淺談環境學科的《生物化學》實驗教學改革與實踐

摘要：《生物化學》是環境科學專業的專業基礎課程之一。針對目前《生物化學》實驗教學中存在的問題，結合多年的教學經驗和體會，對《生物化學》實驗教學體系的改革進行探討，強化學生的實驗操作技能，使得學生能更好地掌握專業知識，并提高學生的實踐創新能力和解決實際問題的能力。

關鍵詞：生物化學；實驗教學；改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）20-0076-02

生物化學是環境科學專業大學生必修的一門專業基礎課，系統介紹了環境污染工程處理中的生物化學基礎知識。生物化學教學分理論教學和實驗教學兩大部分，注重理論基礎與應用技術相結合。通過生物化學實驗課程的學習，培養學生具有一定的科學實驗能力及嚴格認真的科學學風，注重培養學生的創新意識。傳統的生物化學實驗教學在一定程度上受到了老師和學生的忽視，主要依附于理論教學，目前環境科學專業的生物化學總課時為64，課堂講授占了48課時，實驗課時為16。實驗教學內容相對陳舊，嚴重滯后于生物化學學科的發展，主要集中在掌握基本實驗操作技能為主的基礎性實驗，如使用分光光度計測定物質含量（雙縮脲測定蛋白質含量、3，5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖和總糖含量），還有一些基礎的驗證性實驗，如蛋白質的變性和復性。目前還缺乏能夠培養學生的綜合能力、創新能力的綜合性和設計性實驗。除了實驗教學內容之外，在實驗開始前，指導教師做好了一切實驗準備工作，包括實驗試劑、玻璃儀器和分析設備等，教學過程中學生的主觀能動性得不到提高，始終處于被動接受和機械操作的狀態，不利于學生動手能力和創新能力的培養。另外，目前生物化學的研究者們不僅應用生物化學特有的技術，而且越來越多地從遺傳學、分子生物學和生物物理學的技術和思路中獲得啟迪，而傳統的生物化學實驗教學方法和考核手段單一，這些都與現代社會要求培養具有較高理論素質和一定創新能力的大學畢業生、注重學生綜合能力和創新精神的培養目標相矛盾。作為浙江省重點高校之一的杭州電子科技大學堅持以培養應用型人才作為辦學目標和立足點。學校在積極探索應用型人才培養模式創新的同時，始終把實驗教學放在重要地位，因此非常有必要對現有的生物化學實驗教學方式進行改革，研究并實踐綜合性生物化學實驗教學。杭州電子科技大學的環境科學專業是省重點學科和特色專業，為加強我校本科環境科學專業的建設，本文針對目前生物化學實驗教學過程中存在的問題進行分析，并探討了適合我校環境科學專業的生物化學實驗的教學改革內容與實踐方法。實驗教學改革不僅可以幫助培養學生的基本實驗技能，鞏固課堂上講授的理論知識，還可以給學生提供發揮自身創造能力的空間，提高他們分析問題和解決問題的能力。因此，基于生物化學實驗教學中存在的問題，我們對生物化學實驗教學的教學內容、教學體系和考核方式等進行改革和實踐。

一、優化生物化學實驗項目，設計綜合實驗，開放實驗室

目前我校開設的生物化學實驗課程大多還是一些基礎的驗證性實驗，缺少綜合性大實驗。因此，優化實驗教學內容，設計合適的綜合實驗，是擺在我們面前需要迫切解決的問題。我們可以從以下兩方面著手進行實驗內容的改革：減少基礎的驗證性實驗，增加綜合性實驗。傳統的生物化學實驗中，蛋白質提取、蛋白質等電點及含量測定、總糖和還原糖測定、酶的特性等都是單獨開設，內容上的聯系和邏輯性比較小，我們可以調整實驗內容，開設一個綜合性實驗，例如果蔬成分生化分析，可設計成包括蘋果或土豆中維生素C的定量測定、總糖和還原糖的含量的測定、蛋白質含量的測定和過氧化物酶分析等，鼓勵學生選做其中一兩個實驗，學生參與生物化學實驗的積極性得到了提高。開展生物化學實驗的開放式教學模式，鼓勵有能力的學生提前進入科學研究訓練。同時，也可以適當開展探索性的生物化學實驗，為學生提供探索的實驗環境。學生可自由組合形成小組，自行設計實驗方案，配置試劑，在實驗室開放時間內自主完成實驗內容。教師應指導學生選題并掌握文獻檢索方法，查閱相關文獻，并設計合理的實驗方案，最終完成實驗。指導教師還應認真考查學生設計的實驗方案的可行性，供應充足的實驗藥品，保證儀器的正常運行；全程跟蹤指導實驗過程。開放式教學模式可充分提高學生的主觀能動性，有利于創新性人才的培養。

二、靈活運用多種教學手段

除了啟發式和開放式教學方法，指導教師應在實驗教學中合理運用多媒體等現代教育技術，從而加深學生對問題的理解。生物化學實驗由于昂貴的實驗藥品和實驗儀器，目前無法將許多經典的生物化學和分子生物學實驗技術納入到本科生的生物化學實驗教學中。可以充分利用多媒體教學系統的便利，通過Flash動畫和視頻等形式把這些實驗的原理和基本操作等介紹給學生。

三、改革實驗教學的考核手段

檢驗學生實驗工作能力和實驗效果的兩個重要環節分別是實驗數據處理和實驗報告編寫，它們是教學考核的重要依據，但不是唯一的依據。實驗考核應主要考查學生對生物化學基本原理和方法的掌握，對常規生物化學儀器，如可見分光光度計、聚合酶鏈式反應（PCR）系統和電泳系統的基本使用和維護的方法。并規范學生實驗報告的書寫，要求做到真實、詳細和及時，指導學生使用EXCEL、ORIGIN等軟件處理實驗數據，分析實驗誤差，掌握實驗報告的正確格式和撰寫要求，使學生得到系統的鍛煉，為他們順利完成畢業論文和未來可能參與的科學研究打下良好的基礎。現在的生物化學實驗考核應該不局限于實驗結果，而應貫穿于實驗全過程，包括實驗預習、操作和實驗結果記錄以及最后的實驗誤差分析等。同時，還對學生的實驗態度、團隊合作、考勤、衛生工作等方面也進行量化考核，再對每位學生進行最后的綜合評定。

實踐表明，通過《生物化學》實驗教學改革，學生重理論、輕實驗的現象得到了改變，學生的動手能力、創新能力和團隊協作精神有了明顯的提高。同時對授課老師自身素質和教學水平及相關科研也提出了更高的要求，不僅要求教師能在實驗教學中積累知識、總結經驗，堅持實驗教學內容的工程性、先進性，更需將實驗教學環節打造成培養學生實踐動手能力、綜合創新能力，提高學生素質的主課堂，使《生物化學》的實驗教學在老師與學生中達到應有的效果，也為其他專業課程和實踐環節創造更良好的平臺。

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基金項目：杭州電子科技大學實驗教改研究項目

作者簡介：周潔（1976-），女，浙江人，副教授，主要研究：環境污染治理。