學(xué)生自選型生物化學(xué)創(chuàng)新實驗的探索

詹勇華 仇潮汐

生物化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，是生物學(xué)相關(guān)專業(yè)及化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容之一。生物化學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域有重要的地位，是學(xué)習(xí)遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)，也是中科院、各高校生命科學(xué)及相近領(lǐng)域考研必考的基礎(chǔ)課程之一。以生物化學(xué)實驗為突破口，探究一條培養(yǎng)大學(xué)生實驗?zāi)芰?、科研能力及?chuàng)新能力的有效途徑是非常必要的。為此，我們對生物化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法、實驗教材建設(shè)、實驗教學(xué)質(zhì)量保證體系等方面進(jìn)行了研究，構(gòu)建了創(chuàng)新實驗教學(xué)體系[1]。

一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法的弊端

傳統(tǒng)實驗課的教學(xué)方法基本由三個步驟組成：①課前由教師將某實驗需要的材料、儀器、藥品（包括配制的試劑）等準(zhǔn)備好；②教師講解30min左右，然后學(xué)生根據(jù)教師擬定的具體實驗操作步驟進(jìn)行實驗過程；③實驗結(jié)束，學(xué)生寫出實驗報告，教師根據(jù)實驗報告情況進(jìn)行成績評定。這種教學(xué)方法的好處在于讓學(xué)生在較短時間內(nèi)學(xué)到實驗知識，驗證事實和實驗結(jié)果。不需要重復(fù)這些實驗的發(fā)現(xiàn)路徑，少走彎路。學(xué)生在較短時間內(nèi)完成實驗，教師在有限的時間內(nèi)完成教學(xué)。但是傳統(tǒng)方法仍有幾個弊端：（1）學(xué)生被動學(xué)習(xí)知識，教師在實驗前告訴學(xué)生知識，將步驟交代好，造成學(xué)生對教師的依賴，久而久之便缺少自主創(chuàng)新、實驗探索的能力；（2）學(xué)生只對一個實驗的中間步驟了解，實驗前期的材料準(zhǔn)備、試劑配制等準(zhǔn)備工作不了解；（3）大多學(xué)生最后都是抄一份實驗報告上交，并未參與實驗過程，這種書面實驗檢查方式并不全面。

二、生物化學(xué)的自主型創(chuàng)新實驗的內(nèi)容

1.創(chuàng)新實驗的原理

創(chuàng)新實驗的教學(xué)方法應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生由淺入深、由簡單到綜合，逐步認(rèn)識、理解和掌握生命科學(xué)研究的方法，有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)，有利于調(diào)動學(xué)生實驗的積極性、主動性，加強實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.創(chuàng)新實驗的步驟

首先，教師先將有關(guān)生物化學(xué)的幾個實驗課題上傳至網(wǎng)上。創(chuàng)新實驗題源，一是來自老師的研究課題；二是來自生產(chǎn)實際；三是對教材中成熟的實驗變更實驗條件。課題涉及范圍廣，以便發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)興思維；其次，學(xué)生應(yīng)以教師的課題為主要思想并進(jìn)行組隊[2]。在教師講解之后，通過參考相關(guān)文獻(xiàn)，與小組隊員交流，設(shè)計實驗，課后詢問導(dǎo)師的意見。在做好一切充足準(zhǔn)備后進(jìn)行實驗。在學(xué)生動手操作之前，教師應(yīng)對實驗原理、操作步驟，小到加樣，大到精密儀器的使用操作，進(jìn)行歸納講述、準(zhǔn)確示范，使學(xué)生明白“做什么”、“怎么做”、“為什么這樣做”，從而讓學(xué)生牢固掌握基本技能，深刻領(lǐng)會實驗原理為創(chuàng)新實驗的順利進(jìn)行打下良好基礎(chǔ)。但要給學(xué)生留下充分的創(chuàng)新空間。最后，完成實驗后，進(jìn)行總結(jié)討論。每個實驗后，師生共同探討成功或失敗的原因，使學(xué)生進(jìn)一步解決實驗中遇到的問題，加深對實驗過程和結(jié)果的理解，扎實掌握實驗技術(shù)和理論知識，拓展學(xué)生知識面。并按照科學(xué)論文的方式，寫一篇小論文。在論文中，學(xué)生須認(rèn)真分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，說明實驗的創(chuàng)新點。例如，在維C含量的測定、凝膠層析、電泳分析等實驗中。教師提前三周把題目告訴學(xué)生，讓學(xué)生查資料。設(shè)計實驗流程和操作步驟，開課前一周交給指導(dǎo)老師，經(jīng)老師修改、確認(rèn)后才能進(jìn)入實驗程序。

三、自主創(chuàng)新型實驗對人才培養(yǎng)的作用

1.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

創(chuàng)新意識是人們崇尚創(chuàng)新、追求創(chuàng)新的理念，是發(fā)展創(chuàng)新思維、形成創(chuàng)新能力的動機(jī)和前提。只有在強烈的創(chuàng)新意識的激勵下，人們才可能產(chǎn)生強烈的創(chuàng)新欲望和動機(jī)，樹立創(chuàng)新目標(biāo)，發(fā)揮創(chuàng)新才能，從而達(dá)到創(chuàng)新目的。因此自主性實驗教學(xué)模式最基本的任務(wù)是充分發(fā)掘和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新沖動，著力培養(yǎng)學(xué)生可貴的創(chuàng)新意識[3]。

2.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)實驗教學(xué)是老師給出步驟，而自主型創(chuàng)新實驗大多是學(xué)生自己設(shè)計實驗步驟、發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行反思改正，使學(xué)生在實驗過程中的主要任務(wù)不是按部就班地進(jìn)行實驗操作，而是靠自己動腦思考有關(guān)實驗設(shè)計、實驗步驟等問題，讓學(xué)生掌握檢索資料、設(shè)計實驗方案的思路和方法，才有可能培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)。

3.培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力

使學(xué)生掌握嫻熟的實驗技能，培養(yǎng)創(chuàng)新思維、綜合分析問題和解決問題能力，而且對于學(xué)生合作精神、攻堅毅力、科學(xué)思維、“嚴(yán)謹(jǐn)求實、勇于創(chuàng)新”的科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)具有重要作用。

4.提高學(xué)生的論文水平

傳統(tǒng)實驗中學(xué)生的實驗報告都是千篇一律的，而在自主型創(chuàng)新實驗中，學(xué)生通過自學(xué)，對用到的知識有更深的感悟。所學(xué)知識的范圍更廣，對于實驗小論文也會有更自由的發(fā)揮，讓學(xué)生有話可說，不再抄書。長久下去，學(xué)生的論文水平會有一定的提高。

自主型創(chuàng)新實驗在生物化學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)中，應(yīng)具有較廣泛的實用性，希望能在各大高校進(jìn)行實踐，并在實踐中得到改進(jìn)。只要不斷進(jìn)行教學(xué)模式的改革探索，生物學(xué)實驗室一定能成為培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要實踐教學(xué)基地。

參考文獻(xiàn)：

[1]張部昌，余嗣明，李平生.生物化學(xué)課程教學(xué)方法改革初探[J].生物學(xué)雜志，2008，25（1）：67-68.

[2]霍群.生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程建設(shè)和教學(xué)改革的經(jīng)驗和體會[J].廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2007，10（24）：171-173.

[3]朱素琴，季本華.生物化學(xué)教學(xué)改革的實踐與探索[J].微生物學(xué)通報，2010，37（8）：1238-1242.