“生化分離與分析技術(shù)”課程的教學(xué)思考及改革方向

胡 婷，程 旭，李從虎，吳 彥

（安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246000）

“生化分離與分析技術(shù)”是生物技術(shù)和生物科學(xué)的專業(yè)選修課之一，其課程內(nèi)容綜合性強，涉及物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域背景知識，在全國各大高校的生物專業(yè)教學(xué)體系中都占有舉足輕重的地位[1]。該課程對于學(xué)生在實驗理論、基本技能等方面進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練，是一門理論性和實踐性都很強的基礎(chǔ)課程。課程的教學(xué)內(nèi)容及方式對學(xué)生專業(yè)素質(zhì)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著非常關(guān)鍵的作用，本文綜合分析了目前生化分離與分析技術(shù)課程教學(xué)、考核過程的現(xiàn)狀，并為課程的改革方向提供指導(dǎo)。

1 教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

在我校的教學(xué)安排中“生化分離與分析技術(shù)”課程的理論課學(xué)時為34個學(xué)時，相比其他學(xué)校的 56個學(xué)時，教學(xué)時間短，教學(xué)內(nèi)容多。在有限的課堂時間內(nèi)，學(xué)生面臨大量難懂的專業(yè)術(shù)語及推導(dǎo)公式，授課教師也很難在有限的教學(xué)課時內(nèi)將所涉及的各項技術(shù)講解透徹。課程內(nèi)容紛繁復(fù)雜，使得學(xué)生感覺信息量太大，導(dǎo)致部分學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)欲望不強烈，對教學(xué)質(zhì)量造成了極大的影響。對此，采取辦法在短時間內(nèi)加強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，加強其自學(xué)能力，并逐步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造性思維的能力成為新時代教學(xué)的重點及難點[2]。

我校這門課程是安排在大三的第一學(xué)期，此時學(xué)生對生物化學(xué)已有一部分的了解，但由于學(xué)校實驗教學(xué)的配置，學(xué)生對生化實驗設(shè)備以及試劑配置了解不夠。“生化分離工程”課程內(nèi)容的實驗環(huán)節(jié)需要大型或貴重的設(shè)備較多，僅僅依靠目前學(xué)校實驗室建設(shè)條件，不能夠完全滿足課程的內(nèi)容實踐，減弱了學(xué)生的動手創(chuàng)新的興趣。另外，學(xué)生一般覺得“生化分離工程”這門專業(yè)必修課和前幾學(xué)期的必修課相比沒那么重要，并沒有明確意識到這門專業(yè)選修課的重要性。同時，因為此時多數(shù)學(xué)生面臨考研或者就業(yè)的壓力，逃課或者在課堂上復(fù)習(xí)其他考研科目，極大影響了教學(xué)的質(zhì)量。本文針對課程的課程定位、教學(xué)內(nèi)容、方法以及考核方式進(jìn)行了探索，提出了改革思路，以期通過教學(xué)改革，提高學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣，增強對科學(xué)知識的掌握，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，為學(xué)生獲得創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、升學(xué)所需的部分核心知識和能力提供保支持。

2 教學(xué)方式及方法的改革

2.1 知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

合理選擇教材，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，是教學(xué)的基礎(chǔ)。目前，“生化分離與分析技術(shù)”課程正式出版的教材種類有很多，但是每部教材的側(cè)重點則有所不同。針對我校學(xué)生的學(xué)習(xí)重心，以《生化分析技術(shù)原理與技術(shù)》田亞平教授主編版本為主要教材，并選用其他加以輔助，包括《生物化學(xué)制備技術(shù)》蘇拔賢，《生物化學(xué)實驗技術(shù)教程》趙亞華，《生物化學(xué)產(chǎn)品制備技術(shù)》陳來同，《生物化學(xué)實驗技術(shù)原理及應(yīng)用》趙永芳等。通過這些教材的融入，現(xiàn)代分離技術(shù)與經(jīng)典的分離技術(shù)很好地融合在一起，原理透徹，操作表述清晰易懂，將分離原理、應(yīng)用范圍、方案設(shè)計及操作技巧等融為一體，同時應(yīng)用實例豐富，使學(xué)生能更好地理解課程教學(xué)。

