指導探究式實驗生物化學教學體系的構建與實踐

王達菲

（鄭州衛生健康職業學院，河南鄭州 450122）

生物化學學科在生命科學學科領域占據重要地位，已經發展為多項專業的重點專業課之一。它涉及的內容較為廣泛，知識儲備量繁多，導致很多學生覺得生物化學學科很難學習。而生物化學實驗課是此門學科教學過程中的重點組成部分之一，由此可見，生物化學學科實驗在整體教學過程中的重要性。在傳統的生物化學學科教學時，教師一般優先進行理論知識的講解，接著由教師進入實驗室向學生進行實驗演示，最后由學生進行驗證。生物化學學科理論與實驗的脫節會給學生在實驗過程中造成困擾，導致學生對此學科呈現迷茫狀態[1]。因此，本文將就完善生物化學學科實驗教學體系展開研究，引入探究式的教學模式，并給出相關性的教學方法優化措施，希望可以為職業類高校生物化學學科實驗的教學提供借鑒。

1 目前生物化學學科實驗教學開展過程中存在的問題

1.1 理論與實踐脫節

受傳統教學觀念的影響，目前職業類高校在進行生物化學學科教學的過程中，普遍存在重視理論教學而相對輕視實驗的現象。生物化學學科是一門實驗性學科，只是注重理論教學與背誦不利于學生對所學理論知識進行強化[2]。此外，既然作為一門實驗性學科，應該將課堂講解的理論知識在學生的實際動手操作中落實，由此表明高校應該對于其實驗展開重視，引導學生接觸目前先進的實驗儀器與實驗設備，為學生未來選擇參加科研工作培養濃厚興趣，以及做好簡單的實驗鋪墊，職業類高校的生物化學學科實驗教學更應如此。即使教師在上課的過程中一直在強調學習生物化學學科要具有創新能力以及批判性思維，同時在理論講解的過程中也會涉及相應的實驗思維，但是理論實驗知識與學生實際的實驗動手操作過程存在較大差異。以PCR 技術為例，即便教師在進行生物化學理論的教學過程中多次提到過PCR 技術，甚至其他的科目也會對此進行涉及，但在教師對學生進行提問時，學生除基本的理論知識外對此可謂一無所知[3]。

1.2 實踐教學缺乏真實的問題情境

實踐教學是對于學生所學理論知識的鞏固，是加深學生記憶、提升學生實際學習能力的具體途徑[4]。學生在進行此學科的學習時長，期局限于理論知識的學習導致其對此學科產生枯燥心理，實驗學科長期進行理論的背誦導致學生出現學習疲倦現象，磨滅了學生的學習興趣。出現上述問題的原因主要是缺乏真實的問題情境作為支撐，也就是職業類高校在進行生物化學學科的教學時對實驗開展的關注度不足，學生難以理解自己所學的理論知識有何實質性作用，對于其未來應用感到迷茫，不能在生物化學學科理論知識的支撐下開展深度的學習。所謂“讀萬卷書不如行萬里路”，生物化學學科是在分子層面討論生命現象的本質，因此，實驗的鞏固對于理論的支撐具有重要作用。但受傳統教學理念的限制加上此學科教學時間的局限，使得教師本就在不重視實驗操作的前提下更加重視對于理論知識的教學，導致理論知識缺乏真實問題情境的支撐，學生只能依照教師課堂上提到的實驗操作步驟，碎片化的實驗形式難以加深學生對于理論知識點的記憶，對于生物化學的學習核心并未起到實質性的支撐作用。

1.3 偏離現代科研實驗，不利于學生未來發展

在職業類高校開展生物化學學科的實驗有助于幫助學生了解基礎實驗設備，為其未來投身于科研工作打下良好基礎。生物化學學科的實驗是幫助國家培養科研方面的高素質人才的重要舉措，是將教學理論進行落實的必經途徑，是提升學生實際的動手操作能力、培養學生創新性思維的有效推力[5]。但是目前存在生物化學學科的教學與生物化學方面的科研項目發生偏離的情況，不能滿足學生未來走向科研道路的能力所需。首先，職業類高校在開展生物化學學科實驗的過程中主要存在以下幾個方面的問題。

