獨立學院“生物化學”綜合性實驗的開設

王海娟，孫曉培，于蕾妍

（青島農業大學海都學院，山東萊陽 265200）

獨立學院是我國高等教育體系中的一個重要組成部分，它是實施本科以上學歷教育的普通高等學校與國家機構以外的社會組織或個人合作，利用國家非財政性經費舉辦的實施本科學歷教育的高等學校[1]。在教育部的《現代職業教育體系建設規劃（2014—2020年）》中“引導部分本科高校向應用技術類高校轉型”的改革內容公布后，大部分獨立學院的人才目標定位為應用型人才的培養[2]。“生物化學”是食品科學與工程專業的基礎課程，而且在碩士研究生入學考試中，是某些專業的必考課程。生物化學實驗是生物化學教學中的重要組成部分[3]，也是培養學生實驗動手能力、理論聯系實際能力和科學研究素養的重要環節[4-5]。因此，為增強獨立學院學生在未來就業中的競爭力，提高“生物化學實驗”課程教學質量勢在必行。筆者自2015開始開設“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質及蛋白質含量的測定（考馬斯亮藍G-250法）”綜合性實驗，學生通過該實驗可以獲得電泳與光譜分析法的相關實驗技能和方法的綜合訓練，并進一步學習紫外-可見分光光度計、離心機、電泳儀等儀器設備的使用，為后續課程如“食品化學”“食品營養學”“食品工藝學”的學習打下堅實基礎。經過多年實施，取得了較好的教學效果。

1 綜合性實驗內容

1.1 蛋白質的提取及含量測定

該步驟要求學生會利用研缽破碎細胞，從中提取分離水溶性蛋白質。要求植物材料要研磨充分，否則會影響蛋白質的提取量。操作過程需要學生認真仔細、注意細節問題，否則會加大實驗誤差。該步驟可以加深學生對蛋白質的重要呈色反應、蛋白質含量測定方法的認識，并提高學生對光譜分析法技術的掌握。

1.2 制膠、點樣、電泳、染色、脫色

該步驟是實驗的關鍵，能提高學生的動手能力。操作過程需要學生操作準確迅速，并注意細節問題，如點樣時要注意移液槍移出時不能松手，否則可能會造成蛋白樣品回吸，并可能影響不同點樣孔間蛋白樣品的純度。制膠時，學生可根據室溫適當調整過硫酸銨和四甲基乙二胺的添加量，使之在灌膠時不聚合。該步驟可以加深學生對電泳原理的認識，提高學生對電泳技術的掌握。

1.3 結果分析

通過脫色后聚丙烯酰胺凝膠上會出現清晰的蛋白條帶，由負極端開始分子量逐漸減小。通過觀察到的蛋白條帶，學生可以直觀掌握組織材料中水溶性蛋白的數目，加深學生對蛋白質性質的認識。

2 綜合性實驗的開設對人才培養目標的體現

傳統“生物化學實驗”內容多為驗證性實驗，學生按照實驗指導按部就班地完成實驗，其自主性受到一定限制，學生對實驗興趣不高、重視不夠，僅能達到對基本實驗技能的鍛煉，但動手動腦能力、發現問題和解決問題的能力、科學素養都不能得到有效鍛煉。

綜合性實驗是將多個具有相關性的單一實驗綜合，多為生物分子的提取、分離、純化定性或定量測定，綜合性實驗不僅進一步加深學生對生物分子基本性質的認識，鞏固實驗基本技能，而且可進一步訓練學生的科研能力，提高學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，有利于培養學生的創造性、發散性思維[6]，對實現人才培養目標具有重要意義。

