植物生化實驗教學的實踐與思考

【摘 要】植物生物化學實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要教學環(huán)節(jié)。調(diào)整植物生物化學實驗組成，能充分提升學生的能動性與創(chuàng)新性。

【關(guān)鍵詞】生化實驗 設計性 教學模式 考核模式

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）35-0070-02

21 世紀是個知識大爆炸的年代，全球知識經(jīng)濟的發(fā)展需要高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才?，F(xiàn)代教育需要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，即要培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并力求得到普遍性方法的能力。植物生物化學實驗是綜合性很強的基礎實驗課程，是研究生命現(xiàn)象本質(zhì)的一門實驗性學科，需要培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。本課程在培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)環(huán)節(jié)中處于極為重要的地位。傳統(tǒng)的生物化學實驗內(nèi)容陳舊，綜合性和開放式實驗少，實驗教學管理缺乏科學性和規(guī)范化，在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中存在著很大的缺陷。本文針對傳統(tǒng)生化實驗教學中的問題，探索新型科學合理的生化實驗教學新體系，以期激發(fā)學生興趣，強化學生基本實驗操作技能，并養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W實驗態(tài)度。

一 基本思路

首先，植物生物化學實驗課程中建立了基礎性實驗（訓練）、綜合性實驗和設計性實驗的實驗體系，注重加強基礎性實驗，使學生在基本知識、基本技能和基本經(jīng)驗等方面都獲得發(fā)展。同時要大力加強綜合性實驗和設計型實驗，兩者比例分別約占60%與40%，強化學生自主能力、創(chuàng)新能力、綜合分析能力。

二 實驗教學課程體系的建立

具體實施步驟包括四方面：首先是注重基礎實驗；其次使綜合性實驗成為基礎性實驗與設計性實驗的過渡環(huán)節(jié)，然后重點通過設計性實驗，提升學生的綜合能力；最后以綜合考試模式進一步激發(fā)學生提高創(chuàng)新能力和解決問題能力。

1.提升對基礎性實驗的認知，打好基礎

基礎性實驗是理論強化的過程，同時更是學生對各類儀器使用基本技能培養(yǎng)的基礎環(huán)節(jié)，在基礎性實驗中，養(yǎng)成良好的實驗習慣，可為以后進行綜合性實驗打下堅實的基礎，主要目的是引導學生鞏固基本知識，掌握現(xiàn)代基礎生物化學技能方法。本課程以層析技術(shù)、離心技術(shù)、電泳技術(shù)、分光光度技術(shù)等生化實驗的基本技術(shù)為基礎，以多項技術(shù)組合對糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸進行定性與定量測量。同時，為使學生了解基因工程的發(fā)展，適應林業(yè)工程培養(yǎng)現(xiàn)代應用人

才的需要，相應編入了基因組DNA提取、瓊脂糖凝膠電泳及聚合酶鏈式反應（PCR）等實驗。其內(nèi)容包括從植物中分離純化糖類、蛋白質(zhì)和核酸的定性和定量測定等。增開了包括天然生物活性大分子的純化及活性測定等內(nèi)容。基礎實驗課開始前，由教師講解實驗原理，并對學生在實驗儀器操作、實驗現(xiàn)象觀察及實驗手段的把握等方面提出具體要求。例如在生物葉片基因組DNA的提取及組分鑒定的實驗中，要求學生掌握紫外分光光度法、生物分子提取、分離及生物大分子的定性定量分析法，為以后復雜的綜合性生化實驗奠定扎實基礎。又如，蛋白質(zhì)的提取和定量實驗不僅要求實驗最終結(jié)果，更強調(diào)對實驗原料的原始重量，細胞破碎后體積確定，抽提后體積的記錄。實驗中，不同的同學記錄體積數(shù)的差別很大，導致最后的植物組織中蛋白質(zhì)含量差異很大，實驗結(jié)束后全班討論共同探討實驗現(xiàn)象，此時，使用多媒體將實驗內(nèi)容形象化、動態(tài)化，進一步提升學生學習興趣，強化學生對實驗知識的掌握，從不同的角度訓練學生思維的邏輯性和嚴密性，為學生創(chuàng)新能力的提高奠定了基礎。

2.強化綜合性實驗，做好鋪墊

在學生對基本理論強化、基本熟悉各種實驗儀器原理、掌握規(guī)范操作后即進入綜合性實驗環(huán)節(jié)。綜合性實驗是本課程和相關(guān)課程知識的綜合應用。通過綜合性實驗設計，目的是為了進一步訓練學生理論知識與聯(lián)系實際水平，提升學生綜合運用知識的能力、分析和解決較為復雜問題的能力。如在木本油脂制備生物柴油的實驗中，對金龍油和第二代食用調(diào)和油在不同溫度和注水量的實驗結(jié)果討論，提升學生用不同分析方法去解決不同問題的能力，活化學生知識，使學生在實驗思路、實驗設計、實驗技術(shù)和方法等方面得到全面訓練和提高。

