淺談自主學(xué)習(xí)在食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：本文通過探討自主學(xué)習(xí)在食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，對于學(xué)生被動(dòng)接收學(xué)習(xí)，主動(dòng)性不高的特點(diǎn)，針對性的采取了相應(yīng)的措施，通過自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的效果、實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、應(yīng)對富有挑戰(zhàn)性的綜合實(shí)驗(yàn)等方面都有顯著提升。本文為生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的更新提升提供了一些探索。

關(guān)鍵詞：食品生物；挑戰(zhàn)性；化學(xué)實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)有的食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些缺陷，如驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占比較多，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。由于國內(nèi)現(xiàn)有教育體系的缺陷，學(xué)生在殘酷的升學(xué)壓力下，特別是實(shí)驗(yàn)操作在高考中并不作為實(shí)際操作進(jìn)行考核；為了確保升學(xué)率，很多學(xué)校對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是采用了演示為主，或者觀看一些視頻或者課件。學(xué)生在整個(gè)中學(xué)階段只是被動(dòng)的接受，動(dòng)手訓(xùn)練機(jī)會(huì)比較少，缺少最基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，如基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)物品的稱量，吸量管的使用，容量瓶的使用等都不夠標(biāo)準(zhǔn)與熟練。對于操作步驟過多，比較復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)存在明顯不足以至于難以承擔(dān)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。

針對以上存在的問題，食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過程中引入了自主學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)不僅僅是課前對實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行預(yù)習(xí)，還通過新媒體與自主學(xué)習(xí)工作平臺(tái)對實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行全面的自我學(xué)習(xí)，充分地理解該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的、要求以及內(nèi)涵。直接教學(xué)的主要缺點(diǎn)在于直接的灌輸，學(xué)生對于知識(shí)點(diǎn)接收的有效性比較差。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)的顯著區(qū)別在于，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)是否能正確完成，實(shí)驗(yàn)是否能獲得成功需要在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)得到體現(xiàn)，客觀上對于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的要求更高。

根據(jù)團(tuán)隊(duì)多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，大學(xué)二年級(jí)的學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力比較弱。大學(xué)一年級(jí)時(shí)很多學(xué)生尚保有高中時(shí)期學(xué)習(xí)用功的慣性，同時(shí)有迫切的在大學(xué)期間學(xué)好相關(guān)專業(yè)的動(dòng)力，自主學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力較強(qiáng)。大四由于進(jìn)一步深造及畢業(yè)論文、設(shè)計(jì)等工作的要求，自主學(xué)習(xí)能力也比較強(qiáng)。而大學(xué)二年級(jí)與三年級(jí)恰是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較弱的階段，自我驅(qū)動(dòng)力較弱，思想上也比較懈怠，處于自主學(xué)習(xí)曲線的谷底。

學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)可以獲得下列方面的提升。

1. 實(shí)驗(yàn)的效果。通過帶有一定強(qiáng)制性的自主學(xué)習(xí)的要求，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課所需要的視頻、課件、講義等等都進(jìn)行一定時(shí)間的觀看學(xué)習(xí)，并且通過相應(yīng)的預(yù)習(xí)測試題對預(yù)習(xí)的效果進(jìn)行檢測，可檢測學(xué)生對實(shí)驗(yàn)所需掌握的知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，對同學(xué)們掌握不牢或者理解有問題的知識(shí)點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行相應(yīng)的講述與加強(qiáng)。全面的預(yù)習(xí)了解了該課程的要求，熟悉該課程所要求的實(shí)驗(yàn)操作，在實(shí)際操作中可以更好的完成實(shí)際操作。

如凱氏定氮法屬于生化實(shí)驗(yàn)中經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)驗(yàn)的操作步驟比較復(fù)雜，特別是凱氏定氮蒸餾儀的整個(gè)操作過程比較復(fù)雜，需要學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)更好地掌握正確的使用方法。學(xué)生主要通過觀看相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課件，閱讀參考文獻(xiàn)，觀看相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作視頻，做預(yù)習(xí)測試題進(jìn)行，同時(shí)可以在實(shí)驗(yàn)操作視頻設(shè)定的任務(wù)完成點(diǎn)，可以從學(xué)習(xí)端后臺(tái)獲取此類數(shù)據(jù)，了解學(xué)生對哪些知識(shí)點(diǎn)掌握的比較好，哪些還需要加強(qiáng)。

2. 對于實(shí)驗(yàn)知識(shí)的充分掌握。通過讓同學(xué)制作微課件與微視頻的辦法，加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)所需的知識(shí)的深度與廣度。如微課件的制作，分別制定幾個(gè)專題，學(xué)生通過此專題的學(xué)習(xí)，全面的了解了這個(gè)儀器的歷史發(fā)展，這類儀器的現(xiàn)有的發(fā)展與類別，可以對實(shí)驗(yàn)講義中不能涉及到的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。微視頻的制作過程，可以鍛煉學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)對于實(shí)驗(yàn)操作重點(diǎn)的把握，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的要求。微視頻不同于一個(gè)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)綜合的視頻，時(shí)長達(dá)半個(gè)小時(shí)甚至更長。

