新農科背景下基礎生物化學實驗課教學改革的探討

薛雨飛 張賀翠 李幫秀 楊昆 張建奎

[摘? ? ? ? ? ?要]? 基礎生物化學實驗是植物生產類相關專業的一門專業基礎必修課，是基礎生物化學理論課對應的實驗課程。實踐能力對于農科類專業的人才培養十分重要，針對目前西南大學農科類相關專業基礎生物化學實驗教學存在的諸多問題，結合教學實踐，在新農科建設背景下對其實驗教學改革進行了探討，旨在提高基礎生物化學實驗的教學質量，適應新時代對農科人才培養的需要。

[關? ? 鍵? ?詞]? 新農科;基礎生物化學實驗;存在問題;教學改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）15-0020-02

2019年，新農科建設的三部曲（“安吉共識”“北大倉行動”和“北京指南”）依次奏響。6月的“安吉共識”指出新時代背景下高等農林教育必須創新發展，在宏觀上提出了新農科發展的“四個面向”新理念;9月的“北大倉行動”指出深化高等農林教育改革的行動實施方案，在中觀上推出新農科建設的“八大行動”新舉措;12月的“北京指南”直接對接“安吉共識”的理念和“北大倉行動”的舉措，旨在啟動新農科改革實踐方案，從微觀上實施新農科研究與改革實踐的“百校千項”新項目，將推動新農科建設從“試驗田”變向“大田耕作”。

基礎生物化學作為高等農林院校植物生產類相關專業的一門基礎必修課程，是創新型卓越農林新人才培養的重要組成內容。基礎生物化學是學習農學及生物學的基礎，也是生命科學的前沿，所以在本科教學中伴有不可或缺的作用。基礎生物化學實驗是基礎生物化學理論教學的重要組成部分，主要學習掌握生物活性物質的測定、生物大分子分離制備技術、層析技術、電泳技術、離心技術、超過濾技術等操作內容，并同時掌握相關原理和方法。我院農學基礎實驗教學中心為市級實驗教學平臺，其中基礎生物化學實驗課面向全校農學、園藝、植物保護、植物科學與技術（中外合作辦學）、食品科學與工程以及農科實驗班“神龍班”、中國西南大學與澳大利亞高校合作辦學機構西塔學院等相關專業開設。在新農科建設背景下，本文結合目前我院開設的基礎生物化學實驗多年的教學實際以及筆者自身的教學實踐，總結了存在的問題，并在此基礎上探討了一些實驗教學改革的策略。

一、基礎生物化學實驗教學中存在的問題分析

目前，許多農林高校基礎生物化學實驗課程教學環節薄弱，存在很多不足之處，難以滿足新農科建設背景下對高素質農林人才培養的要求。首先，生物化學實驗除我院開設外，我校其他多個學院也在開設，這樣就造成了實驗設備、實驗室等資源的重復設置與建設。其次，我院開設的基礎生物化學實驗，雖然面向不同涉農及相關專業，但是每個專業的實驗課內容是完全相同的，沒有跟專業結合起來，以激發學生的學習興趣。第三，實驗課的成績考核較為單一，主要以實驗報告、平時考勤為主，不能全面體現學生的學習成效。第四，實驗教學的內容比較陳舊，十幾年來均是同一內容，缺少生物化學研究的前沿進展、熱點問題還有最新的技術手段。第五，實驗準備工作，比如試劑配制、材料和實驗耗材的準備、預實驗的驗證工作、儀器的檢測與校對等均是實驗室的實驗技術工作人員及教師完成，學生基本未參與實驗準備工作，以至于不能較好地理解實驗原理、內容及操作。第六，教師實驗授課過程中與學生之間的互動和交流太少，不能促進學生積極思考學習。第七，教學模式傳統單一，以教師為主體，教師實驗課前先做好實驗準備工作，授課時講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟、結果與分析、注意事項等，學生按部就班地進行實驗，驗證預期實驗結果，學生無法獨立思考、自己設計實驗方案并全面理解實驗原理。

二、實驗教學改革探討

（一）根據不同專業設置不同實驗教學內容

我院開設的不同專業的基礎生物化學實驗課實驗內容基本都是一樣的，沒有結合每個專業的培養方案以及畢業后就業或讀研的需求來制定，這是不科學的。我們應該改革這種局面，根據不同專業的學生及學科發展前沿制定不同的基礎生物化學實驗方案，著重結合專業自身的特點，比如維生素C含量測定的實驗中不同專業應該選擇不同材料：農學專業選擇大宗農作物（玉米、小麥、水稻、油菜等），園藝專業選擇蔬菜和水果（小白菜、黃瓜、橘子、獼猴桃等），測定完成后下次上課時可以讓他們比較結果，并進行討論和思考。這樣和每個專業的研究對象及學科前沿結合起來，可以提高學生的積極性，激發其學習興趣。

