“生物化學(xué)”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探

呂艷芳，周 穎，馬春穎，劉 賀，李穎暢

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧錦州 121013；2.渤海大學(xué)教務(wù)處，遼寧錦州 121013）

“生物化學(xué)”是食品專業(yè)的一門必修課程，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其理論教學(xué)的重要組成部分?！吧锘瘜W(xué)”內(nèi)容涵蓋食品的理化性質(zhì)、功能，貯運(yùn)過(guò)程中品質(zhì)變化規(guī)律等內(nèi)容，同時(shí)涉及食物在人體內(nèi)的代謝、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收等內(nèi)容。因此，“生物化學(xué)”實(shí)驗(yàn)課的課程設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)效果，對(duì)食品學(xué)科的學(xué)生就業(yè)和科研素質(zhì)的培養(yǎng)至關(guān)重要。

大學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)是高校教學(xué)研究永恒的課題[1]。目前，我國(guó)大部分高校由于理論課教學(xué)的需要，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所安排的學(xué)時(shí)較少，學(xué)生的實(shí)踐綜合能力很難得到充分的鍛煉。根據(jù)教育部《2003－2007年教育振興行動(dòng)計(jì)劃》“推動(dòng)高等學(xué)校加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，加快實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源整合和共享，提升辦學(xué)水平和教育質(zhì)量”的精神，開放實(shí)驗(yàn)的作用和地位日益顯現(xiàn)[2]。國(guó)內(nèi)各高校開展了開放實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)大學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)操作能力和創(chuàng)新意識(shí)等綜合素質(zhì)。近年來(lái)，筆者在“生物化學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)定的大綱基礎(chǔ)上，開設(shè)了一些綜合性、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間較長(zhǎng)，在本科生教學(xué)中實(shí)施比較困難的實(shí)驗(yàn)作為開放實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生們選擇，從而更好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。開設(shè)過(guò)程中，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，研究將這些經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行模式進(jìn)行總結(jié)，為高校開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開設(shè)提供參考。

1 開放實(shí)驗(yàn)的必要性

對(duì)于食品專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)踐教學(xué)是其專業(yè)學(xué)習(xí)的重要組成部分。食品專業(yè)的學(xué)生不僅需要具有食品行業(yè)相關(guān)的理論知識(shí)，同時(shí)還需要掌握相關(guān)的操作技能。食品專業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是培養(yǎng)出大量理論與實(shí)踐能夠有機(jī)結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)型人才，服務(wù)于食品行業(yè)，為我國(guó)食品行業(yè)的健康發(fā)展提供保障。然而，在實(shí)際教學(xué)中，由于不同課程的銜接及課程本身的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)劃上，缺少一些合理性，實(shí)際中存在理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)；另外，由于有些生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間比較長(zhǎng)，不適合安排在本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，所以這類綜合性實(shí)驗(yàn)在本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是不開設(shè)的，因此，這些因素不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

因此，學(xué)校開設(shè)了“生物化學(xué)”開放實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行培養(yǎng)計(jì)劃及課程教學(xué)計(jì)劃中沒(méi)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣，利用課余時(shí)間和寒暑假時(shí)間進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供一個(gè)自主鍛煉實(shí)踐能力的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接性和系統(tǒng)性，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)空間和時(shí)間的開放，給學(xué)生提供了更好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)[3-4]。

2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的類型

不同年級(jí)學(xué)生所掌握的實(shí)驗(yàn)技能不同，根據(jù)不同的學(xué)生層次，開設(shè)了不同類型的開放實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選擇；當(dāng)然，學(xué)生也可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，或者參與教師的科研項(xiàng)目，這些實(shí)驗(yàn)都屬于開放實(shí)驗(yàn)。把這些實(shí)驗(yàn)總體分為三大類，即基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和科研實(shí)驗(yàn)。

