設(shè)計(jì)性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革調(diào)查

　　這篇課程設(shè)計(jì)論文投稿發(fā)表了設(shè)計(jì)性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革調(diào)查，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)有利于生物科技的蓬勃發(fā)展，論文通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)與分析。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施分層教學(xué)法，顯著提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。

　　關(guān)鍵詞：課程設(shè)計(jì)論文投稿,生物化學(xué),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

　　近年來(lái)，隨著生物科技的蓬勃發(fā)展，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)已廣泛滲透到包括病原檢測(cè)、藥物設(shè)計(jì)和醫(yī)療診斷治療等各個(gè)領(lǐng)域，因而生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)工作顯得尤為重要。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的科學(xué)，是從事研究生物體內(nèi)化學(xué)分子的結(jié)構(gòu)、功能及其與生命現(xiàn)象本質(zhì)的學(xué)科，是現(xiàn)代生命科學(xué)領(lǐng)域中的前沿學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)教育規(guī)劃中的重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。因此，為了培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的具有創(chuàng)新精神和能力的醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生[1]，僅僅依靠傳統(tǒng)的純理論教學(xué)和驗(yàn)證性的單項(xiàng)試驗(yàn)，顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)方面起到的重要作用是無(wú)法替代的。

　　1.資料與方法

　　1.1研究對(duì)象

　　隨機(jī)選取2016級(jí)4個(gè)臨床專(zhuān)科班共168名學(xué)生為研究對(duì)象。

　　1.2方法

　　在完成傳統(tǒng)教學(xué)任務(wù)的過(guò)程中，進(jìn)行理論教學(xué)課后的實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)觀察組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)，對(duì)綜合評(píng)價(jià)合格的學(xué)生以平時(shí)成績(jī)?yōu)楠?jiǎng)勵(lì)，并引導(dǎo)其進(jìn)入下一分層實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。在分層實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中由指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，分組進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完成方案制作，定期匯報(bào)，商討實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)。設(shè)計(jì)完成，以組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后由指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。

