生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與大學(xué)生科研能力培養(yǎng)的探索

王林玲 苗雪 龔娟娟 安歡迎 張迎雪

【摘要】生物化學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，是所有生物相關(guān)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，在生物科學(xué)學(xué)科中的地位非常重要。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下一些問(wèn)題：1.教學(xué)內(nèi)容單一陳舊，簡(jiǎn)單定性或定量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多。2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過(guò)于單調(diào)，以教師為中心，學(xué)生按部就班。這些現(xiàn)象嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣，不利于學(xué)生動(dòng)手能力，應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，建立一套完善的科學(xué)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行改革。對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)安排，教學(xué)手段，實(shí)驗(yàn)考核等方面進(jìn)行全面的改革。更加突出學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】生物化學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 科研能力培養(yǎng)

【基金項(xiàng)目】重慶市研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（yjg123118），重慶師范大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2011），重慶師范大學(xué)教改項(xiàng)目201330。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）02-0166-02

生物化學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生驗(yàn)證生物化學(xué)的一些基本理論，同時(shí)又掌握生物化學(xué)的基本操作技術(shù)，為實(shí)際應(yīng)用和后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展迅速，并且滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是所有生物以及生物相關(guān)學(xué)科，比如農(nóng)業(yè)，林業(yè)和醫(yī)學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，在生物科學(xué)學(xué)科中的地位非常重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學(xué)形式都無(wú)法替代的。現(xiàn)在許多大學(xué)都將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)從生物化學(xué)理論教學(xué)課中單列出來(lái)，作為一門必修課，可見(jiàn)對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視[1]。

1.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀與背景分析

將我校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和學(xué)科的戰(zhàn)略位置及國(guó)內(nèi)外大學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系進(jìn)行分析比較[2]，我校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下一些問(wèn)題：1.教學(xué)內(nèi)容單一陳舊。從現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)題目來(lái)看，教學(xué)內(nèi)容主要集中在簡(jiǎn)單定性或定量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使用分光光度計(jì)和滴定測(cè)定物質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)過(guò)多。例如：總糖的測(cè)定——蒽酮比色法，發(fā)酵過(guò)程中無(wú)機(jī)磷的利用，血清中轉(zhuǎn)氨酶活力的測(cè)定，蛋白質(zhì)含量測(cè)定，維生素C含量測(cè)定等。在生命科學(xué)高度發(fā)展的今天，如此水平的實(shí)驗(yàn)很難為后續(xù)課程提供知識(shí)和技術(shù)保障。2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過(guò)于單調(diào)。以教師為中心，教師在實(shí)驗(yàn)前做好一切準(zhǔn)備工作，課堂上教師告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)原理、使用的儀器及實(shí)驗(yàn)步驟等，學(xué)生按部就班，照方抓藥，不用思考，這嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣，不利于學(xué)生動(dòng)手能力，應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這些現(xiàn)象勢(shì)必不利于當(dāng)前所提倡的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。為了緊跟現(xiàn)代生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才，對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。建立科學(xué)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系又是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)。

通過(guò)改革與實(shí)踐，建立一套完善的科學(xué)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使之更加突出學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，不僅對(duì)生物化學(xué)課程精品化建設(shè)具有重要作用，也對(duì)整個(gè)專業(yè)建設(shè)和改革具有重要的意義。

我校“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”開(kāi)設(shè)的對(duì)象是生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)大學(xué)二年級(jí)的學(xué)生，大學(xué)二年級(jí)同時(shí)開(kāi)設(shè)的還有生物化學(xué)理論課，所以對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的要求主要有以下幾方面：第一要求配合理論課內(nèi)容的進(jìn)度，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論課的理解。第二要求加入綜合性一些實(shí)驗(yàn)，利用現(xiàn)代生物技術(shù)。讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論的相輔相成的關(guān)系，并提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)代生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)認(rèn)識(shí)。第三還應(yīng)加入一些研究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

目前，我校“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”開(kāi)設(shè)的項(xiàng)目有：血清蛋白的醋酸纖維薄膜電泳；甲醛滴定法測(cè)定氨基氮；總糖的測(cè)定——蒽酮比色法；氨基酸的分離鑒定——紙層析法；酵母核糖核酸的分離及組分鑒定；小麥萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較；氨基酸置換反應(yīng)（一）——血清中轉(zhuǎn)氨酶活力的測(cè)定（分光光度法）；總氮量的測(cè)定——?jiǎng)P氏定氮法；發(fā)酵過(guò)程中無(wú)機(jī)磷的利用；維生素C含量測(cè)定；蛋白質(zhì)含量測(cè)定；脂肪酸的β-氧化作用。共12個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)6個(gè)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1個(gè)，綜合性實(shí)驗(yàn)5個(gè)。

2.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

通過(guò)查閱相關(guān)的資料以及借鑒其他院校在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中的成功經(jīng)驗(yàn)[3-5]，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室已有的條件，本著提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的宗旨，我們從如下三方面著手改革生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)：

2.1 改革生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行改革。對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)手段，實(shí)驗(yàn)安排等方面進(jìn)行全面的改革。設(shè)置驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證有關(guān)規(guī)律，設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)突出對(duì)學(xué)生綜合研究素質(zhì)的培養(yǎng)，設(shè)置自主性和研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和應(yīng)用能力。