2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

該層次的實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)大學(xué)一年級(jí)和二年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行開設(shè)，是以專業(yè)理論知識(shí)為基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)在于訓(xùn)練學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能。例如，在“生物化學(xué)”的理論課學(xué)習(xí)中，學(xué)生了解到蛋白質(zhì)變性后空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露在溶液中的數(shù)量會(huì)發(fā)生改變，其表面疏水性就會(huì)發(fā)生改變，所以學(xué)校開設(shè)了“蛋白質(zhì)表面疏水性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)”，將蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)不同方法處理后，學(xué)生測(cè)定蛋白質(zhì)處理前后疏水性變化，讓學(xué)生更加直觀地通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看到蛋白質(zhì)表面疏水性的變化，也為今后學(xué)生研究蛋白質(zhì)變性相關(guān)研究做準(zhǔn)備。

學(xué)校的“生物化學(xué)”課程是在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期開設(shè)，針對(duì)大學(xué)一年級(jí)和二年級(jí)的學(xué)生開設(shè)這類實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)生通過(guò)這一階段的訓(xùn)練，對(duì)相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能得到了很好的鍛煉。

2.2 綜合實(shí)驗(yàn)

“生物化學(xué)”是食品專業(yè)的基礎(chǔ)課，所以該層次的實(shí)驗(yàn)主要安排一些與其他專業(yè)課相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，是以一個(gè)小科研項(xiàng)目為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)在于鞏固學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能。這類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)大學(xué)三年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行開設(shè)，在實(shí)施過(guò)程中，主要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)食品加工與貯藏、食品摻偽等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，對(duì)一些快餐食品在貯藏期中品質(zhì)的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，學(xué)生設(shè)計(jì)的“軟炸蝦仁貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)的變化”“軟炸蝦仁貯藏過(guò)程中水分的變化”，以及加工過(guò)程中其他營(yíng)養(yǎng)成分的變化；在摻偽檢測(cè)領(lǐng)域，學(xué)生利用所學(xué)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了羊肉中摻雜雞肉、鴨肉等肉類檢測(cè)的PCR實(shí)驗(yàn)，把大二學(xué)的動(dòng)植物核酸的提取、電泳實(shí)驗(yàn)綜合起來(lái)，很好地鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力。

這類實(shí)驗(yàn)在開展過(guò)程中，以學(xué)生作為主導(dǎo)，指導(dǎo)教師輔助。指導(dǎo)教師幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求，由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器的操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，遇到問(wèn)題時(shí)與指導(dǎo)教師進(jìn)行討論解決。因?yàn)檫@類實(shí)驗(yàn)都是一個(gè)小科研項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)結(jié)果要以結(jié)題報(bào)告的形式上交，學(xué)生在整理數(shù)據(jù)時(shí)需要查閱資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，這個(gè)過(guò)程很好地培養(yǎng)了學(xué)生整理和分析材料的能力，提升了學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)原理的能力。

2.3 科研實(shí)驗(yàn)

這部分開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是教師的科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)動(dòng)手能力較好的學(xué)生積極參與教師的科研項(xiàng)目，參與這類實(shí)驗(yàn)的學(xué)生主要是大學(xué)三年和四年的學(xué)生，這部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以作為學(xué)生的畢業(yè)論文。這類實(shí)驗(yàn)主要是在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上鍛煉學(xué)生使用大型儀器和一些分析軟件的能力，為學(xué)生將來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

3 建立開放實(shí)驗(yàn)管理體系和評(píng)價(jià)體系

3.1 生物化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)的開放形式

“動(dòng)態(tài)靈活”是開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的顯著特征[5]。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理模式不能滿足個(gè)性化實(shí)踐教學(xué)的要求，所以采用了靈活的實(shí)驗(yàn)室管理模式，主要采用預(yù)約式開放，學(xué)生根據(jù)時(shí)間與實(shí)驗(yàn)教師預(yù)約，教師根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安排。這種開放模式，為需要強(qiáng)化訓(xùn)練的學(xué)生提供了更加合理的實(shí)驗(yàn)時(shí)間與實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，為學(xué)生實(shí)踐操作能力的鍛煉提供了更多機(jī)會(huì)。

