知溶液的组成成分。虽然正确的实验结果能给予学生成就感和自豪感,这对于激发学生的求知欲和学习兴趣至关重要。但是,从任课教师的角度来看,实验设计课题的实施过程更为重要。与一般的应试复习截然不同的是在此过程中学生们对已经学习的书本知识进行了能动的复习,而且通过对比进行了进一步的巩固和认识的加深。与此同时,在探究的过程中,学生的学习积极性和主观能动性得到了充分的发挥。食品生物化学实验设计课题的导入,在加深和巩固理论知识的理解、锻炼学生的实验操作技能、培养学生发现问题和解决问题能力等诸方面,都起到了明显的推动作用。
三、以附加实验补齐各实验组之间的进度差异,及时进行实验总结
1.1缺乏完整独立的教学大纲
原有的生物化学实验教学无论从内容上还是形式上都附属于理论教学,没有单独开设课程,缺少完整独立的教学大纲,使得实验课教学的目标不明确,实验间的关联性不强,不能很好地展现实验教学的系统性和连贯性.
1.2教学内容安排不科学
由于受到实验教学学时以及实验仪器的制约,教学中主要以验证性实验为主,综合性及设计性实验偏少.验证性实验的结果都是已知的,操作方法也是固定的,只要按照步骤进行实验就可以了,学生参与的积极性与主动性都不强,不利于培养学生的创新思维和创新能力.
1.3考核方法不全面
以往生物化学实验成绩只占生物化学总成绩的20%,仅单纯依赖实验报告完成的好坏进行评定,这样的考核方式势必会造成学生不重视生物化学实验课,从而使教学效果不能得到很好的保障.
1.4实验室资源利用率不高
平时实验室只在实验教学时使用,对学生在课余时间开展的科研活动未完全开放,造成实验仪器和设备的利用率不高,导致实验资源浪费,同时也影响了学生进行科学探索的热情.
2优化实验教学体系
新的教学计划实施以来,借鉴其他高校的成功经验,结合我校生物化学实验教学条件的现状,遵循客观性、相对独立性、创新性和系统性原则,对原有的实验教学体系进行了优化.制定新的生物化学实验教学大纲,编写实验教材,调整实验教学内容,改进实验教学方法,优化课程考核方式,提高实验室的开放力度.通过在这些方面的改革,更好地促进了学生参与实验的积极性,使其实验动手能力得到了极大的锻炼,教学效果也有了较为显著的提高.
2.1实验教学大纲的制定
在新的生物化学实验教学大纲中,明确了课程目标是让学生在实验中加深对基础理论知识的理解,熟悉并掌握生物化学实验的基本操作技能,培养科学思维、分析问题和解决问题的能力,为以后所参与的科学研究奠定良好的基础.制定的生物化学实验教学大纲以基本技术为依据,包括离心、层析、电泳、膜分离、PCR与分子克隆等,根据实验室的硬件和软件配置情况,按照验证性实验、综合性实验和设计性实验的层次安排了具体的实验,由简单到复杂,循序渐进地培养和锻炼学生的实验操作能力.
2.2实验教材的编写
根据教学大纲的要求,参考生物化学实验相关的文献资料,结合教学和科研工作,编写了适合生物化学实验教学的教材.实验内容涉及生物化学课程中的糖类、脂类、蛋白质、酶和核酸等生物大分子的提取、含量和纯度的检测及性质的验证等,实验技术包括分光光度技术、电泳技术、层析技术和离心技术等.该实验教材中还加入实验记录、实验报告写作规范和写作要点,也增加了实验室安全要求、实验废弃物的处理方法、实验中涉及到的安全隐患、实验器具的洗涤干燥及计量仪器的选择与使用等较为全面的内容.在教材的使用过程中,及时对发现的问题进行记录,以期在教材再版时进一步地补充和修正,使其更加完善合理,让学生真正地理解每个实验乃至每个实验步骤的设计目的和原理,这样可以使所学的知识在以后的科学研究中达到学以致用的效果.
2.3教学内容的调整
实验教学内容是影响实验教学质量的一个重要因素,在调整实验教学内容时,始终注重与生物化学理论课程的衔接呼应,内容从易到难,并适度重复实验基础知识、基本方法和基本技能,使学生能够充分掌握并自我运用.原来的生物化学实验不是独立的课程,学时较少,只能以验证性实验为主.在新的教学计划中,生物化学实验独立开课,学时也有所增加.教学内容也进一步地调整为:首先讲授基本实验理论,传授基本实验技能,进行基本能力的培养,强调实验技术要领和操作的规范性;然后在此基础上开展验证性实验、综合性实验和设计性实验,综合性与设计性实验使学生能够主动地去选题,查阅文献,制定实验技术方案,优化实验体系,分析和解决实验过程中出现的问题,对实验结果进行归纳总结,通过这样的锻炼可以培养学生的综合能力,激发学生对科学研究的兴趣,启发学生的研究思路,挖掘学生的创造潜能,提高学生的创新意识和科研能力.
2.4教学方法的多样化
传统的实验教学基本上以灌输、模拟和验证为主.授课方式多以板书为主,信息量较小,虽然能够传授知识,但不利于学生创新能力的培养,学生的学习主动性也没有得到充分的发挥.现在的教学根据生物科学专业的特点建立了“以学生为主体、教师为主导,实现学生自我学习、自我实践”的教学新模式.
2.4.1以教师为主导,开拓学生的创新思维
通过提出问题→分析问题→实验实践→总结归纳→再提出问题的可持续循环模式进行实验教学,鼓励学生打破思维定势,进行发散性、拓展性与联系性的思考.提出一个科学问题,让学生去思考,查阅文献资料进行研读,自主设计实验,教师在此过程中适时地给予科学的指导并提出合理化建议,从而使实验方案具有科学性和可行性.鼓励学生利用课余时间参与教师的科学研究项目的相关工作,这样不仅可以锻炼学生解决科学问题的能力,还可以拓展学生的知识面,同时也给学生营造了良好的思考问题的氛围,这是一种能够培养学生科学素养和创新精神的课外教学模式.实践证明,通过结合科研工作中遇到的问题来教学,可以增强学生学习的趣味性,拓展学习内容,对学生创新实践能力的培养起着非常重要的作用.
2.4.2以学生为主体,充分发挥学生的主观能动性
在实验教学中要鼓励学生积极参与实验的准备及讲解,充分发挥学生在实验教学过程中的主体地位,提高学生的语言表达与科学思维的能力.
