生物化學實驗教學中關于如何設置綜合性實驗項目的策略和設計

何小兵，劉連生

(長江大學醫(yī)學院， 湖北 荊州 434023)

2013-06-03

何小兵(1970-)，男，講師，主要從事生物化學教學與研究工作。

生物化學實驗教學中關于如何設置綜合性實驗項目的策略和設計

何小兵，劉連生

(長江大學醫(yī)學院， 湖北 荊州 434023)

生物化學實驗是培養(yǎng)學生進一步理解生物化學理論知識，培養(yǎng)學生學習生物化學和分子生物學實驗研究領域重要儀器的使用和基本實驗方法等實際動手能力的實踐操作課程。生物化學實驗教學改革對提高大學生的實驗操作技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和基本的科研素質(zhì)至關重要。結(jié)合近幾年的生物化學實驗教學改革實踐，對綜合性實驗教學內(nèi)容的設計、教學方法和考核手段等方面教學改革進行了闡述和總結(jié)。

生物化學； 教學改革； 實驗教學

生物化學是醫(yī)學學科幾乎所有專業(yè)人才培養(yǎng)計劃必須開設的一門學科基礎課程，生物化學實驗課程的設置是為了通過實踐操作要求學生掌握電泳技術、層析技術、分光光度技術以及離心技術的原理、方法和儀器的使用，同時進一步使學生理解生物化學理論知識的實踐操作課程。目前生物化學實驗教學項目非常多，但是每一個實驗項目內(nèi)容比較單一，并且一般都是驗證性實驗項目。隨著醫(yī)學教育的改革趨勢，教學應該以學生的主動學習為主，每門學科學時數(shù)有限，如何在有限的學習時間讓學生掌握生物化學實驗的原理、方法和儀器的使用，同時又能提高學生的綜合能力、創(chuàng)新能力，那么開設綜合性和設計性實驗項目就非常必要。為了使生物化學實驗教學內(nèi)容與生物化學學科的發(fā)展同步，以及與現(xiàn)代社會要求培養(yǎng)具有較高理論素質(zhì)和一定綜合能力及創(chuàng)新能力的卓越醫(yī)生為宗旨的培養(yǎng)目標相適應[1]，必須在實驗教學內(nèi)容、教學方式及考核手段等方面進行重組、整合和改革。

1 實驗教學內(nèi)容的重組和整合

1.1綜合性生物化學實驗具有綜合性、設計性和探索性的特點

要求學生根據(jù)實驗項目的內(nèi)容充分理解生物化學理論知識和實驗項目所涉及的基本原理，綜合性實驗可以積極的調(diào)動學生利用生物化學及相關學科的理論知識體系和已經(jīng)掌握的實驗技能、實驗方法和檢測手段來設計出比較合理的實驗方案，然后根據(jù)實驗方案的路線選擇實驗方法，選用所需要的儀器設備，而后幾名學生組成小團隊進行實驗操作、測定相關實驗數(shù)據(jù)并做好實驗數(shù)據(jù)的記錄，完成實驗后對數(shù)據(jù)進行整理和分析處理，最后撰寫出規(guī)范的實驗報告，如果實驗有一定的創(chuàng)新，實驗結(jié)果有一定的學術價值還可以寫出學術論文進行公開發(fā)表。經(jīng)過完整的實驗過程的訓練可以提高學生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力和探索精神。因此，綜合性生物化學實驗具有綜合性、設計性和探索性的特點[2]。本著結(jié)合本學科的人才培養(yǎng)計劃的前提下，把部分相關實驗項目可以進行重組和整合形成為綜合性實驗項目。

1.2把相關性的驗證性實驗項目重組和整合為綜合性實驗

驗證性實驗所涉及的理論知識、實驗原理和儀器使用比較單一，難以達到讓學生對理論知識的區(qū)分以及相關理論知識的模塊整合。在驗證性實驗過程中，學生主動性較差，往往是被動性的按照實驗操作步驟機械性的一步一步進行，大多數(shù)學生沒有主動思考的意識，即使出現(xiàn)實驗結(jié)果與理論不符的情況，也不會主動思考原因，總認為是自己在實驗的某一環(huán)節(jié)發(fā)生了差錯，因為學生對權威性教材的理論知識體系不會產(chǎn)生懷疑，所以學生甚至會篡改自己的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，這些做法從根本上違背了實踐操作的宗旨，極不利于學生創(chuàng)新思維能力和探索精神的培養(yǎng)。為了更好的使實驗教學達到最佳的效果，非常有必要按照生物化學實驗課程教學人才培養(yǎng)計劃的要求和目標，把具有相關性定性的驗證性實驗項目整合或重組為以某些指標的定量測定的綜合性實驗項目。

