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【摘要】笔者结合本校《生物化学实验》教学实际,提出了改进实验教学方法、优化课程体系、考核方式等教学改革措施,取得了良好的教学效果。
【关键词】生物化学实验教学质量
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)08-0015-03
【Abstract】Depending on the disadvantage in biochemistry experiment teaching, some reformational measures were adopted, such as improving experiment teaching methods, optimizing course system and reforming examining fashion. Results indicated that teaching quality was improved by the measures.
【Key words】Biochemistry experimentTeaching effects
生物化学作为一门研究生物体内物质组成及物质代谢规律的科学,从本质上阐述各种生命现象。研究内容主要包括生物体细胞化学成分、分子结构及其功能;体内的各种化学反应、代谢途径及其调节、遗传信息传递等,是一门实验性较强的学科,也是一门重要的专业基础课。在生物化学教学中,试验教学是树立学生实验观,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力的一条重要途径,加强实验教学对促进和提高生物化学教学效果具有极为重要的作用。[1]在我校,《生物化学》是农学、生物技术、生物工程、动养类、园艺类等专业学生的必修专业基础课,是学习其他相关专业课程的必备知识,其教学内容包括理论教学和实验教学两部分。实验教学是生物化学教学的重要组成部分,如何在《生物化学实验》教学中提高学生的实际操作技能、培养学生的综合能力,是实验教学的关键之所在。近年来,我们从注重培养学生的操作技能和综合能力出发,积极进行实验课教学的改革与探索,取得了较好的效果。
一、改进实验内容与方法,提高学生的综合应用能力。
现行的《生物化学实验》教学主要是采用单项实验为主的小实验教学法,重在“学习知识,验证理论”,每次实验(4学时)要求学生验证一种生化过程或完成一次物质含量的测量,然后再完成一篇模式化的实验报告。这种传统的教学方法只能培养学生的实验操作技能和验证部分课堂讲授理论,教学目的过于单一,教学方式高度“程式化”,不利于学生综合能力的培养,更不能激发学生的创新思维。因此必须进行改革:①重新认识实验教学的重要性;②增加综合性、探索型实验,重点培养学生的创新能力;③灵活运用多样化的教学形式和教学方法;④建立科学的实验考核体系。
在生物化学教学实践中,根据本校实际情况,结合生物化学学科发展情况,我校生物化学教学课题组对实验内容、实验方法、实验考核方式等做了一些探讨。在实验内容安排上,按照提取、分离、纯化、定性分析、定量测定体系进行编排,从实验内容上体现为一个科研的全过程,从过程上体现技术的系统性和先进性(见表1)。[2、3]根据这个原则,选择了一些基本实验(见表1),通过实验内容的改进,既满足学生基本实验技能的要求,又可以在一定程度上和现代生化技术接轨,同时使生化综合性实验比例
由原来的25%提高到现在的62%(见表1)。
表1教学改革前后实验内容
二、抓好实验教学的每个环节,严把教学质量关。
1.做好实验前的准备工作
生化实验受多种因素的影响,会由于所用试剂的纯度不同、仪器型号的不同等原因,在实验过程中经常出现各种问题,如果教师不做好预备实验,对实验中可能出现的种种问题没有充分的准备,就很难给出合理的解释。通过预实验,可以进一步加深教师对实验的认识、掌握不同型号仪器设备的使用、提前发现实验中可能出现的问题,明确实验成功的关键,这样才能在教学过程中有针对性地讲解实验的重点、难点。在实践中发现,通过预实验,不但可以提高老师对实验的认识程度,而且也可以更好地解释和解答学生在实验中出现的种种问题,增加学生对老师的信任感,最终提高教学质量。比如“过氧化物酶活性测定”的实验,由于所用的材料是菜市场中购买的新鲜小白菜,每次购买的小白菜生长情况均不同,都很难得到理想的实验结果,为此,教师必须做好预备实验,确保得到理想效果。
