生物化学实验教学改革策略

    常怀普　徐　水　肖　昌　刘仕平

    摘 要：本文针对当前生物化学实验教学中存在的几个问题，结合授课感受，提出从改革实验内容，改进教学方法和改革考核方式等方面着手进行改革的策略。部分内容已付诸教学实践，效果良好。

    关键词：生物化学；实验教学；改革策略

    多年以来，人们只是将实验课视为理论课的补充，生物化学课程也不例外。近几年，随着生命科学突飞猛进地发展，直接带动了实验科学的进步，高校学生实验课的重要性也日益突显。生物化学作为整个生命科学大系统中的一门不可或缺的基础课，其实验课侧重基础但意义深远，是生物、农学以及医学等专业学生进一步学习专业课程的重要铺垫。然而，其重要性往往被学生甚至部分教学人员忽视，而错误地将基础性理解成次要性；再加上近年来专业技术发展太快而基础实验教学改革步伐相对滞后，不同程度地影响了教学效果。这已成为该领域教师所面临的一个共同问题，故生物化学实验教学改革势在必行。

    纵观近年来相关报道，结合笔者自己的授课感受，可把当前生物化学实验课面临的主要问题归纳如下：内容陈旧，新成果未能及时引入；层次不够分明；授课方法单一，不能充分调动同学们积极性；考核方式不够合理，不能有效发挥实验考核的总结和督促作用。本文参照当前该领域改革的一些经验，结合本实验室授课实际，讨论提出了一些改革计划，部分已付诸实践。

    1 改革实验内容

    改革实验内容是实验教学改革的一个重要方面。传统的生物化学实验主要是常规的验证性实验，现在这些实验已经跟不上科学发展的速度，设计上也过于单一，不能够体现实验课程设置的新颖性、现实性、系统性、连贯性、综合性和层次性的原则。而且随着学科的发展，当前生物化学实验课已经广泛覆盖包括生物技术、生物工程、生物科学、医药、农学、畜牧、水产等多个领域。因此在实验课时的分配、实验内容和教材的选择上，不仅要具有针对性，还要适应社会对学生实验技能以及创新能力的新的要求。根据这一思想，本课题组已编写了适合自身教学要求的实验教材，其中，新的实验课程体系可以划分为生化基础实验、综合性与设计性实验、高新技术实验、研究型实验4个层次，形成一个从低到高、从孤立到系统、从片面到科学、从简单地传授知识到有针对性地培养创新能力的课程体系。本着广泛涉猎，重点培养的原则，针对不同知识水平的学生分层次开设实验课程：全体学生开设一些基础性实验，适当增加综合性与设计性实验的比重；对有专业兴趣倾向和部分学有余力的学生可通过增设选修实验课，开设一些结合当前的新技术和新知识的实验内容或研究课题，并有选择地，适当地将“生物工程下游技术”课程相关的蛋白质纯化技术引入生物化学实验课中，让学生了解生物化学技术发展的动向，紧跟时代的步伐。

    在改革生物化学实验项目组成层次的同时，课题组还紧密配合学院提出的“模式生物实验教学”改革思想，设计了“家蚕乳酸脱氢酶同功酶酶谱观察”、“饱食和饥饿小鼠肝糖原的提取与鉴定”、“拟南芥叶绿体色素的提取、分离及测定”等多个创新性实验项目，现在正逐步成熟起来，将生物学知识借助模式生物系统地贯穿在一起，使学生们更容易接受，而且更有利于锻炼学生的系统性、创新性思维。

    2 改善授课方法，增强教学成效

    时代在变，观念在变，学生的思维也在变。现在的大学生，具有知识面广，知识结构新，喜欢独立思考问题等特点。如果不及时调整授课方式，那肯定是不能适应学生要求的。针对当前大学生思想都比较活跃的现状，我们必须要营造一个动态的、互动的、高信息含量的课堂，充分调动学生的学习兴趣，经营出一堂高质量的、高效率的实验课。本学期，我们初步探索从以下几个方面着手对课堂组织进行改革。

