內(nèi)容設(shè)計(jì)與授課方式的改革對(duì)本科生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果的研究

黃思良+王坦+陶愛麗+張彩瑩+陳吉寶

摘要：優(yōu)化生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，能最大限度地發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上的積極性、主動(dòng)性，大大提高學(xué)生的試驗(yàn)?zāi)芰途C合能力，全面提高學(xué)生的素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)實(shí)驗(yàn);改良;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）25-0261-02

隨著素質(zhì)教育全面推進(jìn)，教學(xué)改革不斷深化。新的課程改革要求教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，構(gòu)建知識(shí)與技能、過程與方法的實(shí)驗(yàn)課課程體系，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主、開放的探究式學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[1]。

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是生化課程教學(xué)的重要組成部分，肩負(fù)著學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)踐能力和觀察、思考及分析解決問題能力的培養(yǎng)。但是，現(xiàn)在本科教育過程中，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，老師講，學(xué)生被動(dòng)地聽，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生照葫蘆畫瓢，做完實(shí)驗(yàn)。考察時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生使用移液管不規(guī)范，分光光度計(jì)要么忘記預(yù)熱，要么忘記調(diào)波長，配試劑時(shí)不知用定容瓶;更不用說獨(dú)立地做某一實(shí)驗(yàn)。

一、教學(xué)對(duì)象、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式

1.教學(xué)對(duì)象：2013級(jí)生物科學(xué)專業(yè)90人，生物技術(shù)專業(yè)90人。課時(shí)36學(xué)時(shí)。每一專業(yè)45人接受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，45人接受改良實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。

2.教學(xué)內(nèi)容：傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配見表一。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)12個(gè)，共36學(xué)時(shí)，儀器的使用、技術(shù)的傳授分散在不同的實(shí)驗(yàn)中，不同的實(shí)驗(yàn)間基本無聯(lián)系。

實(shí)驗(yàn)課優(yōu)化后，利用12個(gè)課時(shí)，培訓(xùn)學(xué)生的基本技能及常用儀器的使用。培訓(xùn)后要求學(xué)生反復(fù)練習(xí)，直至熟練。培訓(xùn)中主要培訓(xùn)分光光度計(jì)和離心機(jī)的使用、電泳技術(shù)和層析技術(shù)。培訓(xùn)離心機(jī)的使用時(shí)，強(qiáng)調(diào)離心前的配平;培訓(xùn)電泳技術(shù)時(shí)，對(duì)5種常用電泳技術(shù)（醋酸薄膜電泳，垂直平板電泳，水平電泳，脈沖電泳，雙向電泳）進(jìn)行詳細(xì)講解，部分電泳技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn);通過比較5種電泳方法異同，務(wù)必使學(xué)生掌握電泳技術(shù)。利用12個(gè)課時(shí)把生物化學(xué)常用的技術(shù)都培訓(xùn)一遍，確實(shí)有一定的難度;但是如果統(tǒng)籌安排時(shí)間，時(shí)間基本夠用。例如電泳技術(shù)培訓(xùn)時(shí)，先把標(biāo)記好的醋酸薄膜泡浸緩沖溶液，然后稱量瓊脂糖，量取緩沖溶液配制1%的膠，接著做垂直平板電泳的分離膠，分離膠做好后在等待凝固的時(shí)間（大概30min），指導(dǎo)學(xué)生做醋酸薄膜電泳（每個(gè)學(xué)生都做），期間注意瓊脂糖的溫度，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生倒膠制平板;平板制好，分離膠基本也凝固了，接著制濃縮膠，在等待濃縮膠凝固的時(shí)候，與學(xué)生仔細(xì)講解醋酸薄膜電泳的原理方法及注意事項(xiàng)。接著平板已經(jīng)凝固，可以做水平電泳，邊演示邊講，要求每一同學(xué)都動(dòng)手。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在優(yōu)化前后發(fā)生了極大的變化。6個(gè)實(shí)驗(yàn)：蛋白質(zhì)及氨基酸的呈色反應(yīng)、從牛奶中制備酪蛋白、油脂酸價(jià)的測(cè)定、磷鉬酸測(cè)定維生素C的含量及有關(guān)代謝的實(shí)驗(yàn)肌糖元的酵解和脂肪酸的β-氧化都被刪去了。蛋白質(zhì)及氨基酸的呈色反應(yīng)主要是驗(yàn)證蛋白質(zhì)或氨基酸的幾種性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的基本的實(shí)驗(yàn)技能;性質(zhì)是生物化學(xué)理論課的重點(diǎn)，學(xué)生基本掌握，而改良后的第一節(jié)課，主要培訓(xùn)學(xué)生基本儀器使用及試劑的配制，故，此目地在改良組很容易達(dá)到。從牛奶中制備酪蛋白屬于蛋白質(zhì)大分子物質(zhì)的分離，油脂酸價(jià)的測(cè)定和磷鉬酸測(cè)定維生素C的含量屬于物質(zhì)含量的測(cè)定及品質(zhì)的鑒定，在改良組第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的目地就是某些材料品質(zhì)（含糖量）的鑒定及某種物質(zhì)的檢測(cè)，分離，純化。而有關(guān)代謝的實(shí)驗(yàn)糖元的酵解和脂肪酸的β-氧化，主要目地是了解代謝的中間產(chǎn)物的檢測(cè)方法。其實(shí)也屬于驗(yàn)證性試驗(yàn)。這2個(gè)實(shí)驗(yàn)可能在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中占有重要地位，但是對(duì)于一般本科院校來說，這2個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法和技術(shù)在改革組的試驗(yàn)2都有體現(xiàn)，故不必重復(fù)再開。

