通識教育下生物化學(xué)實驗教學(xué)的探索和實踐

李 欣， 趙玉紅， 周 浩， 趙立青， 張金紅， 劉 巍，石雪芹， 沈廣爽， 魏 遠(yuǎn)， 李登文

(南開大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 生物實驗教學(xué)中心， 天津 300071)

通識教育下生物化學(xué)實驗教學(xué)的探索和實踐

李 欣， 趙玉紅， 周 浩， 趙立青， 張金紅， 劉 巍，石雪芹， 沈廣爽， 魏 遠(yuǎn)， 李登文

(南開大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 生物實驗教學(xué)中心， 天津 300071)

通識教育作為一種大學(xué)教育理念，旨在讓學(xué)生將人文、社會、自然科學(xué)等領(lǐng)域的知識技能融會貫通，能夠以更加廣闊的視野看待問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)具有健全人格和創(chuàng)造力的社會人才。面向非生物學(xué)專業(yè)開設(shè)的生物化學(xué)實驗教學(xué)作為生命科學(xué)通識教育的重要組成部分，須集基礎(chǔ)性、趣味性和安全性于一身，以滿足通識教育的基本要求。課程組通過不斷的探索與實踐，在實驗內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式及教學(xué)反饋等方面作出了改進(jìn)，提高了學(xué)生的綜合能力和教師的業(yè)務(wù)水平，保障了實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，同時為實現(xiàn)通識教育人才培養(yǎng)目標(biāo)奠定了良好而堅實的基礎(chǔ)。

通識教育； 生物化學(xué)； 實驗教學(xué)

0 引 言

通識教育和專業(yè)教育是高校人才培養(yǎng)體系中不可或缺的重要組成部分，二者緊密關(guān)聯(lián)，相輔相成。相對于專業(yè)教育，通識教育是指一種非專業(yè)性、非功利性的的教育理念，旨在打破專業(yè)壁壘，對學(xué)生進(jìn)行人文、科學(xué)和社會等基本知識和素質(zhì)教育[1-2]。生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象、揭示生命規(guī)律、探索生命奧秘的一門自然科學(xué)，其發(fā)展迅猛，日新月異，是推動日常生活進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要科技力量，其所蘊(yùn)含的科學(xué)性、人文性及社會性決定了生命科學(xué)必然成為通識教育的核心內(nèi)容之一[3-4]。而生命科學(xué)又是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，為了讓不同知識背景的學(xué)生對生命科學(xué)有更直觀的認(rèn)知和更濃厚的興趣，開設(shè)以通識教育為目的的實驗課程則勢在必行。

生物實驗教學(xué)中心(簡稱“中心”)面向全校兩個校區(qū)本科生分別開設(shè)2門公共選修課“生命科學(xué)導(dǎo)論實驗1”和“生命科學(xué)導(dǎo)論實驗2”。每門課程設(shè)有6個實驗項目，分別涉及動物學(xué)、動物生理學(xué)、植物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)和細(xì)胞與遺傳學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，其中生物化學(xué)實驗項目由生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗室(簡稱“生化實驗室”)承擔(dān)。生化實驗室隸屬中心，歷年來承擔(dān)本院和醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等相關(guān)專業(yè)多門實驗課程，為專業(yè)人才的培養(yǎng)作出重要貢獻(xiàn)。在“生命科學(xué)導(dǎo)論實驗”課程中，生化實驗室根據(jù)通識教育人才培養(yǎng)目標(biāo)開設(shè)了面向非生物學(xué)專業(yè)的生物化學(xué)實驗項目，從“身邊的生物化學(xué)”入手，對學(xué)生進(jìn)行生命科學(xué)素質(zhì)教育，這無疑對實驗教學(xué)的組織和實施提出了更高層次的要求。

1 通識教育下生物化學(xué)實驗教學(xué)的基本要求

由于授課對象專業(yè)來源不一，特別是有很多文科類專業(yè)學(xué)生，對生物化學(xué)知識背景和基本技能了解甚微。為了讓學(xué)生能夠較為輕松地踏進(jìn)生物化學(xué)的門檻，在實驗課堂上積極參與并能有所收獲，通識教育下的生物化學(xué)實驗教學(xué)則需要滿足如下幾個基本要求：

