通識教育下生物化學實驗教學的探索和實踐

李 欣， 趙玉紅， 周 浩， 趙立青， 張金紅， 劉 巍，石雪芹， 沈廣爽， 魏 遠， 李登文

(南開大學 生命科學學院 生物實驗教學中心， 天津 300071)

通識教育下生物化學實驗教學的探索和實踐

李 欣， 趙玉紅， 周 浩， 趙立青， 張金紅， 劉 巍，石雪芹， 沈廣爽， 魏 遠， 李登文

(南開大學 生命科學學院 生物實驗教學中心， 天津 300071)

通識教育作為一種大學教育理念，旨在讓學生將人文、社會、自然科學等領域的知識技能融會貫通，能夠以更加廣闊的視野看待問題、分析問題、解決問題，培養具有健全人格和創造力的社會人才。面向非生物學專業開設的生物化學實驗教學作為生命科學通識教育的重要組成部分，須集基礎性、趣味性和安全性于一身，以滿足通識教育的基本要求。課程組通過不斷的探索與實踐，在實驗內容、教學模式、考核方式及教學反饋等方面作出了改進，提高了學生的綜合能力和教師的業務水平，保障了實驗教學質量和教學效果，同時為實現通識教育人才培養目標奠定了良好而堅實的基礎。

通識教育； 生物化學； 實驗教學

0 引 言

通識教育和專業教育是高校人才培養體系中不可或缺的重要組成部分，二者緊密關聯，相輔相成。相對于專業教育，通識教育是指一種非專業性、非功利性的的教育理念，旨在打破專業壁壘，對學生進行人文、科學和社會等基本知識和素質教育[1-2]。生命科學是研究生命現象、揭示生命規律、探索生命奧秘的一門自然科學，其發展迅猛，日新月異，是推動日常生活進步和社會經濟發展的重要科技力量，其所蘊含的科學性、人文性及社會性決定了生命科學必然成為通識教育的核心內容之一[3-4]。而生命科學又是一門實踐性很強的學科，為了讓不同知識背景的學生對生命科學有更直觀的認知和更濃厚的興趣，開設以通識教育為目的的實驗課程則勢在必行。

生物實驗教學中心(簡稱“中心”)面向全校兩個校區本科生分別開設2門公共選修課“生命科學導論實驗1”和“生命科學導論實驗2”。每門課程設有6個實驗項目，分別涉及動物學、動物生理學、植物學、生物化學、微生物學和細胞與遺傳學等多個學科領域，其中生物化學實驗項目由生物化學與分子生物學實驗室(簡稱“生化實驗室”)承擔。生化實驗室隸屬中心，歷年來承擔本院和醫學、藥學等相關專業多門實驗課程，為專業人才的培養作出重要貢獻。在“生命科學導論實驗”課程中，生化實驗室根據通識教育人才培養目標開設了面向非生物學專業的生物化學實驗項目，從“身邊的生物化學”入手，對學生進行生命科學素質教育，這無疑對實驗教學的組織和實施提出了更高層次的要求。

1 通識教育下生物化學實驗教學的基本要求

由于授課對象專業來源不一，特別是有很多文科類專業學生，對生物化學知識背景和基本技能了解甚微。為了讓學生能夠較為輕松地踏進生物化學的門檻，在實驗課堂上積極參與并能有所收獲，通識教育下的生物化學實驗教學則需要滿足如下幾個基本要求：

(1) 基礎性 。考慮到學生大多基礎薄弱，而生物化學實驗本身專業性較強，且操作中會不可避免涉及到一些專業器材和儀器設備的使用。因此，所設置的實驗項目在具有專業特色的同時，其理論和操作難度都不易太大，應以經典的基礎性實驗為好，其原理簡明，流程成熟，成功率高，避免打擊學生的學習熱情和實驗成功的信心。

(2) 趣味性。課程本身為公選課，學生選課自然以興趣為主導，如何讓學生在實驗過程中保持興趣則關系到實驗教學的成功與否[5]。在選擇實驗項目時，盡量選擇貼近日常生活的實驗內容和實驗材料，將實際生活中遇到的問題引入實驗教學，引導學生關注并思考身邊常見而又有趣的生物化學現象，增強實驗內容的趣味性[6]，以得到事半功倍的教學效果。

(3) 安全性。保障人身和財產安全是實驗教學工作中的重中之重。生物化學實驗涉及多種試劑耗材和儀器設備，而授課對象大多毫無基礎，因此，在生物化學實驗中要盡量選擇試劑安全性較高且儀器操作較為簡單的實驗項目，并對實驗試劑和實驗器材的使用進行專門講解和示范，避免錯誤和不規范操作造成的安全隱患。

