獨(dú)立學(xué)院“生物化學(xué)”綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)

王海娟，孫曉培，于蕾妍

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院，山東萊陽(yáng) 265200）

獨(dú)立學(xué)院是我國(guó)高等教育體系中的一個(gè)重要組成部分，它是實(shí)施本科以上學(xué)歷教育的普通高等學(xué)校與國(guó)家機(jī)構(gòu)以外的社會(huì)組織或個(gè)人合作，利用國(guó)家非財(cái)政性經(jīng)費(fèi)舉辦的實(shí)施本科學(xué)歷教育的高等學(xué)校[1]。在教育部的《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃（2014—2020年）》中“引導(dǎo)部分本科高校向應(yīng)用技術(shù)類高校轉(zhuǎn)型”的改革內(nèi)容公布后，大部分獨(dú)立學(xué)院的人才目標(biāo)定位為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[2]。“生物化學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，而且在碩士研究生入學(xué)考試中，是某些專業(yè)的必考課程。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分[3]，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和科學(xué)研究素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)[4-5]。因此，為增強(qiáng)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在未來(lái)就業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，提高“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。筆者自2015開(kāi)始開(kāi)設(shè)“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)含量的測(cè)定（考馬斯亮藍(lán)G-250法）”綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以獲得電泳與光譜分析法的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能和方法的綜合訓(xùn)練，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、離心機(jī)、電泳儀等儀器設(shè)備的使用，為后續(xù)課程如“食品化學(xué)”“食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)”“食品工藝學(xué)”的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)多年實(shí)施，取得了較好的教學(xué)效果。

1 綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 蛋白質(zhì)的提取及含量測(cè)定

該步驟要求學(xué)生會(huì)利用研缽破碎細(xì)胞，從中提取分離水溶性蛋白質(zhì)。要求植物材料要研磨充分，否則會(huì)影響蛋白質(zhì)的提取量。操作過(guò)程需要學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)、注意細(xì)節(jié)問(wèn)題，否則會(huì)加大實(shí)驗(yàn)誤差。該步驟可以加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)的重要呈色反應(yīng)、蛋白質(zhì)含量測(cè)定方法的認(rèn)識(shí)，并提高學(xué)生對(duì)光譜分析法技術(shù)的掌握。

1.2 制膠、點(diǎn)樣、電泳、染色、脫色

該步驟是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，能提高學(xué)生的動(dòng)手能力。操作過(guò)程需要學(xué)生操作準(zhǔn)確迅速，并注意細(xì)節(jié)問(wèn)題，如點(diǎn)樣時(shí)要注意移液槍移出時(shí)不能松手，否則可能會(huì)造成蛋白樣品回吸，并可能影響不同點(diǎn)樣孔間蛋白樣品的純度。制膠時(shí)，學(xué)生可根據(jù)室溫適當(dāng)調(diào)整過(guò)硫酸銨和四甲基乙二胺的添加量，使之在灌膠時(shí)不聚合。該步驟可以加深學(xué)生對(duì)電泳原理的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)電泳技術(shù)的掌握。

1.3 結(jié)果分析

通過(guò)脫色后聚丙烯酰胺凝膠上會(huì)出現(xiàn)清晰的蛋白條帶，由負(fù)極端開(kāi)始分子量逐漸減小。通過(guò)觀察到的蛋白條帶，學(xué)生可以直觀掌握組織材料中水溶性蛋白的數(shù)目，加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

2 綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)

傳統(tǒng)“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，其自主性受到一定限制，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣不高、重視不夠，僅能達(dá)到對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能的鍛煉，但動(dòng)手動(dòng)腦能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、科學(xué)素養(yǎng)都不能得到有效鍛煉。

綜合性實(shí)驗(yàn)是將多個(gè)具有相關(guān)性的單一實(shí)驗(yàn)綜合，多為生物分子的提取、分離、純化定性或定量測(cè)定，綜合性實(shí)驗(yàn)不僅進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)生物分子基本性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，鞏固實(shí)驗(yàn)基本技能，而且可進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的科研能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、發(fā)散性思維[6]，對(duì)實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)具有重要意義。