2.抓好课前预习
要求学生在做实验前,认真预习实验内容,写出预习报告。预习报告并不是照抄实验指导书,而是要求学生简明扼要地写出实验原理、方法步骤、预期结果、影响实验结果的因素以及如何排除这些因素的干扰等,并且鼓励学生大胆地提出改进实验方法和步骤的设想。预习可使学生了解本次实验的目的、原理、步骤及操作要点。学生有备而来,教师就不必再详细地讲解实验步骤,而是重点介绍该实验方法目前的进展、科研动态及注意事项等。[4]通过预习,有的学生还带着问题来。例如,“纸层析法分离混合氨基酸”的实验,有学生问:“分离混合氨基酸还有没有别的方法?”这说明预习不仅使学生明确了实验目的,促进了思考,而且还学会了融会贯通、举一反三。
3.做好课堂讲授
教育的最终目的不仅仅是传授现有的知识,更重要的是培养学生的创造能力。传统的实验教学模式往往只是由教师讲,学生听,然后学生照老师讲的去做就行了。但是,这种“注入”式的教学方法造成学生只是机械地模仿,只能被动地照着指导书上的方法、步骤去做,因此学生总是处于被动学习的地位,其创造、思维能力的培养受到了限制。学生是学习的主体,教师不能取而代之。为了调动学生的学习主动性与积极性,我们将启发、提问、讨论等有机地运用于讲授过程中。
例如,在“微量凯氏定氮法测总氮量”实验中,我们可以先给学生提出问题:为什么要先要用已知浓度的(NH4)2SO4溶液测试?什么是虹吸原理?为什么要准确反应5分钟再用虹吸清洗?为什么要用水做空白实验?然后,让学生带着这一系列的问题去做实验,这样,他们的学习主动性和积极性就会提高。再如,在做“聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分离血清脂蛋白”的试验中,我们先给学生提出问题:利用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分离血清中脂蛋白的原理是什么?制备聚丙烯酰胺凝胶时需要注意什么?电泳时电流调至多大时电泳效果较好?然后让学生自己动手安装夹心式垂直板电泳槽、制备聚丙烯酰胺凝胶、加样、电泳、固定染色、脱色观察。这样,通过实验,学生不仅知其然,而且知其所以然,不仅巩固了课堂上讲过的理论知识,而且可发挥学生的主观能动性,培养其独立分析问题与解决问题的能力。
4.基本操作要从严把关
实验基本操作是培养学生动手能力和提高实验技能的最重要的环节。比如分光光度计、离心机、比色皿、移液管等仪器必须正确使用。学生做实验时,教师可巡回检查,随时观察学生在操作中可能发生的问题,特别要纠正不规范的操作习惯。对发现的问题,教师不仅要从理论上加以分析,帮助学生找出问题所在,而且要亲自动手示范,以培养学生良好的操作习惯。比如,在做“土豆中还原糖和总糖的测定”实验中,使用比色皿时,经常有学生用擦镜纸来回地擦比色皿,要给学生指出错误的原因,并加以示范纠正。事实证明,基本操作从严把关有助于学生养成严谨的工作作风。
5.确保实验结果的正确与实验室的整洁
实验结束后,部分学生就认为万事大吉了,不注意仪器整理及实验室的清洁工作,甚至部分学生抄袭其他同学的实验结果。为了让学生养成严肃、认真的工作作风和实事求是的科学态度,必须从严要求学生,杜绝这种不良现象的发生。要求学生实事求是地记录实验结果,如果发现实验结果错误,教师要和学生一起找出错误的原因,并要求重做。这样,有助于培养学生严肃认真、实事求是的科学态度。实验结束,学生离开实验室前,教师要对整个实验室进行检查,以保证桌面、地面清洁整齐、玻璃器皿洗刷干净、试剂按顺序摆放好后,方可让学生离开。
6.重视实验报告的撰写
实验报告是对实验原理、方法、过程及结果的提炼和总结的过程。通过对实验结果的分析和归纳,可以强化对理论知识的进一步理解。实验报告通常包括6个部分内容:实验原理、实验器材和试剂、实验步骤、实验结果、实验结果的分析和讨论、思考题。所有部分必须完整、详细。
