生物化学实验教学改革与大学生科研能力培养的探索

【摘要】生物化学是生命科学领域的一门重要的基础学科，渗透到生命科学的各个领域，是所有生物相关学科的专业基础课实验，在生物科学学科中的地位非常重要。生物化学实验教学主要存在以下一些问题：1.教学内容单一陈旧，简单定性或定量的验证性实验较多。2.实验教学模式过于单调，以教师为中心，学生按部就班。这些现象严重影响了学生对实验课的兴趣，不利于学生动手能力，应用能力和创新能力的培养。针对生物化学实验教学中存在的问题，对生物化学实验教学进行改革，建立一套完善的科学的生物化学实验教学体系，对生物化学实验教学大纲进行改革。对生物化学实验的实验内容，实验安排，教学手段，实验考核等方面进行全面的改革。更加突出学生的主体地位，调动学生学习的积极性，培养学生的科学精神，提高学生的创新能力和科研素质。

【关键词】生物化学实验 教学改革 科研能力培养

【基金项目】重庆市研究生教育教学改革研究项目（yjg123118），重庆师范大学教育教学改革研究项目（2011），重庆师范大学教改项目201330。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）02-0166-02

生物化学是生命科学领域的一门重要的基础学科，生物化学实验是让学生验证生物化学的一些基本理论，同时又掌握生物化学的基本操作技术，为实际应用和后续的专业课学习打下基础。生物化学实验技术发展迅速，并且渗透到生命科学的各个领域，生物化学实验是所有生物以及生物相关学科，比如农业，林业和医学的专业基础课实验，在生物科学学科中的地位非常重要。实验教学在培养学生综合素质和创新能力方面所起到的重要作用是其他任何教学形式都无法替代的。现在许多大学都将生物化学实验从生物化学理论教学课中单列出来，作为一门必修课，可见对生物化学实验教学的重视[1]。

1.生物化学实验现状与背景分析

将我校生物化学实验教学现状和学科的战略位置及国内外大学生物化学实验课程体系进行分析比较[2]，我校生物化学实验教学主要存在以下一些问题：1.教学内容单一陈旧。从现行的实验题目来看，教学内容主要集中在简单定性或定量的验证性实验，使用分光光度计和滴定测定物质含量的实验过多。例如：总糖的测定――蒽酮比色法，发酵过程中无机磷的利用，血清中转氨酶活力的测定，蛋白质含量测定，维生素C含量测定等。在生命科学高度发展的今天，如此水平的实验很难为后续课程提供知识和技术保障。2.实验教学模式过于单调。以教师为中心，教师在实验前做好一切准备工作，课堂上教师告诉学生实验项目、实验原理、使用的仪器及实验步骤等，学生按部就班，照方抓药，不用思考，这严重影响了学生对实验课的兴趣，不利于学生动手能力，应用能力和创新能力的培养。这些现象势必不利于当前所提倡的创新能力的培养和实现素质教育的目标。为了紧跟现代生物化学实验技术的发展，培养具有创新精神和实践能力的人才，对生物化学实验教学改革势在必行。建立科学的生物化学实验教学体系又是生物化学实验教学改革的重点。

通过改革与实践，建立一套完善的科学的生物化学实验教学体系，使之更加突出学生的主体地位，调动学生学习的积极性，培养学生的科学精神，提高学生的创新能力和综合素质，不仅对生物化学课程精品化建设具有重要作用，也对整个专业建设和改革具有重要的意义。

我校“生物化学实验”开设的对象是生物科学和生物技术专业大学二年级的学生，大学二年级同时开设的还有生物化学理论课，所以对生物化学实验课的要求主要有以下几方面：第一要求配合理论课内容的进度，让学生通过实验加深对理论课的理解。第二要求加入综合性一些实验，利用现代生物技术。让学生理解实验技术和理论的相辅相成的关系，并提高学生对现代生物化学实验技术认识。第三还应加入一些研究性实验，培养学生的应用能力和创新能力。

目前，我校“生物化学实验”开设的项目有：血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳；甲醛滴定法测定氨基氮；总糖的测定――蒽酮比色法；氨基酸的分离鉴定――纸层析法；酵母核糖核酸的分离及组分鉴定；小麦萌发前后淀粉酶活力的比较；氨基酸置换反应（一）――血清中转氨酶活力的测定（分光光度法）；总氮量的测定――凯氏定氮法；发酵过程中无机磷的利用；维生素C含量测定；蛋白质含量测定；脂肪酸的β-氧化作用。共12个实验，其中验证性实验6个，设计性实验1个，综合性实验5个。

2.生物化学实验教学改革措施

通过查阅相关的资料以及借鉴其他院校在生物化学实验教学改革过程中的成功经验[3-5]，结合本实验室已有的条件，本着提高学生的实验技能和创新能力的宗旨，我们从如下三方面着手改革生物化学实验：

2.1 改革生物化学实验教学大纲，优化实验内容

对生物化学实验教学大纲进行改革。对生物化学实验的实验内容，实验手段，实验安排等方面进行全面的改革。设置验证性实验来验证有关规律，设置综合性实验重点突出对学生综合研究素质的培养，设置自主性和研究性实验教学培养学生创新和应用能力。

以“验证性实验”为基础，提高学生的实验基本技能，验证性实验是用实验来验证有关结论、 规律，它是生物化学实验中的一重要的组成部分，也是综合性实验、设计性等实验的基础。“验证性实验”的教学目标应重点突出对学生基本实验技能的培养。在教学过程中，在分光光度技术、电泳技术、色谱技术、离心技术及生物大分子物质的分离提取类实验中筛选出几个实验来锻炼学生的操作能力。例如用“血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳”来让学生熟悉电泳的原理和具体操作步骤，用“血清中转氨酶活力的测定（分光光度法）”来熟悉分光光度计的原理和具体操作步骤。