(1)由学生准备实验.
在大多数的实验教学中,实验准备工作(包括样品的准备和预处理、试剂的配制与分装、仪器的调试等),都是由授课教师或实验教师准备的.这样造成的结果就是学生在上课时“人到心未到”,像机器人一样进行操作,缺少必要的思考.为了改变这种现象,现阶段生物化学实验课基本都是由学生自己动手准备,教师给予一定的指导,通过这种方式,使学生知道实验准备的重要性及规范实验操作的必要性.
(2)学生主讲,教师辅助的教学模式.
实验教学前,让学生分成多个小组,把不同的实验分配给这些小组,让学生以小组为单位查阅资料、制作多媒体幻灯片,上课时,让各小组安排学生来讲解实验的目的与意义、实验原理、操作步骤和注意事项等内容,最后教师进行必要的更正和补充.通过这种教学方式,使学生的语言表达能力得到了锻炼,同时也使他们在文献查阅和PPT课件制作方面有所进步,提高了对生物化学学习的兴趣,促进了他们在课余时间自主学习的积极性.
(3)以错误为鉴,为正确的学习打基础.
在确保安全的前提下,放手让学生去做实验,对于在此过程中出现的一些错误和不规范的操作,待实验结束后再根据实验结果进行纠正.要求学生在后续的实验中主动地相互纠错,培养他们细致观察、规范操作、认真思考的良好习惯.通过这种方法,可以更好地整合知识,锻炼思维,全面提高学生分析问题和解决问题的能力.探索以学生为主体,教师为主导的教学新模式,摒弃原有的以教师为中心,学生被动学习的教学方式,使实验教学逐步实现教向学的转变.让学生真正成为实验教学活动的主体,使他们的主观能动性能够得以更好的展现,激发学生的创新意识,有效地培养学生的创新思维能力.通过实施这种新的教学模式,学生在仪器操作的熟练程度、实验现象的观察力以及数据的分析能力等方面都得到了很好的锻炼和增强,学生实践能力和创新能力得到了较为全面的提高.
2.4.3运用多媒体,增加授课的信息量
利用现代化的多媒体教学工具,如计算机辅助教学录像、投影幻灯片等,将教学中难以用语言和图形表述清楚的内容,通过动画的形式进行演示,这样既能够活跃学习气氛,增加课堂的生动性和趣味性,同时也可以增强学生对抽象知识点或原理的感性认识,调动学生学习的主动性,提高实验效率和教学效果.
2.5优化考核方式
改革了生物化学实验课程的考核形式,最终成绩由四部分构成:考勤及平时课堂表现占20%,实验报告占20%,实验理论考试占30%,实验操作考试占30%.从实践效果来看,改变了以往学生重理论轻实验的现象,使学生的实验操作能力、综合分析问题的能力及知识创新能力有机结合在一起,调动了学生参与实验课程的教与学的主动性和积极性.考核内容更加丰富,考核形式更加趋于合理和全面,打破了以往的实验报告定成绩的惯性思维,提高了学生在实验中对实际操作的重视程度,也进一步加深了学生对实验理论的理解.
2.6开放教学实验室
为促进教学实验室开放,提高仪器的使用效率,鼓励本科生提前进入实验室进行科研活动.从2005年开始设立了“实验技术研究项目”,在2010年又设立了“教学实验室开放基金”,制定了相应的管理办法和操作规范,经费资助力度逐年增加.实验室的开放,一方面,有利于实现以学生为本实施个性化教育,充分发挥学生的自主性和创造性,培养学生良好的科研思维.另一方面,学生在教师的指导下进行一些探索性科学研究,有利于激发创新灵感的产生,也有利于新想法在实践中得以释放和验证,对培养学生的综合素质是非常有益的.学生通过参与实验室开放基金项目的相关课题,可把所学的生物化学知识运用到科学研究的实践中,使学生对专业知识的理解得以加深.同时也对科学研究的基本流程有了初步认识,增强了积极开展科研的意识和专业学习的兴趣,锻炼了学生实验操作、文献阅读、数据分析以及独立思考的能力.
3结语
1.1医学院校教学设施和教学方式落后
医学院校中很多教师对生物化学实验课的重视程度不够,学校在生物化学实验教学中的投入甚微,主要表现在建设资金少、实验室空间不够、仪器设备不足以支配学生使用,仪器设备更新缓慢以及设备管理不规范。近年来很多院校都在扩招学生,实验人数过多、仪器设备不足的矛盾日益突出。在有限的资源条件下无法保证高质量的实验教学,难以很好地实现教学目标。在生物化学实验教学过程中,在学校有限的资源条件下传统的教学模式改革举步维艰,现在很多高等医学院校仍以传统的灌输式授课为主,引导探究和启发式教学甚少。这种传统的实验教学模式严重影响学生的学习兴趣,主要表现在课堂气氛不活跃,教师讲学生听,师生之间缺少交流互动,使得学生无法带着实验中的疑问和兴趣去完成实验,进而削弱了学生发现问题和解决问题的能力。此外,由于教学内容量大,各院校从事生物化学教学的教师很少有时间进行教学经验交流,也就无法借鉴各院校之间先进的教学方法,不能引进先进的教学模式,好的方法也难以推广。
1.2现有的课时量不足以支撑实验教学内容的顺利完成
当今,对于部分高等医学院校开设的生物化学教学大纲而言,实验教学内容多而不精,探索性和综合性实验为辅,验证性实验为主的实验教学内容是生物化学实验教学大纲的主流方式。这种实验教学内容的选择和编排不利于学生对理论知识和实践技能的把握,也不利于培养学生的创造力和充分调动学生的积极性。教师在课时量不变的情况下,教学内容的增多使得教师对生物化学理论知识和实验课之间很难制订完善的教学计划,既要让学生掌握理论知识,又要求学生完成课时规定的实验教学内容。面对这种情况,为了完成教学内容,教师经常删除那些比较耗时但又能培养学生创新能力和创新思维的探索性和综合性实验,在一些验证性实验的操作中,教师也会要求学生免去一些不必要的操作环节。或增加理论知识学习的课时量而削减实验教学的课时量和内容。这样一来,不但没有培养学生动手操作能力,反而使学生丧失对生化理论知识的学习兴趣和信心,最终不利于实验教学质量的提高和达到真正的教学目的。
1.3医学生不重视仪器或设备的规范化操作
对于学生来说,一味追求结果的准确性而不重视实验过程中的操作方法和步骤的规范化属于普遍现象。教师缺乏针对性的指导,导致学生操作方法和仪器使用不规范、药品或试剂称量不准确等。例如,有的学生在吸取30μL的液体时选择量程100μL移液器而不选择量程为50μL移液器,结果会造成实验误差,这种情况下教师不加以指导和纠正,久而久之便成为不良习惯。其他一些精密仪器如PCR仪、精密天平、气相色谱仪等的操作方法不规范,不仅降低了实验数据的可靠性,而且还大大缩短了仪器的使用寿命。
1.4探索性和综合性实验较少
