構(gòu)建以“知識單元”為主線的生物化學(xué)技術(shù)實踐教學(xué)模式

摘 要： 生物技術(shù)專業(yè)背景下，我們以“創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”為導(dǎo)向，構(gòu)建以“知識單元”為主線的生物化學(xué)技術(shù)實踐課程體系；結(jié)合教學(xué)實際，制定課程的組織方式；以“精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”為載體，建設(shè)立體化教材，建立綜合考核制度，全面評價教學(xué)實施效果，從而初步形成頗具特色的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞： 知識單元 生物化學(xué)技術(shù) 實踐教學(xué)

國家教委制定并實施的“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃”的總目標(biāo)是：轉(zhuǎn)變教育思想、更新教育觀念，改革人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和手段的現(xiàn)代化，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)需要的社會主義現(xiàn)代化的建設(shè)者和接班人。在高等教育諸多的改革中，教學(xué)改革是核心。在教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容和課程體系直接反映教育目的和培養(yǎng)目標(biāo)，是培養(yǎng)人才素質(zhì)、提高教育質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)，教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革是教學(xué)改革的重點和難點，是深層次的教學(xué)改革。

溫州醫(yī)學(xué)院的生物技術(shù)專業(yè)是浙江省重點建設(shè)專業(yè)，生物化學(xué)課程是浙江省省級精品課程。作為生物技術(shù)專業(yè)的主干課程之一的生物化學(xué)課程，是生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿學(xué)科，其理論和技術(shù)在科研實踐中有著重要的指導(dǎo)意義。因此，我們將理論與實驗分離，獨立開設(shè)《生物化學(xué)》理論課與《生物化學(xué)技術(shù)》實驗課兩門課程，改革實驗教學(xué)內(nèi)容，成功構(gòu)建了以“知識單元”為主線的生物化學(xué)技術(shù)實踐教學(xué)課程體系，在此與各位同仁一起探討。

1?郾以“知識單元”為主線，構(gòu)建實踐課程體系

大學(xué)實驗教學(xué)的根本目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力［１］。根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和生物化學(xué)技術(shù)課程本身所具備的特點，我們將該課程培養(yǎng)目標(biāo)定位在使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)生物化學(xué)技術(shù)的基本理論、基本知識、掌握基本技能，即所謂的“三基”，了解本學(xué)科發(fā)展的最新發(fā)展前沿，初步培養(yǎng)科研意識和創(chuàng)新能力。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，《生物化學(xué)技術(shù)》實驗課的實驗項目通常是以孤立的、單一的形式羅列出來，實驗項目之間沒有聯(lián)系，缺乏延續(xù)性、系統(tǒng)性，學(xué)生普遍的困惑在于不知道如何應(yīng)用這些學(xué)過的知識和技術(shù)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，極大制約學(xué)生科研能力和創(chuàng)新素質(zhì)的養(yǎng)成。因此，我們著重改革了實踐教學(xué)的內(nèi)容和體系，成功構(gòu)建了以“知識單元”為主線的生物化學(xué)技術(shù)實踐課程體系。

生物化學(xué)技術(shù)實踐課程研究的對象為蛋白質(zhì)、核酸、酶等生物大分子，主要是以講解如何從生物材料中提取制備這些生物大分子為主線，以介紹當(dāng)前生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的新成果和精華知識為重點，以闡述分離、鑒定生命大分子物質(zhì)所涉及的方法基礎(chǔ)理論和操作技巧為核心。我們將一個研究對象確定為一個“知識單元”，針對某一個特定的研究對象所采用的所有的實驗技術(shù)有機地組成一個實驗?zāi)K。因此，每個實驗?zāi)K均由若干個相對獨立又相輔相承的驗證性、應(yīng)用性實驗組成，這些基本實驗從整體上又構(gòu)成了一個設(shè)計性、綜合性的大實驗。針對“蛋白質(zhì)”這個知識單元，我們設(shè)計了“血清白蛋白的分離純化和性質(zhì)鑒定”一個實驗?zāi)K；針對“酶”這個知識單元設(shè)計了“淀粉酶的動力學(xué)分析”、“LDH同工酶的分離純化和測定”兩個實驗?zāi)K；針對“核酸”這個知識單元設(shè)計了“人外周血中單個核細(xì)胞的DNA的分離純化和鑒定”一個實驗?zāi)K。

