生物化學課程實驗教學改革

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摘要：本文就信陽農林學院生物化學實驗教學現狀和存在的問題，初步從精選實驗教學內容、實行與常規式教學相結合的開放式實驗教學、加強實驗團隊建設、改革實驗考核評定方法等方面對生物化學課程實驗教學進行探索性改革，以期提高學生學習積極性，活躍思維，增強創新能力、動手能力，達到提高實驗教學質量和提升學生綜合素質的目的。

關鍵詞：應用型；本科院校；開放性；實驗教學；創新能力

1生物化學實驗教學的現狀

生物化學是信陽農林學院（以下簡稱“我校”）生物、制藥、水產、林學、食品、植保、茶學、動物科學類等專業本科生必修的一門重要的基礎專業課，該課程的實驗教學是培養學生動手能力和創新能力的重要組成部分。但生物化學實驗教學中仍面臨很多問題，主要表現為：受傳統教學理念的影響，生物化學實驗教學一般依附于理論教學，實驗課時少，驗證性實驗占主導地位，缺少綜合性、開放性、設計性實驗；開設的實驗項目及使用的實驗大綱缺乏專業差異性；學生多，實驗設備少，老師同時指導多個班級學生的多個實驗項目；學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，實驗現象、結果分析不透徹或沒有（甚至有些學生互相抄襲），實驗教學沒有達到鍛煉學生動手能力、獨立思考能力、綜合設計能力和培養創新意識的目的。因此，有必要對現有的生物化學實驗教學模式進行變革。

2生物化學實驗教學的改革

2．1根據專業特色和實踐需求優化實驗內容

目前我校有7個學院20個專業開設了生物化學實驗教學，不同專業使用的教材相同，開設的實驗項目相同，項目內容依附于理論教學章節中，忽略了不同專業對生物化學實驗內容及操作技術的不同需求，忽視了學生個體知識結構和認知能力的差異。所以根據專業特色和實踐需要修訂了生化實驗教學大綱，對實驗內容進行分模塊優化。

2．1．1優化基礎實驗

針對化學基礎知識相對薄弱的學生，如茶學、林學、水產養殖等文理兼收專業的學生，實驗內容以凸顯實用性和趣味性的基礎實驗為主，對知識的掌握重在理解，激起學生的學習興趣，而非以此為基礎的應用。例如植物中抗壞血酸的測定實驗，讓學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，將學生自己口腔內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。這類實驗內容既激起了學生的動手欲望，又避免了同學間實驗結果的相互抄襲。課程的興趣性提高了學生的自覺性、動手能力和參與度。

2．1．2優化綜合性實驗

針對于后續課程的學習、考研和工作對實驗操作需求程度較高的學生，如食品科學、植保、生物類等專業學生，實驗內容以具有復合性、覆蓋面廣的綜合性實驗為主。如將凝膠層析法分離蛋白質、酶活性測定、考馬斯亮藍G－250法測蛋白質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”。這種合并使學生在有限的課時內掌握透析、層析、離心、分光光度法等多種生物化學實驗技術，更好培養了學生的實踐能力和綜合應用的能力［2］。

2．1．3優化以自主設計實驗為主的開放性實驗內容

這部分內容大多數都是由學生自主選題設計，教師需對擬訂的實驗方案、選定儀器設備等內容進行核實和討論，進一步完善方案并予以實施。如實驗內容“蛹蟲草固體培養基中蟲草素提取、純化和藥用功能的研究”，沒有明確的參考教材，需要學生團隊合理分工協作，查閱相關文獻資料，根據實驗條件設計實驗方案，再與專業指導教師商討方案的可行性，最后經老師認可后科學合理地實施實驗操作。這一部分內容既能鍛煉學生科學思維能力、協作能力和動手能力，又能鍛煉學生的學術論文寫作能力［3］。

2．2實行開放式實驗教學

2．2．1開放式實驗教學與常規教學相結合

目前各大高校都在進行生物化學實驗教學的改革探索，普遍的措施是實施開放式實驗教學，即在時間、實驗內容、實驗項目、實驗手段、方法以及后續的實驗評價等全面對學生開放［4］。相對于傳統的常規教學，開放式實驗教學更能突出學生參與實驗的主動性，激發學生的創造熱情。但根據實踐經驗來看，現階段的學生基礎、教師隊伍、實驗資源條件也決定了常規教學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，實驗的開放式教學才能發揮實際效果［5］。否則，可能會使本已緊張的實驗教學資源更加緊張；隨著實驗的開放，難免讓學生誤以為實驗課不重要，反而會影響教學效果。因此，必須將常規的集中式實驗和開放式實驗相結合。因為前者有利于訓練學生最基本的實驗操作技能，養成良好的實驗操作習慣，激發學生學習激情，有利于引導學生建立嚴謹的實驗作風，為后續的開放式實驗教學奠定基礎。