生物化学综合性实验主要以生物大分子的分离提纯与测定为主,涉及各种实验技术的综合。重点突出学生对基本实验技能的培养,熟悉掌握生物化学实验中常见仪器的使用方法是验证性实验的教学目标。而探索性实验和综合性实验的教学目标重点突出对学生的创新能力、分析问题、解决问题等综合研究素质的培养。如今很多高等医学院校对生物化学实验课程的经费投入不够,学校对生物化学教学实验课的支持力度有限,教师对实验内容的革新较慢,导致现有的生物化学实验课程大部分仍然以简单的验证性实验为主,例如蛋白质的双缩脲反应实验、考马斯亮蓝法测定蛋白含量、DNA的提取等,探索性和综合性实验偏少。这样既不利于学生对理论知识系统及全面的掌握,也不能充分调动学生的积极性和创造性。因此,从某种程度上说,开设验证性实验为探索性实验和综合性实验的顺利开展奠定了实验基础,但在培养学生的创新能力和创新思维的教学目标上却很难实现。
1.5成绩考核不合理
让学生掌握与实验有关的理论知识、实验技能,以及将理论与实践相结合,从而促进学生重视实验,认真操作和规范实验,提高学生的综合素质是考核实验成绩的最终目的。生物化学实验课成绩的考核要比其他科目纯粹的理论课程考核更为细化和复杂,在传统的实验课考核模式中分2部分来考核,实验成绩占30%,理论成绩占70%,这种不合理的考核方式导致的结果是学生不重视实验课,而把大部分精力和时间都用在课堂上学习理论知识,实验课只要出勤率好,按时完成实验报告,做实验对学生来说只是走走过程。而且医学生认为,其课程有临床试验这一环节,根本没有必要浪费大量的时间在生物化学实验上,生物化学实验可以通过临床试验得以补充。可医学生忘了临床试验和生化实验室是完全不同的2个概念,从最小生物化学实验都做不好,怎么能去胜任更复杂更具有挑战性的临床实验。总之,这种考核方式曲解了生物化学实验教学的目的和意义,无法从根本上培养学生们的动手能力和创新意识。
2生物化学实验教学中推行的改革措施
2.1加大生物化学实验教学力度的支持,改革教学模式
如今各高校对学生的扩招是不争的事实,教学设施和仪器等硬件条件的更新远远跟不上人数扩招的速度。因此加大对生物化学实验教学力度的支持,完善教学设备显得尤为重要,学校应在实验室建设中提高实验设备的购置力度,加大资金投入,购买先进的实验设备,普及层析技术、PCR技术、核酸和蛋白电泳技术、蛋白质的分离与纯化技术、气相和液相色谱技术等实验工作。保证实验教学内容的先进性和创新性,及时反映生命科学领域先进的实验技术和最新科技成果,培养学生的主观能动性是生物化学实验教学内容改革的最终目标。为了实现这一目标,学校在加大实验教学力度的支持下引进具有高素质的专业型人才。在实验教学过程中改变传统的讲授式教学模式,真正落实开展病例式、讨论式和启发式等先进教学模式。任课教师充分利用网络资源,及时跟踪生命科学领域的最新研究动态,学习和了解最新的科学技术,将其引入到日常实验教学中来传授给学生从而丰富教学内容。此外,与同类院校广大师生就生物化学实验教学改革经验进行交流,学习彼此间先进的教学理念,引进或推广先进的实验教学模式,可以有效提高整个教学的综合实力。
2.2精选实验内容,合理安排课时量
俗话说“兵不在多而在于精”,在生物化学实验教学内容中,以探索性和综合性实验为主,验证性实验为辅的原则对其内容进行精心挑选,编写具有专业特色的实验教材,改变教师讲学生听的传统教学模式。精简实验内容,秉承求精不求多的教学原则,保证在有限的课时之内,在保证教学质量和教学效率的前提下完成实验教学内容,培养学生的创新能力和创新思维,让学生能够在实践中巩固理论知识是生物化学实验教学内容改革的首要任务。例如在实验教学中删除一些验证性实验,开设一些具有探索性和综合性的实验如《大豆中A基因的提取,鉴定与生物学功能分析》,培养学生的创新能力和动手能力。此外,合理安排实验教学课时量是教师顺利实现教学目标的前提,合理的课时量应包括学生在进入实验室之前的准备工作(如预习实验内容,了解实验目的、原理、方法以及基本操作流程),让学生再动手之前做到心中有数,以及实验报告的撰写、问题讨论等时间。因此,精选实验内容,合理安排课时量,以学生为主体,教师作为引导者和参与者,让学生参与到实验操作过程中的每一个环节,提高学生的动手能力的同时提高教学质量和教学效率。
2.3生物化学实验与临床相结合,培养学生职业和社会责任感
医生的选拔主要来自于全国各医学院校,而培养优秀、职业和社会责任感强的医生是医学教育的主要目标。通过生物化学理论知识的学习和实践教学的训练培养实践操作技能,医学生面对各种化验结果能做出合理的解释,找到有效的治疗方法是一名医生必备的基本素质。生物化学实验中涉及很多临床现象,医学生根据检验结果将其与生化理论知识联系起来,将理论真正用到实践中来,真正做到学以致用。如“糖尿病患者血糖含量测定”,首先从采血到后续的后续化验结果分析,提出治疗方法等。这是一个综合性较强的病例分析,需要医学生有很好的实验技能,可是在实验课上作者发现很多同学连基本的采血操作都不规范,不能正确使用采血工具,对出现的问题找不到有效的解决办法等。这种现象反映了医学生平时的基本实验操作技能不过关,没有认识到实验结果对临床疾病诊断会造成什么影响,职业感不强。因此,开展探索性实验,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时教师针对性地指导、规范实验操作,培养学生职业和社会责任感。
2.4通过增加探索性实验培养学生创新思维
设计性实验是在一些特定的要求和条件下自行设计实验,灵活运用知识和技能进行的创新性思维和实践活动。为了培养高素质专业型人才,以设计性和综合性实验为载体选择性地为医学生提供实验平台,丰富的实验教学资源以保证其能顺利完成实验内容。在医学生的生物化学专业基础课学习中,以培养学生创造性思维为出发点从教育理念和教学方法等方面培养医学生职业精神和提高医学生的综合素质。学生以小组为单位,通过资料收集,寻找感兴趣的与医学相关的项目为实验立题,指导教师通过对实验方案设计、技术离线、实验项目可行性分析进行讨论,给出建议并修改后确立实施方案。学生在实验项目结束后会写1份感想,并对这个项目提出一些后续的研究设想。这种以医学生为主体的自我训练模式能充分调动学生的主动性和积极性。探索性和综合性实验对学生来说既是挑战又是尝试,给学生充分发挥主观能动性的空间,在训练过程中培养学生创造力和发散性思维。
2.5优化实验教学考核机制,提高实验教学质量
为了提高教学效率和质量,系统评价学生的实践动手能力,建立一套成熟、公平、公正合理的实验教学考核机制是高等院校首要解决的问题。将课程总成绩与实验课挂钩(实验前的预习情况、试剂准备、课堂表现等),可以改变学生重理论轻实验的学习态度。作为教师,除了在课堂上传授给学生书本上的知识外,自身学习能力的提高和综合素质的提高显得尤为重要,教师针对学生提出的问题和课堂上出现的问题,必须通过全面的查阅相关资料给学生一个明确、合理的答案。这样一来可以加强师生互动,积极调动授课方式,建立合理的考核机制,提高教学质量指日可待。
3结语
1.1高中生物实验的内容
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.
