高校生物化學實驗教學革新性探索

摘 要:高校生物化學實驗教學作為生物化學教學的組成部分是在生物技術人才培養中必不可少環節，而傳統實驗教學內容和模式很難適應素質教育的要求，在實驗教學中開設學生自主設計性實驗，引導學生自己完成整個實驗過程，調動了學生的興趣和積極性，發揮了學生的主動性和創造性，提高了教學效果，培養了學生的創新能力十分重要。

關鍵詞:生物化學實驗教學自主設計性實驗探索

中圖分類號:G642.423文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0190-01

生物技術是當今科技發展最快的領域之一，其產業作為21世紀的朝陽產業倍受世界矚目。生物化學是生物技術的基礎學科，地位十分重要。生物化學作為生命科學中最為活躍的學科之一，近年來發展迅速，尤其是生物化學實驗理論、技術和方法[1]。生物化學教學包括理論和實驗教學，實驗教學具有直觀性、實踐性的特點，在培養學生分析和解決實際問題能力以及培養嚴謹的科學態度方面，具備理論教學環節無法替代的作用，在生物技術領域人才培養中的地位十分重要。如何改革實驗教學，增強教學效果，提高學生綜合素質，已成為生物化學教學改革的焦點問題。開設學生自主設計性實驗，能夠調動學生的積極性，引導學生主動掌握知識和技能，培養學生的創新能力，提高實驗教學質量，是改革傳統落后生物化學實驗教學的有效途徑。

1 生物化學實驗教學存在的問題與不足

首先是實驗教學內容陳舊，很多學校實驗教材都是自編的簡單講義或實驗指導書，內容僅包含學生要做的幾個實驗，非常單一，知識也相對落后，一些教材甚至已經使用十年以上而沒有更新，嚴重滯后于科學理論和技術的發展，不能夠做到與時俱進。其次是實驗教學模式落后，教師多為實驗的主體，負責選擇實驗內容和方法、制定實驗步驟，并花費大量時間向學生講解實驗原理、操作及注意事項，然后學生只是按照實驗步驟機械操作完成實驗。這種模式下學生僅僅是“照葫蘆畫瓢”，處于被動地位，缺乏獨立思考，更不需要獨立嘗試。久而久之，學生就會感到實驗枯燥乏味，嚴重抑制了學生的思維和主動性和創新能力。

2 對生物化學實驗教學的革新性探索

2.1 改革實驗教學內容，開設學生自主設計性實驗

當前生物化學實驗內容中驗證性實驗較多，分為幾類:生物分子的性質反應，例如蛋白質的顯色反應和沉淀反應、酶的特異性等;生物分子的含量測定，例如二苯胺法測定DNA含量、福林酚法測定蛋白質含量等;生物分子的分離純化技術，例如游離氨基酸的紙層析、葡聚糖凝膠層析、聚丙烯酰胺凝膠電泳、動物組織中核酸的提取等。這些實驗只涉及某一物質或某一方面的內容，各個實驗之間是孤立的，缺乏知識的相互聯系，學生做過實驗后往往只記得實驗結果，不利于學生動手能力的培養和對整個生物化學知識的學習。學生自主設計性實驗是由學生在教師指導下，在已掌握知識與技能的基礎上選擇教師提供的相關研究領域范疇內的課題或自行命題，根據實驗目的要求和條件，由學生自行設計實驗方案并加以完成的實驗[2]。相比驗證性實驗，一般院校自主設計性實驗較少或沒有。實驗教學改革就需要降低驗證性實驗比例，刪除那些內容落后于學科發展的驗證性實驗，開設能夠全面培養學生能力的自主設計性實驗。因此本校在理科基地班開設了“生物大分子(溶菌酶)提取、分離、純化及其生物學性質鑒定”實驗，這是一個大型的學生自主設計性實驗[3]。實驗內容涉及離子交換層析、凝膠層析、蛋白質電泳、等電聚焦、蛋白質含量測定、酶活力測定等，實驗儀器涉及恒流泵、部分收集器、層析系統、紫外分光光度計、循環水式真空泵、蛋白紫外檢測儀，離心機、計算機等。該實驗共48學時連續一周，內容豐富且綜合性連續性強，能夠滿足學生自主和設計的要求，激發學生的興趣，增強學生的創新意識。

2.2 建立新的實驗教學模式，使學生充分自主

實驗課兩周前將學生按照7～8名/組分成若干小組，要求他們上網檢索或到圖書館去查閱相關資料，并以小組為單位寫出實驗設計報告，包括實驗原理、實驗方案、所需儀器和實驗藥品、試劑、材料等，并于實驗課前交給實驗指導教師審閱。課上各小組指定一名代表進行本組實驗設計報告的講解，由教師和其他小組學生對該實驗設計報告上的實驗方案進行分析討論，教師和任何學生都可以對實驗的各種細節提問，由小組代表或小組成員進行解答。通過相互提問和解答，誘導學生獨立思考，激發學生的求知欲。討論后認為實驗方案可行，則開始實驗;不可行則修改實驗方案至可行，或者參照其他小組可行的實驗方案開始實驗。各小組推選一名組長負責組內實驗操作的分工和時間的安排。在實驗中學生不僅需要自己動手配制試劑、處理材料、使用儀器、操作步驟和分析結果等，還需要動腦自行解決遇到的問題，解決不了的再請教老師。教師負責整個實驗進度的把握，糾正學生的不規范操作，發現并指導學生對出現的錯誤進行分析，解答學生的提問，查看學生每一步的實驗結果。實驗完畢后，要求學生寫出高質量，有水平的實驗報告，包括實驗目的、原理、操作、結果、結論、討論等，并把重點放在結論和討論上，因為這兩部分是實驗報告的精華，能夠培養學生分析問題解決問題的能力。最后還要求各組把實驗報告做成幻燈片，向其他學生和教師進行講解，再次通過提問和解答的互動，使學生分享實驗經驗和感受。這種新的教學模式把學生推到實驗教學的前臺，使學生成為實驗教學的主體，充分發揮了學生的主動性和創造性，培養了學生的科學實驗能力。

3 教學效果和其它環節

通過生物化學實驗教學改革，開設學生自主設計性實驗，使學生開闊了視野和思路，增長了知識和技術，并對生物化學研究領域有了一個總體的認識，增進了各章知識的聯系性;使學生成為了實驗的主人，發揮了主動性，提高了實驗興趣和積極性，訓練了學生的思維能力，培養了學生的創新精神。總之，不僅大幅度提升了教學效果，更培養了一批能思考能創新的學生。

開設學生自主性設計性實驗涉及到學生、教師、實驗室和學校的供應部門多個方面，具有一定的難度。學生需要提高主動思考的意識和能力;教師需要掌握更多的知識，提高業務素質，投入更多的時間和精力;實驗室需要具備良好的實驗條件、充足的儀器設備，開放到位，管理有序;學校供應部門需要保證實驗藥品、材料和儀器的供應，做到有備無患。只有這幾方面密切合作負責到位，才能使實驗順利開展，有條不紊的進行，圓滿的完成。

參考文獻

[1] 趙永芳.生物化學技術原理及應用[M].北京:科學出版社，2002.

[2] 穆虹，易繼財等.基因工程綜合設計性實驗的教學實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26(7):102～104.

[3] 張景海.生物化學實驗[M].北京:中國醫藥科技出版社，2006.