以創(chuàng)新和就業(yè)為導(dǎo)向生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革

導(dǎo)語(yǔ)：以創(chuàng)新和就業(yè)為導(dǎo)向生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)”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(shì)和我院生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)體系三個(gè)方面嘗試教學(xué)改革。通過(guò)改革與實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容更貼近實(shí)際應(yīng)用，教學(xué)方法更有效地提高學(xué)生分析和解決問(wèn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)改革，實(shí)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(duì)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)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(duì)學(xué)科前沿的了解，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此對(duì)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(shí)使學(xué)生掌握生物大分子的分離和鑒定等基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生適應(yīng)千變?nèi)f化的生產(chǎn)實(shí)踐，在我校生命科學(xué)學(xué)院調(diào)整新的教學(xué)計(jì)劃的前提下，堅(jiān)持“少而精、寬基礎(chǔ)”的教學(xué)理念，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。

1.1調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目各類型所占比例

首先，將過(guò)去的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目各類型所占比例進(jìn)行調(diào)整。精練傳統(tǒng)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)其教學(xué)學(xué)時(shí)比例適當(dāng)縮減，增加凸顯應(yīng)用性的綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比例，把基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)技能。比如開設(shè)“α-淀粉酶的分離純化、鑒定和Km、Vmax的測(cè)定”等綜合性大實(shí)驗(yàn)，就能把傳統(tǒng)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的酶活力測(cè)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(cè)定等綜合起來(lái)，形成一個(gè)有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(lái)，按照生物技術(shù)發(fā)展應(yīng)用規(guī)律的主線來(lái)編排教學(xué)內(nèi)容。對(duì)一些學(xué)科交叉及多門課都重復(fù)講授的內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)，要與講授相關(guān)課程的老師認(rèn)真討論，確定該內(nèi)容在哪一學(xué)期、哪門課程中進(jìn)行了講解。例如，DNA提取的一些內(nèi)容不僅在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，在“微生物學(xué)”和“基因工程”等課程中也會(huì)講到。通過(guò)與這些課程的老師溝通就可以對(duì)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化，重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)性的歸納能力，不僅保證了授課知識(shí)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(rèn)識(shí)和掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)核心技術(shù)的系統(tǒng)理論和方案，突出學(xué)科的特點(diǎn)。

1.3注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的拓展性

在具體的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)授課時(shí)，精選典型實(shí)驗(yàn)方案，在保留、強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)引入基因工程、儀器分析、免疫學(xué)技術(shù)等的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以拓展學(xué)生的視野，完善其知識(shí)面。在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)單元操作訓(xùn)練的強(qiáng)化，再精選案例進(jìn)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(duì)生物技術(shù)中的實(shí)踐問(wèn)題與生物學(xué)基礎(chǔ)有較深入的認(rèn)識(shí)，并了解整個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的特點(diǎn)及共性；同時(shí)對(duì)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(yàn)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(wèn)題，提高實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力。做到“既贈(zèng)魚，更授漁”，在打好理論基礎(chǔ)后，以不變應(yīng)萬(wàn)變，在工作時(shí)具體到某種生物產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)能很快抓住生產(chǎn)技術(shù)的主線與特點(diǎn)，對(duì)高新生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)不陌生、不怯場(chǎng)，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(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)與實(shí)驗(yàn)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(dòng)地表現(xiàn)出來(lái)，是教學(xué)的一個(gè)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(qiáng)調(diào)理論與實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行。比如在演示技術(shù)流程的控制及其動(dòng)態(tài)效果時(shí)，配合網(wǎng)絡(luò)資源中的幻燈片或視頻動(dòng)畫等多媒體形式的演示來(lái)說(shuō)明講解所要掌握的知識(shí)；在練習(xí)實(shí)驗(yàn)控制及實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，讓學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)錄像來(lái)理解控制的原理和方法。例如“SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果依靠傳統(tǒng)的講解來(lái)授課，不但要花費(fèi)較多的時(shí)間去講解分離膠和濃縮膠的配制和灌膠過(guò)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(cuò)。這些內(nèi)容瑣細(xì)枯燥，很難快速理解，但是如果采用生動(dòng)形象的FLASH動(dòng)畫來(lái)展示這一重要過(guò)程，學(xué)生就能帶著畫面感快速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。通過(guò)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(dòng)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(qiáng)化課程論文在教學(xué)中的作用

課程論文要求學(xué)生通過(guò)自學(xué)（包括自查文獻(xiàn)資料、自我分析總結(jié)、自我敘述）獲得知識(shí)，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(qiáng)的自學(xué)能力以及組織能力。在某些實(shí)驗(yàn)?zāi)K結(jié)束后，教師要求學(xué)生就此模塊的相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)和聚丙烯酰胺凝膠圓盤電泳法分離血清蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要求學(xué)生對(duì)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(diǎn)和當(dāng)前最新的發(fā)展形勢(shì)做一個(gè)調(diào)查研究論文，然后在課堂上進(jìn)行報(bào)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(shí)，拓寬了本門課程的知識(shí)面，加強(qiáng)對(duì)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(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生的文字綜合能力及表達(dá)能力。

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

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐性很強(qiáng)，學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，為將來(lái)參與到行業(yè)日益劇烈的人才競(jìng)爭(zhēng)中打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。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(shí)驗(yàn)設(shè)施將充分滿足實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系會(huì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立

