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1科研思維的訓(xùn)練

科研思維是指個體運用一定的科學(xué)方法進行思考的過程，其基本要點是事實與邏輯，即從事實出發(fā)，尊重事實、觀察事實，以事實為依據(jù)并在此基礎(chǔ)上進行科學(xué)嚴(yán)密的邏輯推理，從而提出科學(xué)問題并通過反復(fù)客觀的實踐論證，最后進行歸納、提煉和概括的一個過程[3]。科研思維能力主要分為4個層次：快速學(xué)習(xí)能力、實驗設(shè)計能力、動手操作能力和發(fā)現(xiàn)問題能力[4]。科研思維能力是新時代對在校大學(xué)生的重要要求，而生物通識實驗的教學(xué)不僅有助于學(xué)生將課堂上的理論知識應(yīng)用于實際生活，提升學(xué)習(xí)興趣以及個人成就感，還有助于學(xué)生科研思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。在疫情期間，生物實驗教學(xué)大多只能開展線上實驗理論教學(xué)。學(xué)生通過對實驗理論的學(xué)習(xí)，從而理解整個實驗設(shè)計，有助于科研思維能力中快速學(xué)習(xí)能力和實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。另外，我們充分利用生物通識實驗與實際生活密切聯(lián)系的特點，通過教師網(wǎng)絡(luò)在線指導(dǎo)和學(xué)生線下自主操作相結(jié)合的方式進行家庭版的生物實驗操作，以鍛煉學(xué)生的實踐能力和科研思維能力。與學(xué)校實驗室統(tǒng)一的實驗環(huán)境相比，學(xué)生在各自家中進行實驗操作時不僅更需要獨立完成所有的實驗操作，還需要根據(jù)實驗原理和不同條件調(diào)整實驗方案并自己準(zhǔn)備實驗材料和用具。這不僅能大大增強了學(xué)生的動手操作能力，還更有助于理解實驗原理和實驗設(shè)計，同時有利于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題，更有效培養(yǎng)學(xué)生的科研思維能力。同時，教師在授課過程中，有意識地將科研思維的訓(xùn)練與實際生活的方方面面聯(lián)系起來，充分利用好學(xué)生對生命科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和熱情，以實驗、實訓(xùn)為出發(fā)點，結(jié)合專業(yè)特色，引入生物實驗相關(guān)的科學(xué)思維訓(xùn)練內(nèi)容，同時答疑解惑。如在課程上，提出一系列貼近肺炎疫情防控的科學(xué)問題，將生物通識教育與疫情防控有機結(jié)合，科普相關(guān)知識。這不僅是對理論知識的情景再現(xiàn)，也是對科研思維的綜合訓(xùn)練。

2實驗方案的設(shè)計與改進

基于肺炎疫情的影響，學(xué)生無法返校，實驗內(nèi)容不能在實體實驗室中進行實際操作，教師結(jié)合實驗教學(xué)需求進行在線實驗課程新模式探索勢在必行。我們根據(jù)生物通識實驗的特點，針對一些硬件設(shè)備、試劑藥品和專業(yè)要求不是很高的實驗項目進行從新設(shè)計和改進，形成家庭版實驗方案，并在線上指導(dǎo)學(xué)生進行實驗教學(xué)。而對一些實驗要求較高，無法在家中開展的實驗內(nèi)容，我們采取線上實驗理論教學(xué)方式，利用各種線上教學(xué)資源和平臺進行實驗原理和方法的學(xué)習(xí)，并引導(dǎo)學(xué)生進行實驗方案的設(shè)計和討論。如通過線上教學(xué)方式，以PCR檢測ORF1ab基因的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生了解生物信息學(xué)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫和軟件資源，如國家生物信息中心2019病毒信息庫、GISAID數(shù)據(jù)庫、GenBank、Primer3軟件、MFEprimer3.0軟件等。學(xué)生通過學(xué)習(xí)如何在數(shù)據(jù)庫中下載的全基因序列，并利用相關(guān)軟件進行序列分析和設(shè)計qRT-PCR的擴增引物等，從而了解整個實驗原理并完成整個實驗方案的設(shè)計，從而也達到了對科普的目的。