2．2．2豐富開放式實驗內容

根據高校人才培養方案及培養目標要求，遵守實驗的“基礎性、綜合性、設計性”的原則選擇開放性實驗內容［6］。一是開放綜合性選修實驗：由生物化學教研組統一討論制定切實可行的選修實驗項目，每個實驗項目的內容、時間、指導老師等信息都統一錄入實驗教學平臺，學生根據專業需求和興趣選修，每個學生選擇的實驗項目數不固定，最低選修6個項目就可以獲得學分。二是開放畢業設計實驗：根據本科生人才培養計劃規定，生物化學實驗課程開設于大二第一學期，學生已對所學專業有了明確認知，完全可以開始進行畢業設計準備，提早進入實驗室。結合我校本科生導師制規定，相關導師根據自己的科研基礎，對實驗方案的可行性進行估測并全程參與指導，以達到更好的實驗結果，并對前期實驗教學效果進行評估。三是開放學生自主創新項目：作為新建應用型本科院校，學校鼓勵學有余力的學生積極參與校級、省級乃至國家級大學生創新創意項目提升自身綜合素質。以我校王德芝教授為首的創業團隊曾參加2015年首屆中國“互聯網＋”大學生創新創業大賽，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”獲得國家銀獎。該團隊的成員大多是經常于實驗室內開展有關創新創業實踐活動，取得較好成績的學生。實踐證明開放實驗室為學生提供創新實踐活動基地，是學生自主開展創新實驗的有效平臺。

2．2．3改革實驗室管理制度

生物化學實驗常常會接觸到一些易燃易爆、強酸強堿類藥品，倘若操作不當就可能引起巨大的危險。因而學院在原有《信陽農林學院實驗管理辦法》基礎上，制定和補充了相應的規章制度，要求學生對實驗地點、所需藥品、相關大型貴重儀器提前進行書面預約申請，并簽訂責任書，經實驗教師簽字并報學院審核批準后，才可進入實驗室開展實驗，并對所使用的儀器設備進行如實登記。學生在實驗過程中，教師負責對學生進行必要指導，相關實驗技術人員負責實驗室的安全和儀器的維護。

2．3加強實驗團隊建設

首先，加強實驗教師隊伍建設。生物化學實驗教學內的容綜合性、應用性和前沿性，要求比較精通該領域的專業教師來指導實驗，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中，建立和完善與科研相結合的實驗教學模式。目前我校不斷引進高學歷、不同領域的研究型人才加入到實驗教學隊伍中，并為教學人員積極創造到國內外知名高校和研究機構進行繼續深造的機會，以提高專業技能和綜合素質，逐漸形成一支由實驗理論教師、實驗指導教師、相關科研教師等組成的結構合理、技術精湛、指導性強的實驗教師隊伍［4］。其次，充分發揮專業社團骨干成員的協作作用。我校專業社團建設已很完善且成效顯著，題為《“專業社團＋企崗實訓”培養高技能人才的研究與實踐》曾獲2012年河南省教育廳教學成果特等獎。專業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。可以彌補實驗人員及專業教師時間、空間的限制，實現全天候開放實驗室，滿足開放式實驗教學的需求。同時，學校出臺鼓勵政策，給予參與指導第二課堂活動的老師相應的課時補助，充分調動專業教師參與指導實驗的積極性。

2．4改革實驗考核評定方法

生物化學實驗教學改革中，完善實驗考核評定方法是一個綜合環節。傳統的生物化學實驗教學中，實驗成績由學生的平時成績（占40％，主要指出勤率和課堂表現）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范的考核。改革后的成績考核結合專業和實驗內容分3部分：一是基礎實驗考核，包括課堂表現和實驗報告的書寫。教學中采用“學生參與實驗內容的講解＋老師總結”的模式，嚴格要求學生在實驗過程中獨立和認真記錄實驗現象和數據，實驗完成后現場將結果交予實驗老師檢查和評分，重點考核學習態度和學生的參與度。二是綜合性實驗考核，由于該部分的實驗內容和指導技術都比較成熟，考核指標（準備工作、實驗操作、結果分析和總結、實驗報告的撰寫）應規范化和常規化，重點考核學生對實驗結果的分析和總結。三是自主設計實驗考核，實驗方案的設計、實施以及論文撰寫的規范性，都是考核的重中之重。其具體評價指標如下：文獻資料查閱10％，實驗方案設計15％，操作能力和解決問題能力45％，論文撰寫25％，團隊協作能力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，又能調動學生學習的積極性和自主性；既能培養學生的綜合素質，又能提高實驗教學的質量。

作者：王銳麗 王家東 單位：信陽農林學院 生物與制藥工程學院