故生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課優(yōu)化前后其培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和綜合素質(zhì)的目地沒有改變，能夠到達(dá)教學(xué)的目地。

3.教學(xué)方法：采取2種方法：傳統(tǒng)的教學(xué)方法和改良優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法即每一實(shí)驗(yàn)教師先把藥品試劑、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備好;上課時(shí)教師先講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，接著講實(shí)驗(yàn)原理，然后講實(shí)驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)，最后學(xué)生按老師指導(dǎo)的要求一步一步按部就班地做實(shí)驗(yàn)，做完實(shí)驗(yàn)，學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

改良優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法采用12個(gè)學(xué)時(shí)把生化實(shí)驗(yàn)課所涉及的實(shí)驗(yàn)技能及儀器的操作方法集中培訓(xùn)，使每個(gè)學(xué)生都能規(guī)范地使用移液管、移液槍、容量瓶、離心機(jī)、分光光度計(jì)，掌握電泳技術(shù)、層析技術(shù)。其他的實(shí)驗(yàn)如可從某一材料中提取糖、維生素C、RNA、DNA或者脂肪酸，并對(duì)其組份或性質(zhì)進(jìn)行鑒定，也可從某材料中分離純化出某種酶，并對(duì)酶的性質(zhì)組份進(jìn)行鑒定。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生用到了層析技術(shù)（紙層析、凝膠層析、薄層層析），電泳技術(shù)（垂直平板技術(shù)或水平電泳技術(shù)），離心，抽慮等。3個(gè)學(xué)生為一小組，相互協(xié)作。自選實(shí)驗(yàn)材料，自配藥劑，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后和老師共同討論實(shí)驗(yàn)方案的合理性及注意事項(xiàng)。在討論方案時(shí)，要求學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)每一步驟的目地及藥劑的作用。方案實(shí)施時(shí)，教師在一旁協(xié)作，及時(shí)提醒注意事項(xiàng)和處理突發(fā)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交。

4.考核方案：傳統(tǒng)上學(xué)生成績的考核包括出勤（占10%）、實(shí)驗(yàn)操作（20%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）和考試（20%）。雖然分得很細(xì)，但是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能掌握、綜合能力的高低并不能完全真實(shí)反應(yīng)出來。

為了更有效地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力，我們傳統(tǒng)組采取新的評(píng)價(jià)方案：滿分100分，出勤（占20%），實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）和考試（40%）;對(duì)改良組采取的評(píng)價(jià)方案：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（20%），實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%），考試（40%）。

出勤在傳統(tǒng)組占總成績20%：一共12個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求全勤，缺席扣5分，累計(jì)缺席3次，本實(shí)驗(yàn)課重修。遲到扣2分。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在改良優(yōu)化組占總成績的20%：即學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性、可行性、創(chuàng)新性。endprint

實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告在改良優(yōu)化組和傳統(tǒng)組都占總成績的40%：實(shí)驗(yàn)操作過程是否認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題能否找到解決的方案，操作臺(tái)是不是干凈有序，實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料和器材，實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果分析;實(shí)驗(yàn)報(bào)告是不是全面，結(jié)果分析是不是透徹，實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苓M(jìn)一步改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫是不是規(guī)范、認(rèn)真，都作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

考試成績?cè)诟牧純?yōu)化組和傳統(tǒng)組都占總成績的40%：考試包括試卷和操作：試卷是閉卷考試，涉及本實(shí)驗(yàn)課程的一些技術(shù)的原理及方法;提前1周告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自己配制藥品，自己做實(shí)驗(yàn)，并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。根據(jù)其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析狀況，判其得分多少。

二、結(jié)果分析

經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)與實(shí)踐，2013級(jí)生物科學(xué)專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)共有學(xué)生180，其中每一專業(yè)都有一半（合計(jì)90人），接受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，每一專業(yè)都有一半（合計(jì)90人），接受改良優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。在期末對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，考核結(jié)果如表二。

從表二看出，傳統(tǒng)組的成績比改良優(yōu)化組的平均成績低了16.5分。傳統(tǒng)組在實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告中比改革組低8分，在考試成績中低10分，而在前面出勤率上傳統(tǒng)組得滿分，而改良優(yōu)化組在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上不能得滿分。最終成績改良組比傳統(tǒng)組高了16.5分。究其原因，針對(duì)學(xué)生，全勤是很容易做到的，但是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)技能的掌握，需要系統(tǒng)的培訓(xùn)，反復(fù)的練習(xí)。實(shí)驗(yàn)技能的測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)組中不少學(xué)生找不到藥品，不知怎樣配藥品，配置的量大大超過自己所需量，而且不知到使用定容瓶，有的甚至在燒杯里定容。在實(shí)驗(yàn)操作過程，加錯(cuò)藥劑的，水浴試管掉進(jìn)水浴鍋的比比皆是。改革優(yōu)化組則3個(gè)人井然有序的配合，找藥品，稱量，配制，流水作業(yè)，操作規(guī)范，藥品配制的量多少合適，基本很少失誤;實(shí)驗(yàn)操作麻利，熟練，統(tǒng)籌安排時(shí)間，實(shí)驗(yàn)效果良好。

無論接受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組，還是改良優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)組的成績?cè)?個(gè)專業(yè)間無顯著差異。故改良的實(shí)驗(yàn)方案適合生物科學(xué)專業(yè)，也適合生物技術(shù)專業(yè)。

三、結(jié)論

經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)改革，改良優(yōu)化后的生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，適合當(dāng)前本科教學(xué)，最大限度地發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上的積極性、主動(dòng)性，大大提高了學(xué)生的試驗(yàn)?zāi)芰途C合能力，全面提高了學(xué)生的素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]白容.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)課改革嘗試[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2009，（7）：110-112.endprint