生物化學實驗多模式融合課程教學改革與實踐

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.17.011

Reform and Practice of Multimodal Integration in Biochemistry Experiment Teaching

ZHANG Xiuli'， LIN Qingqiang2， LIN Yao'

College of Integrative Medicine，Fujian Universityof Traditional Chinese Medicine，Fuzhou，Fujian 350022;

2. College ofLife Sciences，FujianNormal University， Fuzhou，Fujian350117）

AbstractAsone of the cornerstone disciplinesof medical biology，the biochemistry course has experiments as an important component and supplement to the theoretical teaching of the course.The article proposes and practices a multimodal integrated teaching model that combines online learning，virtual simulation project leaming，and offline clasroom experiments toaddress the shortcomings of traditional biochemistry experimental teaching.Significant results have been achieved， providing reference for the reform of similar experimental courses.

Keywordsbiochemistry experiments; multimodal integration; experimental teaching; educational reform

生物化學是一門研究生物體分子的化學組成、結構與功能以及生命活動中化學變化的學科，旨在從微觀層面闡釋生命現象的本質，揭示生命活動中化學變化的規律。作為化學與生物學等多學科的交叉領域，生物化學在生物、醫學、藥學等理工科專業中占據重要地位。生物化學實驗作為生物化學教學中不可或缺的一部分，是將理論知識轉化為實踐技能的關鍵環節，對于培養學生的動手能力、問題解決能力和創新思維具有重要意義，與理論教學相輔相成。

1傳統生物化學實驗教學現狀

近年來，盡管教育技術的快速發展為教學體系帶來了新的理念和手段，但傳統生物化學實驗教學仍存在諸多問題亟待解決[。如大型精密儀器數量有限，學生操作練習的時間不足，操作不熟練；部分實驗材料價格昂貴且保存條件苛刻，增加了教學成本；實驗課程安排固定，學生缺乏自主學習，探索的主動性也不夠。此外，課程體系中驗證性實驗過多，綜合性實驗較少，難以激發學生興趣，不利于培養學生的創新思維和動手能力。實驗內容安排過多且耗時長，學生對實驗原理和背景理解不深，難以獨立完成

實驗。

2多模式融合課程教學改革與實踐

2.1采用線上、虛擬仿真、線下課程三位一體教學模式

隨著信息技術的進步，線上線下混合教學在高校中得到廣泛應用，成為實驗課程改革的有效途徑之一。虛擬仿真實驗也逐漸成為高校實驗教學的重要組成部分，許多高校建立了生物虛擬仿真實驗平臺。為改變傳統單一的線下教學模式，本文探索了采用多種教學模式融合的教學模式，即線上線下混合教學，并結合虛擬仿真項目實驗形成線上、虛擬仿真、線下課程多模式融合的教學模式。生化實驗教學過程涵蓋線上預習階段、線下實驗操作階段以及線上復習與拓展階段，是現代教學模式和傳統教學模式的有機結合，具體流程如下。

線上預習階段，教師提前在線上教學平臺發布實驗項目的學習任務，包括了解實驗目的、掌握實驗原理、熟悉操作步驟和明確注意事項等內容，并要求學生在觀看教學視頻的基礎上進行虛擬仿真實驗操作練習。學生通過線上學習完成預習任務，并在平臺上提交預習報告，同時完成

|科教導刊

在線測試題，教師根據學生的完成情況給予點評，并及時反饋給學生個人。

線下實驗操作階段，學生帶著線上學習的知識和疑問進入實驗室進行實際操作，教師在實驗過程中注意現場操作的規范性指導，及時糾正學生的操作錯誤，解答學生的問題。學生需將虛擬仿真實驗中學習到的操作，熟練應用到現場實驗中，提高實驗操作的準確性和規范性。例如，在進行“血糖測定\"實驗時，學生可以對比虛擬仿真實驗和實際實驗中試劑的添加量、反應時間等參數，加深對實驗的理解。在“維生素C的提取和含量測定\"中，不同組之間通過多種水果的對比實驗，了解不同水果的維生素C含量不同，不同成熟期的含量也不同，實驗讓學生有了具體的生活體驗。

線上復習與拓展階段，實驗結束后，學生及時完成實驗報告并在線上教學平臺提交，以便于教師進行批改和評價。同時，教師可以在平臺上發布相關的拓展學習資料，如實驗的應用案例、前沿研究進展等，引導學生進行深入學習和思考。此外，教師還可組織學生開展線上討論活動，讓學生分享實驗過程中的經驗和體會，討論實驗中遇到的問題和解決方案，培養學生的創新思維和團隊合作精神。

2.2加強教學資源建設

① 搭建虛擬仿真實驗平臺和建設虛擬仿真項目。教師可選擇合適的虛擬仿真實驗軟件和平臺，根據生物化學實驗教學大綱，開發或引入涵蓋生物分子分離與純化、酶活性測定、物質代謝等多個實驗項目的虛擬仿真實驗。例如，建設蛋白質電泳實驗虛擬仿真項目，學生可以在虛擬環境中模擬樣品制備、加樣、電泳過程，觀察電泳結果并進行分析。教師應定期對虛擬仿真實驗進行優化和更新，確保其操作流程符合實際實驗要求，實驗現象和結果準確可靠。

