應用型本科生物化學實驗教學體系改革探索

張艷貞等

摘 要 生物化學實驗教學不僅是理論聯(lián)系實際、鞏固課堂理論知識的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和綜合應用能力的有效載體。基于應用型本科人才培養(yǎng)要求，改革生物化學實驗教學體系，以“小綜合”實驗項目為載體，以綜合應用能力培養(yǎng)為核心，整合實驗教學內(nèi)容，將專業(yè)特色與人文關(guān)懷融為一體，同時注重學以致用、啟迪創(chuàng)新，充分發(fā)揮學生主體能動性，全面促進學生綜合應用能力提升。

關(guān)鍵詞 生物化學實驗；綜合應用能力；教學體系；應用型本科

中圖分類號 G712 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2014）35-0058-03

《生物化學》是北京聯(lián)合大學應用型本科食品質(zhì)量與安全、食品科學與工程專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課和核心課。近年來，學校以食品專業(yè)“綜合應用能力培養(yǎng)”特色建設(shè)為核心[1]，對生物化學實驗教學進行大膽改革，獲得一些經(jīng)驗和體會。

一、從專業(yè)特色和人文關(guān)懷角度，調(diào)整生物化學實驗教學目標

教學目標是整個教學過程的準繩，決定了教學活動的指向和教學進程。《生物化學》是一門理論與實踐緊密結(jié)合的應用型課程，其教學目標的調(diào)整，應充分考慮學生的職業(yè)需要、生活需要與興趣需要，從而多向激發(fā)學生學習興趣和學習動力。職業(yè)目標側(cè)重于學習生化知識、完成學業(yè)規(guī)劃、為其他專業(yè)課的學習奠定基礎(chǔ)，以及為將來的工作儲備知識、鍛煉技能；生活目標側(cè)重于利用生化知識進行預防保健、辨析是非、提高生活質(zhì)量；興趣目標側(cè)重激發(fā)學生的探索樂趣，充實精神世界。如此，將強化基礎(chǔ)和特色核心能力培養(yǎng)的教學目標內(nèi)化在學生自身的各種需求之中，使之更真實、可控、可達。

二、以綜合應用能力培養(yǎng)為核心，整合實驗教學內(nèi)容

綜合應用能力的核心基礎(chǔ)是技術(shù)應用能力、技術(shù)創(chuàng)新能力和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)復合能力[2]。在傳統(tǒng)教學體系下，生物化學實驗教學通常只是理論教學的輔助手段，實驗教學內(nèi)容通常按照理論課章節(jié)選擇若干小實驗，表現(xiàn)為項目單一、驗證性強等特點，缺少知識的聯(lián)系和技術(shù)的整合，不利于學生綜合應用能力的培養(yǎng)，因此，綜合性實驗成為一種趨勢和選擇[3]。

考慮實驗技能的涵蓋面，整體上采取“小綜合”策略，將幾類生物大分子如核酸、蛋白質(zhì)、糖、酶的分離、純化、定性、定量等技能分別按一般研究順序融合在一個個完整的實驗項目里，改革后的實驗項目分別為：酵母RNA的提取、組成成分（核糖、堿基和磷酸）鑒定及核酸含量的測定；小鼠全血基因組DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳鑒定；大豆種子不同蛋白質(zhì)組分的提取、分離及SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分析；苯丙氨酸解氨酶的提取、純化及活性（活力和比活力）測定。將簡單零散的小實驗有機組合在同一實驗材料和同一綜合項目之下，不僅有利于對學生進行基本技能的綜合訓練，增強其綜合應用能力，而且實驗材料覆蓋動物、植物和單細胞生物，也使得學生在極其有限的課時內(nèi)，盡可能地多接觸一些食品原料，對將來工作崗位要面對的對象增強一些感性認識。

三、學以致用，采取能充分發(fā)揮學生主體能動性的教學方法

生物化學是解釋生命神奇本質(zhì)與內(nèi)在奧秘的學科，生物化學實驗是理論聯(lián)系實際、詮釋健康和疾病的良好載體。實驗教學方法的改革旨在發(fā)揮學生主體能動性，學以致用，并將珍愛生命、遠離危險的教育貫穿始終。