近年來隨著智能手機(jī)的普及以及短視頻網(wǎng)站的普及，學(xué)生越來越容易接受時(shí)長3-5分鐘，將一個(gè)問題或者一項(xiàng)操作解釋清楚的微視頻，學(xué)生的接受程度較好，下圖就是根據(jù)2017級(jí)145個(gè)學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)操作視頻時(shí)長接受程度的調(diào)查表繪制的，可見學(xué)生對于3-5分鐘的視頻接受程度最高。

3. 對于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。可以通過正交軟件等對于虛擬的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析。獲得對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相應(yīng)的分析能力。實(shí)驗(yàn)課由于經(jīng)費(fèi)和課時(shí)的制約，一些實(shí)驗(yàn)周期比較長，花費(fèi)比較高的實(shí)驗(yàn)在食品生物化學(xué)這樣的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的難以運(yùn)用，如SDS-PAGE電泳，所需的實(shí)驗(yàn)試劑較貴，具有一定的神經(jīng)毒性，如操作不當(dāng)，會(huì)給操作者帶來比較嚴(yán)重的傷害，電泳所需的時(shí)間較長，整個(gè)周期需要十幾個(gè)小時(shí)，由于課時(shí)的限制，沒法給學(xué)生提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。

通過仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，學(xué)生可以反復(fù)多次進(jìn)行SDS-PAGE電泳實(shí)驗(yàn)，并且可以通過不同參數(shù)的設(shè)置獲得不同的凝膠孔徑，以及相應(yīng)的目標(biāo)蛋白的分離結(jié)果，以獲得更優(yōu)的配比，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中很難在短期內(nèi)獲得那么多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

但是通過對正交設(shè)計(jì)軟件的自主學(xué)習(xí)，同學(xué)們可以對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，模擬復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)處理，通過仿真軟件的學(xué)習(xí)可以對一些價(jià)格昂貴，臺(tái)套較少的儀器進(jìn)行訓(xùn)練，縮短學(xué)生對實(shí)體儀器的響應(yīng)時(shí)間。

4. 根據(jù)學(xué)習(xí)記憶獲得理論。學(xué)習(xí)記憶的獲得是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程，一件儀器的具體使用方法指望學(xué)生在兩到三個(gè)小時(shí)內(nèi)就能達(dá)到熟練使用的程度是不切合實(shí)際的，課后對于實(shí)驗(yàn)過程中問題的總結(jié)與復(fù)習(xí)也是非常重要的。

通過學(xué)習(xí)通上課后思考題的設(shè)置可以引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及時(shí)的總結(jié)，學(xué)生可以通過討論組之間的互相討論來解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的相應(yīng)問題，教師的主要工作是監(jiān)測討論組的情況，并對議題進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

5. 通過自主學(xué)習(xí)?？梢栽O(shè)置若干具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)教育部部長陳寶生2018年6月26日的講話指出：“中小學(xué)階段學(xué)生應(yīng)當(dāng)減負(fù)，大學(xué)階段學(xué)生應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增負(fù)，擠去課堂的水分，增加課堂的含金量；大學(xué)應(yīng)當(dāng)切實(shí)的做到寬進(jìn)嚴(yán)出，成為真正培養(yǎng)各類人才的地方?！痹谑称飞瘜?shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，教師確實(shí)可以感受到，學(xué)生對于簡單重復(fù)的實(shí)驗(yàn)常常缺少興趣，難以集中注意力，實(shí)驗(yàn)效果反而不理想。

通過設(shè)置一些具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，通過討論組來解決問題。實(shí)驗(yàn)的設(shè)置要考慮到學(xué)生對現(xiàn)有知識(shí)點(diǎn)的掌握，具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生需要查詢相應(yīng)的資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并通過設(shè)計(jì)軟件對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化，通過實(shí)驗(yàn)組之間的互相配合共同完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析并給出結(jié)論。

下面這張圖為對15，16級(jí)食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生共105人對設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)性的打分區(qū)間的調(diào)查表繪制，滿分為10分，學(xué)生對于這類具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)可的程度還是比較高的。

綜合以上方面，食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)在引用了自主學(xué)習(xí)模式后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了顯著的提升，學(xué)生從被動(dòng)的吸收和滿堂灌的狀態(tài)逐漸掌握了一些科學(xué)的研究方法，并且學(xué)會(huì)了整個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)與解決問題的能力。我們?yōu)槭称飞锘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的更新與提升提供了一些探索。

作者簡介：

李賡，安徽省合肥市，合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系。