3網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)課程資源的利用

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展及其在教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，給教育事業(yè)帶來了蓬勃生機，建設(shè)了大量豐富的網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)的課程資源平臺，保證了線上課程的教學(xué)進度和質(zhì)量。教育部根據(jù)疫情防控期間高校在線教學(xué)需求，迅速組織專家遴選出愛課程（中國大學(xué)MOOC）、超星學(xué)習(xí)通、學(xué)堂在線、智慧樹網(wǎng)等37個在線課程資源平臺和技術(shù)平臺來保障教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量。為了順利開展線上生物通識實驗教學(xué)，我們充分利用上線的慕課和在線課程教學(xué)資源。例如，四川大學(xué)課程中心整合了大量的優(yōu)質(zhì)實驗課程資料，形成了較為完整的實驗教學(xué)課程體系和靈活特色的開課計劃，有利于學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)[5]。另外，除了通過常規(guī)的教學(xué)PPT課件來學(xué)習(xí)具體實驗課程的基本知識、實驗原理、實驗步驟、儀器設(shè)備的操作和實驗室安全等理論知識外，學(xué)生還可觀看生命科學(xué)學(xué)院老師團隊拍攝的實驗教學(xué)視頻，視頻清晰具體，簡略得當(dāng)，有助于學(xué)生了解實驗的具體過程，幫助理解相關(guān)的理論基礎(chǔ)。課后，教師針對相關(guān)知識點以及疫情熱點問題，發(fā)放補充資料到騰訊課堂課程群，并進行實時反饋討論，同時鼓勵學(xué)生充分利用多種在線資源進行課后鞏固，如案例庫、四川大學(xué)圖書館文獻檢索、專題講座庫、試題庫和作業(yè)系統(tǒng)等，加強在線資源的挖掘、建設(shè)和應(yīng)用，為線上實驗教學(xué)提供必要的輔助素材。

4虛擬仿真實驗的學(xué)習(xí)和應(yīng)用

虛擬仿真實驗課程建設(shè)，是推進現(xiàn)代信息技術(shù)與實驗教學(xué)項目深度融合、拓展實驗教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實驗教學(xué)時間和空間、提升實驗教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措[6]。開展虛擬仿真實驗教學(xué)能夠強化學(xué)生實驗基本技能、激發(fā)學(xué)生求知欲、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性、提高學(xué)生專業(yè)技能，在生物實驗教學(xué)中具有重要意義。四川大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)虛擬仿真實驗教學(xué)中心（以下簡稱虛擬實驗中心，網(wǎng)址：），依托生命科學(xué)學(xué)院和生物科學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，聯(lián)合生物技術(shù)相關(guān)企業(yè)以及數(shù)字軟件公司共同建設(shè)，為虛擬仿真實驗教學(xué)資源的學(xué)習(xí)和應(yīng)用提供了平臺和基礎(chǔ)，實現(xiàn)了實驗課件、圖像、動畫、虛擬實驗操作、在線測試等多種教學(xué)資源的優(yōu)化整合[7]。經(jīng)過十年的建設(shè)，虛擬實驗中心擁有數(shù)字化數(shù)學(xué)標(biāo)本資源共享平臺、虛擬工廠實踐訓(xùn)練平臺、虛擬實驗課程綜合學(xué)習(xí)平臺等3個課程平臺，自建虛擬仿真實驗項目26個，并實現(xiàn)了校內(nèi)外資源廣泛共享，虛擬實驗教學(xué)資源豐富，如圖1（a）所示。在病毒疫情防控期間，虛擬實驗中心不僅支持了本學(xué)院專業(yè)實驗課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，還支撐了面向全校的生物科學(xué)通識類實驗課程。實驗報在虛擬實訓(xùn)平臺上，支持學(xué)生以生產(chǎn)員工角色進入虛擬生產(chǎn)車間了解生物用品的生產(chǎn)過程，如疫苗、有機酸工業(yè)化生產(chǎn)等，具備設(shè)置實驗參數(shù)、互動回答問題、操作生產(chǎn)設(shè)備等功能，答題與“打怪升級”有機結(jié)合，模擬游戲體驗，邊娛樂邊學(xué)習(xí)，最終掌握工業(yè)化設(shè)備操作，了解系統(tǒng)完整的工業(yè)化生產(chǎn)流程，為學(xué)生打下寬厚扎實的生物工程技能基礎(chǔ)，如圖1（b）所示。同時平臺創(chuàng)編的游戲新穎有趣，契合了學(xué)生好動、愛玩的天性，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動力[8]。

