農業高等院校生物化學實驗教學改革探討

邢國珍　許君　劉娜等

摘要 實驗教學是生物化學教學中的重要環節，如何針對農業院校的專業特點提高生物化學實驗課的教學質量是重要課題。結合河南農業大學生物化學實驗課的教學改革實踐，總結了生物化學實驗課內容、教學方式以及考核方法等方面存在的問題和改革的舉措。通過改革，學生的分析能力得到了有效提高，學習熱情大大被激發，實驗動手能力逐步增強。所進行的改革為培養學生的實驗創新能力奠定了堅實基礎。

關鍵詞 生物化學；實驗教學；教學改革；農業高等院校

中圖分類號 G40 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0334-03

Abstract Experimental teaching plays pivotal role in biochemistry teaching for university education.It is an important subject to improve the effect of experiment teaching according the characteristics of the specialties in agricultural colleges and universities.Combined with the practice of teaching reform of Biochemistry Experiment Course in Henan Agricultural University，this paper summarized the problems and reform measures，teaching methods and examination methods in the course of biochemistry experiment.A series of reforms improved the students' analysis ability effectively，stimulated the enthusiasm of study greatly，and enhanced the students' abilities in the test skill gradually.Through reforms，a solid foundation was laid for cultivating students' innovation ability.

Key words biochemistry；experimental teaching；teaching reform；agricultural colleges and universities

生物化學是生命科學的基礎和前沿學科，它詳細闡述了生物體的結構組成、物質和能量代謝規律，并運用物理和化學的原理與方法研究生命活動變化的規律。由于生物化學學科與農、林、牧業類等諸多學科關系緊密，已成為農業高等院校的一門重要專業基礎課程和學位課，涉及的專業廣泛，包括農學、生物學、林學、畜牧、植保、園藝、資源環境、食品科學等。學科內容涉及植物學、動物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學等領域。要求掌握的名詞概念多、理論深奧難懂、知識體系龐大、內容繁雜，容易出現“教師難教、學生難學”的現象，使生物化學教學難以達到理想效果。如何教好生物化學課程，使學生對生物化學知識的理解與掌握達到理想的教學目標，是生物化學教育工作者需要面臨解決的問題[1]。

實驗課在生化教學的過程中發揮著重要的作用。開展生物化學實驗課程的目的是通過實驗過程，加深學生對理論知識的認識，培養學生的動手能力和解決問題的能力。提高實驗教學的質量，對培養學生的綜合素質具有重要的影響。因此，開展實驗課程具有重要的意義。

目前，雖然各個農業院校生物化學課程體系中均安排有相關的獨立實驗教學內容，但是普遍存在實驗內容陳舊、實驗教學活動與理論知識以及與農業專業技能缺乏銜接的現狀。針對這種情況，河南農業大學生物化學教研室積極結合農業院校學科特點進行教學改革實踐，近年來對該實驗教學內容和課程體系不斷進行深入探索，并結合學校的科研工作推動該學科實驗教學的改進，取得了良好的教學效果。

1 實驗教學的現狀及主要問題

1.1 實驗教學內容單一，知識陳舊，缺乏科學性

生物化學是一門基礎學科，因此生物化學實驗教學內容就要立足于基本的知識和技能，但是一直以來，實驗教學內容的設置都缺乏專業整體性和系統科學性，與農業實踐應用也缺乏緊密聯系。實驗項目相對簡單，多數是驗證性的實驗項目，缺乏綜合性的和設計性的實驗項目。生物化學課程知識繁雜，理論性較強，必須依靠設置系統科學性的實驗項目加以補充，強化理論課程的知識內容，以便學生更好地掌握生物化學的知識結構和內容。

分子生物學是現代生物技術發展的優勢學科，能夠體現生物技術發展的前沿，它與生物化學在核酸和蛋白質的知識內容有重疊，針對綜合性的農業院校生物學專業的學生，考慮到學科專業方面差別以及應用型人才培養的需求，因此需要設置一些與分子生物學相結合的綜合性和設計性的實驗項目。