　　1.3實(shí)施方案

　　1.3.1實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革設(shè)計(jì)。以教學(xué)大綱為指導(dǎo)，重點(diǎn)內(nèi)容滲透到實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。生物化學(xué)是在分子水平上通過(guò)研究生物大分子的結(jié)構(gòu)，功能和代謝機(jī)制來(lái)闡明人類(lèi)生，老，病，死等生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。針對(duì)醫(yī)學(xué)生的生物化學(xué)知識(shí)體系可分為四部分內(nèi)容：靜態(tài)生化，動(dòng)態(tài)生化，機(jī)能生化和生化與疾病，而這些內(nèi)容都是以生化分子為研究對(duì)象的。因此，以此為切入點(diǎn)，可將生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)模塊化為四大模塊：蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)、脂類(lèi)。單個(gè)模塊都是以從結(jié)構(gòu)，功能到代謝調(diào)節(jié)的系統(tǒng)研究為支點(diǎn)，涵蓋生物化學(xué)基本的理論和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。1.3.2實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容改革。現(xiàn)有的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，以簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，缺乏綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[6]，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)造性，學(xué)生機(jī)械重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，缺乏主動(dòng)思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面的訓(xùn)練。比如以下的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳，酶的特異性，血糖測(cè)定，血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活性測(cè)定等，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為孤立，是單獨(dú)的知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練，學(xué)生無(wú)法從中得到創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的鍛煉，并且不利于醫(yī)學(xué)生在今后從事醫(yī)學(xué)科學(xué)的研究。然而基本操作技能雖然存在弊端，但考慮到不同學(xué)生的知識(shí)掌握水平和學(xué)習(xí)能力的不同，因此，在不放棄原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行了新的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并依據(jù)學(xué)生的能力進(jìn)行分層教學(xué)。分層教學(xué)是教師根據(jù)學(xué)生的知識(shí)，能力水平和潛力傾向，把學(xué)生科學(xué)地分成幾組水平相近的群體并區(qū)別對(duì)待，使得各群體在教室恰當(dāng)?shù)姆謱硬呗院拖嗷プ饔弥械玫阶詈玫陌l(fā)展和提高[7]?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程考核環(huán)節(jié)中，成績(jī)達(dá)到良好和優(yōu)秀等級(jí)的，可進(jìn)入綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié);而成績(jī)未達(dá)到的，則需進(jìn)行新一輪的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程訓(xùn)練。綜合設(shè)計(jì)課程的編排側(cè)重生物大分子的分離，提取及鑒定，并包含各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。為了達(dá)到提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的科研素質(zhì)，篩選了以下實(shí)驗(yàn)提供學(xué)生選擇：蛋清溶菌酶的分離和鑒定，細(xì)胞核分離純化及DNA，RNA含量的測(cè)定，動(dòng)物糖原的提取與鑒定，酮體的生成和利用。綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊湊，連貫，系統(tǒng)，實(shí)用性強(qiáng)，學(xué)生如要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，需靈活運(yùn)用生物化學(xué)理論知識(shí)和基礎(chǔ)技能，發(fā)揮創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生的科研創(chuàng)造能力得到鍛煉。如“蛋清溶菌酶的分離和鑒定”以雞蛋為原料，貼近日常生活。在酶的分離階段，涉及生化技術(shù)包括層析技術(shù)，蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)制定，離心等電點(diǎn)沉淀，離子交換層析等;酶的鑒定階段，涉及蛋白質(zhì)濃度測(cè)定，SDS-PAGE電泳，酶活測(cè)定，酶專(zhuān)一性和特異性鑒定等。內(nèi)容涵蓋蛋白質(zhì)模塊重要的理論知識(shí)和基本技術(shù)，學(xué)生不但掌握了具體的實(shí)驗(yàn)方法，更領(lǐng)會(huì)到技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，從而使學(xué)生真正將書(shū)本知識(shí)點(diǎn)做到學(xué)以致用。1.3.3教學(xué)方法多樣化。教學(xué)方法的改變是為了突出學(xué)生的能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，突出“以學(xué)生為主體”，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力。參與綜合性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的學(xué)生，整個(gè)過(guò)程以小組為單位，實(shí)驗(yàn)過(guò)程全部由學(xué)生自己操作完成，前期對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目的分析和步驟的交流，可以通過(guò)小組內(nèi)討論來(lái)進(jìn)行思考和修改。完成“頭腦風(fēng)暴”后，每小組推舉發(fā)言人，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前PPT討論，根據(jù)討論方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)科研型成果論文，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中主要起到指導(dǎo)作用，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，引導(dǎo)獨(dú)立思考，把握實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，保證達(dá)到計(jì)劃要求，形成實(shí)驗(yàn)成果[8，9]。學(xué)生根據(jù)教師設(shè)計(jì)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行選擇，確定目標(biāo)后，教師不會(huì)直接告訴學(xué)生解決方法，而是啟發(fā)討論，引導(dǎo)學(xué)生自己尋找問(wèn)題，培養(yǎng)其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教師重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)方案，引導(dǎo)討論和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，檢查、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全性問(wèn)題上。1.3.4實(shí)驗(yàn)室的使用。實(shí)驗(yàn)室是利用固定的儀器設(shè)備和設(shè)施創(chuàng)造出的具有多種條件或環(huán)境的場(chǎng)所[10]。在這個(gè)場(chǎng)所中，可為學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供有力支持。封閉的實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用，而開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室可方便學(xué)生隨時(shí)將“新鮮出爐”的創(chuàng)意付諸實(shí)踐，也可以在沒(méi)有思路之前進(jìn)行一些預(yù)實(shí)驗(yàn)。我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和儀器設(shè)施做到完全開(kāi)放，老師在進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，需進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)和儀器使用方法及注意事項(xiàng)，做到“放而嚴(yán)管”，而不是“放而不管”。1.3.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)。在后期，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)中，我們提倡論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)和前期文獻(xiàn)的查閱來(lái)書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)整體的設(shè)計(jì)思路，并配合圖像處理和結(jié)果討論、文獻(xiàn)查閱，全面提高學(xué)生科研閱讀和撰寫(xiě)能力，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中與科研接軌，盡早地培養(yǎng)其科研能力和科研思路，將系統(tǒng)的科研方法和體系融入到生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中。

