學生自選型生物化學創新實驗的探索

詹勇華 仇潮汐

生物化學是一門以實驗為基礎的自然科學，是生物學相關專業及化學相關專業學生的主要學習內容之一。生物化學在生命科學領域有重要的地位，是學習遺傳學、分子生物學等學科的基礎，也是中科院、各高校生命科學及相近領域考研必考的基礎課程之一。以生物化學實驗為突破口，探究一條培養大學生實驗能力、科研能力及創新能力的有效途徑是非常必要的。為此，我們對生物化學實驗教學內容、實驗教學方法、實驗教材建設、實驗教學質量保證體系等方面進行了研究，構建了創新實驗教學體系[1]。

一、傳統實驗教學方法的弊端

傳統實驗課的教學方法基本由三個步驟組成：①課前由教師將某實驗需要的材料、儀器、藥品（包括配制的試劑）等準備好；②教師講解30min左右，然后學生根據教師擬定的具體實驗操作步驟進行實驗過程；③實驗結束，學生寫出實驗報告，教師根據實驗報告情況進行成績評定。這種教學方法的好處在于讓學生在較短時間內學到實驗知識，驗證事實和實驗結果。不需要重復這些實驗的發現路徑，少走彎路。學生在較短時間內完成實驗，教師在有限的時間內完成教學。但是傳統方法仍有幾個弊端：（1）學生被動學習知識，教師在實驗前告訴學生知識，將步驟交代好，造成學生對教師的依賴，久而久之便缺少自主創新、實驗探索的能力；（2）學生只對一個實驗的中間步驟了解，實驗前期的材料準備、試劑配制等準備工作不了解；（3）大多學生最后都是抄一份實驗報告上交，并未參與實驗過程，這種書面實驗檢查方式并不全面。

二、生物化學的自主型創新實驗的內容

1.創新實驗的原理

創新實驗的教學方法應符合學生的認知規律，使學生由淺入深、由簡單到綜合，逐步認識、理解和掌握生命科學研究的方法，有助于學生自主學習、合作學習和研究性學習，有利于調動學生實驗的積極性、主動性，加強實踐能力、創新能力的培養。

2.創新實驗的步驟

首先，教師先將有關生物化學的幾個實驗課題上傳至網上。創新實驗題源，一是來自老師的研究課題；二是來自生產實際；三是對教材中成熟的實驗變更實驗條件。課題涉及范圍廣，以便發展學生的創興思維；其次，學生應以教師的課題為主要思想并進行組隊[2]。在教師講解之后，通過參考相關文獻，與小組隊員交流，設計實驗，課后詢問導師的意見。在做好一切充足準備后進行實驗。在學生動手操作之前，教師應對實驗原理、操作步驟，小到加樣，大到精密儀器的使用操作，進行歸納講述、準確示范，使學生明白“做什么”、“怎么做”、“為什么這樣做”，從而讓學生牢固掌握基本技能，深刻領會實驗原理為創新實驗的順利進行打下良好基礎。但要給學生留下充分的創新空間。最后，完成實驗后，進行總結討論。每個實驗后，師生共同探討成功或失敗的原因，使學生進一步解決實驗中遇到的問題，加深對實驗過程和結果的理解，扎實掌握實驗技術和理論知識，拓展學生知識面。并按照科學論文的方式，寫一篇小論文。在論文中，學生須認真分析實驗數據和結果，說明實驗的創新點。例如，在維C含量的測定、凝膠層析、電泳分析等實驗中。教師提前三周把題目告訴學生，讓學生查資料。設計實驗流程和操作步驟，開課前一周交給指導老師，經老師修改、確認后才能進入實驗程序。

三、自主創新型實驗對人才培養的作用

1.培養學生的創新意識

創新意識是人們崇尚創新、追求創新的理念，是發展創新思維、形成創新能力的動機和前提。只有在強烈的創新意識的激勵下，人們才可能產生強烈的創新欲望和動機，樹立創新目標，發揮創新才能，從而達到創新目的。因此自主性實驗教學模式最基本的任務是充分發掘和發揮學生的創新沖動，著力培養學生可貴的創新意識[3]。

2.培養學生的創新思維和創新能力

傳統實驗教學是老師給出步驟，而自主型創新實驗大多是學生自己設計實驗步驟、發現問題，進行反思改正，使學生在實驗過程中的主要任務不是按部就班地進行實驗操作，而是靠自己動腦思考有關實驗設計、實驗步驟等問題，讓學生掌握檢索資料、設計實驗方案的思路和方法，才有可能培養其創新精神和科學素養。

3.培養學生的實踐能力

使學生掌握嫻熟的實驗技能，培養創新思維、綜合分析問題和解決問題能力，而且對于學生合作精神、攻堅毅力、科學思維、“嚴謹求實、勇于創新”的科學品質的培養具有重要作用。

4.提高學生的論文水平

傳統實驗中學生的實驗報告都是千篇一律的，而在自主型創新實驗中，學生通過自學，對用到的知識有更深的感悟。所學知識的范圍更廣，對于實驗小論文也會有更自由的發揮，讓學生有話可說，不再抄書。長久下去，學生的論文水平會有一定的提高。

自主型創新實驗在生物化學專業的實驗教學中，應具有較廣泛的實用性，希望能在各大高校進行實踐，并在實踐中得到改進。只要不斷進行教學模式的改革探索，生物學實驗室一定能成為培養學生實踐動手能力，創新精神和創新能力的重要實踐教學基地。

參考文獻：

[1]張部昌，余嗣明，李平生.生物化學課程教學方法改革初探[J].生物學雜志，2008，25（1）：67-68.

[2]霍群.生物化學與分子生物學課程建設和教學改革的經驗和體會[J].廣西醫科大學學報，2007，10（24）：171-173.

[3]朱素琴，季本華.生物化學教學改革的實踐與探索[J].微生物學通報，2010，37（8）：1238-1242.