生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀與改革探索＊

王葉菁 何華偉

（西南大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400716）

生物化學(xué)是生命科學(xué)研究領(lǐng)域一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科。近年來，生物化學(xué)的研究迅速滲透到生命科學(xué)的不同研究領(lǐng)域，推動(dòng)了生命科學(xué)的高速發(fā)展。生物化學(xué)已成為生命科學(xué)發(fā)展最快的前沿學(xué)科之一。與理論教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式并不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代生物化學(xué)學(xué)科發(fā)展的要求，也不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)高素質(zhì)生物技術(shù)專業(yè)人才的要求，因此加強(qiáng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和方法的改革勢(shì)在必行。

1 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)前存在的問題

相對(duì)理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)過程程序化，考核方式簡(jiǎn)單，直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課缺乏興趣和積極性。此外實(shí)驗(yàn)教學(xué)落后于理論教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)連貫性，不利于學(xué)生全面理解所學(xué)的知識(shí)，掌握各種實(shí)驗(yàn)技能，具體問題如下。

1．1 場(chǎng)地與設(shè)備的限制

由于高校招生規(guī)模的擴(kuò)大，原來的實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備已不能滿足擴(kuò)招后對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的儀器設(shè)備種類多，價(jià)格昂貴，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高，因而購(gòu)置的數(shù)目有限，這一方面限制了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，一方面不能同時(shí)滿足多人的實(shí)驗(yàn)需求，導(dǎo)致部分同學(xué)失去了親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

1．2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊與重復(fù)

原有的實(shí)驗(yàn)課缺乏連貫性、完整性和系統(tǒng)性，每個(gè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)獨(dú)立。教學(xué)內(nèi)容多集中在相對(duì)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如蛋白質(zhì)及氨基酸的呈色反應(yīng)、考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定蛋白質(zhì)的含量等，這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、周期短，很難培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生化實(shí)驗(yàn)的宏觀認(rèn)識(shí)和整體了解。還有部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)，如定磷法測(cè)定核酸含量、二苯胺法測(cè)定核酸含量和地衣酚法測(cè)定核酸的含量等。此外，部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)技術(shù)相對(duì)落后，這樣的實(shí)驗(yàn)無(wú)法跟上生物化學(xué)發(fā)展的腳步，也不利于學(xué)生對(duì)生物化學(xué)發(fā)展前沿的了解。

1．3 教學(xué)方法與模式單一

原有的教學(xué)模式為：學(xué)生課前預(yù)習(xí)，老師課堂講解，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，老師來回答疑，學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，老師批閱給出成績(jī)。實(shí)驗(yàn)開始前，老師做好一切準(zhǔn)備工作。在課堂上，老師不僅要告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)儀器和步驟等，甚至還要幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生根本不需要思考，只知道機(jī)械地按部就班照實(shí)驗(yàn)步驟去操作，容易對(duì)教材和老師產(chǎn)生嚴(yán)重的依賴心理，無(wú)法獨(dú)立思考和操作。

1．4 考核方式與內(nèi)容單一

過去主要根據(jù)考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，一般考勤占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占70%。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是評(píng)定成績(jī)的主要依據(jù)，但實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能全面充分地反映學(xué)生的實(shí)踐操作能力和對(duì)知識(shí)的理解和掌握，比如有的學(xué)生在上課的時(shí)候不動(dòng)手操作，沒有實(shí)驗(yàn)結(jié)果，卻在寫報(bào)告時(shí)抄襲別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；有的同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好，也不愿重做，寫報(bào)告時(shí)編湊數(shù)據(jù)，結(jié)果得到的分?jǐn)?shù)還比認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)高。久而久之，會(huì)導(dǎo)致這些同學(xué)不但不重視實(shí)驗(yàn)，還養(yǎng)成了不良的科研作風(fēng)，長(zhǎng)此以往，還會(huì)在全班形成不好的影響。

2 對(duì)生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與設(shè)想

2．1 解決場(chǎng)地設(shè)備問題

2．1．1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是學(xué)科專業(yè)建設(shè)的重要組成部分之一。當(dāng)前，我院的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心正在不斷建設(shè)完善中，不但增添了多套儀器設(shè)備，同時(shí)不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)，完善實(shí)驗(yàn)室人員配置，穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。我們要力爭(zhēng)建成一個(gè)設(shè)備先進(jìn)、科研條件完善、師資專業(yè)高效、規(guī)章制度健全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，不僅能夠滿足實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的需要，而且還能滿足老師和同學(xué)們開展科研的需求。