通过实验的操作、观察和记录,学生获得了大量的感性信息,如何将这种感性认识上升到理性认识?我们的做法是要求学生在每次实验后,都要写出实验报告。当然,实验报告不是照搬实验指导书,而是要求学生用自己的语言简明扼要地写出实验原理和步骤,并对实验结果进行分析和讨论。我们还鼓励学生提出实验方法中的缺陷,并将改进意见写入实验报告。这样做的效果,不仅促进了学生的思考,而且培养了学生分析问题和解决问题的能力。
7.完善考核办法
为使学生重视实验课的学习及动手能力的培养,必须改进考核制度。将以往单一以实验报告成绩为依据的传统考核方式改变为综合考查学生实验能力的考核方式,以科学合理地评价学生的实验理论及操作技能,达到鼓励先进、激励后进的目的。对于验证性实验主要是考察学生对实验的基础知识和基本实验操作技能的掌握情况,以学生课前预习、操作和实验报告及实验结果为依据,根据相应的评分标准,由指导教师给出每次实验的评分。对于综合性和设计性实验则是采用“学生的预习、操作和实验报告给出成绩(60%)”+“实验项目中的实验结果成绩(30%)”+“实验改进建议(10%)”的方式进行考核(见表2)。课程结束时,将每次实验成绩累加,给出最终成绩。这样,不但要求学生做好基本实验,注意实验细节,而且可以使学生积极主动的思考问题,完成综合性实验,有利于培养创新性的生物技术人才。
表2教学改革后的生物化学实验成绩组成比例
三、将多媒体和网络等新技术应用于实验教学
随着科学技术的迅猛发展,与传统的教学手段相比,多媒体教学和网络教学等教学手段具有独特的优势。多媒体教学作为一种全新的教学手段,它集声音、图像、视频和文字等媒体于一体,不仅使教学信息形象化,更为充实,而且实现资源共享,起到传授知识、开发智力、培养能力的作用。如生物化学实验多以研究生物体内的各种化学反应、代谢途径及其调节、遗传信息传递等复杂的问题,以生理活动来解释生命活动的规律。因此,利用多媒体可以把一些实验内容以动态形式将过程一一展现在学生面前,这对学生深刻理解实验原理,正确分析实验结果会有很大帮助。目前,理论课的教学已普及多媒体使用,而实验教学的手段却显得相对单一和落后。我们可以组织学生观看幻灯、录像等,让学生了解新仪器、新技术、新成果,以开阔学生的视野,丰富课堂教学内容。
四、结束语
通过改革,在近3年的生物化学实验教学结束后,学生们普遍反映在生物化学实验过程中,掌握的内容比其他学科更多。不但掌握了生物化学实验基本知识、方法和技术,加深了对理论知识的理解,而且改变了过去知其然而不知其所以然的缺点,能够把自己学到的理论知识逐步运用到实践学习中来指导自己的实验,从而明确每一步的原理。更重要的是,学生在掌握基本技术、理论和原理的基础上,甚至有个别学生可以提出对实验的新见解,提出对实验步骤的改进,这大大提高了教学效果,并且对增强学生的创新能力、锻炼和培养学生的科研能力都起到了很大作用。
参考文献
1 秦 建、李 苹、杨一平等.生物化学实验教学改革的尝试[J].实验科学与技术,2007.5(2):60～62
2 梁亦龙、谢永芳、舒坤贤等.改革生物化学实验教学提高学生综合素质[J].实验室科学,2008(1):43～44
3 贺 玲.医学生化与化学实验教学的研究与实践[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2007.9(4):422～423
4 刘 越、周宜君.提高生物化学实验教学效果的实践与探讨[J].实验室科学,2008(2):53～54
【关键词】生物化学实验教学质量
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)08-0015-03
【Abstract】Depending on the disadvantage in biochemistry experiment teaching, some reformational measures were adopted, such as improving experiment teaching methods, optimizing course system and reforming examining fashion. Results indicated that teaching quality was improved by the measures.
