地方高校生物化學實驗教學改革與探索

胡朝暾+胡興+付明

摘要：生物化學實驗是鞏固生物化學理論知識學習、培養學生創新能力和實驗技能的重要實踐課程。針對地方高校生物化學實驗教學存在的問題，作者從教學條件、教學內容、教學方法和考核方法等方面對生物化學實驗課進行了改革。教學改革取得了較好的教學效果。

關鍵詞：生物化學實驗；實驗教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）36-0263-02

近年來生物化學實驗方法和技術應用廣泛，它不僅是生物學的基礎，也是醫學、化學、農學、食品和林學等學科的基礎。為了充分發揮生物化學實驗教學的作用，培養符合社會需求的各類人才，筆者結合懷化學院生物與食品工程學院生物化學實驗教學實際，從教學條件、教學內容、教學方法、考核方法等方面進行了改革，總結了一些經驗，希望對提高地方高校生物化學實驗教學質量有所幫助。

一、地方高校生物化學實驗教學的現狀

1.教學內容陳舊，設計性和綜合性實驗項目少。地方高校開設的生化實驗項目是根據實驗開設幾年前就已制定的實驗教學大綱來設置的，加上教學管理部門要求實驗教師開設實驗項目時必須嚴格按照實驗教學大綱，因此，地方高校生物化學實驗教學內容陳舊，主要是一些驗證性實驗，實驗內容單一，學生不需要費很多時間和精力就能快速做完實驗。這些實驗主要是偏向理論驗證，實驗內容既沒有體現專業特色，也不利于學生實驗技能的培養。

2.實驗經費投入少，缺乏大型精密儀器設備。地方高校由于經費緊張，對實驗教學投入少，無錢購買一些高端精密的先進儀器設備導致一些實驗項目無法開設，而許多常見的實驗項目也因為一些常見的儀器設備數量不夠使得實驗大受影響，出現多人共用一臺儀器或幾個人一組完成一組實驗數據的現象。長此以往，會導致部分學生學習積極性不高。

3.傳統的教學方法不利于學生實踐能力和創新能力的提高。傳統的生物化學實驗教學方式是：實驗課前由實驗教師準備好所需要的實驗材料、儀器設備和藥品試劑，課堂上由實驗教師講解實驗內容，在教師的指導下學生操作實驗，實驗結束后學生撰寫實驗報告。因為學生不需要準備藥品及材料，不用設計實驗方案，也不需要考慮實驗能否成功，只需按照老師實驗講義的步驟完成實驗就行，這種機械的教學方法，導致學生缺乏獨立思考和主動性學習，其最終的結果就是限制了學生實踐能力和創新能力的提高。

4.實驗考核方式僵化，不能調動學生的積極性。對學生成績評定主要考核學生實驗表現和實驗報告撰寫兩部分。實驗表現主要考察學生是否課前預習實驗講義，是否按時完成實驗預習報告以及實驗課上學生是否有遲到、早退及曠課的情況。實驗報告撰寫根據實驗報告的規范性、實驗結果的準確性和對存在問題的分析處理等進行綜合評定。考核的依據主要以文字形式出現，導致學生撰寫實驗預習報告時出現一字不漏地把實驗講義抄一遍的現象，或者抄襲成績好、實驗認真學生的實驗報告，即便學生不認真操作實驗也有可能得高分。這種考核忽略了對實驗具體操作過程的考核，不能真正調動學生的學習積極性。

二、生物化學實驗教學改革措施

1.實驗教學條件的完善。實驗室硬件設施的建設是完成實驗教學改革的基礎和保障。生命科學突飛猛進，生物化學新技術的不斷出現需要對生物化學實驗室的基礎設施不斷改進更新。近幾年來懷化學院利用中央與地方共建實驗室平臺加大實驗室的投入，新修建了一棟新的生物實驗教學樓，生物化學實驗室現有面積756 m2，先后購買了高效液相色譜儀、中高壓層析分析儀、熒光分光光度計、高速冷凍離心機、紫外可見分光光度計、PCR儀、超純水發生器、多功能酶標儀、生化培養箱、光照培養箱、超低溫冰箱、冷凍干燥機、濃縮儀、電泳儀和電泳槽等價值近兩百萬元先進的儀器設備。生物化學實驗室基礎設施的改進為生物化學實驗教學的改革打下了堅實的基礎。