1.2 實驗教學方法單一，教學手段落后

以往本科生實驗課程都是由生化教研室安排設計出來一些驗證性的實驗項目，實驗教師前期配制相關實驗試劑、調試安裝實驗儀器，任課教師在實驗課堂依據實驗掛圖，先將實驗目的、實驗原理、操作步驟以及實驗注意事項等逐一講解1遍，再進一步把實驗步驟操作演示給學生，之后學生按照實驗步驟操作完成實驗，抄錄實驗掛圖以完成實驗報告。學生全程只需要簡單機械地完成實驗的操作，完全沒有思考和討論的余地，無法調動學生學習的積極性，久而久之學生對實驗課程的學習缺乏興趣，因此也就必然影響了實驗課程的學習效果。

傳統的教學手段采用教師板書和實驗掛圖相結合，實驗掛圖長年得不到更新，相應內容也就不能及時更新，嚴重落后于飛速發展的生物化學實驗技術，與當今生物化學知識和技能發展的進程嚴重脫節；學生也不能及時接觸和學習到新的知識技能，更無法直觀地觀察、了解實驗的過程，阻礙了學生的感性、理性認識，在一定程度上影響了實驗課程的教學效果。

1.3 教學經費的投入少

實驗教學經費和條件有限，儀器設備大大落后于科研發展現狀，近幾年隨著高等院校擴招使學生人數持續增加，由于實驗教學經費有限，致使實驗師資力量、實驗場地、實驗儀器和實驗試劑耗材等教學資源嚴重不足。本科生教研室由于缺乏經費的投入和支持，在教學設備上的投入受到一定程度的限制，遠遠不能滿足現代實驗技術操作的需求[2]；因學生人數多，受實驗場地所限，通常需要縮短每個實驗項目所需時間，以便在有限的時間和場地來容納必修該門課程的眾多學生；師資隊伍力量薄弱，學校通常對實驗崗位工作的重視程度不高，工作量計算和工資待遇遠遠低于理論課教師，導致實驗教師對待實驗項目更新和實驗時間投入的熱情不高；同時設置綜合性和設計性的實驗需要的試劑耗材等價格昂貴，經費的不足致使這類實驗難以全面開展。因此，由于學校的教學經費投入不足，會直接導致學生對現代化實驗室的技術和裝備發展缺乏認識。

1.4 實驗考核方式有待提高

實驗課程在生物化學課程中處于輔助地位，教師將理論課程作為教學的中心，著重進行考核，導致學生將學習的重心放在理論學習中，忽視了實驗學習。同時，實驗教學的考核方式多以筆試的方式進行，學生動手能力在考核中占的比例較小，影響了學生學習的積極性。

因此，要以學生的實驗過程和實驗能力為依據，適當改變和完善實驗課的考核方式，不能單純只看重實驗的結果。制定科學合理的實驗課程考核方式，不但能夠檢驗學生真實的學習成果，而且能夠激發學生的學習興趣，提高學生學習的主動性，提升教學質量[3]。要將學生的整個實驗過程，包括理論知識的掌握程度、實驗的準備及操作、實驗現象的觀察與記錄、實驗數據的分析處理、實驗結果的總結與討論以及出勤率等，都納入實驗考核的范圍，全面考核實驗預習與準備情況、動手能力、創新思維能力以及發現問題、分析總結的能力等[4]。

2 實驗教學改革措施

2.1 實驗教學內容的更新

優質的實驗教學內容將有助于學生理解較為抽象的理論知識，同時也會有助于培養學生的思維能力和創新意識。實驗課程是對理論課程的復習強化，并對實驗內容進行及時更新，使得學生能夠了解現代生物化學發展的趨勢和方向，增加學生對生物化學實驗課的興趣，有助于提高學生的求知欲望及動手操作能力。

2.1.1 保留并優化經典實驗。對于體現生物化學學科特性的、必要的經典實驗項目進行保留和拓展，例如雙縮脲法測定蛋白質的含量，除了保留其經典操作之外還進行了一些合理的優化。