5家庭版實驗操作的教學(xué)探索

百聞不如一見，百見不如一干。實驗教學(xué)是高校培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的主要途徑之一，能有效提高學(xué)生的實驗基本技能、動手能力和創(chuàng)新思維能力[9]。生物實驗課程是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科教學(xué)，應(yīng)突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力[10]。基于“實踐出真知”和“停課不停教，停課不停學(xué)”的精神要求，在肺炎疫情防控期間，我們生物實驗通識課程針對某些實驗內(nèi)容進行實驗方案的改進，并采取教師線上指導(dǎo)與學(xué)生線下自主開展家庭版生物實驗操作相結(jié)合的方式進行生物實驗網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)探索，創(chuàng)新線上講解、線下實操的實驗教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生不僅掌握生物實驗基本操作和生命科學(xué)相關(guān)知識，還有助于培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力、動手操作能力和發(fā)現(xiàn)問題能力[9]。通過對生物實驗內(nèi)容的梳理和家庭實驗條件的挖掘，確定開展了家庭版酸奶和醪糟的制作、認(rèn)識身邊的植物、彩色脈絡(luò)−葉脈書簽創(chuàng)意制作等實驗項目的教學(xué)。首先，我們充分利用各種網(wǎng)絡(luò)方式來實驗課程預(yù)習(xí)材料，進行在線實驗理論教學(xué)與討論。例如，在開展家庭版酸奶和醪糟的制作實驗教學(xué)時，教師上課前通過課程QQ群來并組織學(xué)生進行實驗預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，在上課期間通過騰訊會議等網(wǎng)絡(luò)方式進行線上實驗理論的講解和討論，如圖2所示。然后，學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握了實驗原理和基本操作步驟后，還需要根據(jù)各自家庭已有的條件選擇實驗材料和用品，并適當(dāng)?shù)馗倪M實驗方案。最后，根據(jù)各自的實驗方案獨自完成包括實驗準(zhǔn)備在內(nèi)的所有實驗操作步驟和實驗報告。由于學(xué)生實驗場所是家庭環(huán)境，教師無法近旁指導(dǎo)，但是學(xué)生如果有任何疑問可以通過課程QQ群進行線上交流、討論，打破了實驗學(xué)時的限制，如圖2（d）所示。與實體實驗相比，這不僅有利于更多學(xué)生之間的廣泛交流，特別是習(xí)慣于鍵盤式交流方式的學(xué)生，教師也可以不受課程學(xué)時限制地進行線上指導(dǎo)，極大地加強了師生間的在線互動交流。在肺炎疫情防控的長期居家條件下，家庭版實驗操作極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生課下開動大腦，根據(jù)自行建立和完善的實驗方案，自主挖掘家庭實驗條件，進行實驗操作訓(xùn)練的同時，還可享受自主學(xué)習(xí)、自由探索以及生命科學(xué)帶來的生活樂趣。然而，在家做實驗，難免會因為缺少精確的儀器設(shè)備給學(xué)生帶來困擾，但也會帶來對困難解決思路的思考以及感受到“自己創(chuàng)造條件”的自豪感，無論實驗成功和失敗，都是難忘的“生命奧秘探索”體驗，有助于加深對生物實驗更深層次的理解和思考。

