對生物學理科基地班生物化學實驗課程改革的探索

劉雪萍,史玲玲,汪曉峰

摘要：生物化學是理論知識和實踐探索并重的學科，針對生物學理科基地班的特點，我們在加強生物化學理論課教學的同時，對生物化學實驗課程在課程體系、教學內容、教學方法和手段以及實驗考核等方面進行了改革。這些改革有利于激發學生學習的積極性，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

關鍵詞：生物化學實驗；課程體系；教學內容；多媒體；考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）01-0148-02

國家理科基礎科學研究和教學人才培養基地北京林業大學生物學專業點（簡稱理科基地），是1996年10月經國家教育部、國家基金委批準，以北京林業大學生物科學與技術學院為依托建設的，于1997年開始以生物學專業招生。這一專業是包括清華、北大、中國農大在內的19個“國家理科基礎科學研究與教學人才培養基地”專業之一，肩負著為國家培養生物科學領域高新技術人才和森林生物學基礎科學研究與教學人才的重任，以培養具有堅實的數、理、化理科基礎，較高的外語水平，寬厚的生物學理論，較強的實踐動手能力和專業適應能力的學科型人才為目標。國家理科基地在人才培養方面，從長遠來說，要培養本學科的科學家和專家，從現行本科教育來說，要明確向高校和科研院所輸送高素質的研究性人才。因此，欲想成為高素質人才培養模式的基地，成為教學改革的試驗田，必須加強學生創新精神和創新意識的培養，在課程體系和教學改革方面起帶頭和示范作用，才可能有較強的輻射功能。生物化學是生物學的分支學科，它是理論知識和實踐探索并重的學科，作為生命科學的領先學科和中心支柱，生物化學在生物學人才培養建設中起著非常重要的作用。所以，生物化學及生物化學實驗課程是我院理科基地班開設的重要專業基礎課，其教學效果直接影響到學生對后續課程，如細胞生物學、遺傳學、動物生理和植物生理等課程的學習。因此，我們在加強生物化學理論課教學的同時，對生物化學實驗課程在課程體系、教學內容、教學方法和手段以及考核方式等方面進行了大力的改革?，F就理科基地班生物化學實驗課程改革中的實踐體會作一概括。

一、課程體系的調整

課程體系是一個專業所設置的課程相互間的分工與配合，課程體系是否合理直接關系到培養人才的質量。生物化學課程體系主要反映在理論課與實踐課之間的比例關系上。由于實驗教學本身具有一定的系統性和規律性（楊志偉等，2005），目前在生物科學與技術學院教學改革的總體目標下，我校從2008年開始調整，生物化學實驗課已建設成為一門相對獨立的實驗課程。這樣改革的結果對學生不僅起到驗證和鞏固理論課學習的目的，同時又自成一體，具有明確的培養目標和內容，形成一套相對獨立的實驗技術體系。為了使學生能夠從理論和實踐的全局高度對相關實驗的理論知識和實驗技能加以掌握，培養他們在實際工作中發現問題、分析問題和解決問題的能力，我們編寫了生物化學實驗大綱和生物化學實驗教材（生物化學實驗技術），對生物化學實驗的教學內容進行了全面的改革，并針對每年實驗課程的開設情況，對生物化學實驗的大綱和教材內容做相應的調整。

二、教學內容的改革

我們根據我校林業學科專業的特點，結合我們現有的教學條件，自編了“生物化學實驗原理和技術”，本書結合了目前國內外生物化學科研實踐常用的技術和方法，對生物化學實驗課的教學內容進行了調整與更新。之前所開設的實驗多為基礎驗證性實驗，實驗內容包括以下：還原糖含量的測定（3，5-二硝基水楊酸比色法），氨基酸的紙層析，脯氨酸含量的測定，蛋白質的沉淀反應，蛋白質的兩性反應和等電點的測定，考馬斯亮藍染色法測定蛋白質含量，SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法測定種子蛋白質分子量，過氧化物酶活性的測定，維生素C的定量測定等。這些單項實驗，實驗目的和實驗內容過于單一，各個實驗彼此間缺乏內在聯系，學生即使認真做好了每一個實驗，也可能沒有真正理解和掌握生物化學課程中的核心問題。因此，為了激發學生的學習興趣，強化學生分析問題和解決問題的能力，在充分調研了北京相關院校的生化實驗教學現狀后，我院于2004年開設了綜合性和設計性實驗。目前我院開設的實驗課體系為先有目的的開設些小實驗，主要是使學生掌握生化實驗的基礎知識以及常用儀器，如分光光度計、離心機、電泳儀的使用，內容包括：細胞色素C的制備和測定，SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法測定種子蛋白質分子量，過氧化物酶活性的測定等。在此基礎上，我們開設了溶菌酶的提取和系列性質測定，細胞色素C的分離純化等綜合實驗。這些實驗的內容不僅涵蓋了之前所開設的所有基礎驗證性實驗，而且其連貫性和綜合性大大提升，通過綜合設計性實驗的開設，不僅可以使學生熟悉生物化學的相關知識，掌握相關的實驗技能和實驗手段，而且可以提高學生的應用能力和分析實驗問題的能力，并大大提高了學生的實踐動手能力。