以“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證有關(guān)結(jié)論、 規(guī)律，它是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一重要的組成部分，也是綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性等實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)重點(diǎn)突出對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。在教學(xué)過(guò)程中，在分光光度技術(shù)、電泳技術(shù)、色譜技術(shù)、離心技術(shù)及生物大分子物質(zhì)的分離提取類實(shí)驗(yàn)中篩選出幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)鍛煉學(xué)生的操作能力。例如用“血清蛋白的醋酸纖維薄膜電泳”來(lái)讓學(xué)生熟悉電泳的原理和具體操作步驟，用“血清中轉(zhuǎn)氨酶活力的測(cè)定（分光光度法）”來(lái)熟悉分光光度計(jì)的原理和具體操作步驟。

提高“綜合性實(shí)驗(yàn)”比例，加強(qiáng)學(xué)生綜合研究素質(zhì)培養(yǎng)，綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)重點(diǎn)突出對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等綜合研究素質(zhì)的培養(yǎng)。讓學(xué)生運(yùn)用已掌握的理論知識(shí)去分析得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力。例如開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)“酵母核糖核酸的分離及組分鑒定”，讓學(xué)生通過(guò)氧化還原反應(yīng)，顏色反應(yīng)等綜合知識(shí)，采用分光光度計(jì)等手段對(duì)酵母核糖核酸的組分進(jìn)行分離和鑒定，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

加強(qiáng)自主性和研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性能力。自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以學(xué)生自主活動(dòng)為基礎(chǔ)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)材料、自主配制實(shí)驗(yàn)試劑、自主安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)都要重要的意義。根據(jù)教師的科研課題加入1-2個(gè)自主性和研究性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合教師的科研課題即可以為教學(xué)節(jié)約一定的教學(xué)開(kāi)支，也可為教師提供多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。比如在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，把最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)分出來(lái)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)老師的課題相關(guān)，要學(xué)生自己查找資料，自己制定實(shí)驗(yàn)方案，自己進(jìn)行實(shí)際操作，教師只提供必需的實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予必要的幫助和指導(dǎo)。例如在2011級(jí)生物科學(xué)專業(yè)本科生中，開(kāi)設(shè)了“桑葉α-葡萄糖苷酶的提取和活性檢測(cè)”的研究性實(shí)驗(yàn)，給一周的時(shí)間讓學(xué)生自己查找資料，自己制定實(shí)驗(yàn)方案，和老師討論后確定最后的實(shí)驗(yàn)方案，教師只提供實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，實(shí)驗(yàn)后學(xué)生自己分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以研究論文的形式上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生普遍反映通過(guò)一個(gè)具體的研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)到了科研的基本知識(shí)，鍛煉了科研能力，培養(yǎng)了分析和應(yīng)用能力。

2.2改進(jìn)教學(xué)方法和手段。

重慶師范大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室得到中央和地方的支持，加大了對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入，已經(jīng)建設(shè)成一個(gè)設(shè)備條件完備的生物化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，擁有多媒體教學(xué)設(shè)備和一大批先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在教學(xué)中可以充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要充分利用多媒體來(lái)輔助教學(xué)。為了增加互動(dòng)性，可將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)制作成網(wǎng)頁(yè)，以網(wǎng)頁(yè)的形式傳遞信息。學(xué)生有問(wèn)題可以直接在網(wǎng)上提問(wèn)，教師每周會(huì)定期進(jìn)行詳細(xì)解答，利用網(wǎng)絡(luò)資源開(kāi)辟遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教與學(xué)的新天地。

本實(shí)驗(yàn)室對(duì)上課學(xué)生進(jìn)行完全意義上的開(kāi)放。有興趣的學(xué)生可以事先預(yù)約，與實(shí)驗(yàn)老師一起參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，包括材料的培養(yǎng)、處理、試劑的配制、儀器的調(diào)試等工作。

2.3完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核辦法

對(duì)實(shí)驗(yàn)考核將細(xì)化和量化。實(shí)驗(yàn)考核既是檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的有效方法，也是督促學(xué)生學(xué)習(xí)的一種手段，是檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能與獨(dú)立操作能力的方法。 沒(méi)有有效的考核機(jī)制，就不能達(dá)到想要的教學(xué)方法改革的預(yù)期效果[6]。

對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定，采用將平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)和研究性實(shí)驗(yàn)論文成績(jī)?nèi)呦嘟Y(jié)合的辦法進(jìn)行評(píng)定，分別占30%，40%和30%。平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)可根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等內(nèi)容綜合評(píng)定給出。實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)筆試成績(jī)和綜合性實(shí)驗(yàn)操作考試成績(jī)兩部分。筆試考查學(xué)生對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論、基本知識(shí)、基本原理的掌握情況以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、解釋等，占實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)的30%；綜合性實(shí)驗(yàn)操作考試考查學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)的能力，要求學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案，正確選擇實(shí)驗(yàn)儀器和化學(xué)試劑，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)完畢后當(dāng)堂寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是否合理，儀器和試劑的選擇是否正確，實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)是否成功，實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否完整并能真實(shí)地反映實(shí)驗(yàn)情況，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋是否正確等方面進(jìn)行評(píng)定，給出成績(jī)，該成績(jī)占實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)的70%。研究性實(shí)驗(yàn)論文成績(jī)根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)論文，根據(jù)學(xué)生對(duì)研究進(jìn)展的掌握，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，結(jié)果分析和討論的情況給出一個(gè)分?jǐn)?shù)。

此考核方式能夠較全面、客觀、公正地反映出學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的情況，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主、創(chuàng)新能力，提高生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：

王林玲（1969-），女，漢族，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師。