（一）安全第一，養(yǎng)成良好實驗習慣

安全教育和良好實驗習慣體現(xiàn)在許多方面并貫穿在實驗全過程中。對共性的安全問題，在開課前的參觀實驗室時集中講解，如本門實驗課程中可能接觸到的有毒有害物品、試劑、規(guī)避危險和確保安全的一般方法和要求等。每次實驗面臨的特殊問題，則采用提前預習、課前強調(diào)、課中督查等方法進行教育和規(guī)避；預習要求盡量結(jié)合實際案例和生化原理進行分析并逐條總結(jié)，作為實驗操作時的警示。如在大豆種子蛋白質(zhì)組分的聚丙烯酰胺凝膠電泳環(huán)節(jié)，在預習的基礎(chǔ)上課前以提問、引導、啟發(fā)、概括、總結(jié)等多種形式強調(diào)將用試劑SDS、丙烯酰胺和TEMED的毒害、操作要領(lǐng)和廢棄物處理方法，并聯(lián)系洋快餐的實例，分析高溫煎炸的薯條、雞翅、雞腿中高含量（mg/kg級）丙烯酰胺形成的生化過程、毒性機理，明確實驗操作中應注意的防護措施[4]。然后，進一步延伸拓展到食品的安全生產(chǎn)、加工、流通，以及科學飲食、珍愛生命的教育上來，從而將基礎(chǔ)知識與專業(yè)發(fā)展有機結(jié)合起來，充分體現(xiàn)應用性教育理念[5]。

（二）激發(fā)熱情，組織參與實驗準備工作

實驗準備工作是實驗教學的重要環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的實驗教學，實驗準備工作通常由專門的實驗輔助教師負責，導致許多學生在做實驗時，試劑拿過來就用，甚至不看濃度、不想對錯，有的在做畢業(yè)論文時還不能規(guī)范、準確地配置試劑。實踐證明，在布置預習任務時，號召學生參與實驗準備工作可在一定程度上改善這一狀況。為激發(fā)學生興趣、喚起學生參與熱情，需要從專業(yè)角度出發(fā)挖掘一兩個與實驗項目相關(guān)，且學生關(guān)心或好奇的問題作“誘餌”，并在課程考核中將這一環(huán)節(jié)作為平時成績的組成部分。為方便教師指導，每次限定參與者4～6人，對其他學生，則要求提前到實驗室探索、熟悉即將使用的儀器、設(shè)備、器材的規(guī)格、擺放和操作規(guī)范，并做好記錄。實驗準備工作不僅有利于增強學生對科學實驗的系統(tǒng)安排與連貫性的理解，而且通過自己動手配制試劑，更能加深對實驗準備工作重要性的認識，為將來崗位任職打下堅實基礎(chǔ)。

（三）自編教材，鼓勵“嘗鮮”，在對比中深化理解、啟迪創(chuàng)新

當前出版的生物化學實驗教材多屬“照葫蘆畫瓢”型，對應用型本科來說，缺乏一定的實用性和啟發(fā)性，有必要針對各校特點和學生學情進行取舍，或者自行編制應用性實驗教材。在實驗項目的具體操作設(shè)計中，注重前后、左右聯(lián)系，啟發(fā)并鼓勵學生大膽嘗試不同的技術(shù)方法，并在操作過程和實驗結(jié)果的比較中加深理解、啟迪思維。生物化學實驗有很多操作需“等待”，如離心、層析、電泳、透析期間，若不積極引導，學生可能就會成“一盤散沙”，可利用這些“操作間隙”，以啟發(fā)性或提示性的語言和問題鼓勵學生進行不同的嘗試。如酵母RNA和小鼠全血基因組DNA的提取方法有何不同，大豆種子不同蛋白質(zhì)組分用相同的層析技術(shù)和層析條件分離的結(jié)果有何不同、同一蛋白質(zhì)組分用不同的層析技術(shù)和層析條件分離的結(jié)果又有何不同？苯丙氨酸解氨酶酶活力和比活力在純化前后如何變化？在“嘗鮮”中允許實驗結(jié)果不盡如人意甚至失敗，但應關(guān)注對所得結(jié)果進行解釋和論證。

