生物化學(xué)課程實驗教學(xué)改革
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摘要：本文就信陽農(nóng)林學(xué)院生物化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，初步從精選實驗教學(xué)內(nèi)容、實行與常規(guī)式教學(xué)相結(jié)合的開放式實驗教學(xué)、加強實驗團隊建設(shè)、改革實驗考核評定方法等方面對生物化學(xué)課程實驗教學(xué)進行探索性改革，以期提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，活躍思維，增強創(chuàng)新能力、動手能力，達到提高實驗教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。
關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；本科院校；開放性；實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力
1生物化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
生物化學(xué)是信陽農(nóng)林學(xué)院（以下簡稱“我校”）生物、制藥、水產(chǎn)、林學(xué)、食品、植保、茶學(xué)、動物科學(xué)類等專業(yè)本科生必修的一門重要的基礎(chǔ)專業(yè)課，該課程的實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的重要組成部分。但生物化學(xué)實驗教學(xué)中仍面臨很多問題，主要表現(xiàn)為：受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，生物化學(xué)實驗教學(xué)一般依附于理論教學(xué)，實驗課時少，驗證性實驗占主導(dǎo)地位，缺少綜合性、開放性、設(shè)計性實驗；開設(shè)的實驗項目及使用的實驗大綱缺乏專業(yè)差異性；學(xué)生多，實驗設(shè)備少，老師同時指導(dǎo)多個班級學(xué)生的多個實驗項目；學(xué)生被動接受老師講解，參照實驗教材依葫蘆畫瓢完成實驗操作，課后完成實驗報告的書寫，實驗現(xiàn)象、結(jié)果分析不透徹或沒有（甚至有些學(xué)生互相抄襲），實驗教學(xué)沒有達到鍛煉學(xué)生動手能力、獨立思考能力、綜合設(shè)計能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識的目的。因此，有必要對現(xiàn)有的生物化學(xué)實驗教學(xué)模式進行變革。
2生物化學(xué)實驗教學(xué)的改革
2．1根據(jù)專業(yè)特色和實踐需求優(yōu)化實驗內(nèi)容
目前我校有7個學(xué)院20個專業(yè)開設(shè)了生物化學(xué)實驗教學(xué)，不同專業(yè)使用的教材相同，開設(shè)的實驗項目相同，項目內(nèi)容依附于理論教學(xué)章節(jié)中，忽略了不同專業(yè)對生物化學(xué)實驗內(nèi)容及操作技術(shù)的不同需求，忽視了學(xué)生個體知識結(jié)構(gòu)和認知能力的差異。所以根據(jù)專業(yè)特色和實踐需要修訂了生化實驗教學(xué)大綱，對實驗內(nèi)容進行分模塊優(yōu)化。
2．1．1優(yōu)化基礎(chǔ)實驗
針對化學(xué)基礎(chǔ)知識相對薄弱的學(xué)生，如茶學(xué)、林學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等文理兼收專業(yè)的學(xué)生，實驗內(nèi)容以凸顯實用性和趣味性的基礎(chǔ)實驗為主，對知識的掌握重在理解，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而非以此為基礎(chǔ)的應(yīng)用。例如植物中抗壞血酸的測定實驗，讓學(xué)生自己選取實驗原料如橘子、蘋果、獼猴桃、青菜等進行分組比較實驗；酶活性測定實驗，將學(xué)生自己口腔內(nèi)的淀粉酶作為實驗對象；取口腔黏膜細胞進行全基因組DNA提取實驗等。這類實驗內(nèi)容既激起了學(xué)生的動手欲望，又避免了同學(xué)間實驗結(jié)果的相互抄襲。課程的興趣性提高了學(xué)生的自覺性、動手能力和參與度。
2．1．2優(yōu)化綜合性實驗
針對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、考研和工作對實驗操作需求程度較高的學(xué)生，如食品科學(xué)、植保、生物類等專業(yè)學(xué)生，實驗內(nèi)容以具有復(fù)合性、覆蓋面廣的綜合性實驗為主。如將凝膠層析法分離蛋白質(zhì)、酶活性測定、考馬斯亮藍G－250法測蛋白質(zhì)濃度等驗證性實驗合并為“雞卵類黏蛋白的制備及活力測定”。這種合并使學(xué)生在有限的課時內(nèi)掌握透析、層析、離心、分光光度法等多種生物化學(xué)實驗技術(shù)，更好培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力和綜合應(yīng)用的能力［2］。
