導(dǎo)語：以創(chuàng)新和就業(yè)為導(dǎo)向生物化學(xué)實驗改革一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：“生物化學(xué)實驗”是生命科學(xué)各專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程之一。結(jié)合生物類專業(yè)就業(yè)形勢和我院生化實驗教學(xué)中的實際問題，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)體系三個方面嘗試教學(xué)改革。通過改革與實踐，實驗課程內(nèi)容更貼近實際應(yīng)用，教學(xué)方法更有效地提高學(xué)生分析和解決問題的能力，教學(xué)體系更加系統(tǒng)完善。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)，實驗教學(xué)，教學(xué)改革，實踐

1精選課程內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容和課程體系是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，對教學(xué)內(nèi)容的改革與實踐往往可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，有利于學(xué)生對學(xué)科前沿的了解，拓寬學(xué)生的知識面，從而提高實驗教學(xué)效果。因此對教學(xué)內(nèi)容的改革往往是教學(xué)改革的核心和關(guān)鍵。在以就業(yè)為導(dǎo)向的思路之下，利用有限的課時使學(xué)生掌握生物大分子的分離和鑒定等基本的實驗內(nèi)容，使學(xué)生適應(yīng)千變?nèi)f化的生產(chǎn)實踐，在我校生命科學(xué)學(xué)院調(diào)整新的教學(xué)計劃的前提下，堅持“少而精、寬基礎(chǔ)”的教學(xué)理念，對教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整。主要體現(xiàn)在3個方面。

1.1調(diào)整實驗項目各類型所占比例

首先，將過去的生物化學(xué)實驗項目各類型所占比例進行調(diào)整。精練傳統(tǒng)基礎(chǔ)驗證性實驗項目，對其教學(xué)學(xué)時比例適當(dāng)縮減，增加凸顯應(yīng)用性的綜合性實驗學(xué)時比例，把基礎(chǔ)驗證性實驗穿插其中，使學(xué)生既學(xué)習(xí)基本理論和基本原理，又掌握了以應(yīng)用性為主的實驗技能。比如開設(shè)“α-淀粉酶的分離純化、鑒定和Km、Vmax的測定”等綜合性大實驗，就能把傳統(tǒng)基礎(chǔ)驗證性實驗的酶活力測定、小分子混合物的離子交換柱層析分離、聚丙烯酰胺凝膠電泳分離血清蛋白，以及酶促反應(yīng)米氏常數(shù)Km和最大反應(yīng)速度Vmax的測定等綜合起來，形成一個有機模塊，讓學(xué)生更能系統(tǒng)地掌握主要技術(shù)和技能。

1.2精心編排實驗教學(xué)內(nèi)容

其次，將其他課程研究共性的規(guī)律提煉出來，按照生物技術(shù)發(fā)展應(yīng)用規(guī)律的主線來編排教學(xué)內(nèi)容。對一些學(xué)科交叉及多門課都重復(fù)講授的內(nèi)容或?qū)嶒?，要與講授相關(guān)課程的老師認真討論，確定該內(nèi)容在哪一學(xué)期、哪門課程中進行了講解。例如，DNA提取的一些內(nèi)容不僅在生物化學(xué)實驗中，在“微生物學(xué)”和“基因工程”等課程中也會講到。通過與這些課程的老師溝通就可以對內(nèi)容進行簡化，重點訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)性的歸納能力，不僅保證了授課知識的完整性，還可以提高教師上課的效率。在內(nèi)容上注重演示應(yīng)用領(lǐng)域的模塊技術(shù)操作，方便不同學(xué)科內(nèi)容的銜接。這樣的主線編排有利于學(xué)生完整地認識和掌握生物化學(xué)實驗核心技術(shù)的系統(tǒng)理論和方案，突出學(xué)科的特點。