4结语
1.高中生物实验设计遵循的原则
实验设计要遵循实验的原则。首先,实验的设计要具有科学性,科学性原则要求教师在进行试验教学的时候,要明确实验的目的性,在选择实验材料的时候,一定要选择具有科学性的材料、运用科学性的实验方法、使用合理恰当的实验原理。除此之外还要满足高中生物学实验的基本原则和原理。其次,实验设计要严谨,在生物实验进行时要保证实验设计的方案没有漏洞。最后,实验设计要简易,在进行实验的时候,要保证实验所需的材料能够容易获得,实验的操作步骤简单易懂,避免实验所需时间过长。除以上几点原则之外,还要遵循可行性原则、随机性原则、可重复性原则以及实验条件一致性原则等。
2.高中生物实验设计的方法
高中生物实验设计属于探索性的教学活动,任何的探索都是从问题开始出发的,因此,教师在进行实验教学的时候一定要重视引导学生去发现问题。在实验开始之前,教师首先要确定就是要通过实验来提出问题的假设,用实验来解决问题,用实验来得到正确的结论。由此可见,高中生物实验的设计是高中生物学科的难点。教师在设计实验的时候一定要引导学生去发现问题,让学生对实验感兴趣,并且不断的提出问题,在引导的过程中,激发学生的探索精神和学习兴趣,集中学生的注意力,激发学生的求职欲望,以及鼓励学生自我提问、学生与学生之间相互提问、学生与老师相互提问。除此之外,教师在实验设计的时候,还要不断地优化创新生物实验的设计,在设计的时候教师一定要利用控制单一变量的原则来不断地调整实验的进行,这样才能有效地培养学生的辩证思维和创新思维。只有做到了以上几点,才能有效地保证高中生物实验设计的科学性和有效性。
二、高中生物实验的分析
高中生物实验中,实验结果的分析占有很重要的位置。教师在进行实验分析之前,一定要给学生充分的思考时间,让学生进行讨论交流,使学生尝试着去分析实验的结果。将学生以小组为单位进行讨论,让学生自己去探索实验的原理、步骤以及对实验结果的分析。如此一来,不仅能够提高学生的学习兴趣,还能够使得一些有困惑的学生能够得到其他同学的解答后恍然大悟。对于学生一些较好的想法和提议,教师要给予及时的鼓励和支持。实验结果一般都可以观察和测量的实验现象,在生物实验中出现的真实状况,是获取实验结论的重要依据。假如教师所做的生物实验属于验证性实验,那么结果是唯一的,同样结论也是唯一的。假如教师所做的生物实验属于探究性实验,那么结果就不再唯一,且每一个结果都将得到一个结论。一般高中生物实验结果的分析,问题出现最多的实验就属探索性实验,通常表现的情况有以下几种:首先,实验的结果与实验的结论不一致;其次,教师在进行实验分析的时候不全名,没有正确且准切的分析实验结果出现的各种可能性;最后,教师在实验分析时语言表达不准确,甚至出现结果与结论颠倒的现象。通常生物实验结果分析使用的语句都是“如果……那么说明……”首先阐述实验的结果,然后再阐述得出的结论。
三、结束语
综上所述,高中生物实验重视的不仅是实验的技能,更注重实验的设计和分析,尤其是在近几年的高考中,实验设计和分析出现的相对频繁,并且所占的比例和分数也逐渐呈上涨的趋势。因此,教师在平时的教学过程中,一定要重视实验的设计和分析,对于实验过程中学生提出的一些好想法和意见,教师要给予及时的鼓励和支持。
1.1教师对学生消极实验心理的态度学生消极的实验心理对教师的实验教学效果会产生一定的影响。以学生对实验课堂的抗拒心理与紧张心理为例调查教师对待此种情况的反应,结果如下:由图1可以看出,63%被访问的教师认为学生不正确的心理状态与其自身是有一定的关系的,而选择自我反思的教师却相对在少数(29%)。同样从图2也可以看出对于学生由于紧张而不愿意参与实验的情况,58%的教师选择只要有学生参与就可以,只有24%的教师会思考如何让所有的学生都能去参与实验的过程。
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。
2.2教师应当重视民主、和谐师生关系的建立良好的师生关系有利于激发学生实验学习兴趣和提高学生的学习质量。教师在平时的教学中应当加强对学生的关心,做到平等的对待每一位学生。同时要塑造平等民主的教学风格,要鼓励学生发表不同见解,并善于倾听学生的意见。在学生进入实验室之前就应当使其明确自己的学习任务以及良好的秩序对于学习效果的重要性,最大程度减少自身非智力因素导致的实验课的干扰。
1.1定量生理学课程简介
定量生理学是生物医学工程专业的核心专业课程。该课程以物理学原理和数学方法学为基础,从工程技术讨论人体的生理过程,学习并掌握生物膜与生物膜电位原理和方法,进一步学习并掌握基于电生理测量技术的原理以及相关技术,使学生建立起从基础理论学习到实际生物医学工程中有关生物电信号测量以及应用之间的桥梁;并且能够运用物理学和数学的观点和方法论进行多个层次和水平上探索生命现象及其规律性,培养学生对生理系统进行定量分析的基本方法,培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的“大科学”素质和意识,为今后选择新兴交叉学科领域进行深造和工作奠定基础。因此,该课程的实验教学任务不仅重要而且要求极高。
1.2实验教学方式改革
