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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。
例1参看图1，根据图1的电路图用图2的实物体现出来，请用笔画出导线，且线路不能交叉)．在这个电路图中，如果要闭合图2的开关，滑动变阻器应当调到最左边或最右边?解:实物连接图如图2．滑动变阻器应当调到最左边．图1图2图3分析:该题并不是一个复杂的物理实验题，它属于测定伏安法测定额定电阻功率的最基本的实验题，也是实验课程中学生一定会学习到的实验题．然而，参看这道题中的考点，这题的第一个问题，如果学生只要了解实验的步骤就能画出实物电路图，那么学生解答第二题时必须要了解这个实验步骤真正的意义才能够回答这道题，这就要求教师引导学生进行实验时，不能让学生仅仅只会死记硬背实验步骤，而要能归纳总结学过的知识点，将知识点形成系统．学生在学习时能理解知识点与知识点之间的联系，了解每个知识点真正的意思，教师在引导学生进行物理实验时，要引导学生学会归纳与分类的思维方法，让学生从自主完善知识结构的角度学习作实验．
二、让学生设计物理实验的习题
例2给你一个苹果、水果刀、弹簧测力计、刻度尺，请设计出一个实验测试出苹果的密度．解:挖出一块苹果，将苹果修整为长方体或正方体等易计算的苹果块，用弹簧测力计测试出苹果块的质量，借ρ=m/V的密度公式求出苹果的公式．分析:从这道物理竞赛题中可以看出，物理教师这体是以让学生设计物理实验的方式考学生是否真正懂得实验的原理．学生要能正确的设计这个实验，不仅要能深入的理解实验的原理，还要具有方程思想．实际上方程思想是设计物理实验的重要思想之一，以这道实验题为例，它要求学生在了解密度公式的前提下，将现有的条件用方程的思想对应起来:即ρ=?;m=用弹簧测力计测出的质量;V=水果刀与刻度尽计算出的体积公式．由已知条件解决未知的条件．教师完成实验时，要从让学生设计实验的角度让学生在物理学习中学会使用方程思想．
三、让学生猜想物理结果的习题
例3一个透明玻璃罐中装有大半罐米．将一枚乒乓球与一枚玻璃球埋入米里，然后摇晃透明玻璃罐，摇晃一段时间以后，乒乓球慢慢浮出米堆，而玻璃罐没有浮出米堆．请猜测以下两种说法是否正确?由于乒乓球的体积比玻璃球大的缘故，所以浮出米面;由于乒乓的质量比玻璃球大的缘故，所以浮出米面．请设计出实验证明自己的猜测．解:选取一些沙子，分别称出米与沙子的密度;将相同的米放入三个规格相等的玻璃罐中，将玻璃罐编号编为A、B、C，把质量不等的沙子放入罐中．其A与B的共同条件为沙子体积大于大米;其B与C的共同条件为砂粒的质量大于大米．根据以上实验结果可验证以上说明是否正确．分析:这一道物理实验题，是给学生已知条件，要求学生猜想得到的结果．从该题的出题思路中可以分析到，这一题的重点不在于学生是否能准确的得到哪种猜想正确的答案，而是看学生能否能用类比推理的思维科学的做实验．即学生要能理解到，要观察物理现象，就要先设定为其它条件不变的前提下，只设定其中某一种条件不同，在一种条件不同的前提下观察物理变化，根据不断的实验，学生能用类比推理的思维找到物理规律．如果学生不能够理解类比推理的思维方法，就不会理解物理实验的过程，初中物理教师引导学生进行物理实验时，要让学生在实验过程中掌握类比推理这种科学的思维方法．
四，让学生构想物理条件的习题
