信息化條件下瓊脂糖凝膠電泳實驗教學改革

　　摘 要：文章針對傳統DNA瓊脂糖凝膠電泳實驗教學中存在的問題，探索性地將信息技術融入到教學改革中，通過課前、課中、課后信息化手段的運用，激發學生學習興趣，切實增強課堂教學效果，提升學生技能，達成實驗教學的教學目標。

　　關鍵詞：實驗教學;瓊脂糖凝膠電泳;信息化

　　瓊脂糖凝膠電泳是用瓊脂糖作支持介質，來對核酸進行分離分析的一種電泳方法，在核酸研究工作中起著重要作用，廣泛應用于基礎理論研究、農業科學、商檢等許多領域，是生物化學課程和生物技術制藥課程中的重要操作實驗[1，2]。

　　一、傳統的實驗教學模式

　　在傳統實驗教學中，學生預習情況不易檢查和控制，教學模式單一。課前，教師先讓學生預習實驗講義。課堂上，教師先講解實驗目的、實驗原理、步驟和操作注意事項，并進行重點實驗操作演示，然后再由學生分組，按照實驗步驟進行實驗。教師講解時間一般為15到20分鐘，實驗課教學效果差，實驗時間短，也沒有時間反復驗證。考核方式單一，教師僅根據實驗結果與學生在實驗課堂的表現來對學生進行評價，學生在課后缺乏與教師的溝通，無法及時總結實驗中存在的問題，由于需要在規定的課時內完成實驗，即使學習認真的學生也得不到很好的實驗結果。這種教學模式不利于提高實驗課程教學效果，不利于鍛煉和培養學生勤于思考的學習習慣，不利于激發學生的創造性思維及培養學生的實踐能力[3]。

　　二、信息化條件下實驗教學改革

　　伴隨著互聯網技術的迅猛發展，職業教育信息化已成為培養高素質勞動者和技能型人才的重要支撐[4]。借助豐富多樣的信息化教學資源開展教學活動，充分利用微課、視頻、虛擬軟件等為枯燥的學習過程增添趣味，將枯燥的理論形象化，提高學生學習興趣[5，6]。

　　在瓊脂糖凝膠電泳的實驗中，融入信息化教學手段，借助微課、視頻、PPT、超星泛雅網絡教學平臺等多媒體網絡信息化技術為輔助， 進行了實驗教學新方法的改革，使教學內容得以形象生動地展示， 有效解決了學生預習不充分、傳統教學示范不易展示的難題，突破了實驗和操作環節的時空限制，吸引學生參與到實驗中來，提高了學生的動手操作能力，改善了實驗教學效果。

　　1.教學環節設計

　　結合學院“虛實結合，學訓交替”的人才培養模式，利用信息化手段加強實驗教學改革，讓學生帶著興趣和問題學習，了解實驗全過程;提高學生自學能力，增加學生自主學習意識。流程如圖1所示。

　　整個教學環節劃分情況如下：

　　(1)課前預習

　　課前教師在網絡教學平臺上傳自學任務單，要求學生觀看教師制作的講解瓊脂糖凝膠電泳原理的微課和實驗操作過程微視頻，觀看結束后完成預習題，教師通過教學平臺匯總的學生任務完成情況數據，對學生的預習情況進行初步評價。線上學習拓展了學習的時間與空間，通過課前檢測結果，了解學生對本次實驗基本知識點的掌握情況，能夠有效幫助教師制定教學過程中的重難點，并根據學生掌握情況合理分配教學時間。

　　(2)課中導學

　　第一環節：情景導入

　　教師創設情景，導入任務：DNA分子的混合樣品如何實現分離?任務提出后，教師引導學生先以小組討論方式，對DNA的分離進行研究和探討。教師可提示學生考慮蛋白質混合樣品的分離手段。本環節的目的在于引導學生自主思考，培養學生分析問題的能力，提高學習興趣，自然引入實驗目的。

　　第二環節：任務分析

　　為順利完成本次實驗教學目標，教師引導學生分析本次實驗，把DNA分離的任務分解為三個層次：DNA瓊脂糖凝膠電泳的原理，電泳的操作步驟，電泳所需的試劑、設備和注意事項。使學生在學習中目標明確，層層遞進，結合課前預習制定下一步的側重點。

　　第三環節：探究學習

　　虛擬仿真軟件模擬實驗過程：結合課前微課學習，教師講解虛擬仿真軟件的操作方法，講解結束后，請學生自主探究、積極操作，教師引導強調操作過程中的技巧。通過虛擬仿真軟件，學生強化課前預習內容，教師演示、指導突破教學難點，并為實際操作做好鋪墊。

　　實操演練：模擬操作結束后，學生即進入實驗室進行實操演練，學生根據教師要求分組完成制膠、加樣、電泳、觀察等實驗過程。

　　第四環節：歸納評價

　　操作完成后展示作品，選取1-2組學生講述其制作過程，對實驗結果進行初步分析。將各組凝膠圖譜上傳至教學平臺，請學生投票選出最佳作品，對各組的實驗結果進行評價。最后，教師圍繞電泳的操作進行點評。

　　(3)課后拓展

　　①平臺交流

　　課后教師引導學生在教學平臺討論電泳過程中的影響因素，如何得到清晰的電泳圖譜?教師線上參與討論。討論后總結實驗過程中應注意的關鍵點。給學生布置任務：認識溴化乙錠。讓學生查閱資料，了解溴化乙錠用于DNA染色的原理，試劑的毒性和使用注意事項，培養學生的安全意識。

　　②開放實驗室

　　實驗后開放實驗室幫助學生進一步加強練習，在規定的時間內要求學生在實驗室進行電泳操作，每個學生獨立完成實驗，都需要在教學平臺提交清晰的電泳圖譜，提交實驗報告。通過在實驗室反復錘煉、鞏固知識，培養嚴謹細致的專業素養和工匠精神。

　　2.實驗教學評價方式改革

　　傳統的實驗教學，教師對學生的評價僅限于出勤率、實驗報告、實驗過程等，而且考核粗放，考核缺乏公開性、公平性和公正性，無法真實反映學生的實驗過程[7]。信息化背景下，實驗教學的考核評價注重于過程評價，注重收集學生學習狀況的數據和資料，評價過程中給予學生多次評價機會。如有學生對自己的電泳圖譜不滿意，允許學生重新去實驗室得到滿意的電泳結果，重新上傳教學平臺。考核標準根據實驗性質調整，切實體現依考促學，建立形成性學習評價與考核機制，達到促進學生技能提升的目標。

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