以提高學習能力為導向的生物化學實驗教學改革與實踐

劉 超，胥成浩，梁 梓，杜超豪

（樂山師范學院生命科學學院基礎生物學教研室，四川 樂山 614004）

1 實驗項目的選擇和實驗內容改革

以培養方案和《生物化學實驗》課程教學大綱為依據，根據學生認知水平、專業基礎和生物化學實驗室條件，我們仍然確定基礎性實驗作為生物化學實驗課程的主要內容。

改革實驗內容的要求，以基礎性實驗項目進行綜合性和設計性實驗技能培養。盡管實驗項目名稱來自教學大綱和教學參考書籍，但具體的實驗內容和方案進行大膽改革嘗試，解剖參考書籍的實驗項目，增加具體的思考性題目。我們在實驗內容中再一次設計一些思考題，每個實驗項目的思考題數量大約8-10個。這一系列問題實際上是將實驗原理和操作過程進行分解，讓學生在實驗預習中思考，深刻理解實驗的原理和實驗的目的以及意義。通過這一實驗項目的思考和具體實驗過程，能夠準確理解和掌握生物化學中關于生物分子分離的基本理論，對生物化學理論學習起到助推作用。

改革基礎性實驗項目的試劑濃度或試劑種類進行設計性實驗。通過這些實驗的設計，訓練學生科學研究的挫敗感，培養尊重實驗結果真實性，養成嚴謹科學態度。同時培養學生分析問題和對實驗結果的思考，尋找問題出現的原因，從而讓學生理解為什么要制作標準曲線，標準曲線不是在任何范圍內都是線性關系，標準曲線的使用有什么注意事項。

2 強化實驗預習的管理，保障預習效果

根據一些實驗項目特點對實驗的目的進行適當修改，實驗的原理進行適當的補充，實驗步驟進行適當的改進，從而編寫成適應不同學生需求的新的實驗項目差異性資料。然后將資料通過網絡發給學生，讓學生進行預習。學生在預習過程中，向學生提出嚴格的預習要求，并寫出書面的預習報告。

（1）實驗目的的要求。要求學生將資料或者參考書上的“實驗目的”改成“學習目的”，讓學生去思考通過這個實驗，我應該做什么，收獲什么。在實驗結束以后，讓學生對標檢查是否達到學習目的。

（2）實驗原理的要求。要求學生參考資料或者其他相關書籍，讀懂并理解實驗原理，然后用自己的語言或簡潔的圖表將實驗原理簡要描述出來，不允許和教師的資料或參考書相同。

（3）實驗試劑和用具的要求。要求學生寫出實驗中所用的每一種試劑或藥品在實驗中起什么作用，作用原理是什么，為什么是這個濃度；有沒有其他試劑可以代替。同時要求學生寫出實驗用具的作用，操作中有什么注意事項。

（4）實驗實用步驟的要求。要求學生將實驗步驟一律以流程或者圖表的形式表示出來。如果是小組協作實驗，要寫出實驗過程中如何分工協作。

（5）實驗預期結果的要求。請學生參考教學參考書或其他相關資料，在預習報告中寫出可能預期的實驗結果。

3 創新實驗結果和報告的評判標準與方式

由于傳統的實驗以教學參考書的實驗內容和方案為準，每個基礎性實驗項目的實驗結果和數據都是可以預期的，一旦得出和書上預期的實驗結果，老師和學生都很高興，也就簡單地完成了實驗教學。但是學生缺乏思考和對問題的分析，實驗課結束后學生對實驗過程印象不深，對實驗原理理解不透，對實驗注意事項沒有直觀感悟。通過前述對基礎性實驗進行改革，實驗結果往往和書上或資料上有出入，甚至完全錯誤。此時教師對實驗結果和實驗報告的評判需要進行創新和改革，不要一味地追求實驗結果和書上或理論預期一致性。

3.1 實驗報告標準

（1）實驗報告格式：實驗教師制定以科技論文撰寫一樣的統一基本格式。主要內容包括：實驗概述（包括實驗目的、實驗原理、實驗技能以及實驗背景等）；實驗材料與器材（包括實驗藥品、實驗試劑、實驗儀器與設備以及實驗器材等）；實驗方法與過程（包括實驗技術方法、操作步驟等）；實驗結果（包括實驗現象、測量數據等）；結果分析與討論（包括實驗現象的解釋、實驗數據的計算、實驗誤差分析、實驗體會、實驗存在問題與改進、技術應用以及注意事項等）；思考題的解釋等。

