內容設計與授課方式的改革對本科生生物化學實驗效果的研究

黃思良+王坦+陶愛麗+張彩瑩+陳吉寶

摘要：優化生物化學實驗課的教學內容和教學方法，能最大限度地發揮學生在實驗課堂上的積極性、主動性，大大提高學生的試驗能力和綜合能力，全面提高學生的素質。

關鍵詞：生物化學實驗;改良;教學內容;教學方法

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）25-0261-02

隨著素質教育全面推進，教學改革不斷深化。新的課程改革要求教師改變傳統的教學方式，構建知識與技能、過程與方法的實驗課課程體系，引導學生進行自主、開放的探究式學習，發展學生的科學探究能力，全面提升學生的科學素養[1]。

生物化學實驗課是生化課程教學的重要組成部分，肩負著學生的實驗技能、實踐能力和觀察、思考及分析解決問題能力的培養。但是，現在本科教育過程中，生物化學實驗課時少，老師講，學生被動地聽，實驗時學生照葫蘆畫瓢，做完實驗。考察時，我們發現，許多學生使用移液管不規范，分光光度計要么忘記預熱，要么忘記調波長，配試劑時不知用定容瓶;更不用說獨立地做某一實驗。

一、教學對象、教學內容、教學方法及考核方式

1.教學對象：2013級生物科學專業90人，生物技術專業90人。課時36學時。每一專業45人接受傳統實驗教學，45人接受改良實驗課教學。

2.教學內容：傳統生物化學實驗及優化生物化學實驗，教學內容及學時分配見表一。傳統實驗12個，共36學時，儀器的使用、技術的傳授分散在不同的實驗中，不同的實驗間基本無聯系。

實驗課優化后，利用12個課時，培訓學生的基本技能及常用儀器的使用。培訓后要求學生反復練習，直至熟練。培訓中主要培訓分光光度計和離心機的使用、電泳技術和層析技術。培訓離心機的使用時，強調離心前的配平;培訓電泳技術時，對5種常用電泳技術（醋酸薄膜電泳，垂直平板電泳，水平電泳，脈沖電泳，雙向電泳）進行詳細講解，部分電泳技術進行培訓;通過比較5種電泳方法異同，務必使學生掌握電泳技術。利用12個課時把生物化學常用的技術都培訓一遍，確實有一定的難度;但是如果統籌安排時間，時間基本夠用。例如電泳技術培訓時，先把標記好的醋酸薄膜泡浸緩沖溶液，然后稱量瓊脂糖，量取緩沖溶液配制1%的膠，接著做垂直平板電泳的分離膠，分離膠做好后在等待凝固的時間（大概30min），指導學生做醋酸薄膜電泳（每個學生都做），期間注意瓊脂糖的溫度，及時指導學生倒膠制平板;平板制好，分離膠基本也凝固了，接著制濃縮膠，在等待濃縮膠凝固的時候，與學生仔細講解醋酸薄膜電泳的原理方法及注意事項。接著平板已經凝固，可以做水平電泳，邊演示邊講，要求每一同學都動手。

實驗內容在優化前后發生了極大的變化。6個實驗：蛋白質及氨基酸的呈色反應、從牛奶中制備酪蛋白、油脂酸價的測定、磷鉬酸測定維生素C的含量及有關代謝的實驗肌糖元的酵解和脂肪酸的β-氧化都被刪去了。蛋白質及氨基酸的呈色反應主要是驗證蛋白質或氨基酸的幾種性質，培養學生的基本的實驗技能;性質是生物化學理論課的重點，學生基本掌握，而改良后的第一節課，主要培訓學生基本儀器使用及試劑的配制，故，此目地在改良組很容易達到。從牛奶中制備酪蛋白屬于蛋白質大分子物質的分離，油脂酸價的測定和磷鉬酸測定維生素C的含量屬于物質含量的測定及品質的鑒定，在改良組第二個實驗的目地就是某些材料品質（含糖量）的鑒定及某種物質的檢測，分離，純化。而有關代謝的實驗糖元的酵解和脂肪酸的β-氧化，主要目地是了解代謝的中間產物的檢測方法。其實也屬于驗證性試驗。這2個實驗可能在醫學生物化學實驗中占有重要地位，但是對于一般本科院校來說，這2個實驗設計的方法和技術在改革組的試驗2都有體現，故不必重復再開。

故生物化學實驗課優化前后其培養學生的基本技能和綜合素質的目地沒有改變，能夠到達教學的目地。

3.教學方法：采取2種方法：傳統的教學方法和改良優化實驗課教學方法。傳統的教學方法即每一實驗教師先把藥品試劑、實驗材料、實驗儀器準備好;上課時教師先講解實驗目地，接著講實驗原理，然后講實驗方法及注意事項，最后學生按老師指導的要求一步一步按部就班地做實驗，做完實驗，學生寫實驗報告。