提高“综合性实验”比例，加强学生综合研究素质培养，综合性实验的教学目标应重点突出对学生动手能力、分析问题、解决问题等综合研究素质的培养。让学生运用已掌握的理论知识去分析得出的实验结果，培养他们的动手能力和应用能力。例如开展综合性实验“酵母核糖核酸的分离及组分鉴定”，让学生通过氧化还原反应，颜色反应等综合知识，采用分光光度计等手段对酵母核糖核酸的组分进行分离和鉴定，培养学生综合利用学过的知识来分析实验结果。

加强自主性和研究性实验教学，培养学生创新性能力。自主性实验教学模式是以学生自主活动为基础的新型实验教学模式。由学生自主设计实验方案、自主培养实验材料、自主配制实验试剂、自主安排实验进程和实验时间进行综合性与设计性实验。对学生分析问题、解决问题能力、创新精神的培养都要重要的意义。根据教师的科研课题加入1-2个自主性和研究性实验，结合教师的科研课题即可以为教学节约一定的教学开支，也可为教师提供多次重复实验的机会。比如在生物化学实验教学过程中，把最后一个实验单独分出来，实验内容和教学老师的课题相关，要学生自己查找资料，自己制定实验方案，自己进行实际操作，教师只提供必需的实验药品和仪器，在实验过程中给予必要的帮助和指导。例如在2011级生物科学专业本科生中，开设了“桑叶α-葡萄糖苷酶的提取和活性检测”的研究性实验，给一周的时间让学生自己查找资料，自己制定实验方案，和老师讨论后确定最后的实验方案，教师只提供实验药品和仪器，实验后学生自己分析实验结果，以研究论文的形式上交实验报告，学生普遍反映通过一个具体的研究性实验学到了科研的基本知识，锻炼了科研能力，培养了分析和应用能力。

2.2改进教学方法和手段。

重庆师范大学生物化学与分子生物学实验室得到中央和地方的支持，加大了对实验室建设经费投入，已经建设成一个设备条件完备的生物化学教学实验室，拥有多媒体教学设备和一大批先进的实验设备，在教学中可以充分利用现代化的教学手段提高实验教学效果。在实验教学中要充分利用多媒体来辅助教学。为了增加互动性，可将生物化学实验制作成网页，以网页的形式传递信息。学生有问题可以直接在网上提问，教师每周会定期进行详细解答，利用网络资源开辟遗传学实验教与学的新天地。

本实验室对上课学生进行完全意义上的开放。有兴趣的学生可以事先预约，与实验老师一起参与实验的准备工作，包括材料的培养、处理、试剂的配制、仪器的调试等工作。

2.3完善实验教学考核办法

对实验考核将细化和量化。实验考核既是检验学生实验技能的有效方法，也是督促学生学习的一种手段，是检查学生实验技能与独立操作能力的方法。 没有有效的考核机制，就不能达到想要的教学方法改革的预期效果[6]。

对生物化学实验成绩的评定，采用将平时实验成绩，实验考试成绩和研究性实验论文成绩三者相结合的办法进行评定，分别占30%，40%和30%。平时实验成绩可根据学生的实验态度、实验预习报告、实验操作的规范性、实验结果、实验报告完成情况等内容综合评定给出。实验考试成绩包括实验笔试成绩和综合性实验操作考试成绩两部分。笔试考查学生对生物化学实验理论、基本知识、基本原理的掌握情况以及对实验现象的分析、解释等，占实验考试成绩的30%；综合性实验操作考试考查学生独立进行综合性实验的能力，要求学生写出实验方案，正确选择实验仪器和化学试剂，通过实验操作，观察并记录实验现象，实验完毕后当堂写出实验报告。老师根据实验方案设计是否合理，仪器和试剂的选择是否正确，实验操作是否规范，实验是否成功，实验报告是否完整并能真实地反映实验情况，实验现象的解释是否正确等方面进行评定，给出成绩，该成绩占实验考试成绩的70%。研究性实验论文成绩根据学生提交的实验论文，根据学生对研究进展的掌握，实验设计的合理性，结果分析和讨论的情况给出一个分数。

此考核方式能够较全面、客观、公正地反映出学生学习生物化学实验的情况，大大调动了学生学习的积极性，有助于培养学生的自主、创新能力，提高生物化学实验教学质量。

参考文献：

[1]蔡志强，赵希岳，王利群，朱孝霖，提高生物工程专业生物化学实验教学效果的改革探索，生物学杂志，2010，27（3）：104-105.

[2]樊庆德.高校生物实验课教学存在的问题及对策. 教育探索， 2012，（7）：38-39.

[3]刘敏，党永岩，牛延宁，贾彩凤，芮巧英，学生自主式生物化学实验教学改革的尝试，实验室教学与探索，2010，29（6）：146-148.

[4]罗勋，杜晓光，涂俊芳，王云.高校生物科学专业实验教学考核模式初探.淮南师范学院学报，2012，（2）：118-119.

[5]宋卫平，耿明华.中国高校生物实验教学体系与模式探讨.实验技术与管理，2009，29（6）：120-123.

[6]韩寒冰，刘杰凤.生物化学实验教学改革的实践与探索，实验科学与技术，2010，8（1）：47-48.

作者简介：

王林玲（1969-），女，汉族，副教授，博士，硕士生导师。