长期以来,许多高等院校对实验教学重视不够,重理论轻实验的传统观念依然存在。由于不重视实验教学的重要性,资金投入相对不足,有些陈旧或损坏的仪器设备没有及时更新,这无形中就影响了学生的实验兴趣;而且传统的实验教学过分强调教师的中心地位,学生的主动性、探索性受到一定限制。许多实验项目与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节,使得实验教学存在很多问题。而且传统实验教学的最大弊病就是开设的实验往往只是一个“装配”实验,培养的也只是一个装配工,不能锻炼和培养学生解决问题的能力,创新更无从谈起。实际上实验技术人员的工作是实验教学顺利完成的重要保障。实验技术人员的日常工作繁杂、琐事多、重复性强,每天除了要为即将进行的实验教学完成大量的准备工作外,还要做好实验所用仪器设备的维护保养、修理、保管等工作。这些工作看似简单,但对实验技术人员的要求也比较高,然而目前实验技术人员在职称评定、进修以及工作量待遇等方面明显处于弱势,不利于发挥实验技术人员的主观能动性。这两方面因素严重影响了目前高等实验教学的质量及效果,因此现有实验教学急需改革。为了解决上述传统实验存在的两个主要问题,我们提出将科研创新引入到实验教学中,结合科研进展不断更新完善实验教学内容,使实验教学与科研创新相结合,使其更具有前瞻性和可持续发展性。一方面,我校的科研创新生物医学实验室注重开放和创新实验的建设,彻底改变“照方取药”的被动实验方式,采取“引、点、拨”的实验教学方式,让学生自己提出需要解决的问题、达到的目标,自己设计实验方案,引导学生独立思考、大胆动手,充分发挥学生的主动性和创造性,给学生充分施展个性的余地,从而达到弥补现有实验教学的不足。另一方面,以教学科研型教师为实验教学主要人员,构建教学科研互动基地,使其成为培养学生实践能力、研究能力和创新能力的新型教学实验平台,让学生在本科基础学习阶段能较早地开展带有课题研究性质的实验活动,更多地接触科研实践,提高工作能力和科学素养,培养学生的科研创新能力。
1.3将科研创新引入实验教学
随着知识经济和技术经济的飞速发展,创新已成为时展的要求和社会进步的动力,而科研创新是创新的一个极为重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作为高等教育的主阵地,在本科生教学中将科研创新引入实验教学,有利于培养本科生的创新意识和科学精神;有利于培养本科生将理论与实践相结合的意识和能力;有利于促进师生的共同发展;有利于促进地方本科院校加快学科和专业的建设;有利于为地方培养大量的创新型人才,因而具有重要的现实意义。借助于生物医学高水平实验室,我们通过开展综合性实验、科研训练计划、学科竞赛、课外科技活动等方式,激发了学生学习知识的热情,引导学生参与科研创新过程,为学生科研创新能力的培养提供了一个重要平台。
1.4开放实验教学
在增加理论课综合性实验的同时,由于课程实验学时的限制,学生能够亲自动手的实验远远不能满足人才培养的要求,因此,我们开设了“开放性实验”,这样就起到了很好的补充作用。例如,“数字脑电图仪的使用与EEG采集”“蛋白质-核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析”“脑电信号的Hurst指数研究”等多项开放实验。此外,我们一般从大二学生中选取有科研潜力的学生,开展“本科生科学研究训练计划”教学,如国家级“基于GIS的移动生理信号监测管理平台的设计与实现”“基于JSD的注意力脑电研究”“基于超临界新技术的石墨烯功能化及生物传感器应用研究”。本科生在确定课题,进入实验室后,将由指导教师对其直接负责。在指导教师指导下,会学习很多课堂上不教的东西,提高学生学习、科研的兴趣、具备一定的科学思维和分析能力、激发对所学专业的兴趣、坚定从事相关工作的信心和决心,一些本科生发表或录用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源杂志论文多篇。在此基础上,鼓励学生参加各种学科竞赛、科技创新等活动。因为有了开放实验及本科生科学研究训练计划教学的推动,我们学院的科研氛围浓厚了许多。因此很多本科生有了要进实验室的要求,这样本科生的日常学习变得充实,许多学生一有时间就去实验室看文献做实验,并在实验中体会了科学研究的乐趣和魅力,培养学生动手、创新、协作能力,对学习能力的提高、团队精神的培养、心理素质的锻炼有着不可替代的作用。这些都说明依托科研创新生物医学实验室的开放实验教学对学生创新能力有较大的贡献,对新时期的大学生培养意义重大。
2结束语
1.1实验内容陈旧。由于受计划课时、经费条件等因素限制,目前细胞生物学实验项目多为传统验证性的,如光学显微镜的构造与使用、细胞凝集反应等内容。以上实验内容和遗传实验重复。1.2学生缺乏主动性。现行的实验教学模式是以验证理论为主,实验方式简单枯燥。一般实验不要求学生查阅文献、分析资料,也不要求学生设计详细的实验步骤,这样的实验教学模式很少能够发挥学生的主观能动性,不利于培养师范类院校学生分析问题和解决问题的能力[3]。1.3考核内容不完善。由于细胞生物学实验课是考察课,独立于理论课考核,考查内容主要以出勤、卫生、实验报告为主,教师主观性较大,缺乏一定的量化标准,较难反应学生的动手能力,进而影响了学生学习动力。
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:
[1]翟中和.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2008.