2.多媒体课件制作的技术支撑及风格定位。常用的多媒体课件制作软件包括PowerPoint、Authorware、Flash、Photoshop等，在制作设计风格上以“和谐统一、各具特色”为总方针，根据主体内容的特点选择不同的展示风格。所谓“和谐统一”主要表现在界面的整体规划与设计方面，包括模板选择、内容编排、文本格式和色彩的搭配等。课件统一采用白色背景模板，主体内容与框架结构编排一致，统一字体格式及页面布局，色彩搭配上以易于阅读和重点突出为主，使用背景与字体对比鲜明的颜色，如浅色背景配黑色或深红、绿、蓝色字体。而“各具特色”主要由于实验原理、仪器和实验结果等的不同，在图片、图表、动画或视频的选择上呈现差异。如酶活性实验的结果分析部分，采集学生的实验结果图片，通过实验结果的直观对比，说明不同组间在实验现象上可能出现差异，而不同的实验现象均能用同样的理论来进行解释，通过图片的对比分析，加强学生对实验原理的理解，同时提升学生分析问题和解决问题的能力。在仪器介绍和实验原理讲解部分，课件主要采用动画或视频进行演示，给学生最直观的感受，易于学生的理解和掌握。
3.多媒体课件的素材采集及编制。根据动物生物化学实验涉及的研究方法和研究对象，通过实验教学及网络资源两种方式进行课件所需图片、图表、动画和视频等资料的采集，再利用多媒体制作软件将这些素材与课程内容有机结合，通过静态文本、动画和视频演示等多种形式制作成适合实验项目的多媒体课件。如仪器介绍部分、移液器、离心机等常规仪器充分利用网络视频进行仪器结构、使用方法及注意事项的讲解，节约了制作成本；而分光光度计由于型号不同、使用方法存在差异，主要通过图片呈现和自行制作的动画来介绍使用流程。实验操作步骤部分，根据操作的难易分别采用图片、图表或视频等方式，如凝胶过滤法分离蛋白质实验，由于学生初次接触该类实验方法相对陌生，从而选用相关的网络视频进行操作步骤的演示，有助于学生对实验全程的了解及细节的掌握。同时，课件还利用制作的动画模拟介绍实验技术的基本原理，如在聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定IgG实验中，聚丙烯酰胺不连续系统电泳产生浓缩效应的原理较难理解，课件制作了相关的动画，形象生动地展示更易于学生对知识的消化和吸收。
二、动物生物化学实验多媒体课件的教学效果分析
本实验室自2008年就开始利用多媒体技术进行动物生物化学实验教学，该多媒体课件也历经了5年时间的补充和完善。以2013级华南农业大学动物科学专业、水产养殖专业、蚕学专业的学生为调查对象，在229名本科生中随机选择了112名学生进行了多媒体教学效果的问卷调查，表1给出了本课件教学效果的综合统计结果。从反馈信息的综合分析结果可以看出，学生广泛认同多媒体技术适用于实验教学，且比传统板书的教学效果好，有助于教学内容的讲解，同时通过图文并茂以及生动直观地展示，提高了学生的学习兴趣，有利于学生对知识的理解和实验技能的掌握。在多媒体课件的制作效果上，约93.75%的学生对现有的课件表示满意，这说明课件在总体上很好地满足了教学要求。
三、动物生物化学实验多媒体课件存在的问题及对策
1.96.43%的学生认为单个实验多媒体讲解的适宜时间应控制在30分钟以内，因此在实验编排及讲解上应条理清晰，重点突出。通过调查笔者发现该课件仍有需要改进的地方。
2.58.04%的学生表达了对增加教学视频的愿望，说明包含听觉和视觉信息的视频教学方式，有利于激发学生的学习兴趣，使学生在视听的交互作用下强化接收信息的能力，拓宽了学生思维和想象的空间。
3.22.32%的学生认为课件在版面设计方面需要调整，通过对课件的总体检阅，笔者发现部分章节存在文字较多的现象，对这些内容将本着“内容精简，行间稀疏”的原则进行调整，同时丰富课件的色彩及插图，使课件不仅具备技术性和实用性，同时具有较强的整体美感。
4.19.64%的学生觉得课件框架需要调整，这反映出学生在对所学知识尤其是部分章节教学重点和难点的理解上仍存在一定的困难，因此课件后期的调整应加大这部分内容素材的收集、完善以及整理，通过动画或视频等形式帮助学生对知识重点和难点的消化和吸收。
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．
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。
2.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。
