石艷　王勤　徐慶妍　柯莉娜　周大旺

摘要：生物化學實驗課是生物學及相關(guān)專業(yè)的一門學科類通修課程，其教學目的是讓學生學習和掌握生物化學實驗基本操作技能的同時，注重學生基本科研素質(zhì)培養(yǎng)。我們根據(jù)這個理念將生物化學實驗課內(nèi)容設計成三個模塊：基本生物化學實驗技術(shù)訓練模塊，綜合實驗訓練模塊，以及自主設計實驗模塊，并在課程開展中注重學生基本科研素質(zhì)的培養(yǎng)，達到了實驗教學培養(yǎng)學生科研實踐能力和綜合素質(zhì)的目的。

關(guān)鍵詞：生物化學實驗；教學改革；基本科研素質(zhì)培養(yǎng)；本科生

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）33-0270-02

實驗教學是培養(yǎng)大學生實踐動手能力的重要教學環(huán)節(jié)和途徑，因此，實驗教學質(zhì)量關(guān)系到學生動手能力、科研創(chuàng)新能力和解決問題能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[1]。生物化學實驗課是生物學及其他相關(guān)專業(yè)的一門學科類通修課程，是學習生物化學實驗技術(shù)的一門實驗課。它是生物化學理論學習的重要環(huán)節(jié)，對于學生理解和掌握生物化學理論知識有著舉足輕重的作用[2]。例如在生物化學理論教學中提到的電泳實驗時，學生會覺得是一個非常神奇且高大上的技術(shù)手段，通過實驗課的學習，才知道電泳真實面目，其實是一種最常用的生物化學實驗技術(shù)。生物化學實驗課更主要的任務是讓學生學習和掌握生物化學實驗的基本操作技能，同時注重學生科研素質(zhì)培養(yǎng)，讓學生能夠運用所學的生物化學實驗技術(shù)分析和解決實際問題，提高他們的思維能力和實踐能力，為他們能夠成為具備創(chuàng)造型科研能力的科研人才奠定基礎。但生物化學實驗課一般是生命科學學院的學生開設的第一門專業(yè)類實驗課，要讓第一次接觸生物類專業(yè)實驗的學生經(jīng)過一個學期的實驗課學習就從生物學實驗技能零基礎到具有獨立開展課題研究能力并不是一件很容易的事。

一、傳統(tǒng)生物化學實驗教學存在的問題

傳統(tǒng)的生物化學實驗課實驗項目多偏重于驗證性實驗，實驗項目之間相對孤立，而且在驗證性實驗過程中，因為有預期的實驗結(jié)果，學生缺乏探索的興趣，往往主動性較差，一般是被動地按照實驗操作步驟機械性的進行，大多數(shù)學生沒有主動思考的意識[3]，致使學生不容易將學習到的方法綜合應用和解決問題。綜合性實驗是將多個具有相關(guān)性的單一實驗按照一定順序安排進行。通過綜合性實驗，能夠把原來相互獨立的研究對象彼此聯(lián)系起來，有助于學生更深刻、更全面地理解所學知識，從而提高本科生生物化學實驗學習質(zhì)量[4]。于是，我們設計了一個模擬科研的綜合實驗訓練，把原來孤立的實驗項目串在一起，上一個實驗獲得的材料，作為下一個實驗的材料，使學生不得不認真對待每一個實驗，不然他可能就無法完成后續(xù)的幾個實驗項目。但在課程開展過程中，我們很快發(fā)現(xiàn)，對于不少學生來說，由于很多實驗方法都是第一次接觸到的，在綜合實驗中，既要學習新方法，又要采用新方法獲得較好的結(jié)果，有一定的難度。例如，第一次接觸到移液器的學生，由于使用不熟練，很容易出現(xiàn)第二檔吸液的情況，造成量取體積誤差，從而影響實驗結(jié)果。而且由于所有的實驗準備工作都是老師準備的，學生進入科研實驗室后連試劑都不會配制，更有甚者，竟然有學生不知道所使用的溶液試劑是通過固體試劑配制得到的。而且綜合性實驗涉及的知識技能多，要求學生在實驗過程中具備全面的實驗操作技能。如果一下就讓學生進行綜合實驗訓練，他們可能實驗失敗，不僅打擊了實驗的積極性，而且沒有實驗樣品進行下一個實驗，甚者還有學生可能編造出虛假的實驗結(jié)果來，這顯然違背了我們希望通過實驗課訓練學生動手能力，培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力和解決實際問題能力等綜合素質(zhì)的初衷，起到拔苗助長的反效果。