2．1．2 開放實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，我們采取了實(shí)驗(yàn)室全天候開放的措施。除正常的上課時(shí)間之外，實(shí)驗(yàn)室在晚上和周末也面向?qū)W生開放，學(xué)生可提前預(yù)約使用。開放性實(shí)驗(yàn)室不但鼓勵(lì)學(xué)生參與老師的研究課題，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自主開展科研，申請(qǐng)校級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目或國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等項(xiàng)目。這樣可將有限的資源最大化地利用，避免了設(shè)備的閑置和資源的浪費(fèi)。

2．1．3 嘗試引入微格教學(xué)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生一般分小組課堂操作，老師指導(dǎo)，但整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程缺乏全面的監(jiān)控和記錄，老師很難對(duì)學(xué)生從頭至尾的操作全面觀察，學(xué)生也不能及時(shí)獲得全面的指導(dǎo)和糾正。因此希望引入微格教學(xué)，在有限的時(shí)間內(nèi)，以某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為訓(xùn)練內(nèi)容，將學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作用攝像機(jī)記錄下來，然后讓老師和學(xué)生觀摩、分析和討論，以此糾正學(xué)生操作中的不規(guī)范之處，從而獲得全面的提高。

2．2 對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選擇

2．2．1 以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分。一般圍繞分離提取技術(shù)、分光光度技術(shù)、電泳技術(shù)、色譜技術(shù)等基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)篩選出6個(gè)實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)熟悉和掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)常規(guī)試劑的配置及常用儀器的使用。

2．2．2 增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)比例

設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣訌?qiáng)對(duì)學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力的培養(yǎng)，因此在教學(xué)體系中要提高設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比重。一般以生物大分子的分離純化和酶學(xué)性質(zhì)的測(cè)定為主，篩選出幾個(gè)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，要求每位學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自己設(shè)計(jì)并提交實(shí)驗(yàn)方案，老師對(duì)實(shí)驗(yàn)方案適當(dāng)修改，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、儀器操作，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。

2．2．3 加強(qiáng)自主性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)的開展

自主性和研究性實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新的能力，因此應(yīng)該加強(qiáng)這些實(shí)驗(yàn)的開展。比如2011級(jí)生物技術(shù)專業(yè)同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，通過查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)研究方案和路線，構(gòu)建了蠶絲蛋白研究新的模型，為研究蠶絲蛋白的結(jié)構(gòu)和功能奠定了基礎(chǔ)。該研究申報(bào)了“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新研究”項(xiàng)目，并通過了審批立項(xiàng)。

2．3 教學(xué)方法的改進(jìn)

隨著生命科學(xué)的迅速發(fā)展，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，作為教師不僅要對(duì)教學(xué)內(nèi)容濃縮、精簡(jiǎn)和升華，更要通過改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高教學(xué)效率以適應(yīng)新形式下人才的培養(yǎng)要求。

2．3．1 教師要注重加強(qiáng)的方面

老師要不斷追蹤前沿進(jìn)展，把最新的科研成果融入到生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，從而充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高信息量，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、獨(dú)立思考和解決問題的能力；同時(shí)，還要努力提高自身的科研水平和創(chuàng)新能力，進(jìn)而開闊學(xué)生的視野，激活學(xué)生的思維，這樣才能在潛移默化的言傳身教中培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新的能力。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，老師要注重將多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)方式有機(jī)地結(jié)合起來，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源收集相關(guān)圖片、動(dòng)畫和視頻等資料，將這些圖片與視頻精心加工制作多媒體課件，同時(shí)要注意板書，不僅能給學(xué)生留下充分思考的時(shí)間，也有助于學(xué)生理清思路、從點(diǎn)到面的去理解和掌握知識(shí)。

除此之外，老師還要注意增強(qiáng)與學(xué)生的交流，堅(jiān)持課堂提問、堅(jiān)持課后總結(jié)。通過老師提問，學(xué)生參與回答，或老師啟發(fā)式自問自答，或老師問而不答，學(xué)生思考等不同形式相結(jié)合的提問方式，既可以檢查學(xué)生預(yù)習(xí)的情況和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，也可以從思維上引導(dǎo)學(xué)生思考并作答，還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，老師要合理利用實(shí)驗(yàn)中的空閑時(shí)間，增強(qiáng)與學(xué)生的交流。比如在等待電泳的時(shí)候，老師可以對(duì)課堂講授的理論和操作隨機(jī)提問，或者讓學(xué)生自己講解。當(dāng)教學(xué)內(nèi)容結(jié)束時(shí)，老師要堅(jiān)持總結(jié)，將涉及到的理論知識(shí)、技術(shù)方法、現(xiàn)象結(jié)果等引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)梳理，幫助學(xué)生理清思路，以便更好地理解和掌握相關(guān)的理論知識(shí)。

