生物化學實驗教學的改革與實踐

張少斌

（沈陽農業大學 生物科學技術學院，遼寧 沈陽 110866）

生物化學實驗教學的改革與實踐

張少斌

（沈陽農業大學 生物科學技術學院，遼寧 沈陽 110866）

本文根據目前生物化學理論與實驗教學的不足提出了改革生物化學實驗教學的必要性，從實驗項目安排、實驗成績評定和實驗室資源共享等方面進行了改革與實踐，有效提高了學生學習的積極主動性、實踐與創新能力，提高了學生的綜合素質。

生物化學；實驗教學；改革；實踐

生命科學是21世紀的支柱產業之一，生物技術產品正在走進千家萬戶，因此，生物化學理論與實驗課程在相關專業學生的知識結構中占有越來越重要的地位。近年來，公共食品衛生與安全問題引起了人們的廣泛關注，如轉基因食品擴散與安全，三聚氰胺奶粉事件等。上述問題的解決依賴于良好的生物化學基礎理論與實驗技能。生物化學是一門實驗性學科，主要通過化學的方法來研究生物體，重點研究生物體的有機大分子組成，這些大分子的結構與功能，它們在體內的代謝變化以及遺傳和變異等。而生物化學實驗則主要用于生物體中有機大分子的分離純化與鑒定，研究它們的結構與功能。因此，在我們日常生活中，對食品中有效成份的分析與鑒定，食品的質量與營養評價、人體營養需求與保健等都需要生物化學及其實驗知識。生物化學實驗是一門理論與實踐性緊密結合的課程，是生物學相關學科專業的主要基礎課程之一。

目前，幾乎所有的農業院校及綜合院校都開設生物化學及其實驗課程。然而，由于課程本身的特點，幾乎所有的生物化學實驗項目均耗時較長，藥品等消耗品較昂貴，這給實驗項目及上課時間安排等造成了很大困難。因此，一些生物化學必需的實驗項目難以在常規課程中安排，在一定程度上影響了學生對該課程核心技術的把握，不利于學生實驗動手能力的培養及綜合素質的提高。根據學科特點以及學校現有條件，作者從實驗項目安排、實驗成績評定和實驗室資源共享等方面對生物化學實驗教學進行了改革與實踐，取得了良好效果。

一、前言

一般的生物化學教學理論與實驗課時之比為3∶1，這樣的學時安排雖然有利于學生對理論知識的把握，然而由于學時限制，學生的實驗動手機會太少，嚴重偏離了生物化學作為一門實驗性學科的特點，也不利于學生綜合素質的培養提高。實驗內容基本都是驗證性實驗，使用的實驗儀器數量有限，實驗技術與方法單一重復，不利于培養學生解決實際問題的能力與創新意識。實驗時間安排不合理，具體實驗項目與理論講授嚴重脫節，甚至出現理論還未講授，已經開始做相關實驗的本末顛倒現象。實驗考核過于隨意，成績評定主要以理論考核和實驗報告為主，缺乏對基本實驗操作技能的客觀評價。實驗室資源分配不合理，上課時間安排不自由，造成忙時實驗室不夠用，閑時實驗室沒人用的資源浪費現象。傳統生物化學實驗教學的這些不足在很多高校普遍存在，因此，對生物化學實驗教學進行改革與實踐具有重要意義。

二、生物化學實驗改革與實踐

1.精選實驗項目，優化上課時間。我校不同專業的生物化學理論課一般都為54學時，根據不同專業需要，調整實驗學時和實驗項目安排。如一般的農學類專業，實驗學時為18學時，精選4個實驗項目，包括了生物化學主要的實驗技術：還原糖含量的測定，主要學習比色法的原理與操作；醋酸纖維素薄膜電泳，學習電泳的原理與操作；氨基酸紙層析，學習層析技術的原理與操作；酵母RNA的提取，學習核酸提取與鑒定的原理與操作。而生物工程專業實驗增加到30學時，精選了6個實驗項目，在上述實驗項目基礎上，又增加了蛋白質含量測定和過氧化物酶活性測定兩個項目。生物科學和生物技術專業則增加到40學時，精選9個實驗項目，在上述項目基礎上，又增加了硝酸還原酶活性測定，植物DNA的提取，酵母發酵過程中無機磷的利用等三個項目。