1.3.1 實驗內容并未隨時代發展做出革新

受傳統教學觀念的影響，職業類高校只是注重對生物化學科學的理論教學，而對于其實驗操作重視程度不夠，導致生物化學學科的實驗內容還沿襲了老舊實驗內容，并未隨科技的發展以及國家的科研進程進行革新，導致職業類高校生物化學學科的科研體系相對落后，已經遠落后于現代化的科研發展。以對RNA 的生物化學研究為例，職業類高校就此研究問題的實驗內容還停留在簡單的化學提取層面，并未繼續深入地開展對RNA 生物活性的研究。即便職業類高校在開展生物化學實驗的過程中已經具有給核算的定性，但是學校常用的定糖法以及定磷法很少被應用于科研實踐。此外，再次以血糖的測定為例，隨著時代的發展其已經失去了原有的臨床價值[6]。

1.3.2 教學方式單一

如今職業類高校開展生物化學學科的教學過程中存在教學方式單一的現象，教學內容枯燥無味，缺乏挑戰性與趣味性，導致學生對此門學科的學習積極性不高，再加上很多學生認為此門學科的學習具有一定難度，導致學生可能對此門學科出現厭學的情緒。在此過程中，學生的創新能力以及科研思維很難得到有效的培養。目前高校對此門學科的教學形式采取固定方法，以教師為課堂教學的主體，從主觀層面忽略了學生的實際掌握情況，一般均是在固定的時間、固定的地點采用固定的教學模式進行生物化學學科的教學，按照教師提前制定的實驗內容以及操作標準，使用教師提前配制好的實驗試劑，按部就班的完成教師規劃的實驗任務。在實際的操作過程中，即使學生可以學習到實驗的基本操作流程，但是顯而易見的是，被教師提前規劃的實驗進程無法為學生提供自我表現的機會，在實驗的過程中未能實現讓學生通過自己的思考獨立完成實驗的目標。導致職業類高校在實驗的過程中沒有抓住提升學生獨立思考能力的機會，顯而易見的是，即便高校在生物化學學科進行了實驗，但是并未切實提高學生的獨立設計能力以及創新能力，學生并未接觸系統性、獨立性的實驗訓練并，未掌握從事專業技能和科學工作的基本技能。

2 針對生物化學學科實驗開展問題的相關解決對策

生物化學實驗教學過程中存在的問題，給職業類高校為國家培養高素質創新型的高素質技能型人才造成了嚴重阻礙，不符合社會發展的預期目標，難以支撐學生未來發展的實際需求。因此，基于這樣的背景下，傳統的生物化學實驗方法需要迫切地做出革新，打破傳統教育形式的局限，注重對學生創新能力以及科研思維的培養，使得學生對于生物化學學科的探索內容更加貼合于現代化的生命科學研究需求，實現理論教學、實驗操作以及科研需求三者間的高度融合。

2.1 根據所學問題創設探究情境

開展創設探究問題情境是探究性學習的重要環節。因此，教師要結合相應的教學內容進行探究式問題的創設，學生帶著問題進行操作，并在菜操作中不斷思考，實現自我探究。在進行生物化學實驗的過程中，尤其驗證性實驗，傳統的實驗方式將一切為學生準備好很大程度上抑制了學生思維的發散。為培養學生學習的主觀性，教師應該鼓勵學生在進行實驗時，應該由自己課堂所學結合教材以及相關資料自主探究。以氨基酸的分離鑒定實驗為例，教師可以提出紙層析實驗中，極性與非極性氨基酸哪類運動快？讓學生帶著問題展開實驗，自主從原理、擴散劑以及特性等方面綜合考慮，最終得出結論。此種探究式問題的創設方法在一定程度上提升了學生解決問題的能力，拓寬學生的知識儲備量，培養學生的辯證性思維，從而滿足學生發展的需求。