（二）參與式教學，鼓勵學生參與實驗準備工作

參與式教學要求學生參與整個教學過程，包括實驗準備工作。以往實驗教學，學生基本不參與準備工作，完全依賴于教師，不利于學生動手能力及創新能力的培養。教師可以根據實驗內容的特點和學生的特點來準備實驗，比如有的實驗用的儀器比較多，可以讓學生檢查儀器能否正常運轉，有的實驗用的植物材料比較多，可以讓學生參與培養植物苗子，有的實驗需要試劑比較多，可以讓學生參與各種試劑的配制。另外，預實驗工作也可以讓學生分組進行，比如植物過氧化物酶同工酶的聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗，有時候分離膠和濃縮膠配好后不凝固，有時跑出來的條帶不清晰，這些方面均需要進行預實驗尋找原因并優化重新配制，以保證正式實驗教學時的萬無一失。

（三）混合式實驗教學模式的建設

隨著信息技術與教育教學活動的不斷融合，混合式教學已成為教育領域的研究熱點。目前，混合式教學主要應用于理論教學中，在實驗教學中應用得比較少。為了改變基礎生物化學實驗課傳統教學模式的弊端，進行線上線下的混合式教學模式改革尤為重要。2020年春季學期因特殊情況，我校學生在五月底才陸續完成返校工作，六月份才開始進行實驗室的正常教學任務，在這么短時間內完成本學期的教學任務難度是很大的，我院實驗教學團隊通過QQ、微信、超星學習通等形式完成班級建群、制作成PPT課件上傳、課程教學資源分享等線上教學工作，并跟蹤學習進度、學習成效，線下直接進行實驗操作，并實時監督指導。以后還應進一步探索基礎生物化學實驗課的線上線下混合式的教學方法，增加難度和深度，以便提高教學質量。

（四）教師科研項目融入實驗教學

目前我院基礎生物化學實驗教學團隊教師多數都承擔著包括國家自然科學基金在內的科研項目，如果能夠從中選擇適合的、具有探索性的、利于培養學生創新能力的實驗內容作為研究主題，并設計探索型實驗項目應用于實驗教學中，這樣不僅能夠激發學生的學習興趣，還可以提高其創新能力和科研素養。比如，筆者研究植物高低α-亞麻酸性狀形成的分子機理，基于此研究項目，我們可以設計高低α-亞麻酸材料α-亞麻酸合成關鍵酶活性比較的實驗。首先，讓學生提前檢索文獻解決種子亞麻酸合成關鍵酶是什么，然后再檢索利用什么實驗方法比較酶活性，最后教師和學生一起探討制定實驗方案并進行實驗教學。

（五）實驗成績考核改革

傳統基礎生物化學實驗課成績考核形式單一，主要以實驗報告為主，為改變這種局面，需要制定多元化實驗考核方案以考核學生真實的學習掌握成效。實驗成績的考核可以將實驗準備、平時成績、實驗報告和開放性報告四者有機結合起來。其中注意的是平時成績不僅包括實驗操作、出勤率，還應包括實驗預習、清潔衛生完成情況、課堂回答問題及與教師互動交流情況。對于綜合型探索實驗，實驗報告還可以采用科研論文的形式呈現，這樣不僅可以提高學生的創新能力，還可以培養學生的科研素養。

（六）整合全校資源，建立生物基礎實驗教學平臺

雖然我院開設的基礎生物實驗課面向植物生產類及食品科學相關專業，但是動物生產類專業及生命科學類專業各自學院都是自己開設，造成資源重復設置，教學經費投入加大，導致每個學院雖然每年都需要購買儀器設備、實驗耗材、生化試劑等，但平臺條件很一般，一些貴重的進口儀器還是不能購買，比如微量紫外-可見光分光光度計（NanoDrop One;Thermo，USA）。因此，學校應建立生物基礎實驗教學中心，整合全校實驗課教學資源，面向全校所有學院的涉農及生物類專業開設生物化學實驗、植物生理學實驗、分子生物學實驗等，各自學院不再單獨開設，這樣不但利于實驗平臺建設和整體發展，而且會節約大量經費。目前學校針對本科基礎實驗教學中心建設情況已經進行了廣泛的校外調研，并通過打破學院（部）壁壘，將全校公共基礎實驗和跨學院（部）的專業相似、實驗內容相似的本科教學實驗室整合，制定了包括基礎生物實驗教學中心在內的六個校級基礎實驗教學中心建設方案，現在正處于征求相關部門的意見中，相信不久的將來就會建成。

三、結語

百年大計，教育為本;高等教育，本科為本。新農科建設背景下，植物生產類相關的本科專業基礎生物化學實驗傳統教學方式難以滿足對高素質農林人才的培養要求，因此必須緊跟時代發展，進行改革創新。本文總結了我院基礎生物化學實驗課一直以來存在的問題，并對提出的幾點改革意見和建議進行了探討，因此可以為基礎生物化學實驗課的教學改革提供參考。生物化學實驗教學改革還在不斷的發展中，以后還應進一步進行深入探索和研究。

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◎編輯 郭小琴