二、實驗教學內(nèi)容改革

經(jīng)過了多年的摸索實踐，我們將生物化學實驗課內(nèi)容設計成三個模塊：基本生物化學實驗技術(shù)訓練模塊，綜合實驗訓練模塊，以及自主設計實驗模塊。

（一）基本生物化學實驗技術(shù)訓練模塊

在基本生物化學實驗技術(shù)訓練模塊中，通過幾個相對簡單的實驗，對學生進行生物化學基本實驗技能訓練。例如設計了高錳酸鉀吸收曲線測定及標準曲線制作的實驗，通過這個實驗，既訓練了學生配制試劑并正確書寫標簽，又學習了移液器及分光光度計的使用。蛋白質(zhì)含量測定實驗則向?qū)W生介紹了標準溶液配制的幾種方法，實驗空白對照的設置，以及分光光度法。通過該實驗學生不僅僅學習到標準溶液的配制，還初步學習了實驗對照的設計方法，將科研素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿于實驗課教學之中。通過基本技術(shù)訓練模塊的訓練，學生具備了進行綜合訓練實驗的基礎。

（二）綜合實驗訓練模塊

綜合實驗訓練模塊包括了配制緩沖液，從牡蠣中制備堿性磷酸酶，并進行純化，純度鑒定，動力學性質(zhì)研究等實驗項目。學生學習了生物大分子制備純化方法，酶活力分析方法，以及基本酶動力學研究方法。由于在基本技術(shù)訓練模塊，學生已經(jīng)訓練了離心機、移液器、分光光度計等常用儀器的操作，并掌握了試劑配制方法，蛋白濃度測定等基本生物化學實驗技術(shù)，因此大大提高了學生綜合實驗的成功率，以及學生獨立開展實驗的能力。而且學生對于這種較大型的綜合性實驗表現(xiàn)出濃厚的興趣，同時初步體驗到了科研探究的樂趣，以及從事科研的艱辛，并訓練了學生合理安排實驗時間，以及分工合作的能力。例如，電泳鑒定堿性磷酸酶純度實驗，耗時較長，指導教師在講授結(jié)束后，學生開始自己做電泳實驗，如果時間安排不好，或者出現(xiàn)失誤，就得重新進行，很可能就錯過吃飯的時間。但是通過自己的努力，終于獲得了結(jié)果，學生就會覺得無比喜悅。因為綜合實驗是探究的實驗，不存在所謂的正確結(jié)果，學生們想知道自己的結(jié)果是否正常，他們就得根據(jù)相關(guān)知識自己分析。如果分析得出結(jié)論是結(jié)果不合理時，他們就需要進一步分析造成這個結(jié)果的可能原因是什么，是否需要重新進行這個實驗，這時老師也會給予適當?shù)膸椭?，提示他們思考的方向。通過該模塊的訓練，使學生不僅掌握了生物化學實驗四大經(jīng)典技術(shù)（電泳技術(shù)、離心技術(shù)、層析技術(shù)和比色技術(shù)），并訓練了獨立分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)實驗課的學習，以及進入科研實驗室奠定了良好的基礎。

（三）自主設計實驗模塊

自主設計實驗模塊是讓學生獨立設計一個實驗并完成。在綜合訓練實驗獲得堿性磷酸酶以后，就提前布置學生獨立設計關(guān)于堿性磷酸酶研究的實驗方案。學生通過文獻查閱，結(jié)合已掌握的實驗技術(shù)及實驗室提供的條件，自行設計實驗方案，并將設計好的實驗方案給指導教師審核、調(diào)整方案至可行。在這個模塊中，學生從準備儀器、試劑配制開始，獨立完成他們設計的實驗方案，并對結(jié)果進行處理分析，然后在課堂上進行交流匯報，展示自己研究結(jié)果，并探討收獲和不足之處。根據(jù)學生的反饋，大多數(shù)學生很喜歡這個模塊的設計，因為給了他們自主設計實驗以及展示自己的機會。通過這個模塊，訓練了學生查找文獻資料，設計實驗，分析問題，合理安排時間的能力，同時也訓練了學生的表達能力。一個好的科研工作者不僅要能做好實驗，還要具備一定的口頭表達能力，以及與同行交流的能力。