2 通識教育下生物化學實驗教學的組織與實施

通識教育下的生物化學實驗教學必然要在實驗內容、教學模式、成績評定等方面與以往的專業課程有所區別，在教學的組織和實施上通過實用有趣的教學內容、靈活多樣的教學模式和兼具可操作性及科學性的評分體系以獲得良好的教學反饋效果[7-8]。

2.1精選實驗內容

生物化學課程組選擇了“多酚氧化酶在水果蔬菜褐變中的作用”和“水果中維生素C含量的測定”2個項目用于通識教育下的生化實驗教學。前者以土豆等為實驗材料，探究日常生活中蔬果褐變的根本原因和影響因素，并對生活中如何延緩褐變的發生作出啟示。后者以獼猴桃等作為實驗材料，結合“壞血病”讓學生了解維生素C的重要生理功能，并通過定量檢測比較不同水果中維生素C的含量差異，對日常生活具有指導意義。這2個實驗項目分別代表了生物化學實驗中定性和定量兩種研究方法，且涉及離心、定容、滴定等基本操作技術，兼具學科典型性和基礎性。實驗內容貼近生活，能夠激發學生的學習興趣和學習熱情。另外，實驗材料常見易得，所用試劑和器材較為簡單，保障實驗教學能夠安全順利的進行，充分滿足通識教育下生物化學實驗教學的基本要求。

2.2改進教學模式

傳統的原理講解—學生操作—結果評判的教學模式對于非生物學專業的學生難度較大且沒有吸引力。以“多酚氧化酶在水果蔬菜褐變中的作用”為例，課程組在課前準備土豆作為實驗材料，同時也鼓勵學生自帶感興趣的蔬果作為研究對象。課堂上從日常生活中常見的褐變現象入手，向學生提出問題：褐變現象是怎樣引起的？又受到哪些因素的影響？實際生活中如何有效延緩褐變現象？讓學生帶著問題聽講，不僅可以調動學生的學習興趣，加深對實驗目的和實驗內容的理解；還可以充分鍛煉學生分析問題解決問題的能力，做到學以致用，提升自身綜合素養，從而實現通識教育的培養目標。由于學生大多零基礎，一方面，原理的講解需要通俗易懂，從褐變現象引出多酚氧化酶的概念，進而對酶的性質加以介紹，讓學生理論聯系實際，了解日常延緩蔬果褐變的方法；另一方面，實驗操作不能紙上談兵，需要通過教學視頻演示和教師親自示范，必要時須進行“手把手”的輔導，讓非專業學生的操作盡量專業化、規范化。由于學生知識背景不同，看待問題的角度各異，在實驗教學過程中通常會提出各種問題。因此，實驗教學中特設討論環節，在教師的主導下學生可以自由提問并進行討論，也可當堂查閱資料，最后由任課教師進行點評和總結。由于問題并不拘泥于實驗本身，所涉及的知識面廣泛，通過討論師生都能夠受益匪淺，實現教學相長。

2.3優化考核方式

通識教育下的考核方法不但要考查學生對課堂知識技能的掌握情況，還需要考查學生的實驗態度、創新能力等綜合素質。“生命科學導論實驗”課程共設6個實驗項目，生物化學實驗項目成績作為考試成績在課程總成績中占25%。基于生化實驗成績的重要比例，課程組摒棄了傳統單一的閉卷考試形式，而選擇了更為靈活的成績評定體系，即：課堂表現(包括實驗操作規范性、實驗基本素養、課堂討論參與度等)占65%，實驗報告(包括預習報告、原始數據記錄和實驗結果與分析等)占35%。這種復合式的考核以學生的綜合表現和能力素質為考查重點，充分體現了通識教育的人才培養目標，避免了傳統閉卷考試造成學生“臨時抱佛腳”的突擊和應付，與此同時，考核方式與課堂學習密切相關，讓學生打消“來不來上課都一樣”的僥幸心理，端正學習態度，使考核評價體系更公平、科學、合理，成為提升實驗教學質量的重要保障[9]。

