“雙元制”培養(yǎng)模式下的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

何獻(xiàn)君 尉 捷 王雪涵 田榮榮

北京城市學(xué)院生物醫(yī)藥學(xué)部，北京 100094

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是北京城市學(xué)院生物醫(yī)藥學(xué)部（以下簡(jiǎn)稱“學(xué)部”）生物技術(shù)專業(yè)的核心課程之一，課程建設(shè)始終秉承學(xué)部“對(duì)接需求，發(fā)展內(nèi)涵，強(qiáng)化特色”的理念，做到課程建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相一致。學(xué)部毗鄰中關(guān)村生命科學(xué)園、中關(guān)村生物醫(yī)藥園、永豐高科技技術(shù)產(chǎn)業(yè)園。生物技術(shù)專業(yè)充分利用區(qū)位優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與園區(qū)內(nèi)具有雄厚研發(fā)實(shí)力和教學(xué)能力的企事業(yè)單位的合作，于2011 年成立生物技術(shù)（G20 企業(yè)）定制培養(yǎng)班，被北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、北京市經(jīng)濟(jì)與信息化委員會(huì)、北京市投資促進(jìn)局和中關(guān)村管委會(huì)認(rèn)定為“北京生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地”。

生物技術(shù)專業(yè)與北京市生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深度融合，對(duì)我們的教學(xué)提出了更高的要求。學(xué)部采用“雙元制”人才培養(yǎng)模式，即學(xué)生既在學(xué)校接受專業(yè)理論和通識(shí)教育，又在企業(yè)接受職業(yè)技能訓(xùn)練。培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變對(duì)我們的教學(xué)提出了更高的要求。特別是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為專業(yè)核心課程，其教學(xué)質(zhì)量的高低與學(xué)生專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能水平的高低息息相關(guān)，因此，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。

一、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革依據(jù)

生物技術(shù)專業(yè)與企業(yè)合作后，加強(qiáng)日常教學(xué)與企業(yè)需求的深度融合成為教學(xué)目標(biāo)之一，這也是教學(xué)改革的依據(jù)。為此，我們對(duì)2012級(jí)—2014級(jí)238名學(xué)生在用人單位所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其中分子生物學(xué)占比為28.6%，生物化學(xué)占比為26.8%，微生物與免疫學(xué)占比為23.1%，細(xì)胞生物學(xué)占比為8.4%，其他方面占比為13.1%。由此可見(jiàn)，用人單位對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的需求比較大，且生化技術(shù)的需求主要集中在生物大分子的分離純化和檢測(cè)分析技術(shù)方面?；诖苏{(diào)研結(jié)果，我們對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革。

二、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

我們根據(jù)用人單位對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)需求的調(diào)查結(jié)果和目前我校實(shí)驗(yàn)室的硬件支撐條件，并借鑒了其他高校的經(jīng)驗(yàn)，選擇了綠色熒光蛋白（Green Fluorescent Protein，GFP）和谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶（Glutathione STransferases，GST）作為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如表1 所示。

前四個(gè)項(xiàng)目以綠色熒光蛋白為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及細(xì)菌的發(fā)酵、蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)、細(xì)菌的超聲破碎、目的蛋白的鹽析沉淀、目的蛋白的脫鹽處理、蛋白的鎳親和柱層析、蛋白的定量測(cè)定、電泳檢查純度、蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定和蛋白的免疫印跡技術(shù)，這些內(nèi)容強(qiáng)調(diào)以一種實(shí)驗(yàn)材料即GFP 為主線，將多個(gè)不同的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)串聯(lián)起來(lái)。整個(gè)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為一個(gè)有機(jī)整體，既增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性，又避免了以往教學(xué)中將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)以較零散的方式教授給學(xué)生、不易留下深刻印象的弊端。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)前后相關(guān)聯(lián)，也使學(xué)生必須認(rèn)真對(duì)待每次實(shí)驗(yàn)，否則無(wú)法繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感和主動(dòng)性。鑒于酶學(xué)知識(shí)是生物化學(xué)中較為重要的部分，且動(dòng)力學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)難度比較大，因此，我們以谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶為實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)習(xí)基本的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)該酶的活力和比活力進(jìn)行測(cè)定，以使學(xué)生更全面地掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

