多媒体技术应用于生物化学实验教学的探索
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作者: 李 赓 肖厚荣
摘 要: 本文作者结合实际教学经验,针对生物化学的学科特点,从如何应用多媒体设备、与学生沟通互动等方面探讨了如何将多媒体技术应用与生物化学实验教学中。
关键词: 多媒体技术 生物化学实验教学 应用
合肥学院是一所立足安徽、面向全国招生的普通本科院校。生物与环境工程系是我校本着“地方性、应用型、国际化”的办学定位[1]重点发展的系部之一。生物化学是我系承担的省级精品课程,为配合课程建设,提升教学水平,生物化学实验室建有多媒体设施。我们作为2007年到合肥学院参加工作的青年教师,三年内参与了生物技术专业和环境工程等专业的生物化学实验的教学工作,在工作中有以下心得。
生物化学是研究生命中的分子和化学反应的学科,也可以说是主要用化学的原理和语言在分子水平解释生命现象的一门学科。[2]生物化学中的重要定理都是通过前人一系列的科学实验逐渐发现并确定的,生物化学实验教学活动可以使学生更好地领会课本中的知识,并在实践中培养动手能力和团队协作精神。单纯地通过板书和挂图的方式不能很直观的向学生展现出生物化学反应的过程,利用多媒体技术可以解决这一问题。多媒体教学手段可以展示传统教学手段无法观察到的现象,使得学生加深对知识点的掌握,提高学习积极性,同时还可以把最先进的实验技术和实验仪器向学生介绍,拓宽学生的知识面。[3]
1.多媒体技术应用于生物化学实验教学的意义
多媒体技术并不意味着仅仅将讲义上的内容逐条拷贝到课件上,照本宣科。如果单纯这样做仅仅是另一种形式的板书而已,从以前的“人灌”到“机灌”,起不到提升学生的实验操作水平和激发其学习兴趣的目的。[4]学生往往还会因为课件的内容太多,目不暇接,精力分散,造成课堂实际教学效果下降。利用多媒体技术,就是要通过课件这个工作平台来充分地运用各种数码科技为实验教学服务,并通过多种沟通渠道与学生互动,教学相长。
2.应用多媒体设备服务于生物化学实验教学
我系为鼓励教师把多媒体手段应用于实验教学中,给实验室配备了扫描仪、数码照相机和数码摄像机等设备,利用这些设备可以充分地发挥多媒体教学的优势。
以用分光光度计测定样品中还原糖的含量这个实验为例。由于实验条件的限制,即使两名教师同时向学生讲授分光光度计的用法,每个分组二十人左右,只有教师周围的四五个学生可以清楚地看到操作过程。而后面的学生并不能清楚地看到教师的操作,在实际操作中还需要教师反复地进行教授。利用数码摄像机可以预先将仪器操作过程拍摄下来,并通过“会声会影”等视频编辑软件剪辑编译,在重要的操作步骤和节点处可以加上文字注释说明强调或者通过调整播放速度用慢动作播放。学生通过大屏幕投影观看实验操作视频,能准确掌握仪器的使用步骤。在生化实验教学中,微量取液器的使用,索式提取器的组装,电泳仪的操作等都可以通过上述方式进行。
扫描仪可以将参考书籍上的重要资料和图片扫描下来,通过Firework和PhotoShop等软件进行处理,应用于课件当中。教师还可以将学生实验报告当中的问题和错误扫描下来,下次实验课前对其问题和错误进行点评。
介绍仪器设备的外形面板、观察实验现象,以及指导提取过程中,称量、研磨、过滤、定容、移液、离心等步骤的正确操作,借助数码照相机呈现图像是最佳的表现形式。[5]同时在生物化学实验教学指导过程当中,运用照相机还可以起到监督取证的作用,将学生不正确不规范的操作动作拍下来,在下节实验课前进行讲评纠正。在实验过程中,教师对出现的异常的实验现象也可以记录下来,以引导学生课后分析思考。
