生物化學(xué)實驗教學(xué)改革措施

時間:2022-07-08 09:50:12

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摘要:我國發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要途徑就是要有一大批掌握現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)知識,立志獻(xiàn)身農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新人才,在此過程中需要高校應(yīng)用型農(nóng)科人才的供給。在此背景下,人才培養(yǎng)中相關(guān)實驗課程改革顯得尤為重要。生物化學(xué)實驗作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在長期發(fā)展中尚存在缺乏綜合性和探索性實驗設(shè)計,以及內(nèi)容缺乏特色針對性和前沿性等問題,亟須在教學(xué)內(nèi)容和方法上進(jìn)行改革。本文通過剖析應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式以及高校(院校)農(nóng)科(農(nóng)學(xué))教育的相關(guān)研究,針對應(yīng)用型農(nóng)科人才培養(yǎng),梳理生物化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的普遍問題,提出適宜的解決辦法,充分發(fā)揮本課程在農(nóng)科人才培養(yǎng)中的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型;農(nóng)科人才;生物化學(xué)實驗;教學(xué)改革

我國農(nóng)業(yè)經(jīng)過多年的改革與發(fā)展,已邁入了嶄新的歷史階段,但依然面臨著很多嚴(yán)峻考驗。解決諸多問題的重要途徑就是要有一大批掌握現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)知識,立志獻(xiàn)身農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新人才。高校開設(shè)的生物化學(xué)實驗作為生物化學(xué)課程的專業(yè)實驗課,對整個教學(xué)體系的銜接起著重要作用,從應(yīng)用型農(nóng)科人才培養(yǎng)的角度出發(fā),其存在多方面值得完善和豐富的空間。

1應(yīng)用型農(nóng)科人才培養(yǎng)研究

1.1關(guān)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究

國內(nèi)關(guān)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的相關(guān)文獻(xiàn),通過中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)CNKI上對主題為“應(yīng)用型人才培養(yǎng)”進(jìn)行檢索(截止日期2019年9月7日),共檢索出40545條記錄。針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,我國從20世紀(jì)80年代后開始就有學(xué)者開展大量相應(yīng)研究。2000年以前,僅有122篇;2001-2005年之間,累計781篇;2006-2010年之間,累計達(dá)5733篇;而后逐年遞增,2016年以后,每年研究論文均超過5000篇(表2)。國內(nèi)學(xué)者大多從多種學(xué)科角度,圍繞人才培養(yǎng)、校企合作、課程體系、教學(xué)改革等方面展開。研究對象層次一般集中于地方高校、民辦高校、獨立學(xué)院和職業(yè)院校等。

1.2關(guān)于高校(院校)農(nóng)科(農(nóng)學(xué))教育的研究

國內(nèi)關(guān)于高校農(nóng)科教育的相關(guān)文獻(xiàn),通過中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)CNKI上對主題為“高校(院校)農(nóng)科(農(nóng)學(xué))”進(jìn)行檢索(截止日期2019年9月7日),共檢索出58條記錄。通過對論文數(shù)量、來源、發(fā)表年代、研究主題等進(jìn)行統(tǒng)計分析,從而了解國內(nèi)對地方高校農(nóng)科教育的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。針對地方高校農(nóng)科教育的研究,在我國并不多見。從2010年以后開始有學(xué)者開展相應(yīng)研究,這比始于80年代的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式推遲了近30年。國內(nèi)學(xué)者多數(shù)從學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)體系、課程設(shè)置、教師隊伍構(gòu)建[9]等角度展開。人才培養(yǎng)模式則集中于復(fù)合式、開放式創(chuàng)新式等。研究層次集中于基礎(chǔ)研究和行業(yè)指導(dǎo)。研究對象層次依然集中于民辦高校、獨立學(xué)院和職業(yè)院校等,關(guān)于??茖哟温殬I(yè)技術(shù)教育高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)的理論與實踐研究較為活躍。

