生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐

張少斌

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐

張少斌

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

本文根據(jù)目前生物化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足提出了改革生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排、實(shí)驗(yàn)成績評定和實(shí)驗(yàn)室資源共享等方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性、實(shí)踐與創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

生物化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革；實(shí)踐

生命科學(xué)是21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，生物技術(shù)產(chǎn)品正在走進(jìn)千家萬戶，因此，生物化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)課程在相關(guān)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)中占有越來越重要的地位。近年來，公共食品衛(wèi)生與安全問題引起了人們的廣泛關(guān)注，如轉(zhuǎn)基因食品擴(kuò)散與安全，三聚氰胺奶粉事件等。上述問題的解決依賴于良好的生物化學(xué)基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)技能。生物化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，主要通過化學(xué)的方法來研究生物體，重點(diǎn)研究生物體的有機(jī)大分子組成，這些大分子的結(jié)構(gòu)與功能，它們在體內(nèi)的代謝變化以及遺傳和變異等。而生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)則主要用于生物體中有機(jī)大分子的分離純化與鑒定，研究它們的結(jié)構(gòu)與功能。因此，在我們?nèi)粘Ｉ钪校瑢κ称分杏行С煞莸姆治雠c鑒定，食品的質(zhì)量與營養(yǎng)評價(jià)、人體營養(yǎng)需求與保健等都需要生物化學(xué)及其實(shí)驗(yàn)知識(shí)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門理論與實(shí)踐性緊密結(jié)合的課程，是生物學(xué)相關(guān)學(xué)科專業(yè)的主要基礎(chǔ)課程之一。

目前，幾乎所有的農(nóng)業(yè)院校及綜合院校都開設(shè)生物化學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課程。然而，由于課程本身的特點(diǎn)，幾乎所有的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均耗時(shí)較長，藥品等消耗品較昂貴，這給實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及上課時(shí)間安排等造成了很大困難。因此，一些生物化學(xué)必需的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難以在常規(guī)課程中安排，在一定程度上影響了學(xué)生對該課程核心技術(shù)的把握，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的培養(yǎng)及綜合素質(zhì)的提高。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)以及學(xué)?，F(xiàn)有條件，作者從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排、實(shí)驗(yàn)成績評定和實(shí)驗(yàn)室資源共享等方面對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐，取得了良好效果。

一、前言

一般的生物化學(xué)教學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)之比為3∶1，這樣的學(xué)時(shí)安排雖然有利于學(xué)生對理論知識(shí)的把握，然而由于學(xué)時(shí)限制，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手機(jī)會(huì)太少，嚴(yán)重偏離了生物化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科的特點(diǎn)，也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)提高。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使用的實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量有限，實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法單一重復(fù)，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力與創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排不合理，具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與理論講授嚴(yán)重脫節(jié)，甚至出現(xiàn)理論還未講授，已經(jīng)開始做相關(guān)實(shí)驗(yàn)的本末顛倒現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)考核過于隨意，成績評定主要以理論考核和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，缺乏對基本實(shí)驗(yàn)操作技能的客觀評價(jià)。實(shí)驗(yàn)室資源分配不合理，上課時(shí)間安排不自由，造成忙時(shí)實(shí)驗(yàn)室不夠用，閑時(shí)實(shí)驗(yàn)室沒人用的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的這些不足在很多高校普遍存在，因此，對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐具有重要意義。

二、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革與實(shí)踐

1.精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，優(yōu)化上課時(shí)間。我校不同專業(yè)的生物化學(xué)理論課一般都為54學(xué)時(shí)，根據(jù)不同專業(yè)需要，調(diào)整實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排。如一般的農(nóng)學(xué)類專業(yè)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為18學(xué)時(shí)，精選4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括了生物化學(xué)主要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)：還原糖含量的測定，主要學(xué)習(xí)比色法的原理與操作；醋酸纖維素薄膜電泳，學(xué)習(xí)電泳的原理與操作；氨基酸紙層析，學(xué)習(xí)層析技術(shù)的原理與操作；酵母RNA的提取，學(xué)習(xí)核酸提取與鑒定的原理與操作。而生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)增加到30學(xué)時(shí)，精選了6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在上述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，又增加了蛋白質(zhì)含量測定和過氧化物酶活性測定兩個(gè)項(xiàng)目。生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)則增加到40學(xué)時(shí)，精選9個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在上述項(xiàng)目基礎(chǔ)上，又增加了硝酸還原酶活性測定，植物DNA的提取，酵母發(fā)酵過程中無機(jī)磷的利用等三個(gè)項(xiàng)目。