2.2 優化實驗內容

在實驗教學中，實驗內容的設置起到舉足輕重的作用。內容安排是否合理，直接關系到學生理解掌握知識的水平，也關系到學生對實驗的興趣，更關系到2l 世紀創新人才的培養。隨著國家對人才的需求與重視，職業類高校近年來不斷加大對實驗室的資金投入，改善實驗條件，注重培養學生的創新能力。針對上述目標，職業類高校已經對傳統的實驗內容進行革新，將不適用于現代的實驗均刪除并設置適當的培養學生能力的綜合性實驗，培養學生分析問題、獨立思考以及解決問題的能力，并且將整個實驗內容分為基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三個部分。在基礎性實驗部分，注重對學生基本實驗技能的培養和提高，并規范學生的實際操作步驟，規定學生必須掌握常規儀器的使用，同時掌握常規實驗技術的操作原理和方法。此外，通過具體的實驗操作幫助學生理解課堂所學的理論知識。屬于此部分的實驗有蛋白質的沉淀反應、蛋白定量分析實驗等。在設置的綜合性實驗部分，主要還是注重培養學生獨立思考的意識，增強他們解決實際問題的能力，對此，可以將生物化學學科中的某些實驗進行整合，例如多酚氧化酶的制備及影響酶活性的因素等。由于兩組實驗的前后相關性較強，因此，前面的實驗結果會直接對后面實驗的結果造成干擾。因此，在此類實驗的開展過程中，在提升學生動手能力的同時也培養了學生嚴謹科學的實驗態度。最后，在設計性實驗部分，更為注重培養學生的科研能力，根據學生的學習內容，嘗試進行實驗的開設：維生素c 的定量測定。由于其測量方法的多樣性，可以為學生留下更大的拓展空間，全過程由學生獨立完成，是對學生進行的科研能力與科研態度的綜合性培養。

2.3 改進生物科學學科教學方法

傳統式的灌輸式教學限制了學生思維模式的發散，但隨著科技的快速發展，傳統的灌輸式教學已無法滿足如今的時代需求。因此在實際的教學過程中，教師可以根據實際情況嘗試不同類型的教學方式。首先，在教學模式上教師可以在課前布置相應與實驗相關的問題，使得學生帶著問題進行預習，實驗操作前先由學生回答問題，教師再進行相關內容的補充，最后由學生獨立進行實驗操作，使得學生的學習獨立性增強。在開展綜合性實驗時，可以從激發學生的求知欲望角度出發，教師在教學的過程中要將教學主體轉化為學生，自身在教學的過程中只是發揮適當的引導作用，只是適時給毫無思路的同學加以提醒。同時在實際的教學過程中，應要求學生應弄清實驗內容中各個環節的內在聯系，強調不用按教材中的固定形式進行操作，可以通過自己思考或信息查閱的方式調整實驗內容。以酶法測定血清中膽固醇以及甘油三酯兩個試驗為例，前者是為使得學生掌握酶法測定膽固醇的原理以及其實際應用意義，而后者則是掌握與甘油三酯的相關知識，對此教師在進行檢測膽固醇試驗的講解后，可以鼓勵探索通過此方法檢測甘油三酯的方法。因此，綜合性實驗增強了學生的自主性，有助于培養學生的綜合思維能力，繼而挖掘學生的創新潛力。以人體蛋白質含量測定實驗為例，在醫學的人體蛋白質含量檢測方面，學生通過查閱資料后發現有雙縮脲法、考馬斯亮藍法以及紫外線分廣度等多種測定方法，均是學生在后續的醫學試驗中需要基礎的試驗內容。由于為學生自主設計實驗，因此在開展的過程中難免會遇到部分問題。對此教師應鼓勵學生間相互交流，最終找到最為適合的解決方案。將學生轉變為課堂主體，最終培養學生的綜合能力。

3 結束語

生物化學學科實驗的進行對于此學科的教學具有重要作用，將探究式的教學方法應用其中可以更新傳統的教學觀念，將學生轉變為課堂的主體，激發學生的主觀能動性，讓學生在具體的動手操作中促進自己的個性化發展，培養自己的科研思維。將探究式的教學方法應用于生物化學學科是目前成果較為理想的方式之一。同時在具體的教學鞏固中，教師仍要根據實際情況不斷調整教學方法，努力提高生物化學學科的教學質量，幫國家培養高素質的創新型人才。