2.1 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)內(nèi)容不僅包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還包括與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有整體把握，提前了解重點(diǎn)、難點(diǎn)，能提高效率、改善實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師進(jìn)行一定的引導(dǎo)，使學(xué)生理清思路，從中領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理及操作關(guān)鍵點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生是課堂的主體，而教師是協(xié)助者，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)生接受變?yōu)榉e極參與，極大地提高了學(xué)生的興趣。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤，要求學(xué)生在課堂上同組之間進(jìn)行討論，這不僅鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，而且鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不但鞏固了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能，而且進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生對(duì)相關(guān)儀器的使用，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下一定基礎(chǔ)。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生做到整理、整頓、清掃、清潔、安全，既有利于提高實(shí)驗(yàn)效率，保障實(shí)驗(yàn)效果，排除安全隱患，還有利于提高學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)。撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，提前告知學(xué)生書(shū)寫(xiě)的要求和規(guī)范，要求學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論。可鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，為學(xué)生后續(xù)課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)、畢業(yè)論文寫(xiě)作打下一定的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生要?dú)w納總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。例如，有的小組在提取蛋白質(zhì)時(shí)含量過(guò)低，以至于電泳時(shí)蛋白條非常模糊。又如，有的小組做出的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性不好等問(wèn)題。學(xué)生需要分析出產(chǎn)生問(wèn)題的原因，決定采用何種方法加以解決，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的成功和不足。

2.2 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)

近2年，授課班級(jí)人數(shù)基本在20人/批，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一般控制2～3人為一小組，盡量保證每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，而且人數(shù)相對(duì)較少，有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有足夠的時(shí)間和空間對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和引導(dǎo)，在提高教學(xué)效果方面具有顯著效果。教學(xué)中，采用了示范性教學(xué)。如移液槍的使用，因?yàn)閷W(xué)生第一次接觸，所以教師親自示范如何拿移液槍，如何調(diào)整刻度及裝卸槍頭，如何移取液體、如何放液，并要求每個(gè)學(xué)生都練習(xí)一下如何使用。制膠時(shí)，教師邊操作示范，邊提出問(wèn)題，或者學(xué)生有問(wèn)題的及時(shí)提出，要求學(xué)生思考、討論，最后一起來(lái)解決問(wèn)題。結(jié)合實(shí)物進(jìn)行示范可增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生的認(rèn)同感和趣味性。邊示范邊提出問(wèn)題，在增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性和發(fā)散性思維。

3 綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中的注意事項(xiàng)

綜合性實(shí)驗(yàn)一般學(xué)時(shí)較長(zhǎng)，要求學(xué)生做好時(shí)間統(tǒng)籌安排，提高實(shí)驗(yàn)效率。綜合性實(shí)驗(yàn)所需儀器種類比較多，要求學(xué)生愛(ài)護(hù)儀器，養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。在綜合性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，制膠和點(diǎn)樣是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，要求學(xué)生制膠時(shí)操作要迅速準(zhǔn)確，點(diǎn)樣前進(jìn)行一定的練習(xí)及指點(diǎn)。采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定蛋白質(zhì)含量的時(shí)候，要求在1 h內(nèi)完成，且在使用分光光度計(jì)時(shí)，操作要規(guī)范，愛(ài)護(hù)儀器。實(shí)驗(yàn)中用到的試劑丙烯酰胺和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為神經(jīng)毒劑，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生要學(xué)會(huì)保護(hù)自己，操作時(shí)避免與皮膚接觸。灌膠時(shí)要注意速度均勻，防止產(chǎn)生起泡。

4 結(jié)語(yǔ)

以上是筆者在“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革中的嘗試和經(jīng)驗(yàn)。生物化學(xué)是研究生命物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成及代謝的科學(xué)，應(yīng)用及其廣泛。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是對(duì)生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的延伸和驗(yàn)證，近幾年關(guān)于“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的熱度一直不減。綜合性實(shí)驗(yàn)以實(shí)際問(wèn)題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以教師為指導(dǎo)，可逐步提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、良好的科研素養(yǎng)和科研能力，增強(qiáng)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在未來(lái)發(fā)展中的競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)然，綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)仍存在一定的問(wèn)題，如學(xué)時(shí)偏少、綜合性實(shí)驗(yàn)數(shù)目過(guò)少、儀器設(shè)備相對(duì)偏少等，期望在學(xué)校的支持和生物化學(xué)教師團(tuán)隊(duì)的努力下，進(jìn)一步提升教學(xué)效果，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。