2生物化學(xué)實驗教學(xué)改革問題

針對生物化學(xué)實驗課程,國內(nèi)已有多所高校啟動了相關(guān)教學(xué)改革研究。南京大學(xué)組建了專門的教研組制作慕課,并采用不同類型(包括半開放、全開放和探索型)的“自主開放性實驗”作為期末考核的手段;學(xué)生根據(jù)自主實驗的選題,錄制課程微視頻進(jìn)行比賽。文紅波等根據(jù)PBL教學(xué)法,在醫(yī)學(xué)本科生生物化學(xué)實驗教學(xué)過程中探討具體的設(shè)計和實施辦法,提出應(yīng)發(fā)揮實驗課區(qū)別于理論課教學(xué)的優(yōu)勢,即能夠充分調(diào)動學(xué)生的自主創(chuàng)造性,以小組為單位,提出問題,設(shè)計方案,解決問題。目前針對應(yīng)用型農(nóng)科人才培養(yǎng),在生物化學(xué)實驗教學(xué)方面,尚鮮有相關(guān)教學(xué)改革研究作為支撐。目前生物化學(xué)實驗教學(xué)普遍存在某些客觀問題,如包括移液槍在內(nèi)的教學(xué)儀器不足、學(xué)時數(shù)偏少,學(xué)分偏低導(dǎo)致的教師疲于準(zhǔn)備以及學(xué)生機(jī)械操作等。然而就應(yīng)用型農(nóng)科人才培養(yǎng)來講,更重要的是生物化學(xué)實驗教學(xué)尚存在缺乏綜合性和探索性實驗設(shè)計,以及內(nèi)容缺乏特色針對性和前沿性等問題。(1)首先,基本滿足基礎(chǔ)性實驗需求,而跨課程綜合性實驗涉獵偏少。綜合性實驗是在實驗過程中綜合多種實驗技術(shù)和相關(guān)課程內(nèi)容。以遵義師范學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)科技學(xué)院為例,生物化學(xué)實驗課程授課對象為植物科學(xué)、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境和生物科學(xué)專業(yè)本科生,共計32課時;課程大綱安排實驗項目包括還原糖的測定——3,5-二硝基水楊酸比色法、蛋白質(zhì)的性質(zhì)、酪蛋白的制備、酵母核糖核酸的分離及組分鑒定、甲醛滴定法測定氨基氮、維生素C的定量測定、酶的特性、小麥萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較、脂肪酸的β-氧化、血液中轉(zhuǎn)氨酶活力的測定。普遍為基礎(chǔ)性實驗,尚缺少跨課程綜合性實驗。(2)其次,大部分教學(xué)內(nèi)容以驗證性實驗為主,啟發(fā)性和探索性不夠。通常是教師先講解實驗?zāi)康暮驮恚瑢W(xué)生按步驟操作,得到相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析。此種模式雖然能夠通過學(xué)生自主動手,觀察實驗現(xiàn)象,達(dá)到對基礎(chǔ)知識的掌握,但學(xué)生只是按部就班地完成任務(wù),尚缺乏學(xué)生獨立思考、設(shè)計環(huán)節(jié),難以取得良好效果。(3)再次,實驗設(shè)計的特色針對性有待提高。就應(yīng)用型農(nóng)科人才培養(yǎng)來講,實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)定應(yīng)緊扣地方農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以貴州省為例,2018年以來貴州省踐行“來一場振興農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的深刻的產(chǎn)業(yè)革命”,大力發(fā)展茶葉、辣椒等十二大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)。而包括生物化學(xué)實驗在內(nèi)的實驗課程,在課程內(nèi)容和設(shè)計上,尚鮮有涉獵相關(guān)知識。(4)最后,課程涉獵內(nèi)容鮮有聯(lián)系科研前沿?zé)狳c。生物化學(xué)實驗內(nèi)容中有關(guān)酶的特性實驗依舊是采取不同溫度、pH值以及相關(guān)活化和抑制條件,探究酶的最適宜條件。然而,酶的性質(zhì)還與當(dāng)今農(nóng)業(yè)科學(xué)熱點問題,比如植物脅迫抗性、重金屬污染等內(nèi)容息息相關(guān),但在課程內(nèi)容設(shè)置上,迄今鮮有高校進(jìn)行謀劃設(shè)計,因此也難以體現(xiàn)本實驗課程的前沿特色。