在實驗時間安排上，一方面將理論課程講授和實驗課操作有機聯系起來，首先在理論課上先講授相關章節，為實驗奠定理論基礎；而后再到實驗室進行相關實驗，從而加深學生對生化理論知識的理解和把握。另一方面將實驗課分成若干個時段，除了實驗操作的時段外，在實驗操作的間歇進行實驗理論講授，結合實驗室儀器設備等，不僅講授該實驗項目的具體原理與技術，而且講授與該項目相關而又沒有學時安排的實驗技術，做到舉一反三，開闊學生的視野。比如，在做氨基酸紙層析這個實驗時，教師就可以結合實驗室的柱層析系統，把分子篩層析、離子交換層析以及親和層析等相關技術的原理和操作進行講解，從而使學生對層析技術有一個全面的理解和把握。

2.注重實驗操作環節，改革學生的考核制度。實驗課程主要培養學生的實踐動手能力，因此成績評定要采用以實驗操作環節為主，以實驗報告為輔的考核方式。整個實驗課程主要包括實驗開始前的預習、實驗操作、實驗結果記錄與分析（實驗報告）三個主要部分，課程成績按以下比例進行分配：課前預習（20%）、實驗操作（50%）、實驗報告（30%）。

實驗開始前，學生要進行認真的預習，包括實驗目的與原理、實驗儀器與試劑、實驗主要操作步驟等；通過預習，使學生對實驗項目有一個較為全面的了解，并在其中發現問題，從而在實驗過程中解決問題，培養學生分析問題、解決問題的能力，對預習的考核主要通過課前提問的方式進行。

實驗操作要求步驟合理有序，儀器使用規范。在實驗中，教師要強調學生注意觀察并分析實驗現象，遇到問題要進行分析和解決，試劑器皿等的使用要規范安全，注意實驗室秩序與衛生等，以培養學生良好的實驗室操作規范與習慣，提高學生的實踐動手能力。對實驗操作的考核主要通過學生課堂表現進行綜合評定。

試驗結果的記錄與分析主要在實驗報告中體現，實驗報告應包括實驗名稱、實驗目的與原理、實驗材料、實驗儀器與試劑、實驗步驟、實驗結果、結果分析與討論、思考題等。無論實驗數據與理論結果偏差是大還是小，都要忠實記錄實驗結果；然后對實驗結果進行詳細分析，分析該數據產生的原因，如何減小實驗誤差等，培養學生嚴謹的科學態度，數據分析與處理能力，寫作能力等。對實驗報告的考核主要通過課后批閱的方式進行。

3.實驗室資源共享，提高實驗室綜合利用效率。一方面，生物化學實驗所需時間長，在規定的2～4學時內難以完成相應的實驗過程；另一方面，實驗室資源有限，上課的班級與學生數目多。因此，如何充分利用現有條件，最大限度滿足生物化學實驗教學的需要，提高資源利用效率具有重要意義。為此，生物化學實驗室采取資源共享等多項措施解決實驗室資源有限的現狀，提高實驗室綜合利用效率。首先，實驗室全天開放，包括晚上和周末，每天早、中、晚都可以開課，這樣，一個實驗室一周內最多可以開21個班次的課程；其次，每個實驗項目在實驗室連開2～4周，這樣，學生可以在14～28天內的任意一天來進行這個實驗項目；再次，實驗室同時開2～4個實驗項目，這樣，學生可以選擇在較短的時間內完成全部實驗項目，也可以在較長的時間內完成。

三、改革實踐的成果與展望

多年生物化學實驗教學的改革與實踐的結果表明，精選實驗項目，既保證了學生掌握最主要的生物化學實驗技術，又使生物化學實驗能在有限的教學學時內完成。改革考核制度，注重實驗操作環節，有效提高了學生開展實驗的積極主動性，實驗操作的準確與規范性，提高了學生的實踐動手能力。實驗室資源共享，有效解決了實驗室資源有限的現狀，提高了資源綜合利用效率，為學生自主安排時間上課提供了便利條件，提高了學生上課的主動性。生物化學實驗教學改革與實踐雖然取得了良好的教學效果，如果能開設更多的創新性設計性實驗，學生能在眾多實驗項目中進行自由選擇，對于培養學生的創新能力、實踐動手能力以及解決實際問題的能力等方面將具有重要意義。

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G642.0

A

1674-9324（2014）28-0042-02

張少斌（1973-），男，副教授，博士，主要從事生物化學教學與科研工作。