(1) 基礎(chǔ)性 ?？紤]到學(xué)生大多基礎(chǔ)薄弱，而生物化學(xué)實驗本身專業(yè)性較強(qiáng)，且操作中會不可避免涉及到一些專業(yè)器材和儀器設(shè)備的使用。因此，所設(shè)置的實驗項目在具有專業(yè)特色的同時，其理論和操作難度都不易太大，應(yīng)以經(jīng)典的基礎(chǔ)性實驗為好，其原理簡明，流程成熟，成功率高，避免打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和實驗成功的信心。

(2) 趣味性。課程本身為公選課，學(xué)生選課自然以興趣為主導(dǎo)，如何讓學(xué)生在實驗過程中保持興趣則關(guān)系到實驗教學(xué)的成功與否[5]。在選擇實驗項目時，盡量選擇貼近日常生活的實驗內(nèi)容和實驗材料，將實際生活中遇到的問題引入實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并思考身邊常見而又有趣的生物化學(xué)現(xiàn)象，增強(qiáng)實驗內(nèi)容的趣味性[6]，以得到事半功倍的教學(xué)效果。

(3) 安全性。保障人身和財產(chǎn)安全是實驗教學(xué)工作中的重中之重。生物化學(xué)實驗涉及多種試劑耗材和儀器設(shè)備，而授課對象大多毫無基礎(chǔ)，因此，在生物化學(xué)實驗中要盡量選擇試劑安全性較高且儀器操作較為簡單的實驗項目，并對實驗試劑和實驗器材的使用進(jìn)行專門講解和示范，避免錯誤和不規(guī)范操作造成的安全隱患。

2 通識教育下生物化學(xué)實驗教學(xué)的組織與實施

通識教育下的生物化學(xué)實驗教學(xué)必然要在實驗內(nèi)容、教學(xué)模式、成績評定等方面與以往的專業(yè)課程有所區(qū)別，在教學(xué)的組織和實施上通過實用有趣的教學(xué)內(nèi)容、靈活多樣的教學(xué)模式和兼具可操作性及科學(xué)性的評分體系以獲得良好的教學(xué)反饋效果[7-8]。

2.1精選實驗內(nèi)容

生物化學(xué)課程組選擇了“多酚氧化酶在水果蔬菜褐變中的作用”和“水果中維生素C含量的測定”2個項目用于通識教育下的生化實驗教學(xué)。前者以土豆等為實驗材料，探究日常生活中蔬果褐變的根本原因和影響因素，并對生活中如何延緩褐變的發(fā)生作出啟示。后者以獼猴桃等作為實驗材料，結(jié)合“壞血病”讓學(xué)生了解維生素C的重要生理功能，并通過定量檢測比較不同水果中維生素C的含量差異，對日常生活具有指導(dǎo)意義。這2個實驗項目分別代表了生物化學(xué)實驗中定性和定量兩種研究方法，且涉及離心、定容、滴定等基本操作技術(shù)，兼具學(xué)科典型性和基礎(chǔ)性。實驗內(nèi)容貼近生活，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。另外，實驗材料常見易得，所用試劑和器材較為簡單，保障實驗教學(xué)能夠安全順利的進(jìn)行，充分滿足通識教育下生物化學(xué)實驗教學(xué)的基本要求。

2.2改進(jìn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的原理講解—學(xué)生操作—結(jié)果評判的教學(xué)模式對于非生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生難度較大且沒有吸引力。以“多酚氧化酶在水果蔬菜褐變中的作用”為例，課程組在課前準(zhǔn)備土豆作為實驗材料，同時也鼓勵學(xué)生自帶感興趣的蔬果作為研究對象。課堂上從日常生活中常見的褐變現(xiàn)象入手，向?qū)W生提出問題：褐變現(xiàn)象是怎樣引起的？又受到哪些因素的影響？實際生活中如何有效延緩褐變現(xiàn)象？讓學(xué)生帶著問題聽講，不僅可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對實驗?zāi)康暮蛯嶒瀮?nèi)容的理解；還可以充分鍛煉學(xué)生分析問題解決問題的能力，做到學(xué)以致用，提升自身綜合素養(yǎng)，從而實現(xiàn)通識教育的培養(yǎng)目標(biāo)。由于學(xué)生大多零基礎(chǔ)，一方面，原理的講解需要通俗易懂，從褐變現(xiàn)象引出多酚氧化酶的概念，進(jìn)而對酶的性質(zhì)加以介紹，讓學(xué)生理論聯(lián)系實際，了解日常延緩蔬果褐變的方法；另一方面，實驗操作不能紙上談兵，需要通過教學(xué)視頻演示和教師親自示范，必要時須進(jìn)行“手把手”的輔導(dǎo)，讓非專業(yè)學(xué)生的操作盡量專業(yè)化、規(guī)范化。由于學(xué)生知識背景不同，看待問題的角度各異，在實驗教學(xué)過程中通常會提出各種問題。因此，實驗教學(xué)中特設(shè)討論環(huán)節(jié)，在教師的主導(dǎo)下學(xué)生可以自由提問并進(jìn)行討論，也可當(dāng)堂查閱資料，最后由任課教師進(jìn)行點評和總結(jié)。由于問題并不拘泥于實驗本身，所涉及的知識面廣泛，通過討論師生都能夠受益匪淺，實現(xiàn)教學(xué)相長。