在教學(xué)內(nèi)容的選用上，根據(jù)生物技術(shù)和生物科學(xué)專業(yè)知識背景對其課程大綱進(jìn)行優(yōu)化。該課程是以生化產(chǎn)品的制備工藝為主線，探索各種分離純化技術(shù)的基本原理、操作過程和技術(shù)要領(lǐng)，主要內(nèi)容包括固液分離、產(chǎn)物提取、純化和精制等[3]。生化分離與分析技術(shù)是生物學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生必備的基本實驗操作技能，包括蛋白質(zhì)分離與純化、酶活性測定計算、SDS-PAGE蛋白電泳、HPLC分析等。

2.2 教學(xué)方法的改革

著眼于教學(xué)目標(biāo)，全面分析學(xué)生，科學(xué)分析教學(xué)內(nèi)容，突出重點難點，設(shè)計一套教師從主講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)的教學(xué)方案，是教學(xué)改革的主要任務(wù)。

2.2.1 交互式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的主動能動意識

在教學(xué)模式上，將傳統(tǒng)的以教為中心的教學(xué)模式，過渡為以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式。教師在講臺上一味地講授，并不能很好地達(dá)到教學(xué)效果。所以，我們在向?qū)W生授課時，選擇以學(xué)生為中心的交互式的課堂教學(xué)方法，從而增加學(xué)生自主思考的過程。我校生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)分別有2個班級，由于教師資源的限制，理論課分兩個大班教學(xué)，每個班級70名學(xué)生左右。我們將班級學(xué)生進(jìn)行分組，在教師進(jìn)行理論講解以后，各個小組自主討論，隨機抽取進(jìn)行講解。從而調(diào)動學(xué)生思考的積極性，避免個別同學(xué)課堂開小差，同時也有利于加深對所學(xué)內(nèi)容的理解。在課堂上調(diào)動學(xué)生積極性，參與課程教學(xué)過程，學(xué)生通過自己的親身體驗，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的一些共同性問題，彼此相互討論交流，不僅加強了團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，使得學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性得到較大提升，也使得教學(xué)氛圍明顯改善。增加了學(xué)生的主人翁意識和責(zé)任感，提高了自主學(xué)習(xí)興趣，在提升實驗教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)方面中起到至關(guān)重要的作用。

2.2.2 融入科研實踐，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

一個好的授課教師一定不只是談?wù)摃局R的理論家，而應(yīng)該是一個具有豐富科研經(jīng)歷的研究者。教師應(yīng)有豐富的科研經(jīng)驗，對學(xué)科發(fā)展前沿的技術(shù)與交叉領(lǐng)域的發(fā)展有清楚的了解，在教學(xué)過程中穿插對前沿研究的討論，對發(fā)表的具有代表性的文章進(jìn)行講解，關(guān)注熱點研究的進(jìn)展，及時介紹給學(xué)生，從而激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新意識。在教學(xué)師資方面，應(yīng)讓具有高學(xué)歷的年輕教師在從事科學(xué)研究、豐富科研經(jīng)歷的同時，適當(dāng)承擔(dān)教學(xué)課程，在進(jìn)行一定的鍛煉并取得學(xué)生較好評價后，逐步走上講臺，承擔(dān)全部課程。課堂教學(xué)中結(jié)合科研經(jīng)歷的教學(xué)內(nèi)容使學(xué)生因生動形象、言之有物而興趣倍增。教師應(yīng)根據(jù)課堂時間安排，結(jié)合最新研究動態(tài)與理論相關(guān)知識形成專題匯報，在課堂上給大家講授，以加深學(xué)生對層析技術(shù)的重點和難點的理解。