改良優化實驗課教學方法采用12個學時把生化實驗課所涉及的實驗技能及儀器的操作方法集中培訓，使每個學生都能規范地使用移液管、移液槍、容量瓶、離心機、分光光度計，掌握電泳技術、層析技術。其他的實驗如可從某一材料中提取糖、維生素C、RNA、DNA或者脂肪酸，并對其組份或性質進行鑒定，也可從某材料中分離純化出某種酶，并對酶的性質組份進行鑒定。在實驗過程中，學生用到了層析技術（紙層析、凝膠層析、薄層層析），電泳技術（垂直平板技術或水平電泳技術），離心，抽慮等。3個學生為一小組，相互協作。自選實驗材料，自配藥劑，自己設計實驗方案，然后和老師共同討論實驗方案的合理性及注意事項。在討論方案時，要求學生講解實驗每一步驟的目地及藥劑的作用。方案實施時，教師在一旁協作，及時提醒注意事項和處理突發情況。實驗結束寫實驗報告上交。

4.考核方案：傳統上學生成績的考核包括出勤（占10%）、實驗操作（20%）、實驗報告（40%）和考試（20%）。雖然分得很細，但是學生的實驗技能掌握、綜合能力的高低并不能完全真實反應出來。

為了更有效地評價學生的綜合能力，我們傳統組采取新的評價方案：滿分100分，出勤（占20%），實驗操作及實驗報告（40%）和考試（40%）;對改良組采取的評價方案：實驗設計（20%），實驗操作及實驗報告（40%），考試（40%）。

出勤在傳統組占總成績20%：一共12個實驗，要求全勤，缺席扣5分，累計缺席3次，本實驗課重修。遲到扣2分。

實驗設計在改良優化組占總成績的20%：即學生制定實驗方案，包括實驗設計合理性、可行性、創新性。endprint

實驗操作及實驗報告在改良優化組和傳統組都占總成績的40%：實驗操作過程是否認真，實驗中出現的問題能否找到解決的方案，操作臺是不是干凈有序，實驗報告包括實驗目地、實驗材料和器材，實驗步驟及結果分析;實驗報告是不是全面，結果分析是不是透徹，實驗能不能進一步改進，實驗報告書寫是不是規范、認真，都作為評價的指標。

考試成績在改良優化組和傳統組都占總成績的40%：考試包括試卷和操作：試卷是閉卷考試，涉及本實驗課程的一些技術的原理及方法;提前1周告訴學生實驗測試項目，學生自己設計實驗，自己配制藥品，自己做實驗，并提交實驗報告。根據其實驗設計、實驗過程及實驗的結果分析狀況，判其得分多少。

二、結果分析

經過一學期的教學與實踐，2013級生物科學專業和生物技術專業共有學生180，其中每一專業都有一半（合計90人），接受傳統實驗教學，每一專業都有一半（合計90人），接受改良優化實驗課教學。在期末對學生進行考核，考核結果如表二。

從表二看出，傳統組的成績比改良優化組的平均成績低了16.5分。傳統組在實驗操作及實驗報告中比改革組低8分，在考試成績中低10分，而在前面出勤率上傳統組得滿分，而改良優化組在實驗設計上不能得滿分。最終成績改良組比傳統組高了16.5分。究其原因，針對學生，全勤是很容易做到的，但是實驗的設計及實驗技能的掌握，需要系統的培訓，反復的練習。實驗技能的測試中，發現傳統組中不少學生找不到藥品，不知怎樣配藥品，配置的量大大超過自己所需量，而且不知到使用定容瓶，有的甚至在燒杯里定容。在實驗操作過程，加錯藥劑的，水浴試管掉進水浴鍋的比比皆是。改革優化組則3個人井然有序的配合，找藥品，稱量，配制，流水作業，操作規范，藥品配制的量多少合適，基本很少失誤;實驗操作麻利，熟練，統籌安排時間，實驗效果良好。

無論接受傳統實驗教學組，還是改良優化實驗課教學組的成績在2個專業間無顯著差異。故改良的實驗方案適合生物科學專業，也適合生物技術專業。

三、結論

經過一學期的教學改革，改良優化后的生物化學教學內容和教學方法，適合當前本科教學，最大限度地發揮學生在實驗課堂上的積極性、主動性，大大提高了學生的試驗能力和綜合能力，全面提高了學生的素質。

參考文獻：

[1]白容.動物實驗課改革嘗試[J].衛生職業教育，2009，（7）：110-112.endprint