基于學(xué)科競(jìng)賽對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究*

王 亮，孟凡欣，趙明智，姜 濤，杜 娟，楊東生，胡文忠，王蘭英

(珠?？萍紝W(xué)院珠海，廣東 珠海 519041)

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為生物學(xué)與藥學(xué)學(xué)生的專業(yè)必修課程，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段，不僅可以用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證理論，也可以更好的去挖掘潛力、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析檢測(cè)和科學(xué)創(chuàng)新的能力，作為一門綜合性實(shí)驗(yàn)起著不可代替的作用。

學(xué)科競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)技能檢測(cè)，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐能力，拓寬科學(xué)視野，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)學(xué)科教學(xué)改革，提高生物學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。競(jìng)賽的存在，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，同時(shí)也引發(fā)教師深刻思考如何將技能競(jìng)賽與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相融合，進(jìn)行培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才的教學(xué)實(shí)踐改革。2018年，全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議提出堅(jiān)持“以本為本”，推進(jìn)“四個(gè)回歸”，要求本科教育回歸常識(shí)、回歸本分、回歸初心、回歸夢(mèng)想[2]。

1 學(xué)科競(jìng)賽引領(lǐng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1.1 推動(dòng)教師教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門以操作為主的是實(shí)驗(yàn)，主要是對(duì)天然物質(zhì)中的活性大分子物質(zhì)進(jìn)行提取，分離，純化，從而得到后續(xù)實(shí)驗(yàn)的原材料，同學(xué)們?cè)谏贤昀碚撜n的同時(shí)要將學(xué)習(xí)到的知識(shí)進(jìn)行實(shí)際的操作，在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)課上老師只是一味的灌輸知識(shí)，而使得學(xué)生在知識(shí)的運(yùn)用上有所欠缺，基于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的開展，學(xué)生在對(duì)于知識(shí)的訴求也由被動(dòng)變成主動(dòng)，實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題也會(huì)及時(shí)的向老師請(qǐng)教，也促使教師不斷的更新自己的知識(shí)體系，了解最新的前沿知識(shí)，閱讀參考文獻(xiàn)，更好的去吃透教材上的知識(shí)點(diǎn)。教師知識(shí)的儲(chǔ)備情況也體現(xiàn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的高度，如果老師都不懂，懂的不夠深入又怎么能很好的去指導(dǎo)學(xué)生[3]。使得教師也要不斷的去了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究的前沿，能夠很好的把握實(shí)驗(yàn)方向和最新的研究方法，不斷的開闊思路，使教學(xué)的內(nèi)容更加豐富，更有內(nèi)涵。

1.2 引領(lǐng)教學(xué)方法的改革

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為藥學(xué)和食品科學(xué)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，多年的教學(xué)方法有一個(gè)成熟的體系，但實(shí)驗(yàn)的方法是在不斷進(jìn)步的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中我們也發(fā)現(xiàn)有一些實(shí)驗(yàn)的方法過于陳舊，不能滿足生物化學(xué)競(jìng)賽的更新速度，因此，老師在教學(xué)的過程中要不斷的摸索經(jīng)驗(yàn)，以前我們是在實(shí)驗(yàn)課的開始階段講授大量的理論知識(shí)，忽略了實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)的是操作，導(dǎo)致學(xué)生的在聽完課以后，忘記了實(shí)驗(yàn)的操作過程，后續(xù)只能不斷的去看黑板，翻閱預(yù)習(xí)報(bào)告，并沒有達(dá)到一個(gè)熟練掌握實(shí)驗(yàn)的相關(guān)技能，現(xiàn)在我們的方式是注重對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的講解，這樣學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過程中有的放矢，知道做什么，也知道怎么做，既了解了實(shí)驗(yàn)相關(guān)的原理，也明白實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，也培養(yǎng)了學(xué)生競(jìng)賽的技能。

1.3 提升教師的專業(yè)能力

教師作為實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)者，理論水平的高低對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程有很重要的指導(dǎo)作用，學(xué)生做為實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)踐者，對(duì)于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)的的基礎(chǔ)鞏固作用也是不可缺少的，對(duì)于一些具體的實(shí)驗(yàn)學(xué)生可能只是機(jī)械的操作，并沒有深入的去了解實(shí)驗(yàn)的原理和方法，不能更加深入的去研究，但是對(duì)于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)來說，只有掌握了最基本的知識(shí)，才能更好的去舉一反三，拓展知識(shí)的寬度，與此同時(shí)教師的只有不斷的提高自己的知識(shí)儲(chǔ)備，通過實(shí)驗(yàn)的過程不斷的去發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。從而形成一個(gè)完整提升體系。