2.2.3 多形式互動教學(xué)，啟迪學(xué)生創(chuàng)新意識

針對教學(xué)空間和時間受限，開放式課堂教學(xué)作為一種教學(xué)改革的探索，主要強調(diào)各種教學(xué)方法的綜合運用和師生的共同活動。采取理論教學(xué)開設(shè)講座并與知名學(xué)者報告結(jié)合，通過PPT展示匯報，師生討論豐富教學(xué)形式、提高師生配比增強師生交流等措施實施教學(xué)改革實踐。注重對學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)和學(xué)以致用，把教學(xué)從單純的傳授知識轉(zhuǎn)換到傳授知識與發(fā)展智力、發(fā)展創(chuàng)造力相結(jié)合上來。現(xiàn)代教育技術(shù)中引入了多媒體教學(xué)，使教學(xué)具有圖文并茂、情境生動、知識點條理性強、信息量也比板書要大等特點，學(xué)生要充分適應(yīng)這種教學(xué)模式，在課堂上就必須提高參與性。“生化分離與分析技術(shù)”課程涉及的內(nèi)容豐富，僅僅依靠課堂教學(xué)是不夠的。教師可通過線上集中時間進(jìn)一步幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)理論知識、實驗數(shù)據(jù)處理方法。同時，提供給學(xué)生更多的與教師交流的機會。教師在課堂講授以外，和學(xué)生在各大生物化學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行互動交流，如“丁香園”“小木蟲”“科學(xué)網(wǎng)”等，使實驗和理論教學(xué)不再受時間限制，讓學(xué)生體會到?jīng)]有圍墻的大學(xué)城，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自主思考的能力。除此以外，教師應(yīng)積極鼓勵、指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，教學(xué)中應(yīng)注重向?qū)W生推薦學(xué)校圖書館、有關(guān)網(wǎng)站，以及與本課程有關(guān)的教學(xué)參考圖書和國內(nèi)外專業(yè)期刊，開闊學(xué)生視野，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。設(shè)置課下進(jìn)展小論文，在每個章節(jié)授課結(jié)束時，根據(jù)講述內(nèi)容設(shè)置一些相關(guān)的論文課題，指導(dǎo)學(xué)生如何查閱文獻(xiàn)、分析篩選資料、構(gòu)思論文框架，這樣在學(xué)生查閱文獻(xiàn)的過程中，能了解相關(guān)領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，補充了課堂教學(xué)知識受限的不足。從而達(dá)到了教學(xué)相長、教學(xué)工作促進(jìn)科研工作的目的。

2.3 實驗課程改革

對近些年我校該課程實驗課情況分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生實驗參與程度不夠、實驗報告內(nèi)容簡單、缺乏結(jié)果的分析與討論是目前主要存在的問題。如何在教學(xué)過程中盡最大能力保障學(xué)生的出勤率、實驗的參與度、數(shù)據(jù)記錄處理的科學(xué)性以及實驗報告寫作的規(guī)范性，實驗課程在原有的基礎(chǔ)上需要進(jìn)行一系列的調(diào)整。

我校每年有150名左右生物技術(shù)和生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，采取的是分組實驗，一個班分8組，每組16-18人進(jìn)行。實驗的內(nèi)容包括三部分，第一個是肝臟S9組分的制備，包括制備魚肝S9組分并完成蛋白質(zhì)含量的測定，實驗過程中需掌握Lowry法測定蛋白質(zhì)含量，了解毒理研究3R原則。第二個實驗是SDS-PAGE凝膠電泳測定蛋白質(zhì)分子量，包括進(jìn)行凝膠電泳實驗，并利用SDS-PAGE的方式測定蛋白質(zhì)的分子量，實驗過程中需了解SDS-聚丙烯酰胺凝膠垂直板電泳的原理；掌握SDS-PAGE的操作方法及應(yīng)用。第三個實驗室是進(jìn)行糖類物質(zhì)的提取分離于薄層層析。實驗安排3天，24學(xué)時，學(xué)生工作時間長，實驗步驟多。實驗室教學(xué)儀器包括聚焦電泳槽只有2個，實驗過程中人員擁擠。由于實驗操作人員過多，學(xué)生參與熱情減弱，小組實驗結(jié)果無人負(fù)責(zé)等。由于考慮到實驗的連續(xù)性，學(xué)生其他課程的安排，本課程的實驗課程只能安排在周末進(jìn)行，并分組操作，這種情況下，也導(dǎo)致學(xué)生的出勤率和對實驗的參與度都難以保障。