三、生物化學實驗教學中基本科研素質(zhì)的培養(yǎng)

科研意識、科研方法和科研精神三個方面是現(xiàn)在公認的主要科研素質(zhì)[5]。除此之外，筆者認為實事求是、嚴謹、不弄虛作假是科研工作者應具備的最基本的科研素質(zhì)。因此，生物化學實驗教學應該在訓練學生基本技能訓練同時，還注重培養(yǎng)他們的基本科研素質(zhì)。這首先要求學生在做實驗過程中一定要如實記錄實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)，絕對不能出現(xiàn)篡改實驗結(jié)果的情況。但是實驗課與自己做科研不同，實驗課會涉及到學生成績問題，而且實驗課的每個實驗都是學生第一次進行的，難免會出現(xiàn)失敗的情況。有的學生為了獲得更好的實驗課成績，當發(fā)現(xiàn)自己的結(jié)果和預期不同時，就有可能發(fā)生篡改記錄的情況。因此，我們需要通過適當?shù)姆椒ㄒ龑W生正確對待實驗獲得異常結(jié)果的問題，告訴學生實驗課注重的是學習過程，而不是單純只看結(jié)果。如果實驗獲得了與預期不同的結(jié)果，要分析思考，而不是立刻就判定實驗失敗。

文獻查閱也是培養(yǎng)學生科研素養(yǎng)的有效方法和途徑之一，通過文獻查閱培養(yǎng)學生獲取、整理、分析和利用文獻能力[6]。但由于實驗教學的特性，傳統(tǒng)的實驗課學生幾乎沒有查閱文獻的需要。我們的課程通過綜合性實驗以及自主設計實驗的設置，讓學生有機會查閱文獻。在綜合實驗中，學生無法像以往的驗證實驗一樣預先知道實驗結(jié)果是什么樣的，因此他們只能借助查閱文獻的手段才能很好地分析結(jié)果。而自主設計實驗更需要學生通過查閱文獻，并結(jié)合自己的能力，設計出可行的實驗方案。因此學生體會到查閱文獻對科研工作者的重要性。如果科研只是閉門造車，既浪費人力物力，而且很難做到領(lǐng)先。牛頓說過“如果說我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩膀上?！背浞掷梦墨I，就是“站在巨人的肩膀上”的一種方式。

經(jīng)過注重基本科研素質(zhì)訓練的生物化學實驗課的培養(yǎng)，學生具備了進入科研實驗室接受進一步科研訓練的基本生物化學實驗技能及基本科研素質(zhì)，達到了實驗教學培養(yǎng)學生科研實踐能力和綜合素質(zhì)的目的。

參考文獻：

[1]劉勇軍，梁愛玲，侯敢.生物化學實驗課教學改革之綜合性實驗與基礎性實驗相結(jié)合[J].中國醫(yī)藥導報，2009，6（35）.

[2]王偉.生物化學實驗課教學中對學生科研素質(zhì)的培養(yǎng)[J].科教文匯，2010，（3）.

[3]何小兵，劉連生.生物化學實驗教學中關(guān)于如何設置綜合性實驗項目的策略和設計[J].長江大學學報（自科版），2013，10（30）.

[4]唐寧，周梅仙，張紅琳.開設生物化學綜合性實驗的改革與探索[J].生物學雜志，2007，24（6）.

[5]黃曉云.試論培養(yǎng)大學生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力[J].沈陽教育學院學報，2008，10（6）.

[6]趙京山，李愛英，侯建明，劉玉，劉亞磊，陳利欣.生物化學研究型實驗教學模式探究[J].基礎醫(yī)學教育，2013，15（5）.