為了提高教學(xué)效果，我們采取了以下改革措施。

1.采用小班制教學(xué)

為提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程參與度及取得良好的教學(xué)效果，生物技術(shù)專業(yè)的大部分專業(yè)核心實(shí)驗(yàn)課程均為小班制教學(xué)，即每次實(shí)驗(yàn)人數(shù)控制在25人左右。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)也采取了這樣的教學(xué)方式，并且大部分實(shí)驗(yàn)為2 人1組，有些實(shí)驗(yàn)如重組綠色熒光蛋白定量測(cè)定—Folin 酚（Lowry）法實(shí)驗(yàn)是1人1組。這種實(shí)驗(yàn)時(shí)有合作有分工的教學(xué)模式既可以保證學(xué)生的參與度，又可以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，授課教師也能夠有精力照顧到更多的學(xué)生。

2.讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作往往是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由實(shí)驗(yàn)輔助教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，學(xué)生來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，只需要按照授課教師的要求做即可，這樣容易造成學(xué)生缺乏主動(dòng)性。很多學(xué)生都是試劑拿過(guò)來(lái)就用，有的學(xué)生直到實(shí)習(xí)時(shí)還不能規(guī)范、準(zhǔn)確地配制試劑。為了改變這一狀況，喚起學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們適時(shí)安排學(xué)生自己準(zhǔn)備部分實(shí)驗(yàn)試劑，如配制培養(yǎng)基、緩沖溶液、親和層析試劑、福林酚試劑等，以確保課程結(jié)課后，學(xué)生能夠規(guī)范準(zhǔn)確地配制試劑。學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備還可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，加深其對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作重要性的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果良好。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理

高效有序的課堂是提升教學(xué)質(zhì)量的保證，因此我們要加強(qiáng)對(duì)教學(xué)過(guò)程的管理。首先，要科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，做到實(shí)驗(yàn)步驟緊湊有序，盡量減少實(shí)驗(yàn)等待時(shí)間，確實(shí)需要等待時(shí)可以安排講解相關(guān)實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)，也可以播放相關(guān)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)視頻，有效彌補(bǔ)課堂教學(xué)學(xué)時(shí)的不足。其次，要倡導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”。生物化學(xué)本身就是實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，一些較難理解的理論知識(shí)輔以實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)就容易理解了，因此，應(yīng)倡導(dǎo)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能原理的學(xué)習(xí)，這就需要學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程。最后，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還應(yīng)加大教師的巡查力度，而小班制教學(xué)為整個(gè)教學(xué)過(guò)程的有效管理提供了保障。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求每位學(xué)生必須將實(shí)驗(yàn)中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測(cè)出來(lái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交由指導(dǎo)教師檢查核實(shí)，教師核查后，學(xué)生才算完成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣既可以掌握每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，又可以防止學(xué)生相互抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象發(fā)生。

4.加強(qiáng)職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)

學(xué)校對(duì)職業(yè)素養(yǎng)教育的重視程度不夠，使部分學(xué)生沒(méi)有足夠的職業(yè)意識(shí)和技能，畢業(yè)后也沒(méi)有很強(qiáng)的、可立即獨(dú)立工作的能力，這可能是學(xué)生就業(yè)難的重要原因之一。實(shí)驗(yàn)課程是對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)素養(yǎng)教育的重要陣地，因此，我們?cè)谏锘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課上會(huì)適當(dāng)引入一些例子，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如，有的學(xué)生將來(lái)可能會(huì)進(jìn)入疫苗或生物制藥公司從事質(zhì)控工作，第一次課我們就會(huì)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)，這些工作與普通人的生活息息相關(guān)，做好這些工作的關(guān)鍵是要有認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和過(guò)硬的技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也會(huì)不斷強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，強(qiáng)調(diào)哪些因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的精度、如何科學(xué)客觀地報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果等細(xì)節(jié)問(wèn)題，這些都是他們將來(lái)工作的一部分，以此培養(yǎng)他們的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)。

5.加強(qiáng)教材與課件建設(shè)