3生物化學(xué)實驗教學(xué)改革措施

(1)在滿足基礎(chǔ)性實驗需求的基礎(chǔ)上,鼓勵跨課程綜合性實驗設(shè)計。例如,其中小麥萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較實驗項目中,需要對干燥小麥種子進(jìn)行催芽處理,培育幼苗,涉及植物生理學(xué)實驗相關(guān)知識。如果以綜合性實驗思想,指導(dǎo)學(xué)生自制實驗材料,將植物生理學(xué)相關(guān)知識融合到操作中,考慮谷物種子萌發(fā)所需適宜的溫度、水分、氣體等環(huán)境因子,定時觀察記錄種子變化,那么學(xué)生對本部分實驗就能夠有更加直觀印象和深刻的理解。(2)以啟發(fā)性和探索性為指導(dǎo),將部分驗證性實驗進(jìn)行重新設(shè)計。建立實驗共享平臺,建立開放機(jī)制,使學(xué)生利用課余時間完成大部分驗證性實驗和基礎(chǔ)性操作,充分利用課堂時間有計劃有組織的完成富有啟發(fā)性和探索性的實驗,通過結(jié)果和現(xiàn)象,消化理解原理;通過引發(fā)對相關(guān)實驗的思考,聯(lián)系理論課知識,深化對《生物化學(xué)》這門課程的宏觀認(rèn)識。以小麥萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較實驗項目為例,在融合植物生理學(xué)綜合性實驗的基礎(chǔ)上,除制備干燥種子和幼苗之外,加入制備煮沸后種子,指導(dǎo)學(xué)生先動手操作,通過比較三者的酶活力的大小,理解淀粉酶在種子不同狀態(tài)時的活力表現(xiàn),進(jìn)一步聯(lián)系酶的特性實驗項目,就能夠?qū)蓚€實驗的原理有貫通式的掌握。(3)提高實驗設(shè)計的特色針對性,實驗課程項目設(shè)計可緊扣地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以貴州省為例,如基于維生素C的定量測定實驗,可選取素有“維生素C之王”之稱的貴州刺梨作為實驗材料,對不同刺梨品種或不同加工環(huán)節(jié)的產(chǎn)品進(jìn)行比較。應(yīng)立足“產(chǎn)學(xué)研”合作基地,更好的聯(lián)結(jié)學(xué)校和產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)開展實驗教學(xué)。學(xué)生通過組建實驗團(tuán)隊,查閱相關(guān)資料,以特色作物作為研究對象,擬定題目并自主設(shè)計實驗內(nèi)容,指導(dǎo)教師對其實驗設(shè)計的新穎性和可行性進(jìn)行綜合評價。(4)聯(lián)系科研前沿?zé)狳c,設(shè)計課程內(nèi)容。以熱點問題之一的重金屬鎘脅迫為例,當(dāng)植物吸收富集土壤中的鎘達(dá)到一定程度后,將抑制多種酶的活性,進(jìn)而影響植物體內(nèi)正常的生理生化過程。近年來,研究者對植物耐鎘機(jī)理和調(diào)控途徑進(jìn)行了研究,如已發(fā)現(xiàn)番茄在鎘脅迫后會受到毒害,根部的AsA-GSH循環(huán)系統(tǒng)中抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)活性明顯降低??梢砸龑?dǎo)學(xué)生通過文獻(xiàn)查詢,把握科研熱點,獨立開展實驗設(shè)計,進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定,分析結(jié)果形成實驗結(jié)論。

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作者:關(guān)曉溪 徐曉舒 單位:遵義師范學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)科技學(xué)院