浅谈生物化学实验教学改革新思路

浅谈生物化学实验教学改革新思路

杨金华尚秋霞

河南科技学院

摘要：目前，传统的实验教学模式已不能满足现代人才培养的要求，所以实行教学改革势在必行。为了解决传统实验教学在实验时间、实验条件等方面的局限，本文提出了几点关于生物化学教学改革的新思路：选择具有代表性的实验，增加探究性实验；为加强实验室安全知识教育，建议构建实验室准入制度、导师制管理模式；针对传统基础实验教学的安排，建议引入科研项目提高实验教学水平；利用网络虚拟实验辅助教学；同时，为更高效地完成实验教学任务，建议建立满足现代实验教学需要的实验教学团队。

关键词：生物化学实验；教学改革

实验课程教学是高等院校教学活动的重要组成部分，也是提高学生创新精神和实践能力的重要环节和途径之一［1］。生物化学是一门以实验为基础的科学，其教学目的不仅仅是帮助学生更加深入的理解和掌握生物化学的基本概念和基本理论，更重要的是培养学生的创新精神和科研能力，促进他们在理论知识、实践能力、综合素质等方面协调发展［2］。现代生命科学对人才的要求不断提高，使得生物化学实验课程教学在培养学生的创新精神和实践能力，提高课堂教学质量方面作用日益重突出［3］。

通过实验教学环节的实践，使学生进一步理解和验证课堂所学的基础理论知识，培养学生的归纳总结、分析和处理实验数据的能力。同时，锻炼学生的动手能力，提高学生独立思考的能力，为学生将来从事科学研究和解决工作实际问题打下坚实的基础［4］。高校在重视理论知识教学的同时，也应进一步加强对实验教学的重视，实验教学不应仅停留在验证规律、训练学生实验操作与技能上，而是应该通过实验教学使学生更深一步理解科学规律、研究方法，与理论相联系，产生兴趣，学以致用，获得感性认识，继而发散思维，进行更为广阔的科学理论研究。然而，现在的高校实验教学仍存在着一些传统问题，如：只看重实验数量，而忽视实验质量，认为仅仅完成课程相关实验内容即可，只是实现了初步实验教学目标。其次，在实验教学中，教师所讲授的与实验相关的理论知识还较为刻板，实验教学更重要的应是培养学生兴趣，进而自主进行更深层次的理论知识学习或从事相应科学研究，但受限于时间，只能讲最重要的内容。再者，实验多为验证性试验，实验过程与考核也多与学生动手能力、操作技能和实验报告的书写挂钩，缺少学生独立思考、计划实验、设计实验、提出与解决问题能力等方面的培养与考核，学生缺少对生物化学前沿研究领域与方向的了解，难以产生实验与科研兴趣。缺少对学生实验习惯、态度、安全意识的培养，学生做实验防范意识淡薄，实验习惯不好，实验器材、药品的使用不规范，做实验的态度与目的不明确，尤其在小组实验中表现更为明显，有些学生能避就避，实验教学功能不能充分实现。针对上述问题，可采取下面几种改革方法。

一、选择具有代表性的实验，增加探究性实验

课程内容的质量决定着学生对课程的兴趣和能动性。生物化学实验课程的内容较多，为了提高实验课程的教学质量，需要选择具有代表性的实验，增加探究性实验研究内容。生物化学实验教学的目的是使学生通过课程学习，在掌握基本的生物化学实验技术基础上，对一些生命现象能从生物化学的角度进行解释，同时要适应现代生命科学的要求，掌握最新的生化分析技术。因此，实验内容必须在教学目标的基础上确定，主要是基本操作训练和验证基本原理的实验。改革后教学内容主要涉及蛋白质结构和性质、核酸提取和性质、脂类结构和性质、分子生物学技术四个方面的实验，共约10个实验。通过这些实验可以较好地培养学生的基本操作能力，使学生在巩固理论知识时，实验技能得到较全面的训练与提高。

探究性实验教学是培养学生创新精神和实践能力，提升学生科研素质的有效环节。例如，将核酸的提取和检测由验证性实验改为设计性实验，要求学生设计与教材不同的实验方案。在教学过程中，大多数同学都根据新的实验方案完成提取和检测，少数同学的实验结果不理想，但通过分析和讨论实验失败的原因，也提高了学习的兴趣，加深学生对理论知识的掌握，培养了实验技能，提高了他们独立设计实验的能力及分析问题和解决问题的能力。

二、构建实验室准入机制、导师制管理模式

目前的生物化学实验教学，一般以班级为单位进行分组，学生在进行实验之前没有受过正规的实验室安全知识教育，学生的实验习惯不佳、实验态度不严谨很容易造成事故，教学中实验教师对安全意识的强调最为重要。因此建议构建实验室准入制度，对学生进行集中管理与教育，与研究生一样进行实验室安全知识教育与考核。这样学生在进入实验室之前，对实验室安全有充分的认识，如一些有毒、易燃易爆等常用标识，实验器材的使用说明，实验室水、电的安全知识等。在实验教学时，教师便能轻松很多，进而把更多的精力专注在培养学生对实验的深入认识与兴趣上，实验教学也能更有生机与乐趣。采取这样导师制的管理模式后，若发生实验事故，由学生追究到教师，两人均受教育与责罚，按照这个模式进行下去，学生的安全意识与实验习惯能有质的提升，事故发生率也能降低。