（四）巧妙試誤，在“明知故犯”中體會成長

實驗教學中經(jīng)常有一些錯誤或失誤發(fā)生，巧妙利用這些錯誤或有意誘導錯誤（稱之為試誤），可以使學生更加深刻地記住這些成長痕跡[6]。

如利用分光光度計測定物質(zhì)濃度，最常犯的錯誤有三個：一是忽略波長的調(diào)節(jié)；二是測定用比色杯沒有放在光通道上；三是將比色杯磨砂面對著光源。盡管實驗前教師會強調(diào)規(guī)范操作要領(lǐng)和注意事項，但實驗中總出現(xiàn)這類錯誤。多次試驗發(fā)現(xiàn)，如果教師及時指出錯誤，盡管可以及時糾正，但下次學生還可能犯錯，倒不如“視而不見”，教師在旁邊平靜并耐心地等待學生讀數(shù)，當學生發(fā)現(xiàn)用眼睛就能辨別的有明顯色階的各梯度管讀出的數(shù)值都很小或基本一致時，會很著急地尋求幫助，此時再指出錯誤或啟發(fā)學生自己尋找錯誤，分析原因，這種試誤，是促進學生成長的有效方法。

（五）抓過程、重技能，將能力“用”在實處

生物化學實驗重視對學生綜合實驗能力和素質(zhì)的評價，成績評定由平時成績和考試成績兩部分組成。平時成績占60%，包括出勤（含實驗準備）占20%、課堂表現(xiàn)占20%、實驗報告占20%，課堂表現(xiàn)側(cè)重實驗習慣和良好規(guī)范，實驗報告?zhèn)戎貙嶒灧治瞿芰Γ豢荚嚦煽冋?0%，包括技能考核占25%、筆試占25%，技能方面主要考核基本實驗技能的操作規(guī)范程度以及對常用儀器和器材的使用熟練程度，筆試采取開卷形式但涵蓋實驗設(shè)計題目。這樣既能比較客觀地衡量學生的綜合能力，又能充分調(diào)動學生的主體能動性和思維主動性。

（六）彼此信任，加強交流，讓學生參與改革

改革不能忽視學生“主體”的感受、意見和建議，要傾聽學生心聲，加強師生交流。深度交流通常在課程過半之后進行，根據(jù)班情、學情精心設(shè)計調(diào)查問卷，調(diào)研內(nèi)容包括學生對實驗教學實際效果的評價和實驗教學對學生綜合應用能力培養(yǎng)作用的評價，每項內(nèi)容又包含一些更細化的問題，如學生主體地位，學習興趣，觀察問題、分析問題、解決問題的能力，授課方式方法，實驗組織形式等，最后是建言建策。教學實踐表明，學生對這種平等、尊重、信任和友好的交流非常重視，提出了很多很好的建議，有的已在教學中采用和實施。

（北京聯(lián)合大學人才強校計劃人才資助項目《基于專業(yè)特色核心能力培養(yǎng)的課程群建設(shè)》，編號：BPHR2012C01，主持人 張艷貞；北京聯(lián)合大學人才培養(yǎng)綜合改革定額專項《夯實基礎(chǔ)、凸顯特色，生物化學課程體系的重構(gòu)與實踐》，編號：21203992204，主持人：張艷貞）

參考文獻：

[1][6]張艷貞，陳文，郭俊霞，等.基于核心能力培養(yǎng)的《蛋白質(zhì)化學》課程教學改革[J].職業(yè)技術(shù)教育，2011（14）：28-30.

[2]陳嘉莉.試論應用型本科教育的核心價值[J].黑龍江高教研究，2009（2）：13-15.

[3]吳明江，鄭薇紅，廖志勇，等.寓基礎(chǔ)于綜合，改革生物化學實驗教學內(nèi)容體系[J].實驗室研究與探索，2011（2）：104-107.

[4]李棟，金平，湯谷平.丙烯酰胺代謝機理及其體內(nèi)毒性防護的研究進展[J].中國食品學報，2011（4）：139-146.

[5]張艷貞，陳文，高麗萍.應用型本科《生物化學》說課及反思[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學學報：社會科學版，2013（2）：204-207.

Abstract The new teaching and learning system of Biochemistry Experiment， with “small integrated” experiment project as the carrier， combining the professional characteristics with humane care， give full play to the students subjective initiative to apply their knowledge and inspire innovation， ultimately to promote the upgrading of comprehensive application capabilities overall.

Keywords biochemistry experiment； comprehensive application ability； teaching system； application-oriented colleges