1.4 提升學(xué)生的就業(yè)能力

學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽對(duì)于學(xué)生的就業(yè)起到促進(jìn)的作用[4-5]，在參加競(jìng)賽的過程中，學(xué)生能夠?qū)⒔M織能力，策劃能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?chuàng)新思維，分析問題，解決問題等能力不斷提升，學(xué)生平時(shí)只是不斷的學(xué)習(xí)，卻不能將這些知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，競(jìng)賽過程中會(huì)涉及到一些大型儀器的使用，對(duì)于企業(yè)來說，我們的學(xué)生在沒有參加工作的之前，就熟練的掌握儀器的操作能力，熟練的去分析和處理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，這樣就提升了學(xué)生在企業(yè)應(yīng)聘過程中的競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)出適合企業(yè)的應(yīng)用型人才。

2 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)體系的建立

2.1 實(shí)驗(yàn)制度的管理

實(shí)驗(yàn)室作為教學(xué)和科研的一個(gè)平臺(tái)，參與人數(shù)比較多，存在著很多不確定性的因素，實(shí)驗(yàn)過程中就會(huì)出現(xiàn)很多問題，第一安全問題，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)用到強(qiáng)酸強(qiáng)堿，強(qiáng)氧化劑，強(qiáng)還原劑等，也會(huì)用到高溫、高壓、輻射等，這些都是實(shí)驗(yàn)室存在的問題，因此我們要為這些不確定的因素找到一個(gè)確定的東西，那就是規(guī)章制度，實(shí)驗(yàn)室安全管理制度，實(shí)驗(yàn)室出入登記制度，高溫高壓儀器使用登記制度，實(shí)驗(yàn)室?；肥褂弥贫龋瑢?shí)驗(yàn)室水電使用制度，建立儀器使用申請(qǐng)，審批制度，形成一個(gè)完整的閉環(huán)。

2.2 實(shí)驗(yàn)討論組

2.2.1 實(shí)驗(yàn)的方向

首先從歷年競(jìng)賽項(xiàng)目中分析確定研究的趨勢(shì)，從宏觀的分子，糖類、脂類、蛋白質(zhì)等，微觀DNA，RNA等分子水平上的研究，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 方法的研究

(1)提取方法：溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、酶技術(shù)提取法，超臨界萃取法等；

(2)分離純化方法：大孔弱堿性離子交換樹脂(最優(yōu) D301-R、D296)、大孔強(qiáng)酸性離子交換樹脂(D001×7)、大孔強(qiáng)堿性離子交換樹脂(D280)、大孔吸附樹脂(D3520、NKA-9、HPD-100)；

(3)重結(jié)晶法; 超濾法, 制備型高效液相色譜法(PHPLC)高速逆流色譜法(HSSCC)；

(4)結(jié)構(gòu)鑒定的方法：化學(xué)方法、分光光度法、色譜法(紫外光譜(UV)、紅外光譜(IR)、質(zhì)譜(MS)、核磁共振譜(NMR))；

(5)抗氧化：DPPH 自由基清除法、OH自由基清除法，鐵還原力法；

(6)抑菌效果：金黃色葡萄球菌、 藤黃節(jié)桿菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、白色念珠菌和青霉菌。

2.3 競(jìng)賽體系的建立

2.3.1 賽前的通知

通過學(xué)院網(wǎng)站主頁，學(xué)院微信公眾號(hào)，年級(jí)微信群等。

2.3.2 建立合理的評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)(100分)

圖1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Fig.1 Scoring criteria

2.3.3 評(píng)審專家團(tuán)組成(教授和副教授評(píng)審組成員)

學(xué)生準(zhǔn)備PPT答辯(3 min自我陳述)。

2.3.4 賽事的級(jí)別

圖2 賽事級(jí)別Fig.2 Level of competition

2.4 競(jìng)賽數(shù)據(jù)庫的建立

對(duì)于競(jìng)賽而言，從校級(jí)項(xiàng)目；省級(jí)項(xiàng)目；國(guó)家級(jí)項(xiàng)目是一個(gè)等級(jí)不斷提升的過程，但是我們有時(shí)往往忽略了前期的基礎(chǔ)，也就是之前也就過的項(xiàng)目，和現(xiàn)在進(jìn)行的項(xiàng)目是否有重疊的地方，因此，建立一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫是有必要的。

省級(jí)廣東省大學(xué)生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽https://life.scau.edu.cn/wjds/list.htm；

國(guó)家級(jí)“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競(jìng)賽http://www.tiaozhanbei.net/project/；

全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽https://www.educulsc.com/。

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的體系的建立，不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)于未知事物的渴望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，改善學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度，也使得學(xué)生能夠更加深入的去了解生物化學(xué)中的奧秘，對(duì)于學(xué)生的發(fā)展有著促進(jìn)作用，生物化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，能夠獨(dú)立去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，使學(xué)生有一個(gè)完成的思考模式，從而提出問題，分析問題，解決問題的邏輯思維的鍛煉。建立一個(gè)有效的完整的學(xué)生實(shí)踐體系，不僅僅可以促進(jìn)教學(xué)的不斷進(jìn)步，也可以是學(xué)生的自身能力得到不斷的提升。