通过多媒体动画来解释比较复杂的实验原理,有的生化实验原理比较复杂,如聚丙烯酰胺凝胶电泳分离血清蛋白的实验中关于浓缩胶和分离胶的具体作用,加入了示踪剂的血清是如何分离的,学生单纯从实验讲义中很难理解实验原理。而通过多媒体动画,学生能很好地理解聚丙烯酰胺凝胶电泳的实验原理。多媒体动画还可以用于展示仪器的运作原理,等等。[5]
3.利用现有条件与学生的沟通互动
上面所提到的课件和实验操作视频等也可以在实验开始前通过网络上传到学校建立的Blackboard网络供学生观看预习之用。我系学生由于家庭条件的限制,拥有电脑的比例还不是很高,不到10%,能上网对上课内容预习的学生不多;但是据了解,拥有MP4或带有MP4功能手机的学生比例较高,达到50%―60%的比例。现在的MP4除了视频观看以外,还常常具有阅读PDF电子书等功能。这样我们可以将仪器的操作视频转换为MP4格式给学生观看,还可以将课件或者课外资料等通过软件转化为PDF格式的电子文档供学生阅读学习。在实验教学结束后,还可以通过QQ群和飞信等手段与学生进行沟通互动,对学生在实验当中碰到的问题答疑。
4.关于多媒体技术应用于生物化学实验教学的思考
时代在不断地发展,生物化学是生物学科方面的基础学科,而实验教学同时又是理论教学的补充,学科方面也要求高度重视实验操作基本功。所以青年教师要不断地学习充电,与时俱进,[6]利用多媒体手段想法设法提高教学水平。结合生物化学省级精品课程的建设,对生物化学实验教学也应当进行前瞻性的建设。如建立实验室网页等,通过实验室网页可以建立虚拟实验室和虚拟实验的方式来对生物化学实验的教学进行辅助。由于实验教学课时的限制,很多试剂的配制和仪器的操作过程都是由实验老师代劳,学生并没有充分参与进去。虚拟实验室的设想是将实验室中大部分常用的实验仪器的操作视频拍摄编译上传,操作的标准步骤上传,将实验讲义上传,学生可以通过点击链接而学习实验试剂的配制准备过程,实验仪器的标准操作,并可以下载保存。学生可以利用虚拟实验这个平台来学习各项技能,并且通过这一平台对其进行研究性学习和实验设计提供帮助。[7]虚拟实验可以使学生掌握在讲义要求以外的实验,并可以节约大量的试剂和实验仪器损耗。这也是未来实验发展的一种趋势。
综上所述,教师合理利用多媒体技术,研究符合教学规律的课件,充分利用现有条件与学生沟通互动,并积极进行虚拟实验室的建设,可以充分调动学生的学习积极性,提高生物化学实验教学效果,提升学生知识应用的能力。
参考文献:
[1]赵良庆,蔡敬民,魏朱宝.应用型本科院校实践教学的思考和探索[J].中国大学教学,2007,(11):79-80.
[2]王希成.生物化学(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2005.
[3]彭帆,肖方详,王艳林.多媒体应用于《生物化学》实验教学的优势[J].健康研究,2009,(6):236-237.
[4]范桂林,罗小丽.多媒体教学课件制作中存在的问题及优化方法[J].科技资讯,2006,(33):70.
[5]沈剑敏.生物化学实验多媒体课件的研制[J].实验室研究与探索,2009,(2):79-81.
[6]高涵.青年教师如何做好生物化学实验教学的准备工作[J].齐齐哈尔医学院院报,2006,(7):862.
[7]王林涛,凌家俭.虚拟实验对生物化学实验教学的补充和发展[J].山西医科大学学报;基础医学教育版,2008,(2):111-113.
本文受到安徽省重点教研项目(2008jyxm137)和省级《生物化学》精品课程建设项目资助。
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