2．1．3優(yōu)化以自主設(shè)計實驗為主的開放性實驗內(nèi)容
這部分內(nèi)容大多數(shù)都是由學(xué)生自主選題設(shè)計，教師需對擬訂的實驗方案、選定儀器設(shè)備等內(nèi)容進行核實和討論，進一步完善方案并予以實施。如實驗內(nèi)容“蛹蟲草固體培養(yǎng)基中蟲草素提取、純化和藥用功能的研究”，沒有明確的參考教材，需要學(xué)生團隊合理分工協(xié)作，查閱相關(guān)文獻資料，根據(jù)實驗條件設(shè)計實驗方案，再與專業(yè)指導(dǎo)教師商討方案的可行性，最后經(jīng)老師認可后科學(xué)合理地實施實驗操作。這一部分內(nèi)容既能鍛煉學(xué)生科學(xué)思維能力、協(xié)作能力和動手能力，又能鍛煉學(xué)生的學(xué)術(shù)論文寫作能力［3］。
2．2實行開放式實驗教學(xué)
2．2．1開放式實驗教學(xué)與常規(guī)教學(xué)相結(jié)合
目前各大高校都在進行生物化學(xué)實驗教學(xué)的改革探索，普遍的措施是實施開放式實驗教學(xué)，即在時間、實驗內(nèi)容、實驗項目、實驗手段、方法以及后續(xù)的實驗評價等全面對學(xué)生開放［4］。相對于傳統(tǒng)的常規(guī)教學(xué)，開放式實驗教學(xué)更能突出學(xué)生參與實驗的主動性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情。但根據(jù)實踐經(jīng)驗來看，現(xiàn)階段的學(xué)生基礎(chǔ)、教師隊伍、實驗資源條件也決定了常規(guī)教學(xué)模式是不可完全替代的，只有在上述各方面條件都很完善時，實驗的開放式教學(xué)才能發(fā)揮實際效果［5］。否則，可能會使本已緊張的實驗教學(xué)資源更加緊張；隨著實驗的開放，難免讓學(xué)生誤以為實驗課不重要，反而會影響教學(xué)效果。因此，必須將常規(guī)的集中式實驗和開放式實驗相結(jié)合。因為前者有利于訓(xùn)練學(xué)生最基本的實驗操作技能，養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情，有利于引導(dǎo)學(xué)生建立嚴謹?shù)膶嶒炞黠L(fēng)，為后續(xù)的開放式實驗教學(xué)奠定基礎(chǔ)。
2．2．2豐富開放式實驗內(nèi)容
根據(jù)高校人才培養(yǎng)方案及培養(yǎng)目標(biāo)要求，遵守實驗的“基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性”的原則選擇開放性實驗內(nèi)容［6］。一是開放綜合性選修實驗：由生物化學(xué)教研組統(tǒng)一討論制定切實可行的選修實驗項目，每個實驗項目的內(nèi)容、時間、指導(dǎo)老師等信息都統(tǒng)一錄入實驗教學(xué)平臺，學(xué)生根據(jù)專業(yè)需求和興趣選修，每個學(xué)生選擇的實驗項目數(shù)不固定，最低選修6個項目就可以獲得學(xué)分。二是開放畢業(yè)設(shè)計實驗：根據(jù)本科生人才培養(yǎng)計劃規(guī)定，生物化學(xué)實驗課程開設(shè)于大二第一學(xué)期，學(xué)生已對所學(xué)專業(yè)有了明確認知，完全可以開始進行畢業(yè)設(shè)計準備，提早進入實驗室。結(jié)合我校本科生導(dǎo)師制規(guī)定，相關(guān)導(dǎo)師根據(jù)自己的科研基礎(chǔ)，對實驗方案的可行性進行估測并全程參與指導(dǎo)，以達到更好的實驗結(jié)果，并對前期實驗教學(xué)效果進行評估。三是開放學(xué)生自主創(chuàng)新項目：作為新建應(yīng)用型本科院校，學(xué)校鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生積極參與校級、省級乃至國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)意項目提升自身綜合素質(zhì)。以我校王德芝教授為首的創(chuàng)業(yè)團隊曾參加2015年首屆中國“互聯(lián)網(wǎng)＋”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，參賽項目“羅山縣東信生物科技有限公司香菇膠囊菌種工廠化生產(chǎn)”獲得國家銀獎。該團隊的成員大多是經(jīng)常于實驗室內(nèi)開展有關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動，取得較好成績的學(xué)生。實踐證明開放實驗室為學(xué)生提供創(chuàng)新實踐活動基地，是學(xué)生自主開展創(chuàng)新實驗的有效平臺。
