浅析高职《生物化学》课实验教学的途径及其功能

2022-09-11

生物化学课程是生物工程专业必修的一门重要基础理论课程, 其教学质量的高低将直接影响学生对后续课程的理解与掌握。在生物化学课程教学中, 实验教学占有举足轻重的地位, 是学生理解和掌握生物化学基本原理的必需环节。[1]生物化学实验所包含的基础技能涉及到生物工程专业的各个方面, 是进一步学习分子生物学、现代生物技术、细胞生物学、酶工程、发酵工程及食用菌学等其他后继课程实验技术的基础, 对训练学生基础实验技能、培养学生动手能力、创新能力具有极其重要的作用。[2]为了充分调动学生学习的主动性, 提高生物化学实验课的教学效果, 我们拟从以下基础实验、提高实验、综合实验等几个方面进行改革和尝试。

1 通过重视基础实验这一途径, 锤炼学生生物化学实验基本功

基础实验的任务主要包括两方面:一是训练学生必须掌握的基本实验操作技能;二是通过实验现象的观察与分析, 帮助理解课堂学习的理论知识。但基础实验中定性的多、定量的少, 验证性的多、综合训练的少, 学生往往不够重视, 实验中不求甚解, 应付了事。为引起学生重视基础实验, 保证学生学会基本实验操作, 我们要求学生课前必须预习实验内容、明确实验目的与要求。在每次实验前, 让学生充分预习实验内容, 写出实验全过程的预习报告, 上课时由一到两位学生将当天要做的实验内容向全班同学讲解, 这样做既培养了学生的认真态度, 也使学生了解实验的目的、原理和实验步骤, 对每次实验都能做到心中有数, 从而克服学生对老师的依赖性, 培养了动手能力和独立自主的工作能力。在上实验课时, 教师围绕实验原理、操作要点及所需实验材料和器皿进行提问, 然后由学生回答, 必需时给以补充, 这样可进一步促进学生预习, 加深学生对实验原理理解和对操作要点的掌握, 做起来就会得心应手。实验课过程中教师侧重解决实验中出现的问题, 及时纠正错误或不规范的操作, 引发学生对实验结果进行讨论。

为确保实验前预习效果, 我们还要求学生对实验现象或结果进行书面预测, 实验过程中与自己的预测进行比对, 充分发挥他们的主动性, 使他们通过实验现象的思考, 加深对基本原理的理解。如糖的颜色反应中的“紫色环实验”, 同学们通过实验结果和预测结果的比较, 不仅懂得了实验过程的每一步操作都要细心、精确, 观察、记录实验现象要认真、准确, 而且经过对实验现象的讨论进一步理解了α-萘酚与糖反应、α-萘酚被浓硫酸氧化变绿色的原理及影响染色结果的因素。在设计实验时, 我们根据现有条件, 对一些相关性单一实验进行整合, 尽量使一些定性实验达到定量, 提高验证实验的科学性与准确性。“血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳”这个实验中, 一般是先在浸泡过的醋酸纤维素薄膜粗糙面划线处点样, 然后糙面向下上桥开始电泳等实验操作组成, 都是通过观察电泳结果使学生认识到血清中几种蛋白质在电场中泳动速度不同的的性质, 整个实验过程显得单调。我们经过反复预备实验, 在该实验现象观察的基础上加上不同的点样方法, 比较不同点样方法所产生的不同现象, 将一个实验变成两个实验, 而且增强了实验操作的技巧性、趣味性, 训练了学生点样手法和薄膜上桥的实验操作技能, 并使学生对电泳技术有了较清晰的认识。

2 通过辅以提高实验这一途径, 强化学生实验动手能力

在学生掌握基本实验操作的基础上, 我们将若干基础实验环环相扣地置于相关联的大实验中, 从验证性实验向设计性和综合性实验发展。比如在“油料作物种子中脂肪转化为糖的检验”的实验中, 将黄化幼苗的培养与准备作为第一个实验, 第二个实验做脂肪转化为糖的检验, 学生自己动手研磨黄化幼苗和油料作物种子以备实验需要, 再通过与指示剂的颜色反应观察, 加入费林试剂水浴加热观察是否有砖红色沉淀产生, 纪录现象并分析原因。然后学生以自己所学到的生物化学知识解释脂肪在植物中是通过怎样的途径转化为糖的, 绘制出转化过程图。

同时为了加强学生实验技能的训练, 强化他们的动手能力及分析问题的能力。教师对每一个实验都亲自预做, 保证实验的开出效果。在这些实验中教师对每一步都进行精心讲解、及时指导、分析原因, 使学生正确操作, 顺利完成实验。在提高实验中, 我们还安排学生参加预实验和实验前的准备工作, 如试剂的配制、玻璃器皿的清洗, 使学生对顺利完成实验并获得理想的实验结果有较全面的认识。通过提高实验, 学生不仅对基础实验中学到的操作技能进行了反复训练, 还学习了一些新的实验方法、实验技术, 学生动手能力得到了进一步的强化与巩固。