2.4加強教學反饋

教學效果反饋是檢測教學質量的重要指標，也是教師改進實驗教學的依據和動力。在考核結束后，課程組將精心設計的教學反饋表發給每位學生，主要包括實驗難度、對生命的理解和認識、解答感興趣的生命科學問題、熟悉和了解生命科學的研究方法以及課后感受和建議等五個方面內容[10]。學生結合自身的上課體會對上述幾點作出評價并給出建議和意見，教師可以根據反饋結果在今后的實驗教學中調整內容或教學模式，做到鞏固優勢，彌補不足。當然，反饋結果中更不乏學生的褒獎，如“原本以為需要仰視的理論原來就在身邊，和我們息息相關，謝謝老師深入淺出講解”“課還沒有上夠，還想再上一次”等等，這無疑是對教師教學工作的高度認可，不但激發教師的教學熱情和積極性，更是鞭策教師在今后的工作中精益求精，不斷提升教學質量的強大動力。

3 通識教育下生物化學實驗教學的重要意義

3.1提高學生綜合素質

通識教育下的生物化學實驗教學不僅是要將實驗項目中所涉及的基本原理和操作技能傳授給學生，更讓學生體會到實驗項目中所蘊含的人文精神和科學素養，將通識教育理念貫穿始終[11-12]。因此，在實驗內容和教學模式上，課程組經過不斷摸索和嘗試，將專業理論和生活實際有機地結合起來，實現由專到廣的轉變，避免專業知識枯燥晦澀的同時，激發學生的好奇心和求知欲，引導并鼓勵學生充分思考如何用學習到的課堂知識指導生活實踐，提高學生思辨創新、舉一反三、理論聯系實際等綜合能力素養，以實現人文、社會和自然科學領域全面發展的通識教育人才培養目標。

3.2增強教師業務能力

除專業基礎知識外，通識教育中的生物化學實驗教學更加注重學科之間的交叉滲透，以及與人文科學、生產實踐等領域的相互融合，并能夠與時俱進，讓學生形成更加綜合、廣泛、寬厚的知識體系，而這無疑對教師的業務水平提出了更高的要求[13-14]。任課教師首先要有過硬的專業基本功，結合多年的教學經驗將專業知識和技能以深入淺出、通俗易懂的方式傳授給學生，讓非專業學生易于理解。與此同時，教師還需要不斷給自己充電，增強自身的綜合業務能力，只有對其他領域有較為廣博的涉獵，才能夠在課堂教學中“游刃有余”，從容應對來自不同知識背景學生的諸多問題，使實驗教學質量和教學效果得到顯著提升。

4 結 語

通識教育是一種非專業性和非功利性的基本知識技能和素質態度教育[15-16]。通識教育下的生物化學實驗教學不僅是讓非生物學專業的學生學習到相關專業知識和操作技術，更重要的是培養學生的科學素養和人文精神，突出科學與人文的統一性，這就對實驗教學提出了更高要求。課程組經過不斷探索和實踐，通過優化實驗內容、改進教學模式、優化考核方式和加強教學反饋等手段，使實驗教學兼具基礎性、趣味性和安全性，滿足了通識教育對生物化學實驗教學的基本要求，提高了學生的綜合素養及教師的業務能力，對于保障實驗教學質量和實現通識教育人才培養目標具有重要意義。

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ExplorationandPracticeofBiochemistryExperimentTeachinginGeneralEducation

LIXin，ZHAOYuhong，ZHOUHao,ZHAOLiqing，ZHANGJinhong,LIUWei,SHIXueqin,SHENGuangshuang,WEIYuan,LIDengwen

(Biological Experimental Center， College of Life Science， Nankai University， Tianjin 300071， China)

General education is one of the university education concepts, it enables students to achieve a comprehensive study of the knowledge and skills in the field of humanities, social sciences and natural sciences, let students look at problems, analyze problems and solve problems from a broader perspective. The general education cultivates social talents with perfect personality and creativity. Biochemistry experiment teaching for non-biology majors is an important part of general education in life science, and it is basic, interesting and safe and meets the fundamental requirements of general education. Through continuous exploration and practice, course group has made the improvement in experiment content, teaching mode, evaluation method and teaching feedback. The improvement has enhanced students’ comprehensive ability and teachers’ professional level, ensured the quality and effect of the experiment teaching, and laid a good and solid foundation for the realization of the talent training objective in general education.

general education; biochemistry; experiment teaching

G 642.3

A

1006-7167(2017)09-0126-03

2016-12-22

2013年國家基金委人才建設培養基金“條件建設”項目(J1310003)

李 欣(1985-)，女，天津人，碩士，實驗師，主要從事生物化學和分子生物學實驗教學輔助工作。Tel.：13682032704; E-mail：stjkhyxf@126.com

李登文(1974-)，女，博士，教授，從事細胞形態結構與功能方面的研究。E-mail:dwli@nankai.edu.cn