（2）實驗報告提交方式。要求所有學生的實驗報告以電子版形式提交。教師提供實驗報告電子版的基本格式要求，學生統一按基本格式進行撰寫實驗報告。

3.2 實驗結果記載

由于教師提前對不同組或不同學生所用的實驗試劑或者實驗材料進行不同的改革，實驗結果或數據可呈現不同的差異，要求學生一定要根據自己的數據進行真實記載，然后認真分析實驗結果或進行數據計算，絕對不能照抄別人的結果或數據[2]。

3.3 實驗報告評閱

（1）評閱方式：學生提交實驗報告后，教師以修訂模式對隨機選擇的三分之一的實驗報告進行評閱或修改，然后要求學生以此為參考進行修改，再次提交電子版實驗報告。教師再次進行隨機選擇評閱，要求學生第二次修改。

（2）成績等級：學生實驗報告的成績不以實驗結果與預期的符合程度為唯一標準，強調實驗結果的分析和討論以及思考，作為實驗報告的精髓部分[1]，并作為實驗成績的主要度量。即使學生的實驗結果與預期有差異或者完全相反，只要學生能夠引經據典科學分析實驗結果，仍然可以得到一個良好甚至優秀的成績[2]。

（3）成績依據：實驗報告的評閱成績以第二次學生修改的實驗報告評閱成績為依據。

3.4 實驗考核

學生課程成績的考核包括兩個部分：實驗技能考核和實驗理論考核，分別占比50%。

（1）實驗技能考核：由于考核時間和場地有限，主要考核內容為生物化學實驗的基本儀器設備操作、實驗試劑的配置與處理、實驗步驟的操作等。每學期擬定7-8個實驗技能操作項目，然后提前公布給學生，要求學生自己主動利用課余時間在實驗室進行再次練習。

（2）實驗理論考核：將本學期實驗項目的基本原理、試劑濃度和作用、操作方法、注意事項、實驗改進、技術應用作為考核范圍。

（3）課程成績計算：平時成績為30%（實驗報告70%+實驗態度和表現30%），期末考核為70%（包括實驗技能考核50%+實驗技能考核50%）。

4 改革成效

通過以問題為引導、改革實驗材料和試劑、改革實驗評級方式，杜絕照抄實驗報告和編造實驗結果，對學生生物化學實驗的學習能力有顯著提升。

（1）實驗參與度提高：通過問題式導向和實驗試劑濃度的微調改革，在“驗證性實驗”基礎上進行“嘗試性實驗”改革，學生實驗興趣增加，主動積極地參與意識濃厚。節假日進入開放性實驗室的學生每年達到15000人次。

（2）實驗報告質量明顯提高：學生實驗報告采用電子版模式，保證了學生可以多次修改，長期保存，克服了學生紙質報告一交了事的缺陷。學生實驗報告參考科技論文撰寫格式要求，增加了對學生“實驗結果與分析”，增加了“思考題”，逐步培養了學生熟悉科技論文撰寫能力。學生實驗報告的評判不以實驗結果與預期之間的符合程度為標準，而著重考查學生“實驗結果的分析與討論”，增加了實驗結果與預期出入的原因分析，防止了學生編造實驗結果和實驗數據，克服了學生相互照抄實驗報告的惡習，為科研論文撰寫奠定基礎[3]。

（3）學生科研成績突出：通過引導學生積極思考實驗問題，嘗試性進行實驗材料和藥品的調整改革，培養了學生將生物化學實驗原理應用于生產生活實際問題解決能力，增強了學生參與科學研究與探索的興趣。近五年來學生申請國家級或省級創新創業項目近100項，公開發表科研論文四十余篇，申請專利40余項。

（4）考研比例增加：近五年來隨著對生物化學實驗課程的濃厚興趣，促進了相關學科課程的學習積極性提高，報考碩士研究生的比例達到54%，考取碩士研究的人數累計達到兩百余人。