以提高學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

劉 超，胥成浩，梁 梓，杜超豪

（樂山師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院基礎(chǔ)生物學(xué)教研室，四川 樂山 614004）

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革

以培養(yǎng)方案和《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱為依據(jù)，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平、專業(yè)基礎(chǔ)和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室條件，我們?nèi)匀淮_定基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)作為生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要內(nèi)容。

改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)。盡管實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱來自教學(xué)大綱和教學(xué)參考書籍，但具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方案進(jìn)行大膽改革嘗試，解剖參考書籍的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加具體的思考性題目。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)內(nèi)容中再一次設(shè)計(jì)一些思考題，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的思考題數(shù)量大約8-10個(gè)。這一系列問題實(shí)際上是將實(shí)驗(yàn)原理和操作過程進(jìn)行分解，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中思考，深刻理解實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)的目的以及意義。通過這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的思考和具體實(shí)驗(yàn)過程，能夠準(zhǔn)確理解和掌握生物化學(xué)中關(guān)于生物分子分離的基本理論，對(duì)生物化學(xué)理論學(xué)習(xí)起到助推作用。

改革基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的試劑濃度或試劑種類進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)研究的挫敗感，培養(yǎng)尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的思考，尋找問題出現(xiàn)的原因，從而讓學(xué)生理解為什么要制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線不是在任何范圍內(nèi)都是線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線的使用有什么注意事項(xiàng)。

2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的管理，保障預(yù)習(xí)效果

根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目特點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行適當(dāng)修改，實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，從而編寫成適應(yīng)不同學(xué)生需求的新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目差異性資料。然后將資料通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中，向?qū)W生提出嚴(yán)格的預(yù)習(xí)要求，并寫出書面的預(yù)習(xí)報(bào)告。

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡囊?。要求學(xué)生將資料或者參考書上的“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹备某伞皩W(xué)習(xí)目的”，讓學(xué)生去思考通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我應(yīng)該做什么，收獲什么。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，讓學(xué)生對(duì)標(biāo)檢查是否達(dá)到學(xué)習(xí)目的。

（2）實(shí)驗(yàn)原理的要求。要求學(xué)生參考資料或者其他相關(guān)書籍，讀懂并理解實(shí)驗(yàn)原理，然后用自己的語言或簡潔的圖表將實(shí)驗(yàn)原理簡要描述出來，不允許和教師的資料或參考書相同。

（3）實(shí)驗(yàn)試劑和用具的要求。要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)中所用的每一種試劑或藥品在實(shí)驗(yàn)中起什么作用，作用原理是什么，為什么是這個(gè)濃度；有沒有其他試劑可以代替。同時(shí)要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)用具的作用，操作中有什么注意事項(xiàng)。

（4）實(shí)驗(yàn)實(shí)用步驟的要求。要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)步驟一律以流程或者圖表的形式表示出來。如果是小組協(xié)作實(shí)驗(yàn)，要寫出實(shí)驗(yàn)過程中如何分工協(xié)作。

（5）實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果的要求。請(qǐng)學(xué)生參考教學(xué)參考書或其他相關(guān)資料，在預(yù)習(xí)報(bào)告中寫出可能預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)與方式

由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)以教學(xué)參考書的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方案為準(zhǔn)，每個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)都是可以預(yù)期的，一旦得出和書上預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，老師和學(xué)生都很高興，也就簡單地完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但是學(xué)生缺乏思考和對(duì)問題的分析，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程印象不深，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不透，對(duì)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)沒有直觀感悟。通過前述對(duì)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往和書上或資料上有出入，甚至完全錯(cuò)誤。此時(shí)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)判需要進(jìn)行創(chuàng)新和改革，不要一味地追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果和書上或理論預(yù)期一致性。

3.1 實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)

（1）實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式：實(shí)驗(yàn)教師制定以科技論文撰寫一樣的統(tǒng)一基本格式。主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)概述（包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)技能以及實(shí)驗(yàn)背景等）；實(shí)驗(yàn)材料與器材（包括實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)器材等）；實(shí)驗(yàn)方法與過程（包括實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法、操作步驟等）；實(shí)驗(yàn)結(jié)果（包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、測(cè)量數(shù)據(jù)等）；結(jié)果分析與討論（包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)誤差分析、實(shí)驗(yàn)體會(huì)、實(shí)驗(yàn)存在問題與改進(jìn)、技術(shù)應(yīng)用以及注意事項(xiàng)等）；思考題的解釋等。

（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交方式。要求所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以電子版形式提交。教師提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子版的基本格式要求，學(xué)生統(tǒng)一按基本格式進(jìn)行撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記載