3.全面打造設計性實驗，提升學生能力

設計性實驗環(huán)節(jié)實驗題目，由教師與學生一起探討或只由教師給定，實驗由學生自主完成。此環(huán)節(jié)首先需要學生具備一定的科研興趣和科研意識，初步的設計性實驗要求老師廣泛調(diào)研，由教師給定與學生知識程度相適應的實驗題目更進一步地設計實驗，可由教師與學生一起探討實驗題目或?qū)W生自擬題目。不論哪一類設計性實驗，教師對實驗過程中出現(xiàn)的各種問題要及時給予正確指導，對實驗結(jié)果給予準確的評價。通過設計性實驗的訓練，學生將從實驗原理、實驗方法、實驗步驟、實驗現(xiàn)象的分析和實驗結(jié)果的討論等方面得到全方位的訓練，同時也可進一步提升學生科研意識和能力。學生可自由結(jié)合成小組，分工協(xié)作完成實驗報告。

如在脂肪含量的測定實驗中，同學們總結(jié)的方法主要有：（1）索氏抽提法；（2）酸水解法；（3）巴布科克法；（4）益勒式法；（5）羅斯—哥特里法。對不同的方法進行了比較后，證實發(fā)現(xiàn)索氏抽提法對于某些樣品測定結(jié)果偏低。而酸水解法測出的脂肪為游離態(tài)脂和結(jié)合脂全部脂類。從實驗材料開始，都是由學生自己準備，可以使用各種食物，如牛奶、堅果、豆制品和餅干糕點等。分別對不同食物進行了脂肪含量的測定，并對所測結(jié)果進行了分析比較。有的同學對油炸食品前后的脂肪含量進行了比較；對市售的乳制品中脂肪含量與商標標注的含量進行比較；還有的同學對脫脂和全脂奶粉進行了比較……通過設計性實驗，學生會進一步接受新的教育思想和教學方法，創(chuàng)新思維和能力均獲得了全面培養(yǎng)。

4.綜合考試模式的建立

本課程的考核注重鼓勵學生主動參與和創(chuàng)造性思維，激發(fā)學生發(fā)揮主觀能動性。為檢驗實驗教學效果，反饋信息，我們建立了綜合考試模式。主要考核學生對理論知識的運用能力，學習方法的掌握程度及解決問題的能力。主要采取實驗操作和理論考核結(jié)合的方式，分別占50%的成績。閉卷理論考試占50%分值，所涵蓋內(nèi)容包括數(shù)據(jù)分析、原理掌握、操作中的關(guān)鍵技術(shù)等。實驗操作考核中平時實驗操作占20%分值，實驗報告占10%分值，其中綜合及設計性研究占20%分值。平時實驗操作中，實驗預習提問按10%計分，實驗前對本次實驗的內(nèi)容、實驗操作步驟和注意事項進行提問。針對學生的答案，教師輔助補充，同時啟發(fā)學生的發(fā)散性思維，分析典型相似或相關(guān)的實驗實例，及時糾正學生不正確的操作，設立創(chuàng)新分獎勵制度，對實驗中回答創(chuàng)新方法、有建設性的操作等給予創(chuàng)新分。

實驗報告按10%計分，主要考查其書寫能力，科研求實能力和分析解決問題能力，對于有實驗中現(xiàn)象的分析，實驗結(jié)論的討論及自己對實驗應用和改進等方面的討論可追加創(chuàng)新分。在實驗報告中不強調(diào)對實驗原理、實驗儀器、實驗試劑、實驗操作過程的書寫，也不強調(diào)實驗結(jié)果的好壞，而要注重實驗記錄的真實性和實驗報告中的討論與分析。

綜合及設計性研究占20%分值（嘗試新方法得5%分值，回答正確綜合性問題的得5%分值，合理解釋實驗現(xiàn)象占5%分值，完成實驗并撰寫報告占5%分值）?？傊?，該考試模式能有效地檢驗教學效果，通過實驗教學體系設計與綜合考試模式結(jié)合，能顯著提高實驗教學效果與教學質(zhì)量。通過生物化學教學改革實踐，全面鍛煉了學生，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，為其進一步發(fā)展夯實了基礎。

三 結(jié)束語

綜上所述，筆者通過對植物實驗教學體系的改革，提升了生化實驗教學質(zhì)量，更進一步全面培養(yǎng)了學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)，對促進學科的發(fā)展和人才培養(yǎng)有一定參考意義。

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〔責任編輯：龐遠燕〕