2.3優(yōu)化考核方式

通識教育下的考核方法不但要考查學(xué)生對課堂知識技能的掌握情況，還需要考查學(xué)生的實驗態(tài)度、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)?！吧茖W(xué)導(dǎo)論實驗”課程共設(shè)6個實驗項目，生物化學(xué)實驗項目成績作為考試成績在課程總成績中占25%?；谏瘜嶒灣煽兊闹匾壤n程組摒棄了傳統(tǒng)單一的閉卷考試形式，而選擇了更為靈活的成績評定體系，即：課堂表現(xiàn)(包括實驗操作規(guī)范性、實驗基本素養(yǎng)、課堂討論參與度等)占65%，實驗報告(包括預(yù)習(xí)報告、原始數(shù)據(jù)記錄和實驗結(jié)果與分析等)占35%。這種復(fù)合式的考核以學(xué)生的綜合表現(xiàn)和能力素質(zhì)為考查重點，充分體現(xiàn)了通識教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)，避免了傳統(tǒng)閉卷考試造成學(xué)生“臨時抱佛腳”的突擊和應(yīng)付，與此同時，考核方式與課堂學(xué)習(xí)密切相關(guān)，讓學(xué)生打消“來不來上課都一樣”的僥幸心理，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，使考核評價體系更公平、科學(xué)、合理，成為提升實驗教學(xué)質(zhì)量的重要保障[9]。

2.4加強(qiáng)教學(xué)反饋

教學(xué)效果反饋是檢測教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是教師改進(jìn)實驗教學(xué)的依據(jù)和動力。在考核結(jié)束后，課程組將精心設(shè)計的教學(xué)反饋表發(fā)給每位學(xué)生，主要包括實驗難度、對生命的理解和認(rèn)識、解答感興趣的生命科學(xué)問題、熟悉和了解生命科學(xué)的研究方法以及課后感受和建議等五個方面內(nèi)容[10]。學(xué)生結(jié)合自身的上課體會對上述幾點作出評價并給出建議和意見，教師可以根據(jù)反饋結(jié)果在今后的實驗教學(xué)中調(diào)整內(nèi)容或教學(xué)模式，做到鞏固優(yōu)勢，彌補(bǔ)不足。當(dāng)然，反饋結(jié)果中更不乏學(xué)生的褒獎，如“原本以為需要仰視的理論原來就在身邊，和我們息息相關(guān)，謝謝老師深入淺出講解”“課還沒有上夠，還想再上一次”等等，這無疑是對教師教學(xué)工作的高度認(rèn)可，不但激發(fā)教師的教學(xué)熱情和積極性，更是鞭策教師在今后的工作中精益求精，不斷提升教學(xué)質(zhì)量的強(qiáng)大動力。

3 通識教育下生物化學(xué)實驗教學(xué)的重要意義

3.1提高學(xué)生綜合素質(zhì)