　　1.4效果評(píng)價(jià)

　　改變單一的學(xué)業(yè)成績(jī)考核辦法，采用多元化的考評(píng)方法，關(guān)注學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，關(guān)注學(xué)生理論與實(shí)踐的結(jié)合及實(shí)際能力的提高。教師根據(jù)學(xué)生文獻(xiàn)查閱，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，實(shí)際操作，實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多個(gè)方面綜合評(píng)定給出成績(jī)和評(píng)價(jià)結(jié)論。完成整個(gè)設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，以匿名的方式在參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)中進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)研(見(jiàn)表1)。問(wèn)卷內(nèi)容涉及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間安排，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，實(shí)驗(yàn)的困難度是否合適等，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革中，通過(guò)學(xué)生反饋的意見(jiàn)可以指導(dǎo)下一學(xué)期的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

　　2.結(jié)果

　　表1：設(shè)計(jì)性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革調(diào)查(n=168)

　　3.討論

　　國(guó)內(nèi)教育雖然培養(yǎng)了一大批高學(xué)歷的優(yōu)秀學(xué)生，但在創(chuàng)新教育方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在較大的差距。其中原因之一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱[2]。具體有幾個(gè)方面的不足：1.教學(xué)內(nèi)容更新慢：近年來(lái)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的局面，而教學(xué)中的一些方法和技術(shù)手段已被新技術(shù)取代，教學(xué)不能與時(shí)俱進(jìn)。2.教學(xué)方式較傳統(tǒng)：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、原理、步驟，甚至結(jié)果都告訴學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生不假思索，失去了實(shí)驗(yàn)課的興趣。3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)欠完善：實(shí)驗(yàn)課無(wú)法獨(dú)立考核，學(xué)生學(xué)科考試以理論考試為主，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課缺乏足夠重視，導(dǎo)致教學(xué)效果欠佳。在高等教育教學(xué)國(guó)際化的形勢(shì)下，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該吸收國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，積極探索并勇于創(chuàng)新。許多國(guó)家注重學(xué)生的獨(dú)立操作能力，提供學(xué)生充足的條件和時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)操作，日本東京大學(xué)和早稻田大學(xué)的物理課程實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)是理論課學(xué)時(shí)的2-3倍[3]。美國(guó)大學(xué)注重教學(xué)、科研、生產(chǎn)相結(jié)合的理念，在大部分美國(guó)高校中實(shí)驗(yàn)教學(xué)類(lèi)型和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程分層次進(jìn)行，每個(gè)層次采用相應(yīng)的教學(xué)大綱和模式，層次越高，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的成分越多，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有嚴(yán)格的考核制度[4]。此外，美國(guó)十分重視網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳給教師審核，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獲取相關(guān)的信息[5]。實(shí)驗(yàn)前期，我們將單塊的理論知識(shí)點(diǎn)和各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能通過(guò)精心設(shè)計(jì)糅合在一起，開(kāi)設(shè)具有系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)課程，將生化零散的知識(shí)點(diǎn)模塊化。通過(guò)前期基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)的評(píng)估，確定設(shè)計(jì)性選題的難易度，提供符合學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中受過(guò)多的挫折，挫敗感的產(chǎn)生不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)，并且會(huì)降低學(xué)生創(chuàng)新的積極性。在本次探索過(guò)程中，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、操作實(shí)驗(yàn)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)一整套實(shí)驗(yàn)流程的參與，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考、分析、解決問(wèn)題的能力，因此，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和形式是值得進(jìn)一步研究和完善的。

　　作者：錢(qián)晶 王莎 蔣培余 王偉偉 單位：湖州師范學(xué)院生化與分子教研室

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《設(shè)計(jì)性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革調(diào)查》

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