对传统实验内容进行改革,减少验证性试验,开设具有设计性的综合性实验内容。在新设实验内容中应重点突出学生以下综合能力的培养:动手能力、自由分析问题的能力、积极解决问题的能力等;合理安排课时,充分突出课程的专业性,立足于培养当前社会形势下所需的创新性人才,又可逐步提高学生的实验技能、提升其实验综合能力以及深入探索的主观能动性。
(二)树立以学生为主体的教学理念
教师在实验讲授过程中应摒弃传统“程式化”教学方式,鼓励学生在实验课堂上充分发表自己的见解,大胆的提出质疑,积极进行各种探索,激发和培养学生的创新能力和创造潜能[4]。
(三)为提高学生的创新能力创造有利条件
设立综合性实验:通过优化整合将生物化学所包含的各类基本实验方法和技术,全部贯穿在某个综合性实验教学中,全面培养学生的实验技能、提高学生的主观能动性与创造性。例如,在进行“质粒DNA的提取、纯化和鉴定”实验时,融合了吸量管、移液器、振荡机、分光光度计、电泳仪、离心机、摇床、超净工作台等仪器设备的操作和使用;同时综合了混匀溶液、配制培养基、无菌操作、破碎细胞,蛋白质与核酸的沉淀,离心技术,DNA的酶切,琼脂糖凝胶电泳等实验技术。运用多媒体进行教学:制作一套应用于本校生物化学实验的多媒体教学课件,应用Flash做为主创软件[5],融合其他电脑技术,将实验操作过程以及注意事项通过动画形式进行演示和模拟操作,加深学生对所学知识的理解和掌握,保证实验安全有效的进行。
(四)优化考核制度
笔者采用的是综合评定的实验考核方法,将实验成绩分为平时成绩60%和实验考核40%相结合。平时成绩评分标准包括:实验用品的准备、实验的操作过程、结论的得出和报告的完成。这样的实验考核方法可以直观有效地反映学生对整个实验原理的理解和实验操作的掌握程度。
(五)结语
1.学生对生物实验缺乏本质的认识
初中阶段,学生刚刚接触生物课,出于好奇心,学生对生物学习有着很强烈的兴趣,尤其是对生物实验很感兴趣。虽然学生对生物实验比较感兴趣,但是这也是出于好奇,对于没有明显变化的实验则兴趣不大,甚至不想动手操作。而且学生在实验过程中看到的只是一些表面现象,忽视了实验所包含的生物学基本原理,对实验缺乏本质的认识,因此达不到提高学习效果的目的。
2.学生对抽象的生物概念缺乏兴趣
生物是初中阶段新增设的学科,刚开始学习时,学生有较大的兴趣并乐意接受新知识。但由于学生在日常生活和学习中接触的都是看得见、摸得着的实实在在的事物,因此随着抽象生物概念(如染色体、DNA、克隆等)的出现,学生的学习热情便逐渐降温。学生不能真实地感受到上述物质的存在,对它们缺乏理性的认识,所以便降低了学习欲望,致使学习效率不高。
3.传统的教学方式致使学生的学习主动性不高。虽然我国实施素质教育已有多年,但受现行教育体制的影响,初中生物教学仍然延续的是教师在课堂上讲解知识,学生被动地听讲、记忆的模式。这样被动的学习方式不利于调动学生学习的积极性,致使学习成果不佳。
4.师生间缺乏有效的交流与沟通
应试教育下的课堂教学往往墨守成规,课堂的大部分时间都被教师所控制,师生间缺乏有效的沟通和交流,即使有交流也仅限于短暂的上课时间,这样不利于教师全面掌握学生的学习情况,也就无法针对学生的实际情况设计相应的教学方案。同时,学生即使有疑难问题,也没有足够的时间在课堂上请教教师,长期积累会导致学习效率下降。
二、改进初中生物教学的措施
1.加强对生物实验的重视
使学生真正认识到实验的本质。学生之所以对生物实验课感兴趣,是因为学生有好奇心理,出于好玩才热衷于生物实验课。在实践中,学生关心的只是实验中看到的实验表象,却不注重探究实验中所包含的本质原理。因此作为生物教师,在实验课上要引导学生对实验过程进行仔细观察,对实验结果进行认真分析,让学生更多地关注实验过程中所产生的问题及实验的本质,培养学生严谨的学习态度,而不仅仅只是看到实验的表面现象。同时在实验过程中,教师要结合教学实际创设问题,培养学生对生物知识的探索意识,引导学生主动思考,以便让学生更好地理解和把握教学内容和教材知识。
2.激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的教师,如果学生对生物课有浓厚的兴趣,那么他就会主动地探求知识。相反,如果学生对生物课没有足够的兴趣,就不会主动学习,甚至会对教师的讲解产生抵触情绪,那么学生就不会掌握更多的知识。在这种情况下,教师无论如何努力提高教学质量也无济于事。因此,初中生物教师要积极培养学生的学习兴趣。一是充分运用生物实验激发学生的兴趣。教师单纯的理论讲解会使学生感到生物枯燥乏味,甚至会产生厌学情绪,因此在进行理论讲解的同时,可以适当地穿插一些学生感兴趣的实验,通过实验来激发学生的学习兴趣。二是增加师生的互动环节。传统的教学中教师在课堂上讲授知识、学生在下面被动地接受,不利于激发学生的学习兴趣,不利于提高教学效果。而如果在教学过程中增加师生间的互动,如小组合作学习、探究式学习等,就可以营造轻松和谐的课堂氛围,使学生积极地投入到课堂教学中,有效地调动起学生的学习热情。三是适时地对学生进行评价和鼓励。在教学过程中,当学生通过自己的努力取得了一些成绩时,如正确回答了教师的提问、成功地操作了实验或考试成绩有所进步时,教师都要给学生以鼓励和赞赏,使学生产生学习的自信心,从而激发他们学习生物的兴趣。
3.让学生走出课堂
通过亲身实践掌握理论知识。新课程标准要求,初中生物教学不仅要使学生掌握课本上的基本内容,还要使学生学会把学到的理论知识应用到实践中,通过切身实践更好地运用所学知识。因此,在保证课堂教学的前提下,要让学生走出课堂、走向实践,让学生观察和了解生物知识在实际生活中的应用,让学生通过切身实践来感受学习生物的乐趣。比如,在学习种子发芽的过程时,教师可以带领学生进行课外实验,每日观察并记录种子萌发过程中的不同状态,等实验结束后通过分析实验数据得出结论,然后和课本上的内容做对比,从而掌握课本上的知识。通过实践,不仅培养了学生的动手操作能力,而且使学生了解到了生物知识在实际中的应用,有利于学生更好地理解和把握生物知识。
