生物化學實驗如何培養學生創新能力

導語：生物化學實驗如何培養學生創新能力一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：生物化學實驗教學是一門實踐性非常強的內容，為切實有效地提升學生的創新能力，不斷優化學生的動手能力，應該積極有效地改進實驗教學方式。本文通過分析生物化學傳統實驗教學模式存在的問題，總結培養創新能力的意義，提出生物化學實驗教學改進的方向，培養創新能力的詳細路徑等幾個方面展開討論，為生物化學實驗教學的全面提升和進一步優化提出了建議。

關鍵詞：生物化學實驗教學；創新性實驗；創新能力

生物化學是一門研究生物體分子結構和功能、物質代謝與調節及其在生命活動中的作用的學科。21世紀是生命科學高速發展的時期，生物化學技術與理論已經滲透到與之相關的生命科學的各個領域，學生對該學科知識的掌握關系到其他學科的學習。為切實有效地提升學生的創新能力，教師應該注重結合生物化學的學科特征，積極開展培養學生創新能力的實驗。通過培養創新能力的實驗，引導學生將所學的內容積極應用到實驗過程中，切實有效地提升學生的實驗素養以及動手能力。

1傳統生物化學實驗教學模式的分析

生物化學作為一門實踐應用型學科，是當前醫學、生物學方向高等教育的重點學科。為深入全面推動該學科的發展以及創新，為不斷提升該學科的整體教學成效，教師應該注重生化實驗教學的不斷改進、不斷更新。但受傳統教學理念的影響和制約，教師在生物化學實驗教學中仍采用傳統的教學模式，這必然會在很大程度上影響和制約著實驗教學的整體成效與水平，也不利于提升學生的綜合能力。

1.1學生按照教師既定的實驗方案來完成實驗步驟

在生物化學實驗教學中，教師結合理論課程的內容提前設計實驗方案和步驟，嚴格督促學生按照既定的步驟來完成實驗。在這樣的生物化學實驗中，學生沒有真正參與整個實驗的設計，也沒有自主分析每個實驗步驟的原理，不熟悉所使用的實驗材料及實驗儀器設備等，而是在教師的引導下被動性地進行實驗。雖然學生能夠很好地完成實驗，并且獲得較為滿意的實驗結果，但這種相對被動的實驗操作流程，無法真正優化學生的實驗自主性，也無法有效地提升學生的實驗積極性。同時，在實驗過程中，教師并沒有給予學生一定的自主權，也沒有引導學生自行分析、解決、改進實驗過程中存在的問題以及不足，而是隨時指正學生的課堂操作錯誤以及實驗結果的不足，在很大程度上影響了學生的探索能力，也難以提升學生的創新能力[1]。

1.2以驗證性實驗為主，實驗內容缺乏拓展

在生物化學實驗教學過程中，為切實有效地提升以及優化學生的實驗能力，教師應該注重合理安排實驗內容，全面開展科學性實驗教學。但當前階段教師在引導學生進行實驗的過程中，更多的是以驗證性實驗為主，而且實驗內容也相對比較狹隘。比如教師引導學生利用教材中的實驗來開展驗證性實驗，目的在于引導學生掌握實驗的流程以及方法，明確實驗的步驟及思路，繼而更好地優化實驗教學，但這種驗證性實驗，無法真正激發學生的實驗思維能力。若驗證性實驗占據了主流，那么學生的實驗能力必將受到影響。學生只有真正參與實驗的探究過程中，才能從始至終來貫徹落實自身的主觀能動性，能夠更好地保障實驗成效，也能夠更好地提升實驗綜合能力。此外，在生物化學實驗教學過程中，由于每個小組的實驗任務是相同的，這無疑會影響學生對實驗的重視，甚至直接抄襲其他人的實驗結果，久而久之必將影響學生的實驗思維以及整體能力。

1.3學生課前預習不足，存在被動等靠心理

在生物化學實驗教學過程中，學生是關鍵的學習主體。因此，為了有效地提升學生的課前預習質量，也為了引導學生充分明確實驗的設計理念以及實驗方法，要求學生有一定的自主學習能力。但當前階段，生物化學實驗教學一般安排在低年級階段，對于低年級的大學生而言，他們在學習過程中，仍受高中階段學習方式的影響，使得他們在學習過程中明顯缺乏主動性和積極性。雖然教師布置了課前預習任務，但學生的課前預習質量無法得到保障，即便是開放性的實驗，他們也缺乏想象力，甚至直接搜索相關的實驗流程及方法，并沒有主動積極地思考。