三、引入科研项目提高实验教学水平，培养学生创新精神和科研能力

生化实验教学不应局限于使学生验证基本理论，更重要的是培养学生的创新意识，创造性地运用所学的知识探究未知生命现象。目前大多数高校生化实验教学还是停留在基础的演示型、验证规律性实验上，仅实现了实验教学基本的教学目标，学生着重记录简单的操作步骤与技能，忽视了对开放性实验的考察。基础实验教学应当与实验室研究结合起来，适当引入科研项目。邀请部分教师作为开放性实验的指导教师，教师提出各自的课题，学生可选取自己感兴趣的内容进入教师的研究室，在此过程中，学生会自主了解当前生化研究的前沿与热门方向，循序渐进的对本专业科学研究产生兴趣；进入实验室后，指导教师将课题交给学生，从与课题相关的文献入手，学生通过查找文献、阅读文献，增进了对科学研究的了解；然后通过文献，对课题产生想法，设计实验，与教师讨论实验内容、步骤，所需实验用品、器材；与做基础实验不同，这些东西不再由专门的实验室管理教师统一配备好，而是自己提前做好准备工作，写好预习报告，然后进行实验探索与研究。整个过程中，学生自主设计、思考、发现与解决问题，学生的实践与创新能力在潜移默化中得到提升，充分实现了国家培养综合实践创造型人才的战略目标。开放性实验可个人或小组进行。若个人进行，个人在进行探究的过程中寻求他人的帮助，配合他人，学会与他人相处，培养团队协作意识；若小组进行，一定要明确分工，每个学生清楚自己要做的部分，不可像平时基础实验时两三人一组，一个人做完所有实验，小组别的学生在一旁看着，因为开放性实验难度更大，要求所有学生必须参与进去，学会自己思考、自己操作。因此，建议实验考核的标准也随之更改，将开放性实验成绩加入，促使学生认真进行实验探究，指导教师在这个过程中帮助学生认识科学研究，培养学生的科研素质与科研态度，使学生从被动变为主动进行实验探究。指导教师可从独立思考、操作技能、实验结果和科研态度四方面对学生进行考核，独立思考又可分为对课题的认识，实验内容、实验步骤的设计；操作技能包括实验器材、用品的使用，实验进行的规划，更重要的是在实验中发现问题和解决问题的能力，旨在培养高素质人才。

四、利用网络虚拟实验辅助教学

随着网络信息技术的飞速发展，其在现代教育中的应用越来越广泛。传统授课方法无法将有些实验操作描述的很清晰，学生也不容易接受。采用动态PPT实验操作图或教学视频来讲授实验操作，学生普遍反映良好。这种教学方式能将抽象的内容转变成生动、鲜活的知识，学生的实验操作不规范和失误率大大减少。此外，某些实验因仪器特殊、药品控制较严等原因而无法开展，我们采用网络虚拟实验教学法，学生看过讲义后，在电脑上进行虚拟实验操作并观察实验现象。在进行每步操作时，如果正确，可继续进行；若错误，电脑会提醒学生该如何进行，保证实验顺利进行。网络虚拟可模拟某些特殊实验，弥补了现实无法进行的不足，有助于提高教学质量。

五、建立满足现代实验教学需要的实验教学团队

实验教学不同于理论教学，现在各高校都形成了专门的实验教学团队。生物实验教学作为本院学生的基础实验教学，应形成以本专业为主的相应理论课、实验课教师，实验室技术人员，实验室管理人员的实验教学团队。各成员各司其职，专职专责，有问题及时反馈，相应部门及时解决，有条不紊，实验教学与实验室管理相辅相成，二者均可充分高效地完成各自的教学目标或岗位要求。

“生物化学”课程的基础理论内容丰富，生化实验教学是理论教学的辅助与延伸，实验内容非常丰富，实验教学只有不断改革，才能满足新时代下对人才培养的要求。本文提出了一些对生化实验教学改革的新思路，希望通过尝试能使教学更加顺利，实现教学目标的同时，实现国家对人才培养的需要，培养出具有高素质的综合实践创新型人才。

参考文献：

［1］常慧，宁满侠．有机化学实验教学改革研究与高素质人才培育［J］．实验室科学，2007(2):48－50．

［2］于媛．医学生物化学教学实践与体会［J］．现代医药卫生，2011，27(19):3034－3035．

［3］冯典兴．生物化学教学改革探索［J］．沈阳教育学院学报，2011，5(13):49-50．

[4]王昭荣,曾卫东,鲁兴萌.改革实验教学及管理模式———培养创新型本科人才[J].高等理科教育,2007,(1):63-65.