專業(yè)、適用的實(shí)驗(yàn)教材是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的有力保障。實(shí)驗(yàn)教材是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)突破口。我們以適應(yīng)我校學(xué)生需求為基本原則，參考了一些優(yōu)秀的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，編寫(xiě)了《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》實(shí)驗(yàn)教材。教材共分為四章，分別是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室要求及基本操作（第一章）、生物化學(xué)常用實(shí)驗(yàn)技術(shù)（第二章）、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（第三章）和附錄（第四章），內(nèi)容涵蓋生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方面，包括基本實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作、具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、常用生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、有價(jià)值的資料檢索網(wǎng)址等。課件以教材為基礎(chǔ)，根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制作而成。課件注重實(shí)驗(yàn)材料GFP 背景知識(shí)的介紹，讓學(xué)生了解該實(shí)驗(yàn)材料相關(guān)科研成果曾獲得2008年諾貝爾獎(jiǎng)，了解該蛋白的技術(shù)應(yīng)用，使學(xué)生對(duì)生化實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。同時(shí)，讓學(xué)生了解科學(xué)家的故事，學(xué)習(xí)科學(xué)家不斷探索的精神，實(shí)現(xiàn)課程思政。我們還在課件中插入了許多圖示和動(dòng)畫(huà)，將一些晦澀難懂的理論知識(shí)以簡(jiǎn)潔易懂的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，課件強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)材料源于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立了相關(guān)課程之間的聯(lián)系，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的改革

合理、完善的考評(píng)機(jī)制不僅可以檢驗(yàn)教學(xué)效果，而且能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此，我們?cè)诘谝淮握n上就向?qū)W生闡明了生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要意義、課堂教學(xué)形式及實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核辦法，以此來(lái)激勵(lì)和啟發(fā)學(xué)生有目的地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。對(duì)于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核，我們主要分為平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)兩部分，平時(shí)成績(jī)占60%，期末考試占40%。平時(shí)成績(jī)的考核主要從以下幾個(gè)方面著手：實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范與否、實(shí)驗(yàn)記錄是否真實(shí)詳細(xì)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論是否深入。通過(guò)這五個(gè)方面的綜合評(píng)定，基本能反映出學(xué)生的綜合能力及平時(shí)的學(xué)習(xí)情況。期末考核分為筆試和實(shí)操考核兩部分，兩部分都在一張?jiān)嚲砩?，?0套題。筆試部分主要涉及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的相關(guān)理論，實(shí)操考核為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的某個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。課程結(jié)束后安排考試，每次安排2 人隨機(jī)抽取考題，因?yàn)槌槿〉念}目不同，杜絕了抄襲現(xiàn)象。同時(shí)，學(xué)生也不知道會(huì)抽到哪套題，因此，在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)的過(guò)程中必須認(rèn)真學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)操作步驟。通過(guò)這種考核方式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)平時(shí)實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)的重視，達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生基本技能訓(xùn)練的目的。

四、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成效及思考

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在生物技術(shù)專業(yè)以“雙元制”為人才培養(yǎng)模式的前提下，以培養(yǎng)復(fù)合型高技能人才為目標(biāo)，積極進(jìn)行教學(xué)改革的探索與實(shí)踐。通過(guò)改革課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方法，使知識(shí)系統(tǒng)化、專業(yè)化、趣味化，以培養(yǎng)學(xué)生“守護(hù)健康，盡責(zé)于微”的服務(wù)意識(shí)、人文關(guān)懷和慎獨(dú)精神。通過(guò)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)改革實(shí)踐，能積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)和支持學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的科研創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，包括參與國(guó)家級(jí)和北京市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、北京市生物技能大賽、教師的科研課題等。這明顯增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有效培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)該學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情和對(duì)職業(yè)素養(yǎng)的深刻理解，對(duì)提升學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力起到了積極的作用。同時(shí)，教學(xué)改革促使教師不斷學(xué)習(xí)與提升自己，其教材編寫(xiě)和課件制作水平也不斷提高。2019 年，我校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教材和課件被評(píng)為“北京高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)本科教材課件”。

五、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，通過(guò)上述改革途徑，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了較好的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不斷提高，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生扎實(shí)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，使其能夠較快地適應(yīng)工作崗位。但我們也應(yīng)看到，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不斷遇到新的困難和挑戰(zhàn)，如在生物技術(shù)飛速發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何幫助學(xué)生提高職業(yè)素養(yǎng)，如何探索新的教學(xué)形式和方法，如何更好地服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這些都是值得實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷探索和加以總結(jié)的問(wèn)題。