三、总结
生物学以实验为基础是着重研究生命现象与生命活动规律的学科。因此,我们教学中要重视其实践性强的特点,让学生通过自主和创新实验的能力,凸显学生思维能力增强。课程标准也明确指出,生物学的重要意义在于培养学生能够有一定的分析和解释生命现象的能力,形成比较好的比较归纳、分析综合、抽象概括以及批判与推理的思维能力,学会把所学的生物学知识应用于生活和生产实践中去,从而在基本掌握生物学科学习的思维提升中获得良好地学科学习的品质。如果学生在生物学习中,不能自主实验,不具有一定的实验思维,那么,生物学习方法就出问题,不可能学的有效,也不能学以致用;对其它学科的学习与综合能力的提升都有巨大制约性。可见,在以实验为基础的生物学习中,学生只有具有良好的实验思维和能力,才能学的有兴趣,活动的有收获,能力与素养才能获得提升。
二、谈实验思维和能力培养的策略
实验教学和实验活动是高中生物教学的重要组成部分,学生基础知识的夯实、基本原理的掌握、学科学习思维的形成都离不开实验。针对目前演示居多、少做漏做、验证为主的实验教学现象,我们必要适当放手,调动学生实验兴趣,提升学生实验与操作的思维能力,让他们在实验中提升知识的运用与水平。
1.民主实验教学,让学生思维动起来。新时期的生物教学,我们要让学生成为课堂的主体。因此,在课堂演示实验,我们可以让学生在充分预习的基础上参与实验活动。如“酶高效性”的演示实验我们就可以让学生说说实验的器材,试验中可能出现的问题,让他们讨论。而这一演示实验也可以交给学生自己完成。当然,我们也可以和学生一起讨论这一实验创新的方法;如此,学生对这一实验的原理能有更好的掌握。当然,让学生自主进行验证、探究实验的时候,我们老师也成为学生实验活动的伙伴,关注学生们的分组实验进展与问题,和谐地推进实验有效开展。民主实验教学是和谐课堂的重要途径,只有让学生敢质疑、勇提问、能操作,他们的思维才能活跃,尝试才能大胆,实验才能达成预设效果甚至能有创新的生成;学生生物学习活动便能以课堂主人的姿态参与全程教学与活动,主动获取新知。
2.多边互动实验,让学生能思维交流。我们组织学生在实验室进行实验的时候,多是分组实验,让他们小组合作的进行实验活动。以往的实验活动,是我们老师教会学生如何做、应该注意什么、对实验现象和结果如何分析;有效的实验和学生实验思维能力提升应该是学生自己在阅读中思考,在操作中发现。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验教学之前,我给学生出示2014年高考题(江苏高考生物卷第15小题),该题是“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验的结果分析,我没有简单地让学生去对给出的选项进行选择,而是让他们结合教材内容,自己对实验原理、步骤与实验中的问题进行思考和谈论,交流质壁分离与复原要注意的问题从而选出答案。然后,组织学生实验进行验证并探讨“当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时,红细胞会质壁分离情况会怎样?”等问题。如此,他们对该实验理解就更到位、更深刻,也能提升他们对信息的处理、分析与概括的能力,获得实验思维的提升。当然,多边互动要注意自主实验的合理有效分组,要做到能力激发学生实验兴趣的分组。有效分工确保实验的高效完成,鼓励学生对实验中出现的现象进行分析和探讨,鼓励他们进行创新实验。如在“影响酶活性的条件”的探究实验之后,我先让他们进行常规的操作,然后,让他们就自己实验中的问题进行改换条件进行实验,并分析、修正实验的问题,获得探究能力的提升。可见,互动教学应该成为我们实验教学的重要抓手。我们在实验中应该让学生讨论辩论或者竞赛中提升对实验的认识深刻,问题研究的深入,使学生逻辑性、敏捷性与创造性思维与语言表达能力和应变能力得到锻炼和训练。另外,我们生物实验教学要重视问题情境的创设来启动学生思维。实验活动中要提升一些问题激起学生的求知与探索的欲望,并思考对现实中实际问题的解决;而在学生实验活动与实验分析中,我们应该加强思维的引导,采用鼓励他们进一步实验探究活动的开展。如“PH对酶活性影响”实验中,学生会发现PH为9的烧杯中所需时间最短的形象。提出问题:为什么会这样呢?如何使得这一实验结果稳定呢?这一问题的解决以及“酶活性的影响因素”对解决生产、生活中实际问题又有哪些帮助呢?
三、总结
1.有利于帮助学生更好地理解、掌握生物知识。
生物学科的科学性很强,有的规律看似很平常,但是实际上都是通过大多数生物学家经无数次实验证实总结而来。实验是生物学科发展的基础,在学习生物知识的过程中自然也离不开实验,通过实验教学可以帮助学生更加直观地理解、吸收生物知识,提高学生的学习效率。如在探究种子发芽条件的问题时,有水、空气、阳光等条件,但是具体的关系并不明确,教师可以设计这样的实验情境,选择三粒完好的玉米粒,然后分别用细线将其绑在三根相等长度的木棍上,选取三个不同的部位,将木棍放置在盛有适量水的玻璃杯中,使玉米粒分别处于未淹没、半淹没、淹没状态。然后将它们放置在相同外界条件下,一段时间后让学生观察三粒玉米粒的发芽情况,同时应分析发生这种现象的条件,总结种子发芽的基本条件。通过实验,学生的记忆会更加深刻。
2.有助于提高学生的实践能力以及自主探究能力。
初中生的思维仍然偏向于形象思维,因此更容易接受形象、直观的事物,而且初中生的好奇心较强,对任何有趣的现象和事物都比较感兴趣。实验教学的探究性、趣味性较强,可以有效地激发学生的思考和学习兴趣,也可以锻炼、培养学生的观察能力、分析能力、动手能力。如教师可以鼓励学生自己动手制作一个生态瓶,并且指导学生每天观察、记录在这个生态瓶中各种物质(包括非生物物质以及生物物质)的变化,最后做出自己的总结。这种实验教学方式可以引导学生自主思考,培养学生的思维能力以及独立性,养成独特的学习习惯。