由于實驗時間的限制，及時、有效、科學(xué)、規(guī)范的處理實驗數(shù)據(jù)是實驗課成功的關(guān)鍵。實驗過程中，教師需督促學(xué)生對實驗過程中的現(xiàn)象及實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并在實驗完成時將原始實驗數(shù)據(jù)錄入EXCEL進(jìn)行處理。同時，教師對實驗處理方式進(jìn)行講解，并要求學(xué)生在課時完成實驗處理，逐個小組數(shù)據(jù)進(jìn)行核實并對比，一方面?zhèn)魇趯W(xué)生實驗處理方法，另一方分析學(xué)生的操作誤差，共同改進(jìn)實驗方案。只有達(dá)到深入的交流和溝通，才能在實驗過程中有效提高學(xué)生的實驗操作水平，并提高數(shù)據(jù)分析水平。實驗結(jié)果以PPT形式匯報，匯報過程中教師和學(xué)生進(jìn)行交流，并在匯報之后讓學(xué)生修改個人實驗報告。這樣可以提高學(xué)生對實驗結(jié)果的認(rèn)識，并翔實實驗報告，從而夯實基本實驗技能，鍛煉學(xué)生的實際操作能力，為適應(yīng)日后的科研學(xué)習(xí)打下了堅實基礎(chǔ)。通過這樣的鍛煉，為學(xué)生營造一個勤于思考、敢于提問、勇于實踐的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生從中體會學(xué)習(xí)的樂趣與成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。實驗報告的評分中加大對綜合性實驗和設(shè)計性實驗報告的書寫、結(jié)果和討論的評價，鼓勵學(xué)生養(yǎng)成深入的習(xí)慣，使學(xué)生真正做到做一個實驗收獲一方面知識。搞好實驗教學(xué)，一方面能夠加深學(xué)生對課堂知識的理解，另一方面可提高學(xué)生的實驗技能與學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生生化的教學(xué)質(zhì)量。

2.4 考核與教評方式的改革

課程的考核方式一直是學(xué)生關(guān)注的重點，也對課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性有著很大的影響，所以需要更加慎重地對待專業(yè)選修課的考核內(nèi)容的選擇及形式的判定。

鑒于以往，我們摒棄了傳統(tǒng)的考核方式，并根據(jù)課程體系的特點，建立一個能真正地對學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量、學(xué)習(xí)態(tài)度全方位考核的體系。因此，我們不宜采取期末考試成績定終身的傳統(tǒng)考核制度，而是采用綜合性考核評價方式，實施以期末考試成績（占60%），平時成績（占20%），實驗成績（占20%）三部分組成。平時成績一般由考勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、課程作業(yè)等項目組成，主要由學(xué)生的點名抽查、課堂交流和中期小作業(yè)組成。實驗成績主要是由實驗參與情況、個人實驗報告情況、PPT匯報情況等組成。而期末試卷成績占總成績的60%，避免了學(xué)生傳統(tǒng)的期末“孤注一擲”最后加班加點復(fù)習(xí)的習(xí)慣。

為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在課程結(jié)束后豐富學(xué)生評教環(huán)節(jié)。由傳統(tǒng)的學(xué)生單一項打分改為教師發(fā)放滿意度調(diào)查問卷，設(shè)置到詳細(xì)的教學(xué)章節(jié)，教學(xué)知識點和內(nèi)容進(jìn)行打分，分析學(xué)生的滿意度調(diào)查問卷，根據(jù)學(xué)生提出的建議和想法進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)和實驗。通過該考核可以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真對待每堂課程，積極參與課堂討論，主動討論交流，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力，形成自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊合作的意識和能力。

3 結(jié)語

生物專業(yè)是不斷發(fā)展的專業(yè)，“生化分離與分析技術(shù)”課程作為專業(yè)選修課也必須與時俱進(jìn)、不斷改革創(chuàng)新，適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要。教學(xué)過程是一個不斷學(xué)習(xí)、探索、總結(jié)的過程，只有在課堂上與學(xué)生多多互動、課后多多總結(jié)，才能探索出高效、合理的教學(xué)方法，從而提高教學(xué)質(zhì)量。“生化分離與分析技術(shù)”課程教學(xué)的思考與改革旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在動手操作中夯實生物化學(xué)基礎(chǔ)理論，提升實踐能力，為其專業(yè)領(lǐng)域的后續(xù)學(xué)習(xí)和深入研究奠定良好的基礎(chǔ)，也滿足專業(yè)人才培養(yǎng)對基礎(chǔ)實驗教學(xué)的本質(zhì)要求。