在實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排上，一方面將理論課程講授和實(shí)驗(yàn)課操作有機(jī)聯(lián)系起來，首先在理論課上先講授相關(guān)章節(jié)，為實(shí)驗(yàn)奠定理論基礎(chǔ)；而后再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，從而加深學(xué)生對生化理論知識(shí)的理解和把握。另一方面將實(shí)驗(yàn)課分成若干個(gè)時(shí)段，除了實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)段外，在實(shí)驗(yàn)操作的間歇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)理論講授，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備等，不僅講授該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體原理與技術(shù)，而且講授與該項(xiàng)目相關(guān)而又沒有學(xué)時(shí)安排的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，做到舉一反三，開闊學(xué)生的視野。比如，在做氨基酸紙層析這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師就可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的柱層析系統(tǒng)，把分子篩層析、離子交換層析以及親和層析等相關(guān)技術(shù)的原理和操作進(jìn)行講解，從而使學(xué)生對層析技術(shù)有一個(gè)全面的理解和把握。

2.注重實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，改革學(xué)生的考核制度。實(shí)驗(yàn)課程主要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，因此成績評定要采用以實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)為主，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為輔的考核方式。整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程主要包括實(shí)驗(yàn)開始前的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與分析（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）三個(gè)主要部分，課程成績按以下比例進(jìn)行分配：課前預(yù)習(xí)（20%）、實(shí)驗(yàn)操作（50%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30%）。

實(shí)驗(yàn)開始前，學(xué)生要進(jìn)行認(rèn)真的預(yù)習(xí)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)主要操作步驟等；通過預(yù)習(xí)，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有一個(gè)較為全面的了解，并在其中發(fā)現(xiàn)問題，從而在實(shí)驗(yàn)過程中解決問題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，對預(yù)習(xí)的考核主要通過課前提問的方式進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)操作要求步驟合理有序，儀器使用規(guī)范。在實(shí)驗(yàn)中，教師要強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，遇到問題要進(jìn)行分析和解決，試劑器皿等的使用要規(guī)范安全，注意實(shí)驗(yàn)室秩序與衛(wèi)生等，以培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范與習(xí)慣，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。對實(shí)驗(yàn)操作的考核主要通過學(xué)生課堂表現(xiàn)進(jìn)行綜合評定。

試驗(yàn)結(jié)果的記錄與分析主要在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)果分析與討論、思考題等。無論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論結(jié)果偏差是大還是小，都要忠實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；然后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，分析該數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，如何減小實(shí)驗(yàn)誤差等，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，數(shù)據(jù)分析與處理能力，寫作能力等。對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核主要通過課后批閱的方式進(jìn)行。

3.實(shí)驗(yàn)室資源共享，提高實(shí)驗(yàn)室綜合利用效率。一方面，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間長，在規(guī)定的2～4學(xué)時(shí)內(nèi)難以完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程；另一方面，實(shí)驗(yàn)室資源有限，上課的班級(jí)與學(xué)生數(shù)目多。因此，如何充分利用現(xiàn)有條件，最大限度滿足生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，提高資源利用效率具有重要意義。為此，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室采取資源共享等多項(xiàng)措施解決實(shí)驗(yàn)室資源有限的現(xiàn)狀，提高實(shí)驗(yàn)室綜合利用效率。首先，實(shí)驗(yàn)室全天開放，包括晚上和周末，每天早、中、晚都可以開課，這樣，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室一周內(nèi)最多可以開21個(gè)班次的課程；其次，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)室連開2～4周，這樣，學(xué)生可以在14～28天內(nèi)的任意一天來進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；再次，實(shí)驗(yàn)室同時(shí)開2～4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣，學(xué)生可以選擇在較短的時(shí)間內(nèi)完成全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以在較長的時(shí)間內(nèi)完成。

三、改革實(shí)踐的成果與展望

多年生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐的結(jié)果表明，精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，既保證了學(xué)生掌握最主要的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，又使生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谟邢薜慕虒W(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)完成。改革考核制度，注重實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，有效提高了學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的積極主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確與規(guī)范性，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)室資源共享，有效解決了實(shí)驗(yàn)室資源有限的現(xiàn)狀，提高了資源綜合利用效率，為學(xué)生自主安排時(shí)間上課提供了便利條件，提高了學(xué)生上課的主動(dòng)性。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐雖然取得了良好的教學(xué)效果，如果能開設(shè)更多的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能在眾多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行自由選擇，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力以及解決實(shí)際問題的能力等方面將具有重要意義。

[1]王鏡巖，朱圣庚，徐長法.生物化學(xué)[M].第三版.北京：高等教育出版社.

[2]張少斌，林英，劉慧.生物化學(xué)比色法實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（175）：128-129.

[3]張少斌，王洪巖.蛋白質(zhì)通論課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].考試周刊，2008，（51）：205.

G642.0

A

1674-9324（2014）28-0042-02

張少斌（1973-），男，副教授，博士，主要從事生物化學(xué)教學(xué)與科研工作。