由于教師提前對(duì)不同組或不同學(xué)生所用的實(shí)驗(yàn)試劑或者實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行不同的改革，實(shí)驗(yàn)結(jié)果或數(shù)據(jù)可呈現(xiàn)不同的差異，要求學(xué)生一定要根據(jù)自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行真實(shí)記載，然后認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果或進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，絕對(duì)不能照抄別人的結(jié)果或數(shù)據(jù)[2]。

3.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)閱

（1）評(píng)閱方式：學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，教師以修訂模式對(duì)隨機(jī)選擇的三分之一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)閱或修改，然后要求學(xué)生以此為參考進(jìn)行修改，再次提交電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師再次進(jìn)行隨機(jī)選擇評(píng)閱，要求學(xué)生第二次修改。

（2）成績等級(jí)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績不以實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的符合程度為唯一標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論以及思考，作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的精髓部分[1]，并作為實(shí)驗(yàn)成績的主要度量。即使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期有差異或者完全相反，只要學(xué)生能夠引經(jīng)據(jù)典科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，仍然可以得到一個(gè)良好甚至優(yōu)秀的成績[2]。

（3）成績依據(jù)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)閱成績以第二次學(xué)生修改的實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)閱成績?yōu)橐罁?jù)。

3.4 實(shí)驗(yàn)考核

學(xué)生課程成績的考核包括兩個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)技能考核和實(shí)驗(yàn)理論考核，分別占比50%。

（1）實(shí)驗(yàn)技能考核：由于考核時(shí)間和場(chǎng)地有限，主要考核內(nèi)容為生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本儀器設(shè)備操作、實(shí)驗(yàn)試劑的配置與處理、實(shí)驗(yàn)步驟的操作等。每學(xué)期擬定7-8個(gè)實(shí)驗(yàn)技能操作項(xiàng)目，然后提前公布給學(xué)生，要求學(xué)生自己主動(dòng)利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行再次練習(xí)。

（2）實(shí)驗(yàn)理論考核：將本學(xué)期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基本原理、試劑濃度和作用、操作方法、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、技術(shù)應(yīng)用作為考核范圍。

（3）課程成績計(jì)算：平時(shí)成績?yōu)?0%（實(shí)驗(yàn)報(bào)告70%+實(shí)驗(yàn)態(tài)度和表現(xiàn)30%），期末考核為70%（包括實(shí)驗(yàn)技能考核50%+實(shí)驗(yàn)技能考核50%）。

4 改革成效

通過以問題為引導(dǎo)、改革實(shí)驗(yàn)材料和試劑、改革實(shí)驗(yàn)評(píng)級(jí)方式，杜絕照抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告和編造實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)學(xué)生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)能力有顯著提升。

（1）實(shí)驗(yàn)參與度提高：通過問題式導(dǎo)向和實(shí)驗(yàn)試劑濃度的微調(diào)改革，在“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”基礎(chǔ)上進(jìn)行“嘗試性實(shí)驗(yàn)”改革，學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣增加，主動(dòng)積極地參與意識(shí)濃厚。節(jié)假日進(jìn)入開放性實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生每年達(dá)到15000人次。

（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量明顯提高：學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用電子版模式，保證了學(xué)生可以多次修改，長期保存，克服了學(xué)生紙質(zhì)報(bào)告一交了事的缺陷。學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考科技論文撰寫格式要求，增加了對(duì)學(xué)生“實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析”，增加了“思考題”，逐步培養(yǎng)了學(xué)生熟悉科技論文撰寫能力。學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)判不以實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期之間的符合程度為標(biāo)準(zhǔn)，而著重考查學(xué)生“實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論”，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期出入的原因分析，防止了學(xué)生編造實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，克服了學(xué)生相互照抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告的惡習(xí)，為科研論文撰寫奠定基礎(chǔ)[3]。

（3）學(xué)生科研成績突出：通過引導(dǎo)學(xué)生積極思考實(shí)驗(yàn)問題，嘗試性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料和藥品的調(diào)整改革，培養(yǎng)了學(xué)生將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際問題解決能力，增強(qiáng)了學(xué)生參與科學(xué)研究與探索的興趣。近五年來學(xué)生申請(qǐng)國家級(jí)或省級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目近100項(xiàng)，公開發(fā)表科研論文四十余篇，申請(qǐng)專利40余項(xiàng)。

（4）考研比例增加：近五年來隨著對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的濃厚興趣，促進(jìn)了相關(guān)學(xué)科課程的學(xué)習(xí)積極性提高，報(bào)考碩士研究生的比例達(dá)到54%，考取碩士研究的人數(shù)累計(jì)達(dá)到兩百余人。