對(duì)照實(shí)驗(yàn)教材以及教學(xué)大綱要求，將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)三大模塊，旨在建立一個(gè)既突出專業(yè)特點(diǎn)，又能逐步提高學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能及綜合創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

3.1.1基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

在組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，我們緊扣理論課教學(xué)大綱的一條主線，改變過(guò)去實(shí)驗(yàn)課程以獨(dú)立、分散和驗(yàn)證性、示范性實(shí)驗(yàn)為主的課程設(shè)置思想，根據(jù)我校實(shí)驗(yàn)設(shè)施，突出蛋白質(zhì)、糖類和核酸類等分離純化及實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)。將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(cè)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(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)技術(shù)為引導(dǎo)，模擬實(shí)際應(yīng)用流程安排一條龍式的連續(xù)性和實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本環(huán)節(jié)。利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配置，針對(duì)以后實(shí)際科研和生產(chǎn)中可能要用到的基本實(shí)驗(yàn)技能，在實(shí)驗(yàn)教案編排中按技術(shù)難易程度分別設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)學(xué)生的摸索與實(shí)驗(yàn)，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(jì)性實(shí)驗(yàn)

綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是指具有綜合性并帶有一定設(shè)計(jì)性的大實(shí)驗(yàn)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的提高環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋各類生物大分子的檢測(cè)和分析，教師可鼓勵(lì)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(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。上課前，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主題由指導(dǎo)老師給出，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)遵循“循序漸進(jìn)”原則，要注重實(shí)效和可操作性。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)生熟悉了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的基礎(chǔ)上，初步的實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生按實(shí)驗(yàn)條件自己設(shè)計(jì)，然后與其他同學(xué)或老師進(jìn)行討論和修改，再根據(jù)修改后的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)教師主要對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo)，不過(guò)多介入具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各小組上交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行講評(píng)。通過(guò)開設(shè)涵蓋主流生產(chǎn)技術(shù)并帶有探索性的綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行生物物質(zhì)的提取等技術(shù)，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度。

3.1.3研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

通過(guò)基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生有了一定實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可以以“微課題”形式開展。將科研項(xiàng)目中某一部分與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)有關(guān)的結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)成“微課題”，并聘請(qǐng)?jiān)擁?xiàng)目參與人來(lái)組織實(shí)驗(yàn)。這種從單一的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)向綜合研究實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變的探索教學(xué)方式不但提高了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，也激發(fā)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)積極性，提高教師的講授和示范效率，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)視頻建設(shè)主要注重兩個(gè)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(jì)、旋光儀等儀器操作；二是部分實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中的點(diǎn)樣，以及聚丙烯酰胺凝膠圓盤電泳法分離血清蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的制膠、灌膠和上樣操作。這些基本實(shí)驗(yàn)技能操作通過(guò)視頻演示出來(lái)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，教學(xué)效果也事半功倍。部分實(shí)驗(yàn)的開設(shè)與否通常受到客觀因素限制，如實(shí)驗(yàn)成本高、儀器昂貴、安全隱患等。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)采用信息化技術(shù)，構(gòu)建逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能突破實(shí)體實(shí)驗(yàn)的限制而大放異彩，如：生命微觀動(dòng)態(tài)過(guò)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(lái)；對(duì)于需要昂貴儀器的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利用虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)會(huì)更加經(jīng)濟(jì)；對(duì)于存在安全隱患的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，虛擬仿真能保障實(shí)驗(yàn)過(guò)程安全環(huán)保。虛擬仿真技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)工具逐漸成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新手段和新趨勢(shì)。

3.3編寫體現(xiàn)教學(xué)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教案

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，與其他實(shí)驗(yàn)學(xué)科交叉性較大，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制，學(xué)生不能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成所有基本實(shí)驗(yàn)，因此，有必要形成新的實(shí)驗(yàn)體系，整合課程間交叉點(diǎn)，在有限的時(shí)間內(nèi)盡可能使學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能。鑒于實(shí)驗(yàn)教案應(yīng)用性不足，教師在教學(xué)改革與實(shí)踐當(dāng)中逐漸完善就業(yè)導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)體系，編寫適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教案。

4實(shí)驗(yàn)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(lái)，經(jīng)過(guò)不斷完善，備受學(xué)生歡迎，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能得到了提高，綜合素質(zhì)明顯增強(qiáng)，取得了非常好的教學(xué)效果：①改變了過(guò)去單一枯燥的照搬教材教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)驗(yàn)證、綜合設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新三類所占比例相當(dāng)，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和鉆研精神；②新的教學(xué)體系的設(shè)計(jì)由淺入深、循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生形成獨(dú)立思考、分析解決問(wèn)題的科研素質(zhì)；③學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手技能獲得了提升，科研能力也不斷提高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室開放期間的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，一些學(xué)生獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。如2013級(jí)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(shí)驗(yàn)技能大賽中榮獲單項(xiàng)賽一等獎(jiǎng)；2015級(jí)生物技術(shù)班饒巧同學(xué)在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中心舉辦的實(shí)驗(yàn)操作技能競(jìng)賽中獲得二等獎(jiǎng)；2016級(jí)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(jiǎng)。

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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