如何在生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

摘 要： 為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，在生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入了任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法。在教學(xué)改革過(guò)程中可以將單個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目“改編”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，或?qū)⒍鄠€(gè)有聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“串聯(lián)”在一起，“改編”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，也可以打破現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提出全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞： 生物化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)

生物化學(xué)是是從分子水平探討生命科學(xué)本質(zhì)的一門(mén)科學(xué)，也是醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科科學(xué)研究的工具學(xué)科。而生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后在職業(yè)生涯中解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力是至關(guān)重要的。但當(dāng)前生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于受多種因素的制約存在諸多問(wèn)題[1]，最主要的是在現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中過(guò)于強(qiáng)調(diào)重復(fù)性，強(qiáng)調(diào)結(jié)果再現(xiàn)的重要性，導(dǎo)致教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生按部就班地添加試劑，按照操作步驟進(jìn)行測(cè)定即得結(jié)果。這導(dǎo)致學(xué)生在教學(xué)中根本沒(méi)有思考、分析，有時(shí)學(xué)生甚至連基本原理都不明白。而任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以富有趣味性、能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與好奇心的情景為基礎(chǔ)的，與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的教學(xué)任務(wù)為載體的教學(xué)方法。該教學(xué)方法的特色是教學(xué)任務(wù)“隱藏”在有趣的教學(xué)情境中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。結(jié)合本校多年進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革經(jīng)驗(yàn)，我們主要通過(guò)以下三種途徑進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.將單個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目“改編”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

將單個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目改編為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，不需要修改教學(xué)大綱，對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理人員和實(shí)驗(yàn)試劑沒(méi)有額外的要求，只需要將普通教學(xué)項(xiàng)目融入特定的情境中即可。如進(jìn)行凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量時(shí)，將測(cè)定單個(gè)樣品的蛋白質(zhì)含量修改為大豆、豬肝、牛奶、面粉和大米中哪種食物中的蛋白質(zhì)含量最高呢？這就會(huì)引起學(xué)生思考，在實(shí)際教學(xué)中有的認(rèn)為大豆蛋白質(zhì)含量最高，有的認(rèn)為牛奶蛋白質(zhì)含量最高，還有的認(rèn)為面粉和大米中幾乎不含有蛋白質(zhì)。經(jīng)過(guò)初步的爭(zhēng)論，可以安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證他們的假設(shè)。學(xué)生測(cè)定完每個(gè)樣品的含量后分析發(fā)現(xiàn)哪種食物蛋白質(zhì)含量最高。還可以讓學(xué)生將測(cè)得的樣品中蛋白質(zhì)含量與文獻(xiàn)中的比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)定偏低。鼓勵(lì)學(xué)生分析偏低是什么原因呢？有的會(huì)發(fā)現(xiàn)在硝化管中有黑色的固體，實(shí)際上就是硝化不完全引起的。而且通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)大米和面粉中不僅含有蛋白質(zhì)，而且含量還不低。當(dāng)然，也可以讓學(xué)生測(cè)定任何感興趣的食物中的蛋白質(zhì)含量，這樣就將一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目改編為一個(gè)有趣又有科學(xué)意義的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目解決實(shí)際問(wèn)題，然后在解決問(wèn)題的過(guò)程中分析出現(xiàn)各種“意外”的原因，從而達(dá)到提高綜合素質(zhì)的目的。

