生物化學自主設計性和綜合性實驗改革初探

劉揚 王桂花 楊杞

[摘 要] 生物化學實驗改革針對課程特點和教學內容，分析和總結了傳統實驗教學的現狀和存在問題，深入探討如何解決這些問題，確定了新時代背景下生物化學實驗課程教學內容、教學方式及考核方式的創新性改革模式。著重設計了自主設計性和綜合性實驗，通過實踐教學案例的運行確立和完善了課程創新體系。教學實踐表明：自主設計性和綜合性實驗模式，既培養學生自主學習的能力和興趣，又可提高學生綜合素質和創新能力，提升了該課程的教學質量，取得了顯著成效，為生物化學實驗教學的進一步深入改革提供參考。

[關鍵詞] 生化實驗;教學方式;實驗模式

[基金項目] 2017年度內蒙古農業大學教育教學改革研究重點項目“生物化學自主綜合性實驗的改革”（JGZD201713）

[作者簡介] 劉 揚（1979—），男，內蒙古呼和浩特人，理學學士，內蒙古農業大學生命科學學院講師，主要從事生物化學與分子生物學教學與研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）41-0101-04 ? ?[收稿日期] 2021-04-09

一、引言

“生物化學實驗”是高等農業類院校生物類專業的必修基礎課，在各專業的培養方案中，“生物化學實驗”是開出最早的專業基礎實驗課，因此本實驗課程教學內容、教學方式對后續課程的學習，學生個人創新能力、綜合素質的培養和提高，具有重要意義。通過系統的訓練，培養和提高學生實驗操作能力、分析問題和解決問題的能力。隨著我國素質教育、創新教育的推進和發展，高等院校培養學生的模式也在不斷創新，同時各學科的快速發展對“生物化學實驗”教學提出了更高的要求[1]。因此，如何有效利用實驗教學，培養學生的綜合實驗能力、創新能力，促進各學科的協同發展，是生物化學教學工作者值得深入研究與探討的重要課題[2]。

二、“生物化學實驗”教學現狀及分析

由于傳統教學觀念的影響，人們更關注理論課的教學，而實驗教學的內容往往多側重于加深和提高學生對基本理論知識的理解，而對學生個人實驗能力與素質的培養方面則重視不夠，導致存在一系列問題[3]。

（一）傳統生物化學實驗項目和內容設置不合理

目前，實驗課程的內容包含了較多的與實驗有關的理論知識和教師的講解，驗證性實驗課內容安排過多，而綜合性、設計性和研究性的實驗內容則安排較少。近幾十年來生物化學實驗技術發展極快，部分實驗已經過時，比如醋酸纖維素薄膜電泳技術，現在已經應用得很少。同時缺乏創新性，這在一定程度上限制了學生的自主思維和創新能力的培養，不利于學生對實驗過程的理解。

（二）傳統生物化學實驗教學模式和教學目標不合理

目前，傳統的生物化學實驗教學模式主要由學生預習、教師講解、學生操作、實驗結果，實驗報告五個環節構成。傳統實驗教學模式下，會有一部分學生僅以完成實驗為目的，當教師講解完實驗后，學生就照著實驗流程操作，然后得出結果并完成實驗報告。這樣的實驗模式最終成了教師為主導，學生在教師的指導下一步一步完成實驗。而部分學生未能認真思考和理解實驗，甚至個別學生的疏忽，導致實驗失敗，很難自我分析查找出實驗失敗的真正原因。傳統教學目標主要以培養實驗技能為主，而對學生的綜合能力、創新能力重視不夠，教學目標未能與時俱進。新型造成這種現象的首要原因是，傳統教學模式未能充分調動學生的積極性，未能從學生興趣、自我學習和創新能力考慮，拓展性和創新性不夠，導致學生的主動學習動力不足[4]。

（三）傳統生物化學實驗考核不合理

在實驗教學中考核方式單一，學生對實驗課缺乏足夠重視，實驗教學效果欠佳。其中傳統考核模式主要包括實驗報告和平時成績。對于生化實驗這種實踐性非常強的課程，實驗報告上各項內容，準確及時反饋和考查學生對實驗的具體掌握情況。但通常實驗報告成績占比過高，這種重結果忽視實驗過程的考核是不科學的。導致部分學生認為只要參加考勤、寫好實驗報告，即使不會實驗操作，不掌握實驗相關的知識，也能通過考核。這種考核方式，雖然可以降低教師的工作量，減輕學生的學習“負擔”，但很難判斷出學生是否真正掌握了生物化學實驗的基本技能，實驗教學效果不理想[5]。

三、生物化學實驗教學的改革思路

有效的教學設計是提高教學效率和教學質量的支點[5]。為了能更好地發揮學生自主學習的能動性，最大限度地調動學生積極性的方式，就是改變現有的實驗內容、實驗模式以及考核方式。讓學生能夠積極主動地參與到實驗中來的動力，就是根據當代大學生的特點，在原有的生化實驗基礎上，在有限的時間及條件下，增加自主設計性和綜合性實驗。

（一）生物化學實驗項目和內容的改革思路

1.重視基礎性實驗，培養學生實驗的基本功。生物化學實驗為專業基礎實驗課，根據學生的實際情況可將基礎實驗項目設置為占比60%左右，其中基礎實驗的任務主要包括兩方面：一是訓練學生必須掌握基本實驗操作，提高實驗技能，二是通過實驗現象與結果的觀察與分析，幫助理解課堂上學習的理論知識，學會和提高實驗報告的撰寫、分析、討論和總結實驗的能力。

2.大力提高自主創新、綜合性和探究性實驗的比例。針對培養應用人才和培養創新人才的需要，在原有基礎性實驗的基礎上，通過重新設計，建立和完善“基礎性實驗—綜合性實驗—研究性實驗”的多層次化、多模塊化的實驗體系。大力提高自主創新、綜合性和探究性實驗的比例，降低驗證性實驗的比例，增加綜合性實驗，根據具體情況，此類實驗占比40%左右。著重于學生創新能力和綜合能力的培養和訓練，全面提高學生綜合實驗能力。

3.實驗內容的進一步擴展。在保證學習和掌握以離心技術、電泳技術、分光光度技術、層析技術等生物化學實驗基本技術為前提，有針對性性選擇包括天然生物活性大分子的活性測定，蛋白質的分離純化和性質及測定等內容，使實驗與專業培養方案更符合。內容要涵蓋蛋白質、酶、核酸及糖類等方面內容，盡可能在同一個實驗包含多種實驗技術，使每個學生最大限度地接觸這些實驗技術，逐步提高學生個人的綜合實驗能力。