2.1.2 結合當今科學研究，適當增加新的實驗項目。考慮到生物化學和分子生物學具有相同的章節內容，為了能夠滿足學生學習到分子生物學的先進技術和技能，將分子生物學和生物化學的研究方法和技術融合到一起，對重復的內容或者陳舊過時的實驗項目進行合并或者刪除，設計開展一些綜合性和設計性的實驗項目。重視學生實驗技能的培養，比如設計了“質粒DNA的提取和鑒定”以及“植物組織中蛋白質的提取和檢測”2個綜合性的實驗，綜合運用到了質粒提取、酶切鑒定、PCR檢測、組織蛋白提取和電泳分離等較高層次的分子生物學實驗技能[5]。

2.1.3 鼓勵學生主動參與全過程 。在實驗的準備和預實驗階段，教師通過各種方式選拔部分學生參與其中，一定程度上提高了學生的參與感，促使其提前探知相應內容，加深了他們對理論知識的理解，又提高了實驗動手操作能力，因而實驗的教學效果明顯。

2.2 改善教學方法和手段

2.2.1 優化課堂結構，改變傳統教學法。 傳統的實驗教學方式，由教師設計安排實驗項目，歸納整理好實驗目的、實驗原理、實驗儀器的使用以及實驗方法和步驟，學生只需要嚴格按照操作步驟執行即可。這樣的實驗教學形式比較呆板，不利于發展學生分析問題和思考問題的能力，無法培養學生的創新思維和創新意識[4]。因此，我們要求任課教師運用啟發式教學手段，使學生對實驗原理和實驗方法有更深刻的理解；重視預習環節的檢查，調動學生學習的積極性；增加師生交流，強化學生思維方式的培養，讓學生自主討論設計實驗，并制定出詳實的實驗方案，同時讓學生全程參與到實驗試劑的配備以及實驗儀器的調試過程，這樣不僅增強了學生的動手能力，而且加深了學生對理論知識的學習和理解。

2.2.2 采用現代化教學工具。多媒體授課具有直觀性和趣味性的特點，在實驗教學中運用多媒體技術，將生物化學實驗室儀器設備的使用方法及常規生物化學實驗技術的操作規程上傳至學院網頁，學生可以自主下載相關資料進行實驗預習，使學生能夠提前掌握生物化學實驗技術及相關儀器設備的使用方法，提高實驗效果；開展網絡實驗室，整合網絡資源使得學生在課外時間依然能夠進行實驗訓練和學習，滿足學生的求知欲。

2.3 加大實驗經費的投入

2.3.1 積極參與申報各級教學有關項目。在高等學校本科教學評估以及中央財政支持地方高校發展專項基金的推動下，許多本科院校不斷加大實驗室建設規模，實驗室條件得到極大改善。河南農業大學爭取實驗條件和空間的改善，成功獲批國家級生物學實驗教學示范中心，為我們開展生化實驗教學的改革注入強大動力。學校除了基本的實驗經費開支外，還籌集專項資金用于開放式實驗教學，以項目的形式資助鼓勵本科生科研創新，并給予一定經費用于購置實驗試劑和耗材。

2.3.2 有效利用開放性實驗平臺。開放性實驗的主體是學生，教師只起輔助作用，目的是培養學生綜合能力和創新能力。該方式具有創新性和綜合性的特點，是實驗教學的發展方向。開放性實驗設置的步驟有以下幾項：一是選題。實驗題目的選擇由學生在老師的指導下確定。二是確定實驗的步驟。實驗步驟先由學生在查閱資料的基礎上確定，再由指導教師審核、修訂學生實驗設計方案。三是實際操作。四是實驗完成后，組織學生進行討論，并形成結論，提交實驗報告交到學校完成項目驗收。開放性實驗體現了“學生為主，教師為輔”的一種教學理念，有利于增強學生的主觀能動性，提高學生的科研創新能力，培養學生的探索思維和科學精神[6]。