2.將多個(gè)有聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“串聯(lián)”在一起，“改編”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順序，可以將現(xiàn)行多個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改編成一個(gè)綜合性的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。然后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生對(duì)教學(xué)任務(wù)的分析、分解，將復(fù)雜的總?cè)蝿?wù)分解為若干個(gè)具體的子任務(wù)；動(dòng)員學(xué)生查閱大量文獻(xiàn)，提出完成任務(wù)的實(shí)驗(yàn)方案和解決方法。如將現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的鹽析法分離蛋白質(zhì)、葡聚糖G-25凝膠過(guò)濾去鹽、微量柱色譜—DE-52分離血清γ-球蛋白、醋酸纖維素薄膜電泳鑒定、雙縮脲法測(cè)定蛋白質(zhì)含量、凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量、SDS-PAGE法測(cè)定蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量等七個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合，提出“γ球蛋白是一種臨床上應(yīng)用于預(yù)防麻疹和傳染性肝炎的藥物，如何從血清中將γ球蛋白分離出來(lái)呢？”的教學(xué)任務(wù)。學(xué)生一看實(shí)驗(yàn)是分離出一種在臨床能夠使用的藥物，就會(huì)感興趣，從而指導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)際上還是上面幾種實(shí)驗(yàn)方法，但學(xué)生在制定方案時(shí)需要對(duì)血清蛋白的組成、性質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)每種實(shí)驗(yàn)方法的原理進(jìn)行探究才能提取出來(lái)，而這個(gè)過(guò)程就是分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生在做葡聚糖G-25凝膠過(guò)濾去鹽、微量柱色譜—DE-52離子交換層析時(shí)每五滴收集一管。然后學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)收集到的含蛋白質(zhì)液體體積比加樣體積增加了，指導(dǎo)學(xué)生思考為什么呢？有的同學(xué)含蛋白質(zhì)液體體積增加更明顯是什么原因呢？在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生繪制洗脫峰曲線，通過(guò)不同洗脫峰曲線形狀的比較，讓學(xué)生理解層析過(guò)程中“三夾三放”的重要性，也是其導(dǎo)致洗脫峰“拖尾”的重要原因。這樣將在現(xiàn)行教學(xué)體系中人為割裂的多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，整合為綜合性的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)整合導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中有“產(chǎn)品”被生產(chǎn)出來(lái)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；此外還可以通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、科研能力等綜合素質(zhì)提高。

3.打破現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提出全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

不受現(xiàn)行教學(xué)大綱、教學(xué)體系的制約，根據(jù)學(xué)生總體的培養(yǎng)目標(biāo)，制定全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。學(xué)生根據(jù)教師提出的教學(xué)任務(wù)獨(dú)立分析、分解，提出獨(dú)特的解決問(wèn)題方案。這樣就可能出現(xiàn)不同學(xué)生提出的解決方案不同，“暗合”生命科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)問(wèn)題應(yīng)用多種方法解決的現(xiàn)狀，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是非常有幫助的。如結(jié)合海南番木瓜種植普遍，而木瓜蛋白酶是一種廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)的蛋白質(zhì)，我們提出“如何從番木瓜中分離木瓜蛋白酶”的教學(xué)任務(wù)。學(xué)生通過(guò)查閱一般很快能確定木瓜蛋白酶在木瓜乳汁中含量最高，也有學(xué)生說(shuō)要比較一下，采取木瓜不同部位進(jìn)行提取對(duì)比。學(xué)生根據(jù)查閱文獻(xiàn)提出的實(shí)驗(yàn)方案都不同，提出應(yīng)用單寧沉淀法硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、雙水相萃取法和親和膜色譜法等多種方法分離純化。總之，在制定實(shí)驗(yàn)方案過(guò)程中徹底發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，尋找多種途徑解決問(wèn)題。然后組織學(xué)生對(duì)不同方案進(jìn)行討論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室目前的儀器設(shè)備和試劑等發(fā)現(xiàn)硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、雙水相萃取法三種方法比較可行，然后不同小組的學(xué)生主要選擇其中一種方法完成木瓜蛋白酶的分離純化。而這三種實(shí)驗(yàn)方案的具體完成過(guò)程中還牽涉透析、蛋白質(zhì)含量測(cè)定、酶活的測(cè)定、聚丙烯酰胺凝膠電泳才能完成該過(guò)程，整體看來(lái)完成教學(xué)大綱所要求掌握的實(shí)驗(yàn)技能。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生參與度高，從實(shí)驗(yàn)方案的提出、試劑的配置到實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，都由學(xué)生參與完成，徹底落實(shí)以“學(xué)生為中心”的教學(xué)方案，使學(xué)生在知識(shí)的獲取、技能的培養(yǎng)和科研潛力的培訓(xùn)等方面都有大幅度的提高。其缺點(diǎn)是受到多種現(xiàn)實(shí)因素的制約[2]，學(xué)生一般一次很難成功完成該實(shí)驗(yàn)，需要反復(fù)進(jìn)行，這需要學(xué)校和實(shí)驗(yàn)室多方面配合。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等方面有獨(dú)特的作用。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法，不僅可解決學(xué)生“為什么學(xué)，學(xué)了有什么用”的問(wèn)題，而且可對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步的科研訓(xùn)練，尤其是第三種任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)過(guò)程中。總而言之，我們既可以在目前不對(duì)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改變的情形下進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)，又可以按照經(jīng)典任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法提出全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高。

參考文獻(xiàn)：

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