2生物化學實驗教學中培養創新能力的意義

生物化學學科本身就蘊含著非常豐富的實驗內容，同時也具備較強的實踐特色。在生物化學實驗教學實踐中，按照課程大綱的要求，教師應該精準地、全面地把握課程特點，充分結合學生的知識特點，為有效鞏固學生的理論知識，更好地提升學生的實踐應用能力，根據實際情況開設創新性實驗，并最大程度展現其創新性實驗的實施成效，創新型實驗的開設對培養學生的創新能力具有非常重要的意義。

2.1創新性實驗提升學生的認知能力

通過開展創新性實驗，能夠在很大程度上提升以及優化學生的創造性思維，能夠進一步提升并夯實學生的認知能力。在生物化學實驗教學中學生是參與的主體，他們在學習以及實驗操作過程中，應該自主全面地結合所學內容，積極開展科學且高效化的生物化學實驗設計，自主開展實驗探究，自主建構實驗流程，自主完善實驗方案，高效優化并提升自身的實驗能力和整體素養。作為生物化學實驗教學的教師引導學生根據實際情況適當地開設開放性、綜合性、探究性、研究型的實驗情境，引導并鼓勵學生積極參與其中，更好地夯實學生的實驗素養以及整體認知水平[2-4]。

2.2創新性實驗優化學生知識應用能力

通過開展創新性實驗，能夠活躍學生的生物化學思維，引導他們積極開展實驗探索，更好地優化他們的知識應用能力。在傳統的生物化學實驗中，教師更多的是引導學生按照既定的實驗方案開展驗證性實驗。雖然在這樣的實驗條件下，也能夠提升并優化學生的實踐應用能力。但相對傳統且單一化的實驗開展方式，極容易限制學生的實驗思維，也難以優化學生的生物化學理論知識的實際應用能力。在實踐過程中，如果開展創新性實驗，學生自己進行實驗分析，精準把握實驗條件，有效梳理實驗過程，就能產生更好的實驗成效。未來社會對學生創新性能力的要求非常高，教師應該順應培養應用型人才的要求，積極設計創新性實驗，把創新性實驗切實融入常規教學中，為進一步優化學生的整體認知和素養打好基礎。

2.3創新性實驗滿足學生的需求

通過開展創新性實驗，能夠滿足不同學生的學習需求。生物化學是一門整體難度偏大的學科，具有較強的邏輯性和抽象性。部分學生在生物化學的學習及實驗過程中，極有可能面臨著較大的學習困難及壓力，這無疑會在很大程度上降低他們的學習積極性，也難以提升他們的主觀能動性。因此，教師在實驗教學過程中，應結合不同學生的水平差異及知識需求，精準地設計創新性生物化學實驗，巧妙地設計層次化的實驗任務，鼓勵和引導學生通過自主探究或者合作探索的方式來完成實驗內容。在這樣的實驗背景下，學生的實驗能力能夠得到有效地提升，學生的實踐素養也能夠得到合理的優化和促進，能夠進一步培育學生良好的思維習慣及創新能力。

3生物化學實驗教學中培養創新能力的改革方向

在生物化學實驗教學中，為充分全面地滿足培養應用型人才的要求，也為了更好地夯實學生的實踐素養及創新能力，教師應該精準地、全面地把握好生物化學實驗特征，積極明確實驗教學改革方向，切實有效地提升生物化學實驗教學的整體實效。

3.1制定合理的教學計劃

首先，教師與學生要經常進行溝通，根據本校學生實際情況和學生提出的合理建議，調整教學計劃，對一些驗證性實驗和基礎實驗加以精簡，不斷改進實驗方法，并增加設計性、綜合性、開放性、探究性實驗，全面體現學生的主體地位[2-4]。為確保創新性實驗的有序化開展，教師應該積極全面地構建科學教學計劃。在創新性實驗開展過程中，完整且規范化的教學計劃，是非常重要的立足點，是保障實驗教學工作有序開展的前提條件。教師先擬定題目，學生通過收集資料，查閱文獻，設計實驗方案，再與教師進行探討修正，確定全部實驗流程并具有可行性再進入實驗室，實驗過程中要求學生做好完整的實驗記錄，對實驗藥品、實驗條件、實驗過程中發現的問題、解決的方案、實驗結果等內容進行詳細記錄，為后續分析實驗數據及撰寫實驗報告做參考。