通識教育下的生物化學(xué)實驗教學(xué)不僅是要將實驗項目中所涉及的基本原理和操作技能傳授給學(xué)生，更讓學(xué)生體會到實驗項目中所蘊(yùn)含的人文精神和科學(xué)素養(yǎng)，將通識教育理念貫穿始終[11-12]。因此，在實驗內(nèi)容和教學(xué)模式上，課程組經(jīng)過不斷摸索和嘗試，將專業(yè)理論和生活實際有機(jī)地結(jié)合起來，實現(xiàn)由專到廣的轉(zhuǎn)變，避免專業(yè)知識枯燥晦澀的同時，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生充分思考如何用學(xué)習(xí)到的課堂知識指導(dǎo)生活實踐，提高學(xué)生思辨創(chuàng)新、舉一反三、理論聯(lián)系實際等綜合能力素養(yǎng)，以實現(xiàn)人文、社會和自然科學(xué)領(lǐng)域全面發(fā)展的通識教育人才培養(yǎng)目標(biāo)。

3.2增強(qiáng)教師業(yè)務(wù)能力

除專業(yè)基礎(chǔ)知識外，通識教育中的生物化學(xué)實驗教學(xué)更加注重學(xué)科之間的交叉滲透，以及與人文科學(xué)、生產(chǎn)實踐等領(lǐng)域的相互融合，并能夠與時俱進(jìn)，讓學(xué)生形成更加綜合、廣泛、寬厚的知識體系，而這無疑對教師的業(yè)務(wù)水平提出了更高的要求[13-14]。任課教師首先要有過硬的專業(yè)基本功，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗將專業(yè)知識和技能以深入淺出、通俗易懂的方式傳授給學(xué)生，讓非專業(yè)學(xué)生易于理解。與此同時，教師還需要不斷給自己充電，增強(qiáng)自身的綜合業(yè)務(wù)能力，只有對其他領(lǐng)域有較為廣博的涉獵，才能夠在課堂教學(xué)中“游刃有余”，從容應(yīng)對來自不同知識背景學(xué)生的諸多問題，使實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果得到顯著提升。

4 結(jié) 語

通識教育是一種非專業(yè)性和非功利性的基本知識技能和素質(zhì)態(tài)度教育[15-16]。通識教育下的生物化學(xué)實驗教學(xué)不僅是讓非生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)到相關(guān)專業(yè)知識和操作技術(shù)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文精神，突出科學(xué)與人文的統(tǒng)一性，這就對實驗教學(xué)提出了更高要求。課程組經(jīng)過不斷探索和實踐，通過優(yōu)化實驗內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)模式、優(yōu)化考核方式和加強(qiáng)教學(xué)反饋等手段，使實驗教學(xué)兼具基礎(chǔ)性、趣味性和安全性，滿足了通識教育對生物化學(xué)實驗教學(xué)的基本要求，提高了學(xué)生的綜合素養(yǎng)及教師的業(yè)務(wù)能力，對于保障實驗教學(xué)質(zhì)量和實現(xiàn)通識教育人才培養(yǎng)目標(biāo)具有重要意義。

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ExplorationandPracticeofBiochemistryExperimentTeachinginGeneralEducation

LIXin，ZHAOYuhong，ZHOUHao,ZHAOLiqing，ZHANGJinhong,LIUWei,SHIXueqin,SHENGuangshuang,WEIYuan,LIDengwen

(Biological Experimental Center， College of Life Science， Nankai University， Tianjin 300071， China)

General education is one of the university education concepts, it enables students to achieve a comprehensive study of the knowledge and skills in the field of humanities, social sciences and natural sciences, let students look at problems, analyze problems and solve problems from a broader perspective. The general education cultivates social talents with perfect personality and creativity. Biochemistry experiment teaching for non-biology majors is an important part of general education in life science, and it is basic, interesting and safe and meets the fundamental requirements of general education. Through continuous exploration and practice, course group has made the improvement in experiment content, teaching mode, evaluation method and teaching feedback. The improvement has enhanced students’ comprehensive ability and teachers’ professional level, ensured the quality and effect of the experiment teaching, and laid a good and solid foundation for the realization of the talent training objective in general education.

general education; biochemistry; experiment teaching

G 642.3

A

1006-7167(2017)09-0126-03

2016-12-22

2013年國家基金委人才建設(shè)培養(yǎng)基金“條件建設(shè)”項目(J1310003)

李 欣(1985-)，女，天津人，碩士，實驗師，主要從事生物化學(xué)和分子生物學(xué)實驗教學(xué)輔助工作。Tel.：13682032704; E-mail：stjkhyxf@126.com

李登文(1974-)，女，博士，教授，從事細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能方面的研究。E-mail:dwli@nankai.edu.cn