② 整合和新建線上教學資源。學?？山ㄔO線上教學平臺，上傳生化實驗教學視頻、課件、實驗指導書、在線測試題等教學資源。教學視頻可以包括實驗原理的講解、演示實驗操作等內容，方便學生在課前進行預習和課后復習。例如，制作“核酸提取與鑒定”實驗的教學視頻，詳細介紹實驗原理、了解各種試劑的作用、每個操作步驟和注意事項。教師可積極利用線上教學平臺開展在線討論、答疑等活動，增強師生互動與交流。

③ 引入工廠參觀和見習單元。教師可根據生化實驗中的具體實驗操作單元，選取合適的工廠生產線，組織學生到車間進行參觀，了解詳細生產步驟，增強感性認識。如帶領學生到啤酒廠的檢驗室，詳細了解抽樣過程，酒精度測定和微生物鑒定等。在加強學生對知識理解的同時，也讓他們有機會了解生產實踐。

2.3建立全過程多元化評價體系，過程評價和結果評價相結合

實驗采用線上學習成績、實驗室課堂實驗操作成績和課后實驗報告成績相結合的多元化考核方式，關注對學生學習過程的評價，合理調整平時成績的比重。具體的考核內容如下（表1）。

該考核評價體系評價標準多元，能夠多維度考核學生的學習情況，更加全面客觀地評價學生的知識技能掌握程度，不但激發了學生的學習積極性和能動性，同時強化了對學生分析問題、解決問題能力的培養。在課程期末，組織學生進行教學反饋，對課程學習中的具體情況進行匯報，教師也可根據學生反映的問題進行解釋和反思，促進今后的課程改進。

2.4實驗教學內容的調整和重構

加大學生創新思維培養，合理降低驗證性實驗比例。驗證性實驗、綜合性實驗和探究性實驗是現今生物化學實驗教學體系的重要組成部分。驗證性實驗占據較大比例，而綜合性實驗、探究性實驗相對較少[。驗證性實驗主要是學生根據已設計好的實驗步驟完成實驗操作，驗證已知的實驗結果或規律，其作用是強化學生對實驗理論的認識，訓練學生的基礎實驗操作技能和數據處理方法。然而，這種實驗教學在實踐中暴露了弊端[。為改進生物化學實驗課程體系，滿足創新人才培養的需求，提高綜合性實驗、探究性實驗在教學體系中的比例十分必要。綜合性實驗涵蓋多項實驗技術，關聯多個知識點，考查學生對整個模塊的系統性認識和融會貫通能力，其教學目標更能體現對學生創新思維和科研能力的培養。

提高教學效率，調整實驗個別步驟順序。在生物化學實驗教學中，常出現實驗內容過多或中間等待時間過長導致學生無法在一節實驗課的時間內完成相應實驗步驟的現象。為提高實驗的完成度和成功率，以“聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗”為例，進行實驗的前后步驟調整。該實驗是本科生物化學實驗中的基礎性實驗，對于本科生學習基本的電泳操作技術十分重要。其實驗步驟主要包括制備凝膠、加樣、電泳、固定、染色、脫色，操作難度大、步驟煩瑣、耗時長，且起始步驟凝膠的制備耗時長、在本科生中的成功率不高，常常影響最后實驗的完成度[。為解決這一難題，教師對該實驗程序進行了調整，即由學生組成的興趣小組在課前完成凝膠的制備，制備成功的凝膠被用于課堂教學，學生在課堂上從點樣操作開始實驗，逐步完成之后的實驗流程后，再著手凝膠的制備，這其中制備成功的凝膠被用于下一個班級的實驗教學，這樣循環進行，既節省了凝膠制備后學生的等待時間，又提高了實驗的成功率和學生的完成度，讓每個學生都能完整地進行一遍實驗流程，真正學到實驗操作技能。聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗課程教改前后教學效果評估指標如下（表2）：

3教學改革實踐效果與反思

多種模式的生化實驗教學改革取得了顯著的成效。教學資源利用效率提高，通過虛擬仿真項目的練習，學生在實際實驗中的錯誤操作減少，不但降低了實驗設備的損壞率，也減少了實驗材料浪費。在學習中，學生在虛擬環境中可以進行多次實驗操作練習，保證了實驗設備和材料的利用率。學生學習效果也有了大幅度提升，通過線上預習和虛擬仿真實驗的操作練習，學生在進入實驗室之前對實驗原理和操作步驟已有了更深入的理解，能夠更好地掌握實驗技能。在期末考試中，發現學生對生物化學實驗相關知識的掌握程度明顯提高，成績分布更加合理。

然而，實驗課程中仍存在一些問題，如部分學生參與度不高，有些虛擬仿真實驗項目與實際實驗的銜接不夠緊密，部分教師的信息化教學能力有待提高。今后需加強學生學習引導和監督，優化虛擬仿真實驗與實際實驗的銜接，加強培訓教師的信息化教學能力，采取老帶新和傳幫帶的模式，促進年輕教師的成長。

4結語

傳統的生物化學實驗課程體系，難以滿足新時代對創新人才的需求。本文通過總結既往研究經驗、革新教學方法，從多維度重構了生物化學實驗課程體系，旨在為實驗課程教學改革和新時代人才培養提供新思路，也為相關教師開展生化實驗課程授課提供借鑒。

★基金項目：教育部產學合作協同育人項目“產教融合下的生物學實踐基地條件建設\"（230804643215642）。

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