地方高校生物化學(xué)實驗教學(xué)改革與探索

胡朝暾+胡興+付明

摘要：生物化學(xué)實驗是鞏固生物化學(xué)理論知識學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實驗技能的重要實踐課程。針對地方高校生物化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題，作者從教學(xué)條件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法等方面對生物化學(xué)實驗課進行了改革。教學(xué)改革取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)實驗；實驗教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）36-0263-02

近年來生物化學(xué)實驗方法和技術(shù)應(yīng)用廣泛，它不僅是生物學(xué)的基礎(chǔ)，也是醫(yī)學(xué)、化學(xué)、農(nóng)學(xué)、食品和林學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)。為了充分發(fā)揮生物化學(xué)實驗教學(xué)的作用，培養(yǎng)符合社會需求的各類人才，筆者結(jié)合懷化學(xué)院生物與食品工程學(xué)院生物化學(xué)實驗教學(xué)實際，從教學(xué)條件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等方面進行了改革，總結(jié)了一些經(jīng)驗，希望對提高地方高校生物化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量有所幫助。

一、地方高校生物化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

1.教學(xué)內(nèi)容陳舊，設(shè)計性和綜合性實驗項目少。地方高校開設(shè)的生化實驗項目是根據(jù)實驗開設(shè)幾年前就已制定的實驗教學(xué)大綱來設(shè)置的，加上教學(xué)管理部門要求實驗教師開設(shè)實驗項目時必須嚴格按照實驗教學(xué)大綱，因此，地方高校生物化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊，主要是一些驗證性實驗，實驗內(nèi)容單一，學(xué)生不需要費很多時間和精力就能快速做完實驗。這些實驗主要是偏向理論驗證，實驗內(nèi)容既沒有體現(xiàn)專業(yè)特色，也不利于學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)。

2.實驗經(jīng)費投入少，缺乏大型精密儀器設(shè)備。地方高校由于經(jīng)費緊張，對實驗教學(xué)投入少，無錢購買一些高端精密的先進儀器設(shè)備導(dǎo)致一些實驗項目無法開設(shè)，而許多常見的實驗項目也因為一些常見的儀器設(shè)備數(shù)量不夠使得實驗大受影響，出現(xiàn)多人共用一臺儀器或幾個人一組完成一組實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。長此以往，會導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。

3.傳統(tǒng)的教學(xué)方法不利于學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的提高。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實驗教學(xué)方式是：實驗課前由實驗教師準備好所需要的實驗材料、儀器設(shè)備和藥品試劑，課堂上由實驗教師講解實驗內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生操作實驗，實驗結(jié)束后學(xué)生撰寫實驗報告。因為學(xué)生不需要準備藥品及材料，不用設(shè)計實驗方案，也不需要考慮實驗?zāi)芊癯晒Γ恍璋凑绽蠋煂嶒炛v義的步驟完成實驗就行，這種機械的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生缺乏獨立思考和主動性學(xué)習(xí)，其最終的結(jié)果就是限制了學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的提高。

4.實驗考核方式僵化，不能調(diào)動學(xué)生的積極性。對學(xué)生成績評定主要考核學(xué)生實驗表現(xiàn)和實驗報告撰寫兩部分。實驗表現(xiàn)主要考察學(xué)生是否課前預(yù)習(xí)實驗講義，是否按時完成實驗預(yù)習(xí)報告以及實驗課上學(xué)生是否有遲到、早退及曠課的情況。實驗報告撰寫根據(jù)實驗報告的規(guī)范性、實驗結(jié)果的準確性和對存在問題的分析處理等進行綜合評定。考核的依據(jù)主要以文字形式出現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生撰寫實驗預(yù)習(xí)報告時出現(xiàn)一字不漏地把實驗講義抄一遍的現(xiàn)象，或者抄襲成績好、實驗認真學(xué)生的實驗報告，即便學(xué)生不認真操作實驗也有可能得高分。這種考核忽略了對實驗具體操作過程的考核，不能真正調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、生物化學(xué)實驗教學(xué)改革措施

1.實驗教學(xué)條件的完善。實驗室硬件設(shè)施的建設(shè)是完成實驗教學(xué)改革的基礎(chǔ)和保障。生命科學(xué)突飛猛進，生物化學(xué)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)需要對生物化學(xué)實驗室的基礎(chǔ)設(shè)施不斷改進更新。近幾年來懷化學(xué)院利用中央與地方共建實驗室平臺加大實驗室的投入，新修建了一棟新的生物實驗教學(xué)樓，生物化學(xué)實驗室現(xiàn)有面積756 m2，先后購買了高效液相色譜儀、中高壓層析分析儀、熒光分光光度計、高速冷凍離心機、紫外可見分光光度計、PCR儀、超純水發(fā)生器、多功能酶標儀、生化培養(yǎng)箱、光照培養(yǎng)箱、超低溫冰箱、冷凍干燥機、濃縮儀、電泳儀和電泳槽等價值近兩百萬元先進的儀器設(shè)備。生物化學(xué)實驗室基礎(chǔ)設(shè)施的改進為生物化學(xué)實驗教學(xué)的改革打下了堅實的基礎(chǔ)。