1.3注重實驗內(nèi)容的拓展性

在具體的生物化學(xué)實驗授課時，精選典型實驗方案，在保留、強調(diào)傳統(tǒng)實驗教學(xué)基礎(chǔ)上，重點引入基因工程、儀器分析、免疫學(xué)技術(shù)等的實驗技術(shù)，以拓展學(xué)生的視野，完善其知識面。在教學(xué)內(nèi)容上進行生物化學(xué)實驗基本原理和實驗技術(shù)單元操作訓(xùn)練的強化，再精選案例進行分析。這樣安排后，學(xué)生在掌握生物學(xué)基本原理的基礎(chǔ)上能對生物技術(shù)中的實踐問題與生物學(xué)基礎(chǔ)有較深入的認識，并了解整個生物學(xué)實驗技術(shù)的特點及共性；同時對目前蓬勃發(fā)展的生物工程產(chǎn)品的研究、開發(fā)和生產(chǎn)，以及有關(guān)交叉學(xué)科的前沿技術(shù)在生物化學(xué)試驗中的應(yīng)用也有一定的了解，有利于學(xué)生從整體觀念出發(fā)分析問題，提高實際操作能力和創(chuàng)新能力。做到“既贈魚，更授漁”，在打好理論基礎(chǔ)后，以不變應(yīng)萬變，在工作時具體到某種生物產(chǎn)品的生產(chǎn)時能很快抓住生產(chǎn)技術(shù)的主線與特點，對高新生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)不陌生、不怯場，做到學(xué)以致用。

2改革教學(xué)方法

2.1建立具有形象思維和創(chuàng)新思維特征的教學(xué)方法與教學(xué)手段

生物化學(xué)實驗是生命科學(xué)與實驗技術(shù)的結(jié)合，如何把抽象的生物化學(xué)反應(yīng)形象生動地表現(xiàn)出來，是教學(xué)的一個努力方向。依據(jù)形象思維教學(xué)法的宗旨，主要利用多媒體教學(xué)使教學(xué)變得形象、直觀、逼真，強調(diào)理論與實驗同步進行。比如在演示技術(shù)流程的控制及其動態(tài)效果時，配合網(wǎng)絡(luò)資源中的幻燈片或視頻動畫等多媒體形式的演示來說明講解所要掌握的知識；在練習(xí)實驗控制及實驗操作時，讓學(xué)生觀看實驗錄像來理解控制的原理和方法。例如“SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量”實驗教學(xué)中，如果依靠傳統(tǒng)的講解來授課，不但要花費較多的時間去講解分離膠和濃縮膠的配制和灌膠過程，還要結(jié)合原理解釋分離效應(yīng)和濃縮效應(yīng)，而往往學(xué)生還是容易操作出錯。這些內(nèi)容瑣細枯燥，很難快速理解，但是如果采用生動形象的FLASH動畫來展示這一重要過程，學(xué)生就能帶著畫面感快速進入實驗狀態(tài)。通過類似這樣的形象思維教學(xué)方法和手段，學(xué)生能獲得豐富直觀的生動材料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效果。

2.2強化課程論文在教學(xué)中的作用

課程論文要求學(xué)生通過自學(xué)（包括自查文獻資料、自我分析總結(jié)、自我敘述）獲得知識，作為一種教學(xué)輔助方式在研究生階段使用得較普遍，本科階段較少采用，它要求學(xué)生有較強的自學(xué)能力以及組織能力。在某些實驗?zāi)K結(jié)束后，教師要求學(xué)生就此模塊的相關(guān)實驗技術(shù)寫一篇課程論文。如在醋酸纖維薄膜電泳法分離血清蛋白質(zhì)實驗和聚丙烯酰胺凝膠圓盤電泳法分離血清蛋白質(zhì)實驗結(jié)束后，教師要求學(xué)生對電泳分離技術(shù)的應(yīng)用作更深入的學(xué)習(xí)了解，把電泳技術(shù)的發(fā)展歷程、各類型電泳技術(shù)的優(yōu)缺點和當(dāng)前最新的發(fā)展形勢做一個調(diào)查研究論文，然后在課堂上進行報告交流。這種方法使學(xué)生在消化鞏固課堂講授內(nèi)容的同時，拓寬了本門課程的知識面，加強對課程前沿內(nèi)容的了解，有利于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力及獨立思考和解決問題的能力，提高了學(xué)生的文字綜合能力及表達能力。