2．2．3改革實驗室管理制度
生物化學(xué)實驗常常會接觸到一些易燃易爆、強酸強堿類藥品，倘若操作不當(dāng)就可能引起巨大的危險。因而學(xué)院在原有《信陽農(nóng)林學(xué)院實驗管理辦法》基礎(chǔ)上，制定和補充了相應(yīng)的規(guī)章制度，要求學(xué)生對實驗地點、所需藥品、相關(guān)大型貴重儀器提前進行書面預(yù)約申請，并簽訂責(zé)任書，經(jīng)實驗教師簽字并報學(xué)院審核批準后，才可進入實驗室開展實驗，并對所使用的儀器設(shè)備進行如實登記。學(xué)生在實驗過程中，教師負責(zé)對學(xué)生進行必要指導(dǎo)，相關(guān)實驗技術(shù)人員負責(zé)實驗室的安全和儀器的維護。
2．3加強實驗團隊建設(shè)
首先，加強實驗教師隊伍建設(shè)。生物化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)的容綜合性、應(yīng)用性和前沿性，要求比較精通該領(lǐng)域的專業(yè)教師來指導(dǎo)實驗，教師將自己的科研成果及新的理論和方法融入到日常的實驗教學(xué)中，建立和完善與科研相結(jié)合的實驗教學(xué)模式。目前我校不斷引進高學(xué)歷、不同領(lǐng)域的研究型人才加入到實驗教學(xué)隊伍中，并為教學(xué)人員積極創(chuàng)造到國內(nèi)外知名高校和研究機構(gòu)進行繼續(xù)深造的機會，以提高專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，逐漸形成一支由實驗理論教師、實驗指導(dǎo)教師、相關(guān)科研教師等組成的結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)精湛、指導(dǎo)性強的實驗教師隊伍［4］。其次，充分發(fā)揮專業(yè)社團骨干成員的協(xié)作作用。我校專業(yè)社團建設(shè)已很完善且成效顯著，題為《“專業(yè)社團＋企崗實訓(xùn)”培養(yǎng)高技能人才的研究與實踐》曾獲2012年河南省教育廳教學(xué)成果特等獎。專業(yè)社團除開展正常的社團活動以外，部分骨干成員利用課余時間協(xié)助教師進行實驗準備、科研輔助、儀器保管以及實驗室日常管理等?？梢詮浹a實驗人員及專業(yè)教師時間、空間的限制，實現(xiàn)全天候開放實驗室，滿足開放式實驗教學(xué)的需求。同時，學(xué)校出臺鼓勵政策，給予參與指導(dǎo)第二課堂活動的老師相應(yīng)的課時補助，充分調(diào)動專業(yè)教師參與指導(dǎo)實驗的積極性。
2．4改革實驗考核評定方法
生物化學(xué)實驗教學(xué)改革中，完善實驗考核評定方法是一個綜合環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實驗教學(xué)中，實驗成績由學(xué)生的平時成績（占40％，主要指出勤率和課堂表現(xiàn)）和實驗報告成績（占60％）組成，完全忽略了對實驗過程中動手能力和操作規(guī)范的考核。改革后的成績考核結(jié)合專業(yè)和實驗內(nèi)容分3部分：一是基礎(chǔ)實驗考核，包括課堂表現(xiàn)和實驗報告的書寫。教學(xué)中采用“學(xué)生參與實驗內(nèi)容的講解＋老師總結(jié)”的模式，嚴格要求學(xué)生在實驗過程中獨立和認真記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，實驗完成后現(xiàn)場將結(jié)果交予實驗老師檢查和評分，重點考核學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)生的參與度。二是綜合性實驗考核，由于該部分的實驗內(nèi)容和指導(dǎo)技術(shù)都比較成熟，考核指標(biāo)（準備工作、實驗操作、結(jié)果分析和總結(jié)、實驗報告的撰寫）應(yīng)規(guī)范化和常規(guī)化，重點考核學(xué)生對實驗結(jié)果的分析和總結(jié)。三是自主設(shè)計實驗考核，實驗方案的設(shè)計、實施以及論文撰寫的規(guī)范性，都是考核的重中之重。其具體評價指標(biāo)如下：文獻資料查閱10％，實驗方案設(shè)計15％，操作能力和解決問題能力45％，論文撰寫25％，團隊協(xié)作能力5％。第二、第三部分的考核，既能保證實驗成績考核的客觀性和全面性，又能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性；既能培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，又能提高實驗教學(xué)的質(zhì)量。
作者：王銳麗 王家東 單位：信陽農(nóng)林學(xué)院 生物與制藥工程學(xué)院