2.改革實驗教學(xué)內(nèi)容。首先，自編實驗講義。編制的實驗講義要符合實驗教學(xué)大綱的要求，考慮實驗室的教學(xué)條件和學(xué)生的知識水平。其次，優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)實驗教學(xué)大綱要求，將實驗分為驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗三大塊，建立了一個既具有專業(yè)特點，又能提高學(xué)生實驗操作技能和創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)體系。實驗內(nèi)容選取實用性和可操作性強的實驗項目，具體包括驗證性實驗3個：溶液配制和玻璃儀器的洗滌、紙層析法分離氨基酸、小麥種子淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)的研究（溫度、pH、激活劑、抑制劑對酶活性的影響）；綜合性實驗6個：食用油碘值的測定、植物組織中丙二醛（MDA）的測定、維生素C的含量測定、總糖和還原糖的含量測定、植物組織中蛋白質(zhì)的提取與含量測定、小麥種子萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較；設(shè)計性實驗9個：枯草芽胞桿菌發(fā)酵制備a-淀粉酶、a-淀粉酶的酶促反應(yīng)進程曲線的制作和酶活力測定、a-淀粉酶的離子交換柱層析、SDS-PAGE法鑒定a-淀粉酶、a-淀粉酶的Km與Vmax的測定、藤茶黃酮的提取、藤茶黃酮提取物的純化、HPLC法測定藤茶黃酮的含量、藤茶黃酮在油脂中的抗氧化活性研究。通過開設(shè)這些綜合性和設(shè)計性的實驗項目，學(xué)生不但鞏固了相關(guān)的生物化學(xué)理論知識，激發(fā)了參與科研的激情和潛在的創(chuàng)新意識，而且還學(xué)習(xí)了一些新的實驗技術(shù)。

3.改革教學(xué)方法，提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)方法靈活多變，因此，實驗教師需要結(jié)合課程的教學(xué)內(nèi)容、對象和目標的不同選擇不同的教學(xué)方法和教學(xué)模式。由于傳統(tǒng)生物化學(xué)實驗教學(xué)方法的弊端，在優(yōu)化實驗內(nèi)容大幅增加綜合性和設(shè)計性實驗項目比例的基礎(chǔ)上，我們對生物化學(xué)教學(xué)方法和模式進行了創(chuàng)新，讓學(xué)生全程參與了實驗教學(xué)。首先，實驗準備工作由學(xué)生在實驗老師指導(dǎo)下完成，包括溶液的配制、實驗耗材的分發(fā)、儀器設(shè)備的準備、預(yù)習(xí)實驗等。通過這些工作學(xué)生學(xué)會了藥品劑量的計算、電子天平的使用、溶液配制操作技能、pH計的操作及對實驗項目的原理和步驟的初步了解等。其次，選取一些相對簡單和容易講解的實驗項目提前兩周分派給學(xué)生（6個學(xué)生為一組，每組一個實驗項目）。學(xué)生根據(jù)老師分派的實驗內(nèi)容上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，預(yù)習(xí)實驗原理和步驟，設(shè)計實驗方案和編制實驗教案。實驗課時由每組選派1-2名學(xué)生講解實驗內(nèi)容，同組的其他學(xué)生可以進行必要的補充。講解完成后實驗老師和其他組的同學(xué)提問，學(xué)生當堂回答問題，如果學(xué)生回答不出來可以請求老師協(xié)助回答或者學(xué)生課后查閱資料等下次實驗時再回答。最后，招聘一些認真負責(zé)，實驗技能強的高年級學(xué)生參與實驗教學(xué)，協(xié)助教師指導(dǎo)學(xué)生實驗操作，這樣既鍛煉了高年級學(xué)生的實驗動手能力，又減輕了實驗老師的工作量。

4.改革考核方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為了使考核更加科學(xué)合理，我們將考核方式改為綜合考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?。生物化學(xué)實驗最終成績由平時成績（30%）、實驗操作成績（30%）和實驗理論成績（40%）三部分組成。平時成績包括：考勤、預(yù)習(xí)、課堂提問、實驗報告、原始數(shù)據(jù)的記錄。其中實驗報告著重考查學(xué)生能否根據(jù)已學(xué)的理論知識對實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果進行分析討論。實驗操作就是將實驗用到的所有儀器讓學(xué)生隨機抽簽，抽到什么儀器就考什么儀器，根據(jù)儀器操作指南設(shè)置分數(shù)，學(xué)生操作考試時分步計分。實驗理論考試是以筆試形式考查學(xué)生對所學(xué)實驗的原理、步驟和結(jié)果的理解與分析能力。這些措施的實施能夠較好地培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能和創(chuàng)新能力，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

5.改革成效。通過實驗教學(xué)的改革，學(xué)生主觀能動性有了很大的提高，絕大部分學(xué)生都能獨立思考、親自動手完成自己的實驗項目。在提高學(xué)生實驗操作技能的同時也培養(yǎng)了他們的科研意識，很多學(xué)生以畢業(yè)論文、大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實驗項目的形式參與了教師的科研項目。近十年來學(xué)生考研率（錄取人數(shù)與班級總?cè)藬?shù)）每年都在30%以上，最高的達到68%左右。2008到2016年期間胡朝暾老師所指導(dǎo)的本科畢業(yè)論文學(xué)生中有31名學(xué)生參與了生物化學(xué)實驗教學(xué)管理工作。這些學(xué)生本科畢業(yè)后有28人（其中985和211高校16人）考上了中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、武漢大學(xué)、四川大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)、湖南師范大學(xué)、暨南大學(xué)、云南大學(xué)、廣西大學(xué)等高校的碩士研究生，碩士畢業(yè)后至少有11人繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。據(jù)不完全統(tǒng)計，這些學(xué)生攻讀博士學(xué)位期間以第一作者先后在Nature Cell Biology、Embo Reports、Cell Research、JMCB、PNAS、Scientific Reports、JBC、Toxins、Toxicon等期刊上發(fā)表論文20多篇。很多學(xué)生都成為了所在實驗室的科研主力軍。

參考文獻：

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