1.综合性开放性实验模式的内容。以裸鼠皮下抑制肿瘤模型的建立及相关药物分子的活性评价课题为例，该模型的制备过程中所涉及的实验操作众多，能够较完全、系统的培养学生的科研能力，使本科生能够接触不同层面的知识。根据实验内容的需要以及本科生课内学时有限性的特点，将该课题项目分解为不同的课题小组，例如：细胞培养课题小组；肿瘤移植动物模型小组；药物抑制肿瘤生长的评价组等，然后每个学生根据所学知识以及兴趣爱好，选择自己的实验内容并组建“课外科研兴趣小组”。确定实验内容后，学生自己查询文献并写出详细的实验方案，通过指导教师与学生共同商讨，进一步完善实验设计方案。确定实验方案之后，在指导老师的督促和指导下开展实验，同学之间、组与组之间相互交流协作，共同完成。实验过程中学生及时做好实验记录，例如细胞的生长状况、动物的精神状态等，测量细胞生长抑制率，绘制肿瘤生长曲线等主要的结论性数据指标，动物组织标本的获取和处理等。在所得试验数据的基础上，学生自己归纳总结所得的实验数据，得出科学合理的实验结论，撰写了规范的实验报告。在撰写实验报告的基础上，有意识的传授学生论文写作的基本知识与规范。这一实验项目是老师的课题，要解决的问题明确，不占用课内学时，不额外增加教学经费，既全面提升了学生的动物实验技能，也锻炼了学生的思维创新能力。
2.综合性开放性实验体现出的育人优势。综合性开放性实验是通过更加新颖、灵活的综合性、创新性实验内容，使实验教学从单纯的理论验证和单元性的基本操作训练，提高到理论知识的综合运用和实验技能的有机结合上来。与验证性实验只是简单的照搬步骤的重复不同，综合性实验能够显著提高学生学习的主动性和创造性，是一个持续的、动态变化的实验过程，培养了学生的自学创新能力、科学思维能力和知识的综合运用能力。首先，该实验模式迫使学生变被动的围绕实验内容的生搬硬套为主动的探索性学习。传统的试验模式中，同学们大多不作预习，“习惯”于按既定的实验步骤做下来，得出教材上所给出的结论即完成任务，因此多数学生对现有的一些实验兴趣不高，对待实验课也是应付了事，积极性不高。动物实验过程中需要多位学生相互协作，实际上不少同学都是在旁边观看，不愿自己动手，更谈不上主动思考。本次所设立的开放性实验内容，教师只给出实验的主题———裸鼠皮下抑制肿瘤模型的建立及相关药物分子的活性评价，并将整个实验分为3个兴趣小组，在学生分组后，其他一切全都放手给他们去做。为了做好实验，展示自己的能力，学生的积极性空前高涨。同学们主动地带着问题去查资料、找文献，思考实验中的某些细节，并且能够积极地与教师进行沟通，极大的调动了学生学习的积极性和主动性。其次，实验模式的改变引导学生更注重知识的活学活用以及各学科之间的相互联系，克服了学生对知识理解片面化、孤立化的缺点。综合性实验培养了学生的实践动手能力和利用所学知识进行综合分析、解决实际问题的能力，培养了同学之间相互协作的团队精神。在此次实验的实施过程中，同学们开始思考不同设计方案的优缺点，以及不同方案中可能遇到的问题和相应的解决方案等。另外，通过本实验的实施，将以前教材上所学到的抽象的知识更加直观的展现到学生面前，例如，对于细胞的形态、生长特点以及细胞的传代和冻存、实验动物的饲养、观察、抓取、给药方式直至动物模型的建立以及动物的解剖、组织标本处理等基本知识和技能，通过自己的实际观察和动手操作，同学们不仅掌握了“肿瘤细胞体外培养”、“肿瘤细胞的实验动物移植瘤模型”等相关内容，同时复习了基础生物学、生物化学、分子生物学等有关课程的内容；还了解了药理学等方面的知识，燃起了学习新知识的热情。再者，源于科研项目的综合性实验，培养了学生严谨的科学态度和初步的科研能力。生命科学实验的特点决定了学生必须认真做好每一步实验过程，否则任何一步小的错误不仅影响了自己小组的实验内容，也会耽误其他小组的试验进度，甚至会导致整个实验的失败。同时，通过规范撰写实验报告，锻炼了缜密的思维能力和良好的写作能力，培养了学生深入分析和讨论问题的能力。通过对结论的分析，使学生懂得实验结果与理论分析并不是完全一致的，从而学会如何正确看待理论与实际，如何正确对待书本与实践。