2?郾以“培養(yǎng)原則”為指導(dǎo)，制定課程組織方式

依托于浙江省醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)重點實驗室，浙江省基礎(chǔ)課（生物學(xué)）實驗教學(xué)示范中心，建設(shè)了實驗教學(xué)的“三個平臺”，即：基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺、開放式實驗平臺和科研創(chuàng)新技術(shù)平臺，為順利實施教學(xué)提供了有力的保障。以專業(yè)為基礎(chǔ)，以需求為導(dǎo)向，以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，改革傳統(tǒng)的“一站式”的教學(xué)模式，為此，我們在實踐教學(xué)設(shè)計中始終以基本培養(yǎng)原則和個體化培養(yǎng)原則為指導(dǎo)，以“知識單元”為主線構(gòu)建模塊式實踐課程體系，制定了切實可行的課程組織方式。

根據(jù)培養(yǎng)原則，每一個模塊中的全部實驗分為固定組件和自選組件兩部分，其中的固定組件部分屬于生物化學(xué)技術(shù)實驗課教學(xué)計劃規(guī)定的必修內(nèi)容，主要通過在基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺開展日常教學(xué)活動來完成，學(xué)生按照教學(xué)計劃依次完成這些實驗，掌握生物化學(xué)技術(shù)的基本技術(shù)，獲得相應(yīng)的學(xué)分。自選組件則是屬于素質(zhì)提高部分利用開放式實驗平臺，初步培養(yǎng)學(xué)生的科研設(shè)計能力。

我們以蛋白質(zhì)知識單元中的實驗?zāi)K——血清白蛋白的分離純化和性質(zhì)鑒定為例，介紹我們的課程組織方式。“血清白蛋白的分離純化和性質(zhì)鑒定”這個實驗?zāi)K主要由：①鹽析、②Sephadex G-25凝膠層析、③紫外分光光度法、④Sephadex G-75凝膠層析、⑤DEAE-纖維素離子交換層析、⑥SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳、⑦等電聚焦電泳、⑧醋酸纖維薄膜電泳、⑨比色法等九個小實驗組成，其中①②③④⑤⑧⑨等為固定組件，主要是學(xué)生從血清樣品中將白蛋白分離純化出來，并初步進行方法學(xué)的評價，屬于必修內(nèi)容；⑥⑦為自選組件屬于選修內(nèi)容，主要是學(xué)生對純化得到的白蛋白進一步進行分子量、等電點等性質(zhì)鑒定、純度分析和綜合評價。對于選修部分，指導(dǎo)老師只是在整體可行性程度上做把握，同時提供實驗過程中可能涉及的實驗技術(shù)、試劑材料等基本素材，不做具體的技術(shù)指導(dǎo)。實驗的步驟、方案的實施、試劑材料的準(zhǔn)備等均由學(xué)生自主完成，使學(xué)生在熟練運用生物化學(xué)基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步培養(yǎng)科研設(shè)計能力。

以“知識單元”為主線構(gòu)建的模塊式實踐課程體系，從實驗項目設(shè)計的角度來看，從簡單到復(fù)雜，從驗證到設(shè)計，從孤立到綜合，從基礎(chǔ)到應(yīng)用，從培養(yǎng)的角度來看更具有延續(xù)性和可塑性的優(yōu)點。開展這樣的實驗，很好地達到兩個教學(xué)效果：一是學(xué)生對白蛋白這樣一種蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性有了較為全面的認(rèn)識，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合科研能力。二是教師可以通過觀察學(xué)生的操作能力、科研能力，為后續(xù)學(xué)生科研活動和競賽預(yù)選和儲備人才。

通過前面兩個平臺，我們建立人才儲備庫，充分利用科研技術(shù)平臺，學(xué)生或是申請各項學(xué)生科研課題；或是參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生學(xué)科競賽、浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃、浙江省生命學(xué)科競賽等；或是按照自己的興趣申請并加入導(dǎo)師的科研團隊中，參與課題組的科研活動：選題設(shè)計、標(biāo)書撰寫、技術(shù)路線、方案實施等，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識和實踐能力，為進一步科研或考研等打下扎實的實踐基礎(chǔ)。