1.3結(jié)合實驗教學教師的科研工作，可以在學生的綜合性實驗項目中增補相關的研究性實驗內(nèi)容

在綜合性實驗項目的設置中可以整合插入一些與本實驗相關的研究性實驗內(nèi)容，這樣既可開發(fā)學生的思維能力又能及時學習生命科學領域的較新實驗技術的應用，對于提高學生的思維能力、動手能力，培養(yǎng)學生的科學研究基本技能是大有裨益的[3]。例如在大學生國家級創(chuàng)新性實驗項目的設計中如何分離和純化動物軟骨組織中的膠原蛋白綜合性實驗中，學生要根據(jù)實驗內(nèi)容自己配制緩沖溶液；掌握組織勻漿及細胞破碎的方法和技術以及儀器的選擇和使用；合理選擇蛋白質(zhì)分離和純化的方法技術，如沉淀蛋白質(zhì)的方法的選擇、蛋白質(zhì)的分離技術的選擇、蛋白質(zhì)定量方法的選擇，這樣學生通過實驗可以充分掌握離心技術、電泳技術、層析技術、分光光度技術的原理及儀器的使用方法和使用范圍等。學生通過自己查閱資料，閱讀文獻進行實驗方案的設計和操作過程，更好的理解了蛋白質(zhì)分離純化鑒定的所有相關技術；同時鍛煉了學生針對自己的研究懂得如何提出問題、如何解決問題的能力，這樣很好的提升了學生的自主學習能力、綜合運用能力和創(chuàng)新能力，最終以適應于高校教學改革的發(fā)展要求。

2 實驗教學方法的改進

2.1在教學方法上適當運用以提出問題通過實驗得以解答的啟發(fā)式教學等手段

在傳統(tǒng)的實驗教學過程中，總是帶教教師先講述實驗項目的理論體系、操作步驟、儀器使用和實驗注意事項后學生開始進行實驗。為了提高實驗教學效果和達到鍛煉學生的目的可以先設計和提出與實驗項目相關的一些問題，學生在實驗過程和得到實驗結(jié)果后經(jīng)過合理分析進行解答的教學手段，這樣學生能夠更深入的領悟?qū)嶒炘?，掌握實驗方法和儀器的使用方法、用途和實驗范圍。例如在做腎功能評價的相關指標測定的實驗之前，先提出幾個問題：從生物化學物質(zhì)代謝的角度評價腎功能的指標主要有哪些？這些指標與哪些物質(zhì)代謝有密切的關系？聯(lián)系生物化學和生理學又如何進行合理解釋？學生可以通過實驗解決這些問題，也就掌握了血清尿素、肌酐、肌酸及肌酐清除率測定的相關性實驗項目的原理，儀器使用及試劑的作用和注意事項。

2.2在實驗教學中可以嘗試比較式教學方法

傳統(tǒng)的實驗課程教學中，老師總是先將試驗方法和路線、實驗材料、實驗所需試劑、實驗儀器準備好，學生再機械式的按步驟做實驗，至于每一步操作為什么要這么做，為什么需要添加某種試劑，這些試劑的作用是什么，以及這些試劑是怎么配制的等問題則可能很少思考。在實驗教學中可以嘗試先由學生自由組合成立實驗小組，各小組選擇最優(yōu)的實驗方法自己設計實驗方案進行試驗得到實驗結(jié)果，然后再按照帶教教師給出的實驗方案重新做一遍得到實驗結(jié)果，然后學生將實驗方案、實驗結(jié)果進行比較，分析哪種方案更合理，結(jié)果更接近真實值，同時給予合理的解釋和說明。生物化學實驗課教學比較式教學方法的引入，能有效提高學生的自主學習興趣和能力，同時學生通過查閱文獻等手段能夠更好的掌握實驗原理、方法等。教師則可以依據(jù)學生的實驗方案、技術路線、實驗成本等方面與帶教教師的實驗方案、技術路線、實驗成本等進行比較，對各小組的實驗給出綜合評價。

3 實驗考核手段的改革

為了提高學生的實踐動手能力，在教學改革中，調(diào)整了生物化學理論與實驗教學的學時比例，實驗學時數(shù)有所增加，因此實驗考核就必須務實進行，以往實驗考核一般以實驗數(shù)據(jù)處理和實驗報告的質(zhì)量作為檢驗學生實踐能力和效果的權重指標和主要依據(jù)。為了達到實驗教學改革的總體目標及真實考核學生的實踐能力可以對實驗課從以下三個方面進行評估和考核：一是現(xiàn)場考核占 60%，所有試驗項目結(jié)束后以帶教教師提出若干道難易程度不同的問題臨時掛在網(wǎng)上，學生在實驗室配置的電腦上隨機答題。理論答題完成后，再當場根據(jù)提出的問題考核學生對于實驗儀器的選擇和使用方法，以檢測學生對實驗原理、實驗操作和儀器使用的掌握程度；二是實驗報告占20%，特別是對于綜合性實驗報告的書寫是否規(guī)范、結(jié)果的準確性和討論分析的合理性作為實驗報告評分的主要依據(jù)；三是學生的平時成績占10% ，根據(jù)平時出勤及課堂表現(xiàn)而定。

總之, 在當前實驗教改的新形勢下，在生物化學實驗教學中設置綜合性實驗項目，采用新的思維方式、探索新的教學方法勢在必行。綜合性實驗項目的設置和實施可提升實驗教學的層次和水平, 訓練和提升學生的初步科研能力, 有利于學生科研思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),有利于學生自主學習能力的提高以及啟發(fā)學生的發(fā)散思維, 培養(yǎng)適應現(xiàn)代社會要求、具有較高理論素質(zhì)和一定綜合能力及創(chuàng)新能力的卓越醫(yī)生為宗旨的創(chuàng)造型人才。

[1]周文富.以科研模式開展綜合性設計性實驗教學[J].實驗室研究與探索，2008，27(2):92-95.

[2]朱玉華，楊正宏.建設精品實驗項目促進創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2008，27(2) ：7-9.

[3]張小林，周美華.綜合性、設計性實驗教學改革探索與實踐[J].實驗技術與管理，2007，24(7) ：94-96.

R349.4

A

1673-1409(2013)30-0106-03

[編輯] 何 勇