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充分使用多媒体和网络教学手段
遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程，部分章节或内容相对抽象，学生不易理解，这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来，或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来，或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生，使学生真正理解所学知识，从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性，可引导他们利用网络进行专业学习，将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时，可引导学生自己通过互联网查询相关信息，并把自己了解到的、体会到的给大家讲解，这样通过广泛的发挥同学们的作用，使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率，丰富了学生的知识面，也使学生参与进去，培养其主人公意识，真正对该学科产生兴趣，从而愿意学、乐意学。
3引入实验教学
遗传学课程牵扯到许多的实验，如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话，就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科，通过开展相关实验，不仅验证了课堂教学的理论，而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力，使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学，因此我们可以参考和学习他们的经验，编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上，遗传学实验课程的开设非常有必要。
二、评价方法
科学探究能力的主要能力结构是科学知识的掌握、科学方法的应用、表达和交流三个方面，科学探究每个维度都可以从这三个指标进行评价，从而形成科学探究能力的评价体系。1.科学知识的掌握评价标准分值5：能够依据自己选择的探究因素，选择合适的实验材料，设计出简单、合理、易操作的实验装置，实验过程符合科学逻辑。分值3：能够依据自己选择的探究因素，选择合适的实验材料，设计出合理可行的实验装置，实验过程符合科学逻辑。分值1：实验材料选择不恰当，实验装置设计不合理，实验过程缺乏基本科学逻辑。2.科学方法的应用评价标准分值5：选取恰当数量的大豆种子，实验装置应考虑适宜的萌发条件，科学合理设置对照实验，考虑相同环境因素，保证某一外界因素这一单一变量，有明确可信的数据记录。分值3：选取恰当数量的大豆种子，科学合理设置对照实验，保证某一外界因素单一变量。分值1：未考虑实验的变量控制，设计的实验方案与检验假说没有逻辑上的关系。3.表达与交流评价标准分值5：能够简明有条理地叙述探究方案，实验装置描述清晰易懂，易被他人重复。分值3：能详细叙述出探究方案，基本能被他人理解和重复。分值1：探究方案的表述不完成，逻辑混乱，不可重复。
案例1：
（1）先在2个纸杯上分别标上“A”和“B”。
（2）分别在A杯和B杯内放入250g土。
（3）再在A杯和B杯内分别放入10粒大小相似并完整有生命力的大豆种子。
4）在A杯内每天浇水，B杯不浇水。
（5）仔细观察一周并记录种子萌况。评价：科学知识的掌握5分；科学方法的应用5分；表达与交流5分。