3?郾以“精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”為載體，建設(shè)立體化教材

21世紀(jì)的生命科學(xué)日新月異，以“知識單元”為主線的模塊式教學(xué)方式對教師、學(xué)生提出了更高的要求，而且單純的紙質(zhì)化的一本教科書遠不能滿足我們的教學(xué)需求。因此，我們充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段和學(xué)校豐富的網(wǎng)絡(luò)資源開展教學(xué)。學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋所有的教室、實驗室和寢室，千兆進樓層，百兆進教室和實驗室。教師獨立配置一臺電腦，中青年教師均通過《現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用》培訓(xùn)，掌握了常規(guī)教學(xué)媒體的使用、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺及多媒體課件制作等現(xiàn)代教育基本技術(shù)。理論教學(xué)課件均采用多媒體技術(shù)制作。

部分實驗?zāi)K拍攝了實驗錄像，如“血清白蛋白的分離純化和性質(zhì)鑒定”，介紹了整個實驗?zāi)K的設(shè)計流程、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)示范、知識要點等，學(xué)生可以通過《生物化學(xué)》省級精品課程網(wǎng)站提前預(yù)習(xí)。部分較抽象的技術(shù)如層析等制作了一系列的FLASH，來幫助學(xué)生理解。常用的技術(shù)則以文字和圖片的形式供學(xué)生自學(xué)。教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、教案、課件、課堂錄像、自主學(xué)習(xí)材料等教學(xué)資源均已上網(wǎng)，實現(xiàn)課程的網(wǎng)絡(luò)化和教學(xué)資源的立體化。精品課程網(wǎng)站還實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)、討論、答疑等功能模塊，從而為學(xué)習(xí)者提供更加互動、開放的學(xué)習(xí)空間。

4?郾以“創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”為導(dǎo)向，建立綜合考核制度

一個綜合的實驗考核制度是全面評價實驗課程體系，檢驗實驗教學(xué)質(zhì)量、考查學(xué)生實驗教學(xué)技能的主要手段［2］，經(jīng)過多年的實踐，以“創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”為導(dǎo)向，改革建立了一套以考察學(xué)生綜合能力為目的適合本實驗課程的綜合考核制度。考核內(nèi)容分為四部分：第一部分為理論考試，通過筆試考察學(xué)生對生物化學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論的掌握程度。第二部分為實驗操作考核，通過雙盲式操作考試，直接檢驗學(xué)生的動手能力。“雙盲式”是指老師與學(xué)生均不知道待測樣品的參考值的前提下；由老師和學(xué)生同時進行定量測定樣品的濃度和穩(wěn)定性評價。第三部分為實驗報告，主要考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。第四部分為綜述撰寫，要求學(xué)生按照標(biāo)準(zhǔn)格式撰寫一篇綜述，考查學(xué)生的科研思維能力和論文寫作能力。這樣的評價機制既能全面反映學(xué)生的綜合能力又能很好地檢驗我們的教學(xué)效果，同時又作為科研人才儲備建庫的一個有力的評價依據(jù)。

5?郾結(jié)語

以“知識單元”為主線的生物化學(xué)技術(shù)實踐教學(xué)模式體現(xiàn)了新世紀(jì)教育的理念。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，生物技術(shù)專業(yè)背景的學(xué)生不僅在畢業(yè)論文設(shè)計與撰寫等方面有了明顯的進步，而且在大學(xué)生科研競賽方面獲得不俗的成績。當(dāng)然學(xué)生能力的形成和素質(zhì)的提高是一個循序漸進的過程，實踐課程改革是一項長期的系統(tǒng)工程，需要不斷地探索與努力。

參考文獻：

［1］鄭家茂.對大學(xué)實驗教學(xué)若干問題的厘析［J］.實驗室研究與探索，2007，26，（10）：1.

［2］李永芳.醫(yī)學(xué)生物學(xué)實驗?zāi)K化教學(xué)模式的探索與研究［J］.中國高等醫(yī)學(xué)教育，2008，（9）：64.

基金項目：2009年浙江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革項目。

（呂建新系通訊作者）