生物化學(xué)技術(shù)實驗研究探析

宋慶發(fā)　乙　引　余天華　馮曉英

【摘 要】本文在指出傳統(tǒng)的生物化學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)中存在的問題的基礎(chǔ)上,分析生物化學(xué)綜合性與設(shè)計性實驗的研究,得出綜合性與設(shè)計性實驗教學(xué)的現(xiàn)實良好效果。

【關(guān)鍵詞】生物化學(xué)技術(shù) 綜合性 設(shè)計性 實驗

傳統(tǒng)的生物化學(xué)實驗僅停留在以驗證性實驗為主的階段,缺乏綜合性和設(shè)計性實驗,既難以鍛煉學(xué)生獨(dú)立承擔(dān)實際工作的能力,又不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維,已經(jīng)很難跟上當(dāng)前生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展步伐。為適應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力,提高學(xué)生素質(zhì)這一新的發(fā)展形勢,生物化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)改變過去那種被動的實驗教學(xué)模式,在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式上進(jìn)行大膽改革,對生物化學(xué)綜合性與設(shè)計性實驗進(jìn)行研究,把傳統(tǒng)的、經(jīng)典的內(nèi)容與現(xiàn)代的內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來,引入現(xiàn)代的實驗設(shè)計和方法,提高學(xué)生的動手能力,充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性,使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。

一、傳統(tǒng)的生物化學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)中存在的問題

生物化學(xué)實驗是當(dāng)代生物學(xué)中的前沿學(xué)科,是生物化學(xué)教學(xué)的重要方面。它既與理論教學(xué)有聯(lián)系,更是一個相對獨(dú)立的部分,是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和科研素質(zhì)的重要途徑。然而,傳統(tǒng)的生物化學(xué)實驗教學(xué)沿襲基礎(chǔ)課的實驗教學(xué)方法,附屬于理論教學(xué),側(cè)重于演示現(xiàn)象,驗證課堂理論,很少讓學(xué)生自己去創(chuàng)造、設(shè)計,教學(xué)模式基本上是“填鴨式”的。學(xué)生進(jìn)行實驗之前,教師在講臺上講授實驗原理、實驗過程、注意事項,學(xué)生僅限于被動學(xué)習(xí)。多數(shù)學(xué)生對上這種實驗課興趣不大,完全是“為做實驗而做實驗”。這不僅不能反映出實驗內(nèi)容和方法的進(jìn)步,而且不能有效培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,完全達(dá)不到實驗教學(xué)的目的。

二、綜合性與設(shè)計性實驗的研究

1.綜合性實驗的研究

綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或相當(dāng)于本課程知識的實驗,它是對學(xué)生實驗技能和實驗方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實驗。如豬胰蛋白酶的提取及性質(zhì)的研究由以下幾個小實驗組成:豬胰蛋白酶的提取;離子交換柱層析純化豬胰蛋白酶;豬胰蛋白酶活性的測定;反應(yīng)時間對產(chǎn)物形成的影響;pH值對酶活性的影響和最適 pH值的測定;溫度對酶活性的影響和反應(yīng)活化能的測定;酶熱穩(wěn)定性測定;底物濃度對反應(yīng)速度的影響及 Km和 Vmax的測定;抑制劑對反應(yīng)的影響。該綜合實驗所覆蓋的實驗原理、方法、技術(shù)是多樣化的。通過該實驗,學(xué)生可以掌握電泳、離心、光學(xué)分析、鹽析、層析等生物化學(xué)基本實驗技術(shù)。

2.設(shè)計性實驗的研究

設(shè)計性實驗是給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件,由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實施的實驗。學(xué)生自己動手設(shè)計實驗,能有機(jī)地結(jié)合以前所學(xué)的知識,進(jìn)一步培養(yǎng)實事求是的作風(fēng)和勇于創(chuàng)新的精神。例如蛋白質(zhì)含量的測定,在開設(shè)了有關(guān)蛋白質(zhì)基礎(chǔ)實驗(如凱氏定氮、層析、分光光度分析等蛋白質(zhì)含量測定實驗)后,給定一些材料讓學(xué)生自選,如各種蛋類、各種動物血液、各種奶制品等,要求學(xué)生在已掌握的蛋白質(zhì)理論知識和實驗技能基礎(chǔ)上,從蛋白質(zhì)含量的測定方面開展實驗,根據(jù)實驗結(jié)果對不同材料的營養(yǎng)價值從蛋白質(zhì)角度進(jìn)行分析和評價,最后以小論文的形式提交實驗報告。

從實驗中可以看出學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新熱情在不斷提高。在“果蔬維生素 C含量測定及其分析”的實驗中,學(xué)生了解了維生素 C的基本性質(zhì)后,教師給定一些材料讓學(xué)生自選,如蘋果、梨、香蕉、桔子、白菜、芹菜、菠菜等。有的學(xué)生同時選用水果和蔬菜,有的選用不同貯存方式的水果或蔬菜,有的選用不同貯存時間的水果或蔬菜,的用同一種水果或蔬菜的不同部位作為實驗材料。再如肝臟堿性磷酸酶的提取、活性測定及 Km值的測定。酶提取實驗有多種方法,教師可提供很多試劑、儀器,學(xué)生可根據(jù)自己查閱的文獻(xiàn)進(jìn)行選擇、對比,設(shè)計提取方案。提取的酶蛋白通過活性測定后,才能決定下一步能否測定酶的 Km值。 Km值結(jié)果計算又有幾種方法,都由學(xué)生自己選擇。最后上交實驗報告。這樣做不僅鞏固了理論知識,而且在原有實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新,收到了良好的教學(xué)效果。

三、綜合性與設(shè)計性實驗的教學(xué)效果

1.內(nèi)容安排合理,增加了知識的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性綜合性實驗內(nèi)容連貫性好,操作一次性完成,節(jié)省了教學(xué)時間,并且綜合性實驗是一個連續(xù)的、緊湊的過程,其所融匯的知識面更廣,相對難度和操作復(fù)雜性增大,可促使學(xué)生做好預(yù)習(xí),并自覺查閱相關(guān)資料,決問題,對實驗中用到的技術(shù)有更全面的了解,培養(yǎng)自學(xué)能力,為其今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。在綜合性與設(shè)計性實驗教學(xué)中,教師只講解實驗要點(diǎn)和容易出錯的地方,提出問題讓學(xué)生回答,給學(xué)生充分的想象空間,提高學(xué)生做實驗的興趣。在實驗中,注意調(diào)動學(xué)生的積極性,發(fā)揮他們的想像力。

3.破除了學(xué)生對權(quán)威的迷信,樹立了勇于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)的精神傳統(tǒng)的生物化學(xué)實驗都是學(xué)生按照教師設(shè)計好的步驟做實驗,實驗結(jié)果是預(yù)先知道的,這在很大程度上束縛了學(xué)生的思維。綜合性與設(shè)計性實驗要求學(xué)生從實驗材料、試劑的準(zhǔn)備到實驗儀器操作、結(jié)果記錄、書寫論文式實驗報告均自己完成。每個步驟對學(xué)生來說都是全新的,充滿了挑戰(zhàn),實驗結(jié)果不是預(yù)先知道的。學(xué)生必須對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象及實驗結(jié)果進(jìn)行分析。破除了學(xué)生對權(quán)威的迷信,樹立了他們勇于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)的精神。

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注:本文系貴州師范大學(xué)青年教師基金項目。