構建以“知識單元”為主線的生物化學技術實踐教學模式

摘 要： 生物技術專業背景下，我們以“創新型人才培養”為導向，構建以“知識單元”為主線的生物化學技術實踐課程體系；結合教學實際，制定課程的組織方式；以“精品課程網絡教學平臺”為載體，建設立體化教材，建立綜合考核制度，全面評價教學實施效果，從而初步形成頗具特色的教學模式。

關鍵詞： 知識單元 生物化學技術 實踐教學

國家教委制定并實施的“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”的總目標是：轉變教育思想、更新教育觀念，改革人才培養模式，實現教學內容、課程體系、教學方法和手段的現代化，培養適應21世紀需要的社會主義現代化的建設者和接班人。在高等教育諸多的改革中，教學改革是核心。在教學中，教學內容和課程體系直接反映教育目的和培養目標，是培養人才素質、提高教育質量的核心環節，教學內容和課程體系改革是教學改革的重點和難點，是深層次的教學改革。

溫州醫學院的生物技術專業是浙江省重點建設專業，生物化學課程是浙江省省級精品課程。作為生物技術專業的主干課程之一的生物化學課程，是生命科學領域的前沿學科，其理論和技術在科研實踐中有著重要的指導意義。因此，我們將理論與實驗分離，獨立開設《生物化學》理論課與《生物化學技術》實驗課兩門課程，改革實驗教學內容，成功構建了以“知識單元”為主線的生物化學技術實踐教學課程體系，在此與各位同仁一起探討。

1?郾以“知識單元”為主線，構建實踐課程體系

大學實驗教學的根本目的在于培養學生的創新意識和實踐能力［１］。根據生物技術專業人才培養目標和生物化學技術課程本身所具備的特點，我們將該課程培養目標定位在使學生系統學習生物化學技術的基本理論、基本知識、掌握基本技能，即所謂的“三基”，了解本學科發展的最新發展前沿，初步培養科研意識和創新能力。

在傳統的教學中，《生物化學技術》實驗課的實驗項目通常是以孤立的、單一的形式羅列出來，實驗項目之間沒有聯系，缺乏延續性、系統性，學生普遍的困惑在于不知道如何應用這些學過的知識和技術。這種傳統的教學模式難以激發學生學習的興趣，極大制約學生科研能力和創新素質的養成。因此，我們著重改革了實踐教學的內容和體系，成功構建了以“知識單元”為主線的生物化學技術實踐課程體系。

生物化學技術實踐課程研究的對象為蛋白質、核酸、酶等生物大分子，主要是以講解如何從生物材料中提取制備這些生物大分子為主線，以介紹當前生物化學技術領域的新成果和精華知識為重點，以闡述分離、鑒定生命大分子物質所涉及的方法基礎理論和操作技巧為核心。我們將一個研究對象確定為一個“知識單元”，針對某一個特定的研究對象所采用的所有的實驗技術有機地組成一個實驗模塊。因此，每個實驗模塊均由若干個相對獨立又相輔相承的驗證性、應用性實驗組成，這些基本實驗從整體上又構成了一個設計性、綜合性的大實驗。針對“蛋白質”這個知識單元，我們設計了“血清白蛋白的分離純化和性質鑒定”一個實驗模塊；針對“酶”這個知識單元設計了“淀粉酶的動力學分析”、“LDH同工酶的分離純化和測定”兩個實驗模塊；針對“核酸”這個知識單元設計了“人外周血中單個核細胞的DNA的分離純化和鑒定”一個實驗模塊。

2?郾以“培養原則”為指導，制定課程組織方式

依托于浙江省醫學遺傳學重點實驗室，浙江省基礎課（生物學）實驗教學示范中心，建設了實驗教學的“三個平臺”，即：基礎實驗教學平臺、開放式實驗平臺和科研創新技術平臺，為順利實施教學提供了有力的保障。以專業為基礎，以需求為導向，以創新型人才培養為目標，改革傳統的“一站式”的教學模式，為此，我們在實踐教學設計中始終以基本培養原則和個體化培養原則為指導，以“知識單元”為主線構建模塊式實踐課程體系，制定了切實可行的課程組織方式。

根據培養原則，每一個模塊中的全部實驗分為固定組件和自選組件兩部分，其中的固定組件部分屬于生物化學技術實驗課教學計劃規定的必修內容，主要通過在基礎實驗教學平臺開展日常教學活動來完成，學生按照教學計劃依次完成這些實驗，掌握生物化學技術的基本技術，獲得相應的學分。自選組件則是屬于素質提高部分利用開放式實驗平臺，初步培養學生的科研設計能力。