案例2：
（1）取两个烧杯，都放入相等泥土。
（2）分别放入10粒种子，每天浇等量的水。
（3）一个放于温暖阳光下，另一个同样放于阳光下，但不让它照到光。
（4）连续观察一周，每天记录萌发数量。待修改问题：
（1）烧杯未标记。
（2）表达可再详细、具体些。评价：科学知识的掌握5分；科学方法的应用3分；表达与交流3分。
案例3：在土壤里均匀播种种子和水，在温度37度时会不会发芽。多试几次，每次不同湿度温度。待修改问题：
（1）未用标记。
（2）没有设置对照实验，没有控制实验变量，变量不唯一。
（3）表达没有条理不清楚，没有可操作性。评价：科学知识的掌握1分；科学方法的应用1分；表达与交流1分。
三、结果与思考
通过对162份工作单的评价，发现七年级学生在设计探究方案中存在以下问题：
1.器材的选择：学生在没有选择探究温度因素的情况下选用冰箱放置实验组。
2.大豆数量：三分之一的学生选择每组5粒以下的大豆种子进行实验。
3.实验组和对照组的编号：只有少数同学给培养皿或烧杯贴标签编号。
4.单一变量的控制:
（1）探究光：阳光下和阴暗处有温差，出现光和温度两个变量。
（2）探究温度：冰箱里无光，与室温下做对照，出现温度和光两个变量。
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。
分子生物学实验技术已经成为生命科学领域中的通用技术，是学生将来进行医学科学研究的必备手段。而现行化学分析实验室硬件水平无法满足分子生物学实验教学要求。
（2）实验室与教研室的分离严重制约
生物化学与分子生物学学科的建设和发展。生物化学与分子生物学学科为海南省重点学科，又为我校硕士点建设支撑学科，我校从2014年开始承担硕士研究生生物化学与分子生物学的理论教学和实验教学工作。同时，由于目前我校缺少科研实验室，教学实验室同时也作为教师科研场所。教研室与实验室的长期分离，极大地制约了教师的科研工作，不少教师的课题研究需要到校外实验室进行，这与未来生物化学与分子生物学学科在学校中的教学角色不匹配。
（3）生物化学实验教学改革难以开展
目前生物化学实验与其他3门实验课程整合为一门化学分析实验课程，课程负责人为化学分析实验室负责人，课程规划、实验室规划都由课程负责人负责实施。然而化学分析实验课程中的生物化学实验教学仍由生物化学与分子生物学教研室教师负责教学。每次课程大纲修订、实验教学项目更改都需要由课程负责人跨院系召开不同教研室教师会议，难以实现多部门协调。部分生物化学实验内容严重落后，学生毕业后真正能用到的知识不多。而如果由授课教师进行教学改革设计、实验项目更新，又很难得到实验室的支持。例如近年来被认为在实验教学中有效的综合性实验和设计性实验，目前在生物化学实验教学中尚未开展。
（4）实验室规划及设备更新受到严重影响
由于实验室规划和设备更新都由课程负责人提出并执行，因而难免受到负责人本身专业背景的影响。近10年来，生物化学实验教学所需仪器仅对分光光度计进行了更换，而分子生物学实验教学所需设备没有添置和更新。
（5）实验室教学辅助人员的培养受到严重影响
由于实验室目前隶属于药学院，因而生物化学实验员无法参加生物化学与分子生物学教研室的集体备课以及教学任务、科研课题的承担，严重影响实验员的职称评定和专业能力提高。
（6）成为急诊医学等新办专业评估的“硬伤”
新办专业首届学生毕业前，教育厅组织相关专业人员进行评估。而近年来新办专业评估时对医学院校没有独立生物化学实验室提出较多质疑，这会影响学生科研能力的培养。
（7）教学实验室在课余向本科生开放受到影响
尽管学校提倡开放实验室，促进大学生创新实验开展。但实验室的开放需要实验教学人员和工作人员配合，因而目前进行的大学生生物化学创新实验并没有在化学分析实验室进行。
（8）教研室和实验室工作协调困难
由于教研室与实验室隶属不同部门，涉及的跨院（系）实验室较多，而学校规定教职工奖金津贴由各院（系）独立核算，这些都使得教研室和实验室之间工作协调困难。