3建設(shè)突出技術(shù)應(yīng)用模式的多層次實驗教學(xué)體系

生物化學(xué)實驗實踐性很強，學(xué)生應(yīng)具備較強的實踐動手能力，為將來參與到行業(yè)日益劇烈的人才競爭中打下良好的基礎(chǔ)。實驗課程作為生命科學(xué)教學(xué)的重要部分，一直是課程建設(shè)的重點。目前，我院已建立湖北省生物資源綠色轉(zhuǎn)化協(xié)同創(chuàng)新中心，隨著資源配置的優(yōu)化，設(shè)施和功能不斷齊全，實驗設(shè)施將充分滿足實驗教學(xué)和科研的需要。在良好的硬件設(shè)備的支持下，生物化學(xué)實驗教學(xué)體系會向應(yīng)用方向側(cè)重發(fā)展，有關(guān)教學(xué)內(nèi)容也將與生產(chǎn)技術(shù)的原理和模型相結(jié)合。

3.1多層次的實驗教學(xué)體系的建立

對照實驗教材以及教學(xué)大綱要求，將生物化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)驗證性實驗、綜合設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新性實驗三大模塊，旨在建立一個既突出專業(yè)特點，又能逐步提高學(xué)生基本實驗技能及綜合創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)體系。

3.1.1基礎(chǔ)驗證性實驗

在組織實驗內(nèi)容時，我們緊扣理論課教學(xué)大綱的一條主線，改變過去實驗課程以獨立、分散和驗證性、示范性實驗為主的課程設(shè)置思想，根據(jù)我校實驗設(shè)施，突出蛋白質(zhì)、糖類和核酸類等分離純化及實際應(yīng)用的實驗。將生物化學(xué)實驗整合成生物大分子分離、產(chǎn)物純化分析、理化性質(zhì)鑒定、檢測技術(shù)和生產(chǎn)應(yīng)用分析5大單元模塊，與理論課程同步開設(shè)，內(nèi)容上以實驗室實驗技術(shù)為引導(dǎo)，模擬實際應(yīng)用流程安排一條龍式的連續(xù)性和實踐性實驗作為實驗教學(xué)的基本環(huán)節(jié)。利用實驗室設(shè)備配置，針對以后實際科研和生產(chǎn)中可能要用到的基本實驗技能，在實驗教案編排中按技術(shù)難易程度分別設(shè)計相應(yīng)實驗內(nèi)容，在實驗中通過學(xué)生的摸索與實驗，掌握和熟悉各種常用儀器設(shè)備的使用和分析，突出學(xué)生綜合技能訓(xùn)練和專業(yè)技能培訓(xùn)，有利于他們畢業(yè)后適應(yīng)工作或科研的新環(huán)境。

3.1.2綜合設(shè)計性實驗

綜合設(shè)計實驗是指具有綜合性并帶有一定設(shè)計性的大實驗，是實驗教學(xué)的提高環(huán)節(jié)。實驗內(nèi)容涵蓋各類生物大分子的檢測和分析，教師可鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的興趣及愛好自由選擇其中部分內(nèi)容，從而調(diào)動學(xué)生參與實驗的積極性。上課前，實驗項目主題由指導(dǎo)老師給出，設(shè)計性實驗遵循“循序漸進”原則，要注重實效和可操作性。在基礎(chǔ)實驗學(xué)生熟悉了實驗室設(shè)備的基礎(chǔ)上，初步的實驗方案由學(xué)生按實驗條件自己設(shè)計，然后與其他同學(xué)或老師進行討論和修改，再根據(jù)修改后的實驗方案進行實驗。指導(dǎo)教師主要對學(xué)生實驗小組的實驗設(shè)計環(huán)節(jié)進行指導(dǎo)，不過多介入具體實驗過程。實驗結(jié)束后，各小組上交設(shè)計實驗報告并進行講評。通過開設(shè)涵蓋主流生產(chǎn)技術(shù)并帶有探索性的綜合實驗，使學(xué)生學(xué)習(xí)通過實驗設(shè)計進行生物物質(zhì)的提取等技術(shù)，提高學(xué)生的實際操作能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和嚴謹治學(xué)態(tài)度。

3.1.3研究創(chuàng)新性實驗

通過基礎(chǔ)驗證實驗和綜合設(shè)計實驗的訓(xùn)練，學(xué)生有了一定實驗技能和實驗設(shè)計思路，研究創(chuàng)新實驗可以以“微課題”形式開展。將科研項目中某一部分與生物化學(xué)實驗技術(shù)有關(guān)的結(jié)合起來，設(shè)計成“微課題”，并聘請該項目參與人來組織實驗。這種從單一的基礎(chǔ)實驗向綜合研究實驗轉(zhuǎn)變的探索教學(xué)方式不但提高了學(xué)生的基本實驗技能，也激發(fā)了學(xué)生對學(xué)習(xí)知識和科學(xué)研究的熱情，能培養(yǎng)出應(yīng)用型的生物學(xué)人才。