3.2制定精細化的實驗評分標準

在生物化學實驗教學過程中，為進一步夯實學生的實踐素養及創新能力，教師應該著重創新以及改革傳統的教學評價體系。在傳統的生物化學實驗教學中，教師可能更多采用相對統一的評判方式，以學生實驗結果的正確性、實驗方案的完整性、實驗過程的操作規范性等作為評價依據。這種相對閉合性的評價方式，極容易淡化學生的創造性。因此，在實踐過程中，教師應該卓有成效地變革以及創新生物化學實驗的評價方式和手段，積極采用高效且科學的多元化評價方式，力圖給予學生精準全面化的評價。比如根據實驗性質的不同，可以設計不同的評價體系，評價體系中可以包含老師的評價、學生自身的評價、各組學生互相評價等內容，并且各占一定的比例。評價時可以制定相應的實驗設計評價表（師評用、學生自評用、互評用）來進行評價。評價表里應該包括實驗題目的獨創性、前期準備是否充分、實驗思路是否清晰、實驗設計得是否合理、實驗結果是否正確等內容。通過改善評價體系引領學生更好地把握自身的發展特色及發揮自身的創新能力[5]。

3.3完善實驗條件給予學生一定的自主空間

在生物化學實驗教學中，為更好地推動創新性實驗的開展，應該積極主動地優化實驗室的軟硬件設施，為學生提供更好的實驗環境及平臺，這樣可以調動學生的積極性和主觀能動性。完善化的實驗條件，是創造性實驗有序開展的重要前提。為此，教師應該積極尋求學校的支持，科學全面地更新實驗室的器材及相關設施，積極創設良好的實驗環境，有效地滿足學生創新性實驗開展的需求。同時，在創新性實驗的開展過程中，教師還應該積極給予學生充分的自主權利和自主空間。比如在精準把關學生的實驗方案，全面優化實驗過程的安全管理的基礎上，教師可以鼓勵學生在課余時間，通過自主申請的方式來利用實驗室，或者借用實驗室的相關輔助設施等進行實驗。通過這樣開放化的環境，能夠滿足學生創新性實驗的開展需求，也能夠真正提升學生的整體實驗能力以及創新能力。

4生物化學實驗教學中開展創新性實驗的路徑

在生物化學實驗教學過程中，為有效地提升學生的實驗素養，為不斷提升學生的實驗操作能力，全方位培育學生的創造性思維，教師應該結合課程目標，結合學生的認知特點，行之有效地開展創新性實驗。在生物化學實驗教學過程中，創新性實驗能夠為學生給予充分的實驗自主權，也能夠進一步激活學生的積極性。在創新性實驗的開展過程中，教師應該有效增加設計性實驗、綜合性實驗、開放性實驗、探究性實驗的整體比重，引導學生自主積極地開展實驗設計，認真梳理實驗目的、實驗原理、實驗步驟以及實驗結果，并讓學生展開積極有效地思考、討論、分析、總結。

4.1以設計性實驗來優化學生的實驗設計能力

設計性實驗是指給定實驗目的、要求和提供實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。在生物化學的實驗教學過程中，設計性實驗的深入開展，能夠為學生提供廣泛的自主空間。在實驗過程中，實驗設計本身就是非常核心的環節，也是綜合考核學生思維能力及理論知識掌握程度的關鍵階段。學生只有對設計的實驗課程內容充分全面地掌握和理解，了解實驗方法和原理等整體的認知，才能夠更好地進行實驗設計。否則，沒有扎實的理論基礎作為支撐，那么實驗設計是乏力的，實驗設計也是無序的。在設計性實驗的開展過程中，教師要引導學生嚴格按照實驗目的進行實驗設計。為避免實驗資源的浪費，教師也可以引導學生提前向教師提交實驗設計方案，由教師進行把關。在設計性實驗的開展過程中，教師應該為學生創設相應的問題，引導和鼓勵學生積極調動思維，積極改善實驗設計方案。此外，在設計性實驗的開展過程中，教師要有效地培養學生的團隊合作意識，要引導和鼓勵學生深入全面地開展合作探究，并相互借鑒和分享知識點，切實有效地夯實自身的學習素養。

4.2以綜合性實驗來提升學生的知識綜合運用能力

在生物化學實驗教學的過程中，綜合性實驗的開展，則更能夠充分全面地提升學生的知識運用能力，最大程度優化學生理論結合實際的能力。生物化學實驗教學與其他學科之間的關聯性比較大，教師有必要結合教學需要和教學目的進行設計綜合性實驗。在綜合性實驗的開展過程中，教師要指導學生立足于生物化學實驗目的及方法，為有效提升實驗的整體成果，教師可以指導學生嘗試從不同角度進行實驗設計及實驗嘗試，并借助其他學科的知識來完善實驗思路及實驗步驟。通過這樣的實驗遷移以及相互拓展，既能夠為學生提供廣闊的實驗視野，也能夠在很大程度上提升學生的實驗綜合能力，還能夠進一步夯實學生的知識體系，確保學生能夠從整體層面掌握實驗知識。比如教師可設置酶的提取、分離純化、酶活性的測定等項目的綜合性實驗。實驗操作涉及溶劑提取、萃取提取、微波輔助提取、超聲波輔助提取、超臨界CO2提取等提取技術，離心、超濾、微濾、層析、吸附、電泳等分離純化技術，分光光度法、高效液相色譜、氣相色譜法、色譜-質譜聯用法等測定方法的實驗基本操作技術。通過這樣的綜合性實驗，學生既能夠掌握對生物化學實驗的內容，也能夠明確這些操作技術的使用方法，這些都有利于整體提升學生的實驗素養及綜合學習能力。