我們以蛋白質知識單元中的實驗模塊——血清白蛋白的分離純化和性質鑒定為例，介紹我們的課程組織方式。“血清白蛋白的分離純化和性質鑒定”這個實驗模塊主要由：①鹽析、②Sephadex G-25凝膠層析、③紫外分光光度法、④Sephadex G-75凝膠層析、⑤DEAE-纖維素離子交換層析、⑥SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳、⑦等電聚焦電泳、⑧醋酸纖維薄膜電泳、⑨比色法等九個小實驗組成，其中①②③④⑤⑧⑨等為固定組件，主要是學生從血清樣品中將白蛋白分離純化出來，并初步進行方法學的評價，屬于必修內容；⑥⑦為自選組件屬于選修內容，主要是學生對純化得到的白蛋白進一步進行分子量、等電點等性質鑒定、純度分析和綜合評價。對于選修部分，指導老師只是在整體可行性程度上做把握，同時提供實驗過程中可能涉及的實驗技術、試劑材料等基本素材，不做具體的技術指導。實驗的步驟、方案的實施、試劑材料的準備等均由學生自主完成，使學生在熟練運用生物化學基本技術的基礎上，進一步培養科研設計能力。

以“知識單元”為主線構建的模塊式實踐課程體系，從實驗項目設計的角度來看，從簡單到復雜，從驗證到設計，從孤立到綜合，從基礎到應用，從培養的角度來看更具有延續性和可塑性的優點。開展這樣的實驗，很好地達到兩個教學效果：一是學生對白蛋白這樣一種蛋白質的理化性質和生物學活性有了較為全面的認識，很好地培養了學生的綜合科研能力。二是教師可以通過觀察學生的操作能力、科研能力，為后續學生科研活動和競賽預選和儲備人才。

通過前面兩個平臺，我們建立人才儲備庫，充分利用科研技術平臺，學生或是申請各項學生科研課題；或是參加“挑戰杯”全國大學生學科競賽、浙江省大學生科技創新活動計劃、浙江省生命學科競賽等；或是按照自己的興趣申請并加入導師的科研團隊中，參與課題組的科研活動：選題設計、標書撰寫、技術路線、方案實施等，逐步培養學生的科研創新意識和實踐能力，為進一步科研或考研等打下扎實的實踐基礎。

3?郾以“精品課程網絡教學平臺”為載體，建設立體化教材

21世紀的生命科學日新月異，以“知識單元”為主線的模塊式教學方式對教師、學生提出了更高的要求，而且單純的紙質化的一本教科書遠不能滿足我們的教學需求。因此，我們充分利用現代教育技術手段和學校豐富的網絡資源開展教學。學校的網絡已經覆蓋所有的教室、實驗室和寢室，千兆進樓層，百兆進教室和實驗室。教師獨立配置一臺電腦，中青年教師均通過《現代教育技術應用》培訓，掌握了常規教學媒體的使用、網絡輔助教學平臺及多媒體課件制作等現代教育基本技術。理論教學課件均采用多媒體技術制作。

部分實驗模塊拍攝了實驗錄像，如“血清白蛋白的分離純化和性質鑒定”，介紹了整個實驗模塊的設計流程、標準技術示范、知識要點等，學生可以通過《生物化學》省級精品課程網站提前預習。部分較抽象的技術如層析等制作了一系列的FLASH，來幫助學生理解。常用的技術則以文字和圖片的形式供學生自學。教學計劃、教學大綱、教案、課件、課堂錄像、自主學習材料等教學資源均已上網，實現課程的網絡化和教學資源的立體化。精品課程網站還實現網絡作業、討論、答疑等功能模塊，從而為學習者提供更加互動、開放的學習空間。

4?郾以“創新型人才培養”為導向，建立綜合考核制度

一個綜合的實驗考核制度是全面評價實驗課程體系，檢驗實驗教學質量、考查學生實驗教學技能的主要手段［2］，經過多年的實踐，以“創新型人才培養”為導向，改革建立了一套以考察學生綜合能力為目的適合本實驗課程的綜合考核制度。考核內容分為四部分：第一部分為理論考試，通過筆試考察學生對生物化學技術的基礎理論的掌握程度。第二部分為實驗操作考核，通過雙盲式操作考試，直接檢驗學生的動手能力。“雙盲式”是指老師與學生均不知道待測樣品的參考值的前提下；由老師和學生同時進行定量測定樣品的濃度和穩定性評價。第三部分為實驗報告，主要考查學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。第四部分為綜述撰寫，要求學生按照標準格式撰寫一篇綜述，考查學生的科研思維能力和論文寫作能力。這樣的評價機制既能全面反映學生的綜合能力又能很好地檢驗我們的教學效果，同時又作為科研人才儲備建庫的一個有力的評價依據。

5?郾結語

以“知識單元”為主線的生物化學技術實踐教學模式體現了新世紀教育的理念。經過幾年的教學實踐，生物技術專業背景的學生不僅在畢業論文設計與撰寫等方面有了明顯的進步，而且在大學生科研競賽方面獲得不俗的成績。當然學生能力的形成和素質的提高是一個循序漸進的過程，實踐課程改革是一項長期的系統工程，需要不斷地探索與努力。

參考文獻：

［1］鄭家茂.對大學實驗教學若干問題的厘析［J］.實驗室研究與探索，2007，26，（10）：1.

［2］李永芳.醫學生物學實驗模塊化教學模式的探索與研究［J］.中國高等醫學教育，2008，（9）：64.

基金項目：2009年浙江省新世紀高等教育教學改革項目。

（呂建新系通訊作者）