3.2 開放實(shí)驗(yàn)管理體系的建立

開放實(shí)驗(yàn)室的管理與教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理原則基本一致。學(xué)生都要嚴(yán)格遵守《實(shí)驗(yàn)室管理制度》、《實(shí)驗(yàn)室安全守則》和《實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理制度》，在此基礎(chǔ)上根據(jù)開放實(shí)驗(yàn)的特殊性，明確了開放實(shí)驗(yàn)室與教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理和設(shè)備使用方面的區(qū)別，制定了《開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約制度》和開放實(shí)驗(yàn)室的申請(qǐng)和使用流程。同時(shí)針對(duì)開放實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，明確了指導(dǎo)教師和學(xué)生的職責(zé)和義務(wù)，確保實(shí)驗(yàn)室安全、保持實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生和儀器的合理使用等。

3.3 建立開放實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系

開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是相輔相成、相互促進(jìn)的，二者的主要差異在于教學(xué)理念和教學(xué)方式的不同，前者以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，后者以教師的引導(dǎo)啟發(fā)為主。為了更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，建立一個(gè)合理的開放實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系是非常重要的[6]?？陀^評(píng)價(jià)學(xué)生的操作能力和創(chuàng)新能力是對(duì)開放實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一，其目的是為了促進(jìn)師生的共同發(fā)展。開設(shè)“生物化學(xué)”開放實(shí)驗(yàn)后，建立了開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)容，主要包括開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選題評(píng)價(jià)、開放實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)和開放實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容評(píng)價(jià)，主要是根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，評(píng)價(jià)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否新穎，是否有助于提高本專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力；實(shí)驗(yàn)過(guò)程和效果評(píng)價(jià)，主要對(duì)開放實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用的信息資料收集技術(shù)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和軟件技術(shù)等是否與時(shí)俱進(jìn)，是否能夠更好地提高實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的制定能力、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程熟悉程度及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等能力也進(jìn)行考核。

4 存在的問(wèn)題及策略

目前，“生物化學(xué)”開放實(shí)驗(yàn)主要以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)為主，與企業(yè)緊密結(jié)合的開放實(shí)驗(yàn)還比較少。

大學(xué)實(shí)踐教育與企業(yè)要求不對(duì)接的問(wèn)題，是高校教育的一個(gè)比較明顯的問(wèn)題[7-8]。今后在實(shí)際教學(xué)中，多給學(xué)生創(chuàng)造與外界食品企業(yè)接觸的機(jī)會(huì)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注食品行業(yè)的新聞，開闊學(xué)生的視野，鼓勵(lì)學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)和大創(chuàng)實(shí)驗(yàn)的選題上，緊跟企業(yè)發(fā)展需求，接近實(shí)際。另外，教師在教學(xué)中，有針對(duì)性的開設(shè)一些可以直接為食品企業(yè)服務(wù)的實(shí)驗(yàn)，讓教學(xué)可以直接為企業(yè)提供技術(shù)支持，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生與企業(yè)聯(lián)合申報(bào)課題和開放實(shí)驗(yàn)，與企業(yè)形成良好的關(guān)系，為將來(lái)就業(yè)打基礎(chǔ)，也可以為社會(huì)服務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

開放實(shí)驗(yàn)的開設(shè)為實(shí)踐教學(xué)提供有利的條件，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，有助于提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。學(xué)校開設(shè)的“生物化學(xué)”開放實(shí)驗(yàn)取得了一些成績(jī)，但是開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)艱巨的教學(xué)改革，隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的發(fā)展，開放實(shí)驗(yàn)的形式需要不斷更新、與時(shí)俱進(jìn)，不僅要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)形式的開放，更要重視創(chuàng)新，才能進(jìn)一步提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，才能與食品專業(yè)總體培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合能力，適應(yīng)食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為社會(huì)培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用技術(shù)型人才，服務(wù)于食品行業(yè)，為我國(guó)食品行業(yè)的健康發(fā)展提供保障。