2.1 綜合性實驗教學過程對人才培養目標的體現

綜合性實驗教學過程中，要求學生做好課前預習，預習內容不僅包括實驗內容，還包括與實驗相關的理論知識。通過課前預習，學生對實驗內容有整體把握，提前了解重點、難點，能提高效率、改善實驗結果。在學生進行實驗之前，教師進行一定的引導，使學生理清思路，從中領悟實驗原理及操作關鍵點。實驗操作過程中，學生是課堂的主體，而教師是協助者，使學生由被動學生接受變為積極參與，極大地提高了學生的興趣。實驗中出現錯誤，要求學生在課堂上同組之間進行討論，這不僅鍛煉了學生的團隊協作能力，而且鍛煉了學生發現問題和解決問題的能力。綜合性實驗過程中，不但鞏固了學生的基本實驗操作技能，而且進一步鍛煉了學生對相關儀器的使用，為后續課程學習打下一定基礎。

在實驗過程中要求學生做到整理、整頓、清掃、清潔、安全，既有利于提高實驗效率，保障實驗效果，排除安全隱患，還有利于提高學生的個人素養。撰寫實驗報告時，提前告知學生書寫的要求和規范，要求學生重視實驗結果分析與討論。可鍛煉學生分析問題和解決問題能力，為學生后續課程的實驗報告撰寫、畢業論文寫作打下一定的基礎。實驗結束后，要求學生要歸納總結實驗過程中出現的問題。例如，有的小組在提取蛋白質時含量過低，以至于電泳時蛋白條非常模糊。又如，有的小組做出的標準曲線相關性不好等問題。學生需要分析出產生問題的原因，決定采用何種方法加以解決，并總結實驗中的成功和不足。

2.2 綜合性實驗教學手段對人才培養目標的體現

近2年，授課班級人數基本在20人/批，實驗過程中，一般控制2～3人為一小組，盡量保證每個學生都有動手操作的機會，而且人數相對較少，有利于教師及時發現問題，有足夠的時間和空間對學生進行指導和引導，在提高教學效果方面具有顯著效果。教學中，采用了示范性教學。如移液槍的使用，因為學生第一次接觸，所以教師親自示范如何拿移液槍，如何調整刻度及裝卸槍頭，如何移取液體、如何放液，并要求每個學生都練習一下如何使用。制膠時，教師邊操作示范，邊提出問題，或者學生有問題的及時提出，要求學生思考、討論，最后一起來解決問題。結合實物進行示范可增加學生的感性認識，提升學生的認同感和趣味性。邊示范邊提出問題，在增強感性認識的同時，培養了學生的創造性和發散性思維。

3 綜合性實驗實施過程中的注意事項

綜合性實驗一般學時較長，要求學生做好時間統籌安排，提高實驗效率。綜合性實驗所需儀器種類比較多，要求學生愛護儀器，養成良好的科研習慣。在綜合性實驗過程中，制膠和點樣是實驗的關鍵點，要求學生制膠時操作要迅速準確，點樣前進行一定的練習及指點。采用考馬斯亮藍G-250法測定蛋白質含量的時候，要求在1 h內完成，且在使用分光光度計時，操作要規范，愛護儀器。實驗中用到的試劑丙烯酰胺和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為神經毒劑，在實驗過程，學生要學會保護自己，操作時避免與皮膚接觸。灌膠時要注意速度均勻，防止產生起泡。

4 結語

以上是筆者在“生物化學實驗”教學改革中的嘗試和經驗。生物化學是研究生命物質結構、組成及代謝的科學，應用及其廣泛。生物化學實驗是對生物化學基礎知識的延伸和驗證，近幾年關于“生物化學實驗”教學改革的熱度一直不減。綜合性實驗以實際問題為基礎，以學生為中心，以教師為指導，可逐步提高學生綜合運用知識、發現問題、解決問題的能力，培養學生創新能力、良好的科研素養和科研能力，增強獨立學院學生在未來發展中的競爭力。當然，綜合性實驗的開設仍存在一定的問題，如學時偏少、綜合性實驗數目過少、儀器設備相對偏少等，期望在學校的支持和生物化學教師團隊的努力下，進一步提升教學效果，達到人才培養目標。