2.3.3 改革實驗教師的績效考核辦法。鼓勵支持實驗教師進行高校之間交流合作，互相交流學習實驗教學改革的新形勢、新經驗，以推動河南農業大學的本科生生化實驗教學工作。綜合性農業類本科院校實驗教師偏少，而學生數量大，在開放性實驗教學的準備和指導方面投入大量精力。因此需要制定出支持開放性實驗教學的鼓勵政策，充分調動和提高實驗教師的工作積極性，加大對本科生實驗室軟件和硬件設施的資金投入。比如制定新的方法對實驗教學的工作量進行衡量，提高實驗教師的收入。對實驗教師年度考核和職稱評定有所傾斜。從而調動教師開展實驗教學的積極性。以促進開放式實驗教學的發展進步；更新換代實驗儀器設備，擴建實驗場地，建立基金項目支持等。

2.4 優化實驗課考核內容，完善考核標準

實驗課程的考核不但是對學生學習結果的衡量，也是實驗教學的指導。學生根據實驗課程的考核判斷學習重點，安排學習時間。以往的實驗考核依據為實驗報告，導致學生在實驗課程的學習過程中重視理論知識的學習，輕視實驗操作過程。因此，今后要對實驗課程的考核方式進行改革，完善考核標準，改變以往重理論知識考核輕動手能力考核的方式，將學生的實驗態度、基本實驗技能的掌握程度、實驗過程中獨立思考的能力和分析解決問題的能力都納入實驗課程的考核范圍。為此制定了新的生化實驗考核方法，其由4個方面組成，包括實驗報告、出勤情況、課堂討論表現和實驗技能操作。其中實驗報告考核，比較重視學生對實驗結果的分析討論；出勤情況考核每次實驗課進行簽到，缺勤要進行適當扣分；課堂討論表現方面，對于積極提出問題、回答問題的同學進行適當加分；實驗技能操作考核注重學生的動手操作能力，包括實驗過程中對實驗試劑和儀器的操作。這種實驗課程的考核方式對學生實驗知識和技能的掌握程度進行了考核，充分調動了學生學習的積極性。

3 結語

通過生物化學實驗教學改革，教學質量得到了明顯提升，不僅使學生增長了知識、開闊了視野，還有效地訓練了學生的思維能力，培養了學生的實踐動手能力和創新能力，發揮了學生學習的主動性，提高了學生學好本課程的積極性，對其以后就業或深造意義重大。但生物化學實驗課程的教學改革是一項長期而艱巨的任務，涉及到教學計劃和人才培養方案的修訂，同時對教師的綜合素質和專業知識也提出了更高的要求，是一個需要不斷完善的過程。需要以與時俱進、精益求精的態度，促改革，重實踐，勤總結，不斷強化教學改革的效果，逐漸構建一個優化的教學體系，才能全面提升實驗教學的水平，培養具有一定創新能力的高素質人才[4]。

生物化學實驗課是農業類高等學校教學中的一門重要的基礎課程。對生物化學實驗課程進行教學改革，可以提高學生對該課程的掌握程度，提高學生學好生物化學實驗課程的積極性。同時，有利于提高學生的動手操作能力以及建立正確的科研態度，對于提升本科生整體培養質量具有重要意義。本課題對生物化學實驗課程進行教學改革的探索，還可以為農業類高等學校基礎學科的實驗課程改革提供一定的借鑒。

4 參考文獻

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[3] 張強，周正義，崔峰，等.應用型本科高校生物化學實驗教學改革初探[J].牡丹江師范學院學報（自然科學版），2012（1）：78-79.

[4] 馮紀南，劉晶，黃海英，等.新建地方本科院校生物與化學實驗教學改革的探索與實踐[J].廣東化工，2014，41（10）：166-167.

[5] 曾方銀，李強，包杰，等.醫學檢驗本科生臨床生化實驗教學探討[J].山西醫科大學學報（基礎醫學教育版），2010，12（3）：288-291.

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