    2.1 注重多媒体教学

    多媒体教学指的是采用计算机系统辅助教学，把多媒体教学引入生物化学实验教学中，实现了经典实验技术与现代化技术的完美结合，使实验模式多样化，形成师生互动的动态实验教学模式，对高素质人才的培养大有裨益。一方面，多媒体设备的应用使一些特殊实验现象的迅速演示成为现实。比如，在传统的实验教学中，演示一个简单的实验现象可能需要十几分钟甚至半个小时，而如果提前进行摄像，那么在授课过程中，几分钟就解决了。另一方面，多媒体教学将传统的教学挂图推入历史长河之中。如，一些实验设备（离心机、分光光度计、电泳仪等）的结构或者一些生物组织结构在投影仪上均可以一目了然，而且可以动态分解，这些绝对是传统的教学方法所望尘莫及的。此外，多媒体教学的新颖性和交互性可以极大地提高学生参与的兴趣。大学生恰好处于思想活跃、激情似火的年龄，追求进步的意识极强，若依然固守陈规，很容易导致年轻人逆反情绪，而多媒体教学的多变性、灵活性和创造性刚好适应了年轻人的活跃思想，对于开发其创造思维和促进其学习兴趣肯定不失为一种极佳的教学方式。最后，利用多媒体可使实验课具有灵活性，创造性和新颖性的优点，可以把原有的验证性实验升格为设计性实验。我们提前布置，并指导学生利用多媒体查阅相关资料，然后小组讨论，设计可行的实验方案提交给老师审核，最后提前一周准备实验。这样，既提高了学生的参与意识，又开阔了学生的眼界，同时还拓展了实验的深度和广度，培养了学生创新能力。

    2.2鼓励学生参与实验准备、加强课前预习

    课前预习是一个传统而又永恒的优良学习方法，从教师的角度而言，又是一个必然的教学要求。然而，这么一个从小学就备受推崇的良好习惯，到大学确经常受到忽视，实验课的预习好像就更受冷落。究其原因，一个是学生的学习意识问题，当然和当前课程结构设置也有一定相关；但主要还是实验课教学方式的原因。如果课前不预习，到操作时跟着感觉走，而又没有严格要求的话，那么同学们肯定会越来越轻视，所以要采取适当措施，引导并适当强制学生养成良好的习惯。因为课前做好预习是保证实验成功的重要前提，如果学生对实验课前预习不重视，那么操作过程中，容易因对实验步骤不熟悉而手忙脚乱，错误百出，也就增加了安全隐患。

    形势严峻，对症开方。首先，要求学生在实验课前，写出详细的预习报告，熟悉实验的目的、原理、操作流程等；然后，在上课之前采用课前提问的方式检查学生的预习效果，同时现场点评，让同学们了解自己预习存在哪些不足，奖惩分明；同时，改进传统授课方式，探索讨论式讲解或让部分学生来讲解实验，变相地督促预习，这样做不影响实验操作时间，还调节了课堂气氛，在督促学生预习的同时，又锻炼了学生的表达能力，一举多得；此外，如果把课前预习和实验准备有机结合起来将会收到更好的效果。传统生化验证性实验教学一般由实验教师在课前完成各种试剂的配制、实验材料准备以及仪器的调试等工作，学生只是按照教材内容进行操作，结果课程结束时连基本的试剂配置都不会。比如，很多同学到最后考试时还不明白如何量取一定重量的浓硫酸，而且简单的照本操作还会使同学们感觉很被动，以致影响其学习兴趣。为此，我们鼓励学生参与实验课前的准备工作，如试剂的配制、分装，材料的培养、前处理等，并适当与成绩评定结合起来，这样既提高了学生的动手能力和责任感，同时还锻炼了其主动性。通过一系列的锻炼，认真参与准备并细心思考的学生往往在今后学习和科研的过程中表现突出。

    2.3 构建创新平台，鼓励自主创新

    现在大学生人数多，群体杂，而且成绩也是参差不齐，有些同学仅仅满足于在实验课上能得到一些数据，而有的同学在勤于动脑的同时还特别希望能有更多的操作机会。鉴于这些问题，我们专门成立了一个以本科生实验教学为主体的实验教学中心，现在已经是市级的示范中心。以该中心为平台，开辟专门的创新实验室，鼓励同学大胆创新，设计更多有价值、有意义的实验，在老师指导下，利用课余时间进行练习。这样不仅是对生物化学实验课程的有效补充，更是对同学们创新能力的培养。在此基础上，还可以实现科研和学习的相互协调、相互促进。同时，还开设了中心网络互动平台，在课上操作之余，有兴趣和余力的同学还可以到网络论坛的对应板块开展交流，教师也参与网络讨论，并及时解答同学们的知识和思想难题，教学相长，共同提高。