2.改革實驗教學內容。首先，自編實驗講義。編制的實驗講義要符合實驗教學大綱的要求，考慮實驗室的教學條件和學生的知識水平。其次，優化實驗教學內容。根據實驗教學大綱要求，將實驗分為驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三大塊，建立了一個既具有專業特點，又能提高學生實驗操作技能和創新能力的實驗教學體系。實驗內容選取實用性和可操作性強的實驗項目，具體包括驗證性實驗3個：溶液配制和玻璃儀器的洗滌、紙層析法分離氨基酸、小麥種子淀粉酶酶學性質的研究（溫度、pH、激活劑、抑制劑對酶活性的影響）；綜合性實驗6個：食用油碘值的測定、植物組織中丙二醛（MDA）的測定、維生素C的含量測定、總糖和還原糖的含量測定、植物組織中蛋白質的提取與含量測定、小麥種子萌發前后淀粉酶活力的比較；設計性實驗9個：枯草芽胞桿菌發酵制備a-淀粉酶、a-淀粉酶的酶促反應進程曲線的制作和酶活力測定、a-淀粉酶的離子交換柱層析、SDS-PAGE法鑒定a-淀粉酶、a-淀粉酶的Km與Vmax的測定、藤茶黃酮的提取、藤茶黃酮提取物的純化、HPLC法測定藤茶黃酮的含量、藤茶黃酮在油脂中的抗氧化活性研究。通過開設這些綜合性和設計性的實驗項目，學生不但鞏固了相關的生物化學理論知識，激發了參與科研的激情和潛在的創新意識，而且還學習了一些新的實驗技術。

3.改革教學方法，提高學生實踐能力和創新能力。實驗教學方法靈活多變，因此，實驗教師需要結合課程的教學內容、對象和目標的不同選擇不同的教學方法和教學模式。由于傳統生物化學實驗教學方法的弊端，在優化實驗內容大幅增加綜合性和設計性實驗項目比例的基礎上，我們對生物化學教學方法和模式進行了創新，讓學生全程參與了實驗教學。首先，實驗準備工作由學生在實驗老師指導下完成，包括溶液的配制、實驗耗材的分發、儀器設備的準備、預習實驗等。通過這些工作學生學會了藥品劑量的計算、電子天平的使用、溶液配制操作技能、pH計的操作及對實驗項目的原理和步驟的初步了解等。其次，選取一些相對簡單和容易講解的實驗項目提前兩周分派給學生（6個學生為一組，每組一個實驗項目）。學生根據老師分派的實驗內容上網查閱相關資料，預習實驗原理和步驟，設計實驗方案和編制實驗教案。實驗課時由每組選派1-2名學生講解實驗內容，同組的其他學生可以進行必要的補充。講解完成后實驗老師和其他組的同學提問，學生當堂回答問題，如果學生回答不出來可以請求老師協助回答或者學生課后查閱資料等下次實驗時再回答。最后，招聘一些認真負責，實驗技能強的高年級學生參與實驗教學，協助教師指導學生實驗操作，這樣既鍛煉了高年級學生的實驗動手能力，又減輕了實驗老師的工作量。

4.改革考核方法，提高學生的學習積極性。為了使考核更加科學合理，我們將考核方式改為綜合考查學生的實驗能力。生物化學實驗最終成績由平時成績（30%）、實驗操作成績（30%）和實驗理論成績（40%）三部分組成。平時成績包括：考勤、預習、課堂提問、實驗報告、原始數據的記錄。其中實驗報告著重考查學生能否根據已學的理論知識對實驗數據與結果進行分析討論。實驗操作就是將實驗用到的所有儀器讓學生隨機抽簽，抽到什么儀器就考什么儀器，根據儀器操作指南設置分數，學生操作考試時分步計分。實驗理論考試是以筆試形式考查學生對所學實驗的原理、步驟和結果的理解與分析能力。這些措施的實施能夠較好地培養學生的實驗操作技能和創新能力，也提高了學生學習的積極性。

5.改革成效。通過實驗教學的改革，學生主觀能動性有了很大的提高，絕大部分學生都能獨立思考、親自動手完成自己的實驗項目。在提高學生實驗操作技能的同時也培養了他們的科研意識，很多學生以畢業論文、大學生研究性學習與創新性實驗項目的形式參與了教師的科研項目。近十年來學生考研率（錄取人數與班級總人數）每年都在30%以上，最高的達到68%左右。2008到2016年期間胡朝暾老師所指導的本科畢業論文學生中有31名學生參與了生物化學實驗教學管理工作。這些學生本科畢業后有28人（其中985和211高校16人）考上了中國人民解放軍軍事醫學科學院、武漢大學、四川大學、中南大學、湖南大學、湖南師范大學、暨南大學、云南大學、廣西大學等高校的碩士研究生，碩士畢業后至少有11人繼續攻讀博士學位。據不完全統計，這些學生攻讀博士學位期間以第一作者先后在Nature Cell Biology、Embo Reports、Cell Research、JMCB、PNAS、Scientific Reports、JBC、Toxins、Toxicon等期刊上發表論文20多篇。很多學生都成為了所在實驗室的科研主力軍。

參考文獻：

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