3.2建設(shè)實驗教學(xué)視頻，引入虛擬仿真教學(xué)

隨著多媒體技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，教學(xué)觀念和教學(xué)手段也隨之改變。建設(shè)一部分實驗教學(xué)視頻，在課前讓學(xué)生學(xué)習(xí)，可以激發(fā)學(xué)生的實驗積極性，提高教師的講授和示范效率，提高實驗教學(xué)效果。實驗視頻建設(shè)主要注重兩個方面：一是生物化學(xué)基礎(chǔ)技能操作，如紫外可見分光光度計、旋光儀等儀器操作；二是部分實驗的關(guān)鍵步驟，如醋酸纖維薄膜電泳法分離血清蛋白質(zhì)實驗中的點樣，以及聚丙烯酰胺凝膠圓盤電泳法分離血清蛋白質(zhì)實驗中的制膠、灌膠和上樣操作。這些基本實驗技能操作通過視頻演示出來，調(diào)動了學(xué)生的積極性，教學(xué)效果也事半功倍。部分實驗的開設(shè)與否通常受到客觀因素限制，如實驗成本高、儀器昂貴、安全隱患等。虛擬仿真實驗采用信息化技術(shù)，構(gòu)建逼真的實驗環(huán)境，能突破實體實驗的限制而大放異彩，如：生命微觀動態(tài)過程的探索（DNA與其他生物大分子間相互作用觀察等）借助虛擬仿真可以很好的展現(xiàn)出來；對于需要昂貴儀器的實驗項目，利用虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)會更加經(jīng)濟；對于存在安全隱患的實驗項目，虛擬仿真能保障實驗過程安全環(huán)保。虛擬仿真技術(shù)作為實驗工具逐漸成為實驗教學(xué)的新手段和新趨勢。

3.3編寫體現(xiàn)教學(xué)特點的實驗教案

生物化學(xué)實驗是綜合性較強的實驗，與其他實驗學(xué)科交叉性較大，由于實驗課時的限制，學(xué)生不能在有限的學(xué)時內(nèi)完成所有基本實驗，因此，有必要形成新的實驗體系，整合課程間交叉點，在有限的時間內(nèi)盡可能使學(xué)生掌握更多的實驗技能。鑒于實驗教案應(yīng)用性不足，教師在教學(xué)改革與實踐當(dāng)中逐漸完善就業(yè)導(dǎo)向的實驗體系，編寫適當(dāng)?shù)膶嶒灲贪浮?/p>

4實驗教學(xué)改革的效果

將新的改革措施引入教學(xué)后，我們發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方式非常符合學(xué)生的求知欲望。連續(xù)開展兩年多以來，經(jīng)過不斷完善，備受學(xué)生歡迎，學(xué)生的實驗技能得到了提高，綜合素質(zhì)明顯增強，取得了非常好的教學(xué)效果：①改變了過去單一枯燥的照搬教材教學(xué)方式，實驗內(nèi)容從驗證性基礎(chǔ)實驗占大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)驗證、綜合設(shè)計和研究創(chuàng)新三類所占比例相當(dāng)，提高了學(xué)生的實驗興趣和鉆研精神；②新的教學(xué)體系的設(shè)計由淺入深、循序漸進，引導(dǎo)學(xué)生形成獨立思考、分析解決問題的科研素質(zhì)；③學(xué)生的實驗動手技能獲得了提升，科研能力也不斷提高。通過實驗室開放期間的實驗訓(xùn)練，一些學(xué)生獲得了不錯的成績。如2013級生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)班的馬瑞同學(xué)在第四屆湖北省高校大學(xué)生生物實驗技能大賽中榮獲單項賽一等獎；2015級生物技術(shù)班饒巧同學(xué)在實驗實訓(xùn)教學(xué)中心舉辦的實驗操作技能競賽中獲得二等獎；2016級生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)班吳雨薇同學(xué)的《結(jié)核菌素純蛋白衍生物PPD皮試新技術(shù)》在我院第三屆本科生BIOSKY科研論壇上榮獲一等獎。

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作者:程志德 喻雪婧 陳凡 楊艷燕 李順意 單位:湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院