21世紀是生命科學的世紀,作為生命科學重點學科之一的生物化學,它代表了生命科學的未來和希望。隨著生命科學的迅速發展,生物化學已成為該領域最活躍的學科之一,也是發展生命科學和生物工程技術的重要基礎[1]。隨著人類基因組框架圖的繪制完成,生命科學邁入了后基因時代。應用各種生物化學技術手段也成為生命科學研究領域的主流,作為生命科學基礎學科的生物化學無論從理論還是實驗技術方面都占有重要的地位。如何培養當代大學生成為技能全面、富有創新精神、科研能力強、適應21世紀需要的高級復合型人才,是當今每一位大學教師都在關心、重視和探索的問題。
我校生物化學實驗室具有四十多年的歷史,曾被評為校先進實驗室、省重點實驗室。多年來在實驗教學中積累了一定的教學經驗,并進行了一些教學研究和探討,發表了多篇有關實驗教學研究的文章[2-6]。隨著教學改革的不斷深化,課程的知識結構、教學方法、教學手段是當前實驗教學改革的重點問題。
改進實驗教學方法,強化實驗教學手段是提高實驗教學質量的主要途徑
實驗教學是理論聯系實際的一個重要環節,它不僅是對理論知識的理解和鞏固,也是對學生基本實驗技能的訓練和科學實驗能力的培養。
以往我系生物化學實驗課是一名教師要帶30幾名學生做實驗,很難做到對每一個學生的情況了如指掌,而有的學生敷衍了事,當實驗的旁觀者而不是參與者,因此教學效果不佳。現在我們要求學生獨立完成實驗。實驗前學生必須預習本次實驗內容,課堂上要求教師講授盡量縮短時間,只強調實驗成功的關鍵步驟,但在實驗中要不停地巡視,指出學生在實驗操作中存在的問題,揭示各種實驗現象。這樣既可以增加師生之間的接觸,又使學生逐漸對生物化學實驗產生濃厚的興趣,從被動接受轉為積極、主動地參與,思考問題、觀察問題和解決問題的能力顯著的提高,教學效果得到了大幅度提高。學生普遍反映在實驗過程中,既學會了生物化學實驗的基礎知識、方法和技術,又改變了過去在實驗中只知是什么不問為什么的思維方式,自己能夠積極、主動地思考實驗中的每一步操作為什么這樣做而不是那樣做,為什么會出現這樣的實驗現象等。能夠將課堂上所學的理論知識應用到實驗中去,預測正確的實驗結果和可能出現的各種問題,自覺改正實驗中出現的各種錯誤操作。更愿意向實驗指導教師提出問題,交流自己在實驗中的各種體會,并且能夠對實驗現象作出合理的解釋,實驗操作技能得到了大幅度的提高。
開設綜合性實驗,調動學生的主觀能動性,激發學生的興趣和熱情
綜合性試驗不同于單一性試驗。它的實驗內容具有綜合性、多樣性和聯系性,使用的儀器設備比較多,實驗技能要求很高而且全面;實驗的探索性、創造性更強;完成實驗所需要的時間也會更長。但學生可以通過綜合性實驗得到更全面的操作技能訓練。例如,可以根據教師科研課題的內容設計一套適合本科生生物化學實驗基礎訓練的酶促動力學綜合實驗——某種酶的制備及動力學研究。這種實驗涉及到酶學研究的基本方法,包括酶的分離純化、酶活力、米氏常數和最大反應速度、蛋白質含量的測定等內容。學生在此實驗中可以學會使用低速/高速離心機、蛋白質核酸檢測系統、可見紫外分光光度計等常用的實驗儀器。教師在講解實驗相關的理論和操作方法的同時,將實驗的設計思想教給學生,要求學生在實驗過程中勤動手、多動腦。由于實驗內容帶有科研性質,不能按照實驗流程簡單重復,學生要具體分析實驗現象和實驗數據,決定下一階段的實驗條件,這就需要學生具有獨立解決問題和分析問題的能力。學生通過這樣一套酶學綜合性實驗,在理論上對酶學理論有了更深刻的理解,在實驗操作上受到全面系統的訓練,培養了學生的科研思維和初步課題設計能力,激發了學生的學習興趣和求知欲望,對培養創新意識和科學研究的綜合能力大有益處。
建立創新能力培養的綜合考核體系
為了對學生的基礎知識、基本技能和創新能力作出客觀全面的評價,對實驗課考核方式應作出相應的調整。以往生物化學實驗課成績評定主要依據學生實驗報告成績和實驗結束后的一次筆試成績。這種考核方式導致學生往往不重視實驗過程,而只重視實驗報告和書本,容易形成臨時抱佛腳,照抄照搬書本或抄襲他人的實驗報告,甚至編造實驗數據等不良習慣,而不去獨立分析和思考自己實驗過程中出現的實際問題。
實驗考核應該分三個階段:第一階段對學生進行系統的生物化學研究的基本操作技能訓練;第二階段訓練學生獨立操作和研究能力;第三階段放手讓學生對實驗進行設計、綜合和探索訓練。實驗成績的評定貫穿于實驗的始終。各階段成績的比例:第一階段占總成績的10%;第二階段占總成績40%;第三階段占總成績40%;實驗期末考試占總成績10%。
第一階段要把好關:重視第一階段的基本操作技能訓練,并進行筆試和操作技能考核。不過關者不能進入第二階段的訓練。
第二階段要做好平時成績記錄:給每位學生建立平時成績檔案,記錄每次實驗成績為計算實驗課評分提供依據。平時成績分三部分:課前準備(包括預習報告、課堂提問、上課紀律等)、實驗操作(包括操作、觀察、記錄、結果等)、實驗報告(包括書寫格式、書寫情況、結論、分析討論等)。
第三階段要對實驗成績進行獨立核算:為了引起學生對綜合實驗的足夠重視,對綜合實驗單獨核算成績并加大創新分析實驗總分的比例。設計新穎,有獨創性和一定應用價值、技術含量高的實驗即使前面第一、二階段及考試成績不良者,實驗總分可以破格評定為優秀。
總之,21世紀是知識經濟的時代,衡量一個人素質高低的標準不是看他有多少知識,而是看他創新意識和創新能力的強弱。高校是培養具有創新精神和創新能力的高素質人才的主要陣地,實踐證明實驗教學是培養學生創新能力的主渠道之一。
參考文獻:
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[5]趙曉釩,弭曉菊.高校基礎理論課教學的測評體系的研究[J].黑龍江高教研究,2001(4):84-86.
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