6多元化開放性的成績評定方式

傳統(tǒng)的實驗成績評定方法，大多基于考勤、實驗過程表現(xiàn)、實驗報告的質(zhì)量等方面來實施，而在肺炎疫情期間開展的生物實驗類通識課程由于實驗場所在學(xué)生家中，實驗條件和環(huán)境各不相同，學(xué)生完成的實驗任務(wù)在內(nèi)容、過程等方面都無法簡單地進行比較，采取傳統(tǒng)的實驗成績評定方法不能準(zhǔn)確、合理地量化評定學(xué)生的成績[11]。另外，生物實驗類通識課程作為面向非生物類學(xué)生的生命科學(xué)通識課程，不再以全面的知識傳授為主要教學(xué)目的，而應(yīng)注重提高學(xué)生在思想層次認(rèn)識分析事物的能力，強調(diào)引導(dǎo)學(xué)生對生命奧秘的感悟和思考[12]。因此，在對學(xué)生的成績評定上我們也應(yīng)采取多元化開放性的評定方式，多在實驗操作后給出一些讓學(xué)生引發(fā)思考與感悟的開放性題目，如“有沒有必要進行全民針對的抗體篩查？請列出支持或否定全民篩查的理由”等。由于課程是通過網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與線下操作相結(jié)合的方式實施，學(xué)生的實驗成績分為平時成績（20%）、實驗操作成績（20%）、實驗結(jié)果分析成績（30%）、測試題或思考題成績（20%）和實驗心得體會（10%）等部分。在形式上，學(xué)生既可以提交傳統(tǒng)電子版實驗報告形式，也提交自己錄制的實驗視頻報告形式。教師通過虛擬實驗中心平臺，組織班級管理、設(shè)置實驗預(yù)習(xí)資料和在線測試等，學(xué)生可以在平臺提前預(yù)習(xí)并參與測試，平臺會記錄每個學(xué)生的學(xué)習(xí)時長和考試結(jié)果，可記錄學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和教學(xué)效果，形成評價報告，豐富成績評定與分析的方式，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)意識，激發(fā)學(xué)習(xí)動力。

7結(jié)束語

實驗教學(xué)作為高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和基本操作技能的重任[12]。肺炎疫情期間，特殊時期特殊對待，它更要求高校教師具備更新變化的能力，為特殊時期實驗課程的有序進行出謀劃策、貢獻力量；同時生物通識實驗也是針對肺炎疫情的一場大型科普教學(xué)。本文就科研思維的訓(xùn)練、實驗方案的設(shè)計與改進、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資料的利用、虛擬實驗、家庭實驗操作訓(xùn)練以及多元化成績評定分析6個方面做了實驗課程教學(xué)嘗試，探討適應(yīng)當(dāng)下教學(xué)條件的應(yīng)對措施，優(yōu)化學(xué)生在線實驗課程體驗，保障教學(xué)質(zhì)量與進度，旨在新挑戰(zhàn)下為生物通識實驗教學(xué)的實施提供參考。同時，在線教學(xué)工作不僅是應(yīng)對疫情的短期行為，更是一場長期的教學(xué)探索，對后續(xù)推動實踐類通識教育教學(xué)方式改革具有重要的指導(dǎo)和現(xiàn)實意義。

參考文獻

［1］侯義龍.通識課程“生命科學(xué)趣味實驗”課程體系的構(gòu)建與實踐[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究:電子版,2015,5(2):49−51.

［2］潘久武.談科研思維及其類型特點[J].上海教育科研,2009(2):78−79.

［3］任志強,衛(wèi)春會,黃丹,等.“微生物學(xué)”實驗教學(xué)改革與科研性思維能力培養(yǎng)[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2019(22):112−114.

［4］趙建,楊小帆,王敏,等.論“病毒學(xué)”網(wǎng)絡(luò)課程中心建設(shè)的作用及共享[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2016,14(6):212−214.

［5］熊宏齊.國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目的新時代教學(xué)特征[J].實驗技術(shù)與管理,2019,36(9):1−4.

［6］王甜,王茂林,林宏輝.生物類虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)中的問題與對策[J].實驗室研究與探索,2017,36(3):153−156.

［7］王甜,孫群,王茂林,等.虛擬工廠實訓(xùn)平臺在企業(yè)綜合實訓(xùn)中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理,2016,33(8):110−114.

［8］許國安,徐華成.深化實驗教學(xué)改革注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理,2004,20(2):112−115.

［9］陳永富,朱秋華,尹尚軍.高校實驗教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)——基于基礎(chǔ)生物實驗課程的改革與實踐[J].教育理論與實踐:學(xué)科版,2009(9):54−56.

［10］楊風(fēng)開,程素霞.基于AHP的設(shè)計性實驗成績評分方法[J].實驗室研究與探索,2019,38(6):210−213.

［11］羅玉雙,熊大勝,席在星,等.全面開放實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新精神[J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(3):22−24.［12］

作者:李佛生 熊莉 王甜 周潔 晏仕英 汪紅 趙建 單位:四川大學(xué)生物科學(xué)實驗教學(xué)中心