生物化學和生物技術實驗教學改革

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新的教學體系增強了學生實驗操作技能，提高了自主思考和創新能力，教學質量得到顯著提高。生物化學是食品專業的一門重要專業基礎課，隨著科學技術的迅速發展，食品、發酵、生物工程、醫藥等行業均對生物化學技術的應用提出更高要求。生物化學與生物技術綜合實驗是食品專業理論課的配套實驗課，學生通過實驗教學，理解和驗證理論知識，掌握研究方法和實驗技術操作，培養獨立操作能力，為今后從事科研及工作實踐打下良好的基礎。

相比理論教學，實驗教學更具直觀性、實踐性和創新性，在提升學生綜合素質與能力培養方面具有舉足輕重的作用。因此，生物化學與生物技術綜合實驗的教學需與實踐應用緊密結合，但傳統的實驗課程設置與生物技術的發展已不相適應，暴露出許多問題，特別是在高?！半p一流”建設的背景下，生物化學與生物技術綜合實驗的教學改革也越來越重要。

1生物化學與生物技術綜合實驗教學存在的主要問題

1.1教材和教學內容陳舊

目前食品專業生物化學與生物技術綜合實驗課程使用的教材是學院自編的實驗講義，已有十余年未改編過。雖實驗講義根據理論教學內容選擇了一些相應的實驗技術，但由于生物技術發展快速，現有的實驗內容嚴重滯后，比如對核酸的研究僅停留在簡單提取和定性反應上，缺乏定量研究，關于酶方面的實驗缺少分離純化和定量檢測方法的研究，蛋白質的呈色反應等實驗的部分實驗現象難以驗證，失去實踐價值，部分實驗操作步驟需改進等等，實驗內容設置未能與生物化學的學科發展相適應，也未能與理論課內容較好銜接。而且實驗內容以驗證理論的基礎性實驗為主，能夠培養學生創新和實踐能力的綜合性和設計性實驗較少，學生接觸儀器設備的機會少，導致學生動手能力較差，創新能力和發散思維也沒有得到激發。

1.2儀器設備配置不足

生物化學與生物技術綜合實驗涉及比色、提取、離心、電泳等主要技術，儀器設備隨著技術的發展也在不斷更新。由于配套資金和實驗場地的限制，目前實驗室能配合實驗開展的主要是離心機、水浴鍋等常規儀器，使用的電泳儀年代久遠、操作十分不方便，現基本已經被淘汰；分光光度計與其它實驗室共用，不僅設備老舊，準確度和靈敏度不佳，而且共用也帶來諸多不便；實驗過程仍使用移液管操作，微量取樣的精確度無法保證；一些實驗缺少配合檢測技術的大型儀器設備；另外，儀器設備特別是大型儀器數量有限也是存在的突出問題。這些因素均限制了實驗項目的選擇，學生動手機會不足，大大降低了實驗教學效果。

1.3教學模式單一

現有的實驗教學方式為上課前由老師準備實驗試劑和調試儀器設備，學生按照固定的實驗步驟完成實驗。因實驗項目多數是驗證性實驗，因此學生以機械式的操作被動完成實驗，不用思考實驗設計，學生對實驗內容并沒有真正理解，對思考題常?；卮鸩徽_，導致學生對實驗課的興趣大大降低，不利于激發學生的創新能力和培養動手能力，也不利于學生實驗技能的鍛煉，未能對日后其他實驗課程或課題研究打好基礎。

1.4成績評價體系不完善

最初生物化學與生物技術綜合實驗課程成績主要由實驗報告完成情況結合學生的考勤、實驗操作和學習態度按一定比例進行綜合評價。因實驗報告均為課后提交，存在抄襲的情況，且上課時每個班學生為40人左右，學生的操作規范與否老師很難客觀評價。近幾年因學校教學計劃的改革，本實驗課程改為獨立設課，采用實驗操作和問答題考試作為成績評價的主要依據，但考試內容單一、常年不變，且受實驗條件的限制，考試只能選擇簡單的實驗項目進行，無法考察學生實驗內容規劃、儀器操作、數據處理等能力。