3 通过巧设综合实验这一途径, 提高学生综合动手及创新能力

生物化学课程实验主要侧重于基本实验操作技能的训练, 为使学生具有较强的动手、分析、综合实验和解决实验问题的能力, 我们在课程实验结束后, 设计一周时间的知识面宽、综合性强、具有一定创新研究性的生物化学综合实验。其目的是促使学生把相关知识和实验技术有机结合起来, 让学生从问题开始, 在实验探索中寻求答案, 培养学生综合运用生物化学实验技术解决实际问题的能力, 并培养学生团结互助的团队精神。综合实验是一个以学生为主体、学生与教师互动的教学过程, 其特点是学生独立自主进行实验的设计、组织、实施和管理。[3]

3.1 做好组织动员工作、明确综合实验方向

综合实验开始前一个月, 教师对学生进行组织动员和分组, 提出综合实验主题。实验主题侧重于蛋白质、酶、糖类、核酸等生物化学中重要基础知识。教师提出的实验主题是根据实验室条件和实验时间来确定的, 只给学生一个明确的方向, 具体的实施方案是学生根据资料查阅, 经过同学之间、同学与教师之间相互讨论后制定的。在学生选定实验主题后, 教师再向学生介绍围绕实验主题从查阅资料、选择实验材料、确定实验方案、准备实验药品与器材、实验结果分析与总结直到实验论文撰写的一般方法以及实验中应注意的事项。

3.2 参与资料调研、切实制定实验方案

学生刚开始查阅资料时不免感到有些茫然, 不能有效利用期刊、图书和网上资源查询需要的资料。在具体过程中教师积极参与指导学生进行资料查阅, 并就所选择的实验主题启发学生根据学过的理论知识和获得的资料开展讨论, 确定具体的实验材料, 选择适合的实验方法, 提交实验方案。实验方案要求学生写明实验的目的与意义、实验材料、实验试剂仪器、实验方法、预期实验结果以及实验进程安排等。为保证综合实验顺利开展, 教师对学生提交的实验方案进行认真审阅, 经过与学生讨论后, 制定出切实可行的实验方案。

3.3 自主实施实验、保障实验顺利完成

学生经过基础实验、提高实验的训练, 已具备了基本的生化实验技能, 综合实验完全由学生自我组织、实施、管理, 实验室对学生实行开放。综合实验过程中, 教师的主要任务是监督实验过程、保障实验完成, 对实验中出现的问题仅仅做必要的引导, 启发他们综合运用所学的知识和实验技能, 独立解决问题。

3.4 认真分析实验结果、进行自我评价

学生在规定的时间内完成预定的实验后, 经过实验结果的分析, 撰写论文格式的实验报告。整个实验结束后, 由学生自己就实验态度、技能、完成质量、分析解决问题能力、创新能力等进行自我评价。最后教师与学生一起对综合实验进行总结, 找出成功之处, 分析不足的原因。如我们设计了一个主题“酵母R N A的分离及组分测定”的综合实验, 这个实验材料的来源广, 学生可自由选择, 许多同学选择市场上销售的安琪酵母作为酵母R N A的测定材料, 具有生物工程专业特色。实验不仅包括了材料的预处理、三大成分 (戊糖、嘌呤碱基、磷酸) 的定性鉴定、苔黒酚法定量测定RNA等内容, 而且实施过程涉及到水浴加热、离心分离、过滤、有机溶剂沉淀蛋白质等蛋白质分离纯化基本方法、分光光度计测定技术、标准曲线的绘制技巧等, 既密切联系理论知识, 又对学生认识核酸的本质具有启发性。学生经历了调研、选题、制定实验方案、准备实验、实验结果分析与总结、实验论文撰写这一完整的科研训练过程, 锻炼了多方面的能力。经过一轮综合实验实践, 学生们的实验积极性、创造性得到了充分发挥, 自我设计、自我组织、自我实施、自我管理等独立工作能力得到了提高, 同学之间的团队意识得到了加强。

随着应试教育向素质教育的转变以及21世纪对高素质人才的要求, 在生物化学课程教学改革不断推进过程中, 加强学生动手能力、创新能力的培养将是生物化学实验教学的中心任务, 实验内容由单一验证型向综合性、设计型、研究型实验发展势在必行。只要我们教师深入实验室, 不断改进实验内容与方法, 探索实验教学新途径, 实验教学就能取得理想效果。

摘要：实验教学是高职教育教学中至关重要的一环, 它能提高学生实践动手能力、强化学生基本实验操作技能、培养学生综合创新能力。本文对《生物化学》课实验教学的主要途径及功能进行了深入思考, 提出要从基础实验、提高实验、综合实验三个阶段逐层递进开展实验教学活动的观点。

关键词：生物化学,实验教学,途径,功能