三、多媒體的應用

多媒體技術是使用計算機交互式綜合技術和數字通信網絡技術處理多種表示媒體——文本、圖形、圖像、視頻和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個交互式系統。近年來，隨著多媒體技術的不斷發展，網絡應用的日漸普及，在網絡教學平臺的基礎上，使用多媒體CAI課件教學已經成為教學革新的一種趨勢。CAI課件教學具有形象直觀，增強記憶，激發興趣，陶冶情操，突破難點，深入淺出，增大容量，提高效率，人機交互，啟發思維等特點，在課程教學中具有不可替代的優勢（王文靜，2011）。對于課程內容比較抽象、難以理解、教師用語言不易描述、某些規律難以捕捉、需要學習者反復練習的內容等，在條件允許的情況下都有必要實施計算機輔助教學。自2005年起，生物科學與技術學院的實驗中心開始為各個實驗室安裝多媒體系統。經過幾年的實踐證明，采用多媒體網絡教學和課堂教學相結合，提高了實驗教學效果，多媒體CAI課件在生物化學實驗教學中扮演著越來越重要的角色。多媒體具有豐富的表現力，不僅能對微觀過程進行模擬，還可以對抽象事物進行生物直接表現，對復雜過程進行簡化和再現，這點在生物化學實驗教學中尤為重要。因為生物化學實驗原理比較復雜，對其動手操作技能要求較高，用理論或文字解釋往往很難讓學生真正理解，現在通過圖片、動畫或視頻可將這些微觀抽象的概念加以直接展示（蔡志強，2010）。由于生物化學實驗較為復雜，實驗準備過程持續時間過長或準備步驟較繁瑣，因此在有限的實驗教學時間內較難達到理想的教學效果（夏守之等，2006）。而使用多媒體課件后，可以化復雜為簡單，便捷地控制實驗過程的時間，實驗預定的實驗效果。

四、考核方式的改變

建立完善的實驗考核方法是檢查教學質量、改革教學方法的重要依據，也是確保實驗教學成功的有力保障（高蕊，2011；程金林，2003）。為了保證生物化學實驗課程考核涉及內容盡可能全面，在考核中還需重視基本技能操作，注重實驗實際操作，強調學生動手、解決問題和歸納總結能力的培養，我們對這一實驗課程的考核方式進行了改革和嘗試。生物化學實驗課程的考核原來僅參考學生的實驗報告，考核內容不全面，不能督促學生預習實驗，不能充分了解實驗過程中及實驗結束后學生對實驗技術的掌握情況，以及對實驗理論知識的理解情況。目前這一課程的考核不僅包括實驗報告，還重點參考學生實驗過程中的表現，包括對實驗課程的預習、實驗過程中的認真程度和實驗結果，總共占考核成績的70%，另外30%是閉卷考試，主要考點是各個實驗的實驗原理以及對實驗過程中一些現象和實驗結果的解釋。

總之，我校生物化學實驗課程經過多年教改后自成體系，教學內容得到很大的調整與更新，同時多種教學方式的探索及多媒體課件的應用使得教學方式更為生動，考核制度的完善對于提高學生學習的積極性，提高生物化學教學效果，在我院培養綜合型應用人才方面，起到了積極的作用。

參考文獻：

[1]楊志偉，劉曉晴，等.生物化學實驗教學的改革與實踐[J].實驗技術與管理，2005：7-10.

[2]高蕊，黃瑾.生物化學實驗教學的研究與探索[J].現代醫藥衛生，2011：320.

[3]程金林，吳斌，黃錚.試論實驗教學考試方法的改革[J].實驗室研究與探索，2003：26.

[4]夏守之，王若田，張昱.開放實驗室教學改革障礙的研究[J].化工高等教育，2006：94-96.

[5]王文靜，何金環.生物化學CAI課件的功能和教學體會[J].鄭州牧業工程高等?？茖W校學報，2011：56-57.

[6]蔡志強，趙希岳，等.提高生物工程專業生物化學實驗教學效果的改革探索[J].生物學雜志，2010：104-105.

基金項目：北京市教改項目“研究式教學方法與學生創新能力培養的探索”