2生物化學與生物技術綜合實驗教學改革方案

2.1更新實驗教學內容

從適應食品專業和生物化學科學發展需要的角度出發，我們選擇了一些常用的、重要的生物化學實驗技術和方法作為實驗內容。首先，刪除了部分陳舊的、技術落后的實驗項目，比如氨基酸的紙上層析和紙上電泳、血清蛋白的醋酸纖維薄膜電泳等，這些技術目前已被淘汰，對學生今后的科研工作和專業技能的提升無顯著指導意義。其次，增加或修改了針對核酸、蛋白質、酶、糖類等幾類重要生物物質的成熟實驗技術，如植物基因組DNA的提取與含量測定、酶的分離純化、蛋白質的SDS-PAGE、DNS法測定還原糖含量等實驗項目。對于變動的實驗內容實驗老師帶領學生教輔反復進行預實驗研究，從原料選擇到實驗步驟和儀器參數均經過多次試驗而確定實驗方案，總結實驗過程的關鍵步驟和注意事項，以保證實驗教學的順利開展。通過這些實驗，學生不僅更深入地理解了理論，而且掌握了重要的生物化學測定方法和分離技術，還鍛煉了實驗設計能力，為今后畢業論文及科研課題的研究奠定了基礎。第三，保留并整合部分經典的驗證性實驗，如蛋白質的兩性性質及等電點測定、酶活力的測定等，刪除一些不常用的驗證實驗如蛋白質的米倫反應，并在多年經驗的積累上，對實驗步驟進行優化。

2.2增加實驗資源的投入

在學校和學院的大力支持下，實驗室進行了翻新改造，對現有陳舊設備進行升級，配備了高速離心機、紫外分光光度計、垂直電泳儀等配置較高的儀器設備，提高實驗操作的便利性和結果的準確度，并增加臺套數盡可能滿足學生使用需求，讓每個學生都有操作儀器的鍛煉機會，同時學院引進的大型儀器如免染電泳成像系統也可供本科生使用。

2.3豐富教學模式

為了讓學生更好地理解理論知識，帶著發現問題和解決問題的態度開展實驗，要求學生在實驗課前做好預習工作并編寫預習報告，針對思考題及理論知識的難點自行查閱資料，老師在講解實驗內容時進行提問，增加與學生間的互動。因生物化學與生物技術綜合實驗是食品專業學生接觸的第一門專業實驗課，多數儀器是第一次接觸，所以為了學生理解儀器原理，快速掌握儀器操作，提前將儀器相關資料包括文字介紹和視頻演示等發給學生預習。實驗前老師進行演示并在實驗過程中糾正學生的操作，幫助學生規范實驗操作。引入多個綜合性設計實驗，由學生分小組設計實驗方案并自行驗證，培養學生獨立思考和分析、解決問題的能力。

2.4完善成績評價方法

因生物化學與生物技術綜合實驗是獨立設課課程，需以考試方式進行考核，因此探索科學、公正、有效的考核方法是教學改革的重點。針對以往考試形式單一、考試內容陳舊等問題，將課程成績考核分為兩部分：平時成績占30%，主要為實驗報告、出勤、實驗態度、上課時的實驗操作等；考試成績占70%，其中筆試占30%，實驗操作占70%。成績評價的重點是考試成績，筆試為三道簡答題，考察學生對理論知識的掌握及運用；實驗操作為利用某個儀器獨立完成一項指標的測定，考察學生操作的規范性及實驗結果的計算與實驗報告編寫，并由老師現場打分。簡答題與操作題提供多個題目，均為實驗內容的重點，由學生抽簽決定。這樣的考核方式可以真實反映老師的教學質量并檢驗學生的學習效果。

3教學改革實踐效果

生物化學與生物技術綜合實驗課程的教學改革經過一年多兩屆學生的實踐與探索，在不斷試驗總結的基礎上形成了比較完善的實驗教學體系。教學內容與學科先進技術接軌，學生實驗操作技能明顯增強，對實驗課程的興趣和積極性也顯著提高，學習態度由被動逐漸轉為主動，不再有應付實驗的心態，更多的是自發思考和分析實驗中遇到的問題。在上課過程中，一些學生因實驗結果不理想會主動提出重做實驗或更改實驗方案進行嘗試，有的學生會在實驗結束后主動與老師交流其它儀器設備的原理和使用方法，學生對實驗和儀器的探索欲明顯增強。通過教學改革，學生實驗設計能力得到鍛煉，創新思維也得到激發，為今后其它課程的學習及課題研究打下了良好的基礎。雖然生物化學與生物技術綜合實驗教改取得了一定成效，但實驗內容的設計細節及課堂互動等問題仍需進一步研究。