4.3以開放性實驗來培養學生的科學探索能力

在生物化學實驗教學過程中，為了開展開放性實驗學校有必要開放相關的實驗室，加大實驗資源的共享，同時讓學生自覺、積極地投入生物化學實驗中，從而培養學生的知識應用能力和探索能力。在開放性實驗的開展過程中，教師首先給學生介紹生物化學理論及學科前言知識，為學生的創新提供基礎。學生經過積極思考摸索、勾勒出實驗框架、設計實驗方案、實施實驗。最終學生對實驗過程中發現的新問題進行原因分析、改進方法，通過以上程序的反復中完善整個實驗方案。本過程中，僅憑借某一學生的能力是遠遠不夠的。因此，教師可以引導學生以分組合作的方式來進行。比如教師引導學生結合實驗目的做好精細化的分工，明確每個學生的具體任務，有的學生負責實驗資料的整理以及搜集，有的學生負責實驗方法的選擇，有的學生負責實驗步驟的確定等。當每個小組都完成實驗方案后，教師要通過集中實驗方案展示，引導每個小組來進行相互評價和點評，指出不同實驗方案中存在的問題，繼而更好地優化實驗方案，培養學生嚴謹的科學態度和思維方法[2]。

4.4以探究性實驗來激發學生的創新能力

在生物化學實驗教學過程中，結合化學與生命科學學院科學研究方向，根據學生的興趣鼓勵學生組建科研團隊，自行聯系科研方向對應的老師，讓部分學生參與科研項目，給學生提供全程參與科研活動的機會和平臺。在教師的指導下，通過參與校級、省級、國家級的創業大賽和挑戰杯賽，用申報創新訓練項目等方式，提高學生的創新能力[6]。未來社會對于學生綜合能力及創新能力的考核要求非常高，不僅要求學生具備一定的專業知識，同時也要求學生具備扎實的綜合性知識、較高的動手能力及靈活的思維能力。因此，在探究性實驗開展過程中，教師要為學生提供學習和思考的方向，并提出有關的實驗問題。教師引導學生分析問題，討論解決實驗原理及實驗技術，啟發學生提出解決問題的方案，然后由教師對方案進行分析、指導、完善后形成可行的實驗方案，學生進行實驗并分析實驗結果。這樣，可以鞏固學生的綜合性知識，繼而更好地提升學生發現問題、解決問題的能力，提高學生的邏輯思維能力和創新能力[2,3]。

5結論

在生物化學實驗教學過程中，傳統的實驗教學未能夠真正突出學生的主體地位，也沒有深入全面地優化學生的實驗素養。為切實有效地夯實學生的實驗能力，不斷提升學生的創新能力，教師應該在合理安排實驗課時，不斷改進實驗方法及評價體系，有效地開展設計性實驗、綜合性實驗、開放性實驗和探究性實驗，全面提升學生的實踐能力、創新精神、邏輯思維能力，培養適應當展的人才。

參考文獻：

〔1〕王欣媛,隋洪玉.生物化學實驗教學中創新精神的培養[J].廣東化工,2021,38(06):176-177.

〔2〕宋智勇,涂敏,崔鴻.生物科學專業實驗課教學模式及評價體系思考[J].中國大學教學,2011,33(01)：80-81.

〔3〕王一倩,龔青.醫學院校生物化學實驗教學改革與創新人才培養的探索[J].決策探索,2021,37(3下)：68-69.

〔4〕郭波.“雙一流”建設背景下的生物化學實驗教學改革與實踐[J].化工教學,2021,43（04）：84-85.

〔5〕鄭曉蕙,陸風艷,唐思賢,等.建構高校生命科學實驗課程發展性學習評價體系[J].高等理科教育,2007，15(06)：93-96.

〔6〕顧華杰,胡翠英,郭偉強,等.生物化學實驗教學的思索與實踐[J].實驗室科學,2021,19(02):72-74.

作者：薩如拉 單位：赤峰學院 化學與生命科學學院