    3 重视考核方式的改革，注重过程培养

    课程考核是课程组织的一个重要组成部分，如果运用合理将会大大激发同学们的学习兴趣，反之，如果失之偏颇则直接影响同学们的积极性。当前，由于以往人们对实验课程的轻视，致使经常出现学生不参加实验，而最终只是补写上实验报告就通过考核的现象，严重影响了考查的公平性，同时也会严重打击同学们的积极性。可见，对考核方式进行实时改革，顺应当前形势，也必将对教学效果大有裨益。生物化学实验课的主要目的是培养学生扎实、规范的实验技能以及创新思维能力。所以，该门实验课必须要重视过程的培养，而不是仅仅将目光盯在最终的考试成绩上。设计合理、积极的实验成绩考评制度，不仅能督促学生严格、规范地进行实验操作，还可以提高学生总结问题、分析问题和解决问题的能力。

    为此，我们制定了严格的实验评分方法，将实验课总成绩分为平时成绩和期末考试两部分，分别占60%和40%。其中平时成绩又细分为实验准备10%，日常考勤5%，值日情况5%，实际操作及完成报告情况40%；期末考试又分为理论考试和操作考试两部分，各占50%。实验准备分组进行，准备过程中可以充分锻炼学生的实验室素养；通过参与实验准备，培养同学们分析问题、解决问题以及统筹规划的能力；日常考勤和值日情况主要是给同学们适当压力，锻炼其集体主义观念和团队精神；实验操作部分，包括学生实验操作的规范化程度、实验结果和完成情况、实验过程中实验台的秩序、实验记录情况，具体成绩体现在实验报告成绩之中，这是对学生实验能力和实验态度的综合评价；实验报告部分不仅要求按照规范提交实验结果和报告，更强调实验结果的讨论，鼓励学生根据实验记录，就实验过程中观察到的实验现象加以分析、总结和再分析，不管实验成功与否，都要求学生查阅相关资料提出自己的看法，以此提高学生分析和解决问题的能力；期末考试涉及实验原理和实验操作的理论和相关知识，是对所学习内容的再此强化和记忆督促。由于学生普遍重视自己的最终成绩，因此在按照考评制度努力提高成绩的过程中会得到良好的训练。

    4 展望

    生命科学发展飞速，作为重要基础课程的生物化学实验课也不能停滞，我们在实验教学过程中应该不断发现新问题，并积极解决。以前，由于受传统教学观念的影响，人们往往只关心理论课的教学，在理论课上不惜投入大量的时间和精力，精心设置教学计划、教学内容，而实验教学附属于理论教学，其内容大多侧重于加深和提高学生对基本理论知识的理解，忽略了对学生能力与素质的培养，结果就会出现正如文章初始所提到的几个现象。

    除了前面所论述到的问题，当前还存在一些需要注意的方面，比如随着近年来学校扩招规模的膨胀，在实验教学中，往往出现实验条件与学生规模不相适应的现象，许多良好的规定无法实施，致使学生对实验课重要性认识不足，实验教学效果欠佳；另外，实验教学是一件前期准备很烦琐的教学活动，尤其是生化实验，药品特多，瓶罐最杂，哪一项试剂少了或者效果不好了都直接影响课程开展，而且要达到良好的教学效果，无论教学经历多悠久都代替不了每次课前的实际准备与预实验的开展，不象理论课教学能够实现一次准备终生受益。然而，在传统的管理制度中，实验室处于从属地位，专业的实验教师被列为教辅人员，而且高校领导往往忽视对实验室队伍的重视，这直接导致实验课教师队伍出现了力量分散、队伍不稳定、岗位不明确、待遇跟不上、人员流失严重等现象。这些都成为影响实验教学质量持续提高的重要因素，在以后的教学和科研过程中需要时刻引起注意，积极采取应对措施。

    作者简介：常怀普(1981- )，男，山东人，硕士，助教，西南大学生物技术学院，研究方向：生物化学与分子生物学。