二、实验教学法在初中生物教学中的实际应用
1.边学边实验。
所谓边学边实验,主要是指在实验室里,由学生自主实验,而教师在一旁指导。这种实验教学的目的是让学生在亲自动手实验的过程中感受到实验的趣味,并且享受探究出实验结果的成就感和喜悦感,进而培养学生的实验兴趣,提高学生的知识应用能力和实践能力。如进行观察实验———观察洋葱表皮细胞的过程中,在正式进行实验之前,教师应向学生详细讲解显微镜的使用方法以及洋葱表皮细胞的获取方法。在学生自己动手实验的过程中,教师应在旁巡视、观察,一旦发现学生遇到无法解决的问题,应及时出面指导,帮助解决,协助学生顺利完成实验。通过边学边实验的教学方式,一方面可以调动学生的实验参与兴趣,给学生提供自主思考的机会,另一方面也有利于教师及时了解学生的学习障碍,提高教学的针对性和有效性。
2.鼓励学生自主实验。
生物中到处都有实验,在教材课本上列举出来的实验仅仅是生物学习中的一小部分,教师应该不断丰富实验教学的内容,以学生的实际生活为实验素材,为学生布置一些课外小实验作业,让学生课后自主完成。当然,教师也应该鼓励学生自主发明一些小实验,自己设计实验目的、实验方案、实验过程。不管学生的实验是否可行,或者最终实验是否成功,教师都应该给予肯定和鼓励,允许学生做的实验失败,协助学生共同找出失败的原因,并且鼓励他们再次实验,一直到实验成功,这样才可以使学生了解科学的严谨性,养成乐于探究事物发展规律的精神。但是需要注意的是,在学生自主实验的过程中应指导学生明确自己的实验目的,进行实验后引导学生自己进行实验总结,这样才可以确保实验的效果。如教师可以指导学生探究鼠妇的生活环境。要求学生在生活中找到鼠妇,并且密切观察鼠妇的生活环境,总结鼠妇的生活环境特点。在自主实验的过程中可能需要学生自己花费大量的时间和精力,而且也无法保证最终的实验结果能够成功,但是整个实验的过程可以引导学生自主学习,在探索、思考中学习,在错误中反思、总结,这种教学方式的效果肯定优于传统的“灌输式”教学。
三、结语
[关键词]排盐碱绿化设计
一、排盐碱工程
1.排盐碱设计要点
在排盐碱设计时,首先是与当地底下水源隔离,阻断土壤的毛细现象;其次要将植物根系生长范围内的土壤,更换成为肥沃的种植土,同时要在隔离层内做好排水管,保证在地下水位上涨或降雨时顺利排水,根系能够正常呼吸。施工断面上看,从下向上为原生土层、隔离层、客土层,隔离层内设置排碱管。
此外在设计时还要明确以下细节:
首先,要了解周边综合管网的情况,排碱管的排布要按照就近原则接近城市雨水管网,而排碱管的位置还要对其他管线合理避让。其次,从排碱层设计深度来讲,深度越深,排碱效果越理想,但现实中,除了要高于市政雨水管网,还要考虑到要在地下水的临界水位之上,为了防止地下水位上涨对上次土壤造成污染,一般隔离层厚度要在200-300mm之间。另外,在材料选择上,排碱层的隔离层通常选择碎石和粗砂,颗粒大,可有效阻挡原生土的毛细现象;而排碱管现通常选择一种pvc材料的排水管,管壁加工有螺纹状凹槽,凹槽底设有渗水口;而排碱管外部包围无纺布和沙作为过滤层;上方则换填肥沃的种植土,确保植物生长,通常换填种植土深度要不小于800mm,最好是在1200-1500mm,根系生长空间充足。最后,还要兼顾经济效益。按现阶段市场价格,排碱管设计方通常增加成本60-80元。所以在大面积铺装及道路下方,可以少设或不设管线;种植点状大树时,可在地下设深树池,局部换填种植土,来保证成活。
2.排盐碱施工要点
(1)隐蔽工程决定项目成败,要提前做好施工方案
沿海地区盐碱地园林工程由于受到立地条件的限制,在工程的施工程序、技术标准与规范方面于一般的园林工程有较大的区别,工程的工序复杂,施工的难度加大,施工面多,交叉作业多,提前做好施工方案非常关键。
以居住区建设为例,各大施工节点按工序排列,通常为土方施工、建筑施工、综合管网施工、排碱施工、景观施工等环节,而各大施工节点又有可交叉点,精准的安排施工交叉点,对缩短施工周期,减低工程造价都有明显的作用。
但一些施工的细节要精细,不能简化,如排碱管的坡度设置、过滤层的设置、回填土的分层夯实都关系着今后的排碱效果。
所以施工操作过程中,应进行重点控制与管理,严格施工程序与质量标准,确保盐碱地绿化工程施工质量。对工程建设的成败起决定性作用。
(2)对种植土严格把关,防止种植土二次污染
首先,对种植土的土源进行严格把关,取样检测。保证其含盐量不高于2‰,含碱量不高于7‰。取土时,尽量取表层土,禁止深挖土源;同时,如果条件允许,分批进场的种植土,每批都要留样检验。
其次,种植土到达现场后,如不能立即换填施工,要定点堆放,同时堆放地要与原生土地面隔离,禁止现场反复倒运和翻挖。
二、绿化工程
1.绿化设计要点
(1)选择盐碱地区本土植物,抗盐碱性强,生长势旺盛。以东营为例,当地自然植被乔木有柽柳、绒毛白蜡、龙柏等,草本的莲蓬、芦苇等植物也能形成独特的景观效果。
(2)对华东植物板块进行摸底。东营地区如:
2.绿化施工要点
(1)苗木提前进场假植。施工时,一般选用的苗木通常来自于项目周边的苗圃内,由于苗圃的水肥状况、气候条件较好,所以一般直接进场栽种会减低成活率,通常理想的做法是要提前进场假植。如果施工最佳时间是春季,那么最好提前半年前在在当地驯化后,进场栽种,效果好,成活率高。
(2)不同规格的苗木种植的注意事项。盐碱土地区种植乔木规格建议不要过大,一般苗木胸径保持在6-8cm为好,小规格苗木适用能力强,消耗少,成活率高;当景观效果必须采用大规格苗木时,可以采用树池种植,在种植点深挖,砌筑3m×3m×1.5m的砖池,池底铺设中砂层,内部换填种植土,再将大苗移植到位,这样可以有效隔离盐碱,又为大树提供了足够的生长空间。但此种种植方式要注重水肥的补充,种植之初建议管子深插入地,要浇透水,叶面施肥;后期一年春秋两季各施一次肥。