2．3．2 學(xué)生要注重加強(qiáng)的方面

首先讓學(xué)生要重視課前預(yù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)之前，老師要求學(xué)生提交預(yù)習(xí)報(bào)告，讓學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟。這樣既可以讓學(xué)生回顧和掌握與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的理論知識(shí)，又可以使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法步驟做到心中有數(shù)。另外，針對(duì)部分實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。比如核酸的測(cè)定，學(xué)生通過查閱資料，會(huì)找到幾種實(shí)驗(yàn)方法，老師和學(xué)生一起討論，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)做到有的放矢，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓寬學(xué)生的思路。

其次，要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)前老師已做好一切準(zhǔn)備，學(xué)生很難體會(huì)到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的艱辛，隨意浪費(fèi)試劑，有的甚至輕視實(shí)驗(yàn)師。再加上學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的完整性缺乏了解，只知道試劑名稱，卻不知道如何配制，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)多樣性，甚至出現(xiàn)與理論不相符的現(xiàn)象或結(jié)果時(shí)，不知道應(yīng)該如何分析解釋。因此要讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作中來，在配制試劑的過程中讓學(xué)生們充分意識(shí)到：藥品用量的計(jì)算、稱量的精確性、溶解方法、加入藥品的先后次序、定容的準(zhǔn)確性、配制后試劑的保存方法和溫度等細(xì)節(jié)都可能會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的順利開展。

在實(shí)驗(yàn)過程中，老師要自始至終嚴(yán)格要求學(xué)生以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)，實(shí)事求是地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等交老師簽字。這樣不僅可避免學(xué)生在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)亂改數(shù)據(jù)或抄襲報(bào)告的情況，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生良好的科研習(xí)慣。

最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求學(xué)生寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，學(xué)生應(yīng)按照要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并附上有任課教師簽字的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中尤其要重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論部分，老師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行客觀準(zhǔn)確的分析，用理論知識(shí)來解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也可對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論和改進(jìn)。對(duì)于異常實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如酵母核糖核酸的提取和組分鑒定實(shí)驗(yàn)，理論上提取的酵母RNA應(yīng)是白色粉末，部分學(xué)生提取的RNA是黃色，學(xué)生要從頭到尾，仔細(xì)地回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，積極思考尋找原因，并對(duì)結(jié)果做出詳細(xì)的分析，這樣才能真正培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2．4 考核方式的改變

過去對(duì)成績(jī)的評(píng)定只看重考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而忽視了對(duì)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)等方面的考查。為公平客觀地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，應(yīng)綜合考察平時(shí)成績(jī)和考核成績(jī)兩部分，平時(shí)成績(jī)占60%，其中考勤20%、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備10%、預(yù)習(xí)10%、實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)30%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%?？己顺煽?jī)占40%，包括理論考試和實(shí)驗(yàn)技能考試。理論考試占30%，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)、基本原理、常規(guī)溶液的配置和常規(guī)儀器的操作等掌握的情況。實(shí)驗(yàn)技能考試占70%，主要考查學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力，要求學(xué)生當(dāng)場(chǎng)抽簽，然后根據(jù)抽簽內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器和試劑，并獨(dú)立操作完成全部實(shí)驗(yàn)過程，當(dāng)場(chǎng)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。老師根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)綜合評(píng)定成績(jī)。相對(duì)而言，這種考核方式更能夠全面、客觀、公正地反映出學(xué)生在學(xué)習(xí)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果，可有效引導(dǎo)學(xué)生平時(shí)自覺加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)踐能力的全面訓(xùn)練，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié) 論

當(dāng)前，我們正處在科技高速發(fā)展的新時(shí)代，學(xué)生的科研素養(yǎng)和能力對(duì)他們今后的工作將產(chǎn)生重大影響。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，我們要從根本上轉(zhuǎn)變教育理念，重視實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)的重要作用，不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法，建立科學(xué)公正的考核評(píng)價(jià)體系，鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力和數(shù)據(jù)處理能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和良好的習(xí)慣，從而培養(yǎng)能夠適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)和需求的人才。

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