【Key words】Biochemistry experimentTeaching effects
生物化学作为一门研究生物体内物质组成及物质代谢规律的科学,从本质上阐述各种生命现象。研究内容主要包括生物体细胞化学成分、分子结构及其功能;体内的各种化学反应、代谢途径及其调节、遗传信息传递等,是一门实验性较强的学科,也是一门重要的专业基础课。在生物化学教学中,试验教学是树立学生实验观,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力的一条重要途径,加强实验教学对促进和提高生物化学教学效果具有极为重要的作用。[1]在我校,《生物化学》是农学、生物技术、生物工程、动养类、园艺类等专业学生的必修专业基础课,是学习其他相关专业课程的必备知识,其教学内容包括理论教学和实验教学两部分。实验教学是生物化学教学的重要组成部分,如何在《生物化学实验》教学中提高学生的实际操作技能、培养学生的综合能力,是实验教学的关键之所在。近年来,我们从注重培养学生的操作技能和综合能力出发,积极进行实验课教学的改革与探索,取得了较好的效果。
一、改进实验内容与方法,提高学生的综合应用能力。
现行的《生物化学实验》教学主要是采用单项实验为主的小实验教学法,重在“学习知识,验证理论”,每次实验(4学时)要求学生验证一种生化过程或完成一次物质含量的测量,然后再完成一篇模式化的实验报告。这种传统的教学方法只能培养学生的实验操作技能和验证部分课堂讲授理论,教学目的过于单一,教学方式高度“程式化”,不利于学生综合能力的培养,更不能激发学生的创新思维。因此必须进行改革:①重新认识实验教学的重要性;②增加综合性、探索型实验,重点培养学生的创新能力;③灵活运用多样化的教学形式和教学方法;④建立科学的实验考核体系。
在生物化学教学实践中,根据本校实际情况,结合生物化学学科发展情况,我校生物化学教学课题组对实验内容、实验方法、实验考核方式等做了一些探讨。在实验内容安排上,按照提取、分离、纯化、定性分析、定量测定体系进行编排,从实验内容上体现为一个科研的全过程,从过程上体现技术的系统性和先进性(见表1)。[2、3]根据这个原则,选择了一些基本实验(见表1),通过实验内容的改进,既满足学生基本实验技能的要求,又可以在一定程度上和现代生化技术接轨,同时使生化综合性实验比例
由原来的25%提高到现在的62%(见表1)。
表1教学改革前后实验内容
二、抓好实验教学的每个环节,严把教学质量关。
1.做好实验前的准备工作
生化实验受多种因素的影响,会由于所用试剂的纯度不同、仪器型号的不同等原因,在实验过程中经常出现各种问题,如果教师不做好预备实验,对实验中可能出现的种种问题没有充分的准备,就很难给出合理的解释。通过预实验,可以进一步加深教师对实验的认识、掌握不同型号仪器设备的使用、提前发现实验中可能出现的问题,明确实验成功的关键,这样才能在教学过程中有针对性地讲解实验的重点、难点。在实践中发现,通过预实验,不但可以提高老师对实验的认识程度,而且也可以更好地解释和解答学生在实验中出现的种种问题,增加学生对老师的信任感,最终提高教学质量。比如“过氧化物酶活性测定”的实验,由于所用的材料是菜市场中购买的新鲜小白菜,每次购买的小白菜生长情况均不同,都很难得到理想的实验结果,为此,教师必须做好预备实验,确保得到理想效果。
2.抓好课前预习
要求学生在做实验前,认真预习实验内容,写出预习报告。预习报告并不是照抄实验指导书,而是要求学生简明扼要地写出实验原理、方法步骤、预期结果、影响实验结果的因素以及如何排除这些因素的干扰等,并且鼓励学生大胆地提出改进实验方法和步骤的设想。预习可使学生了解本次实验的目的、原理、步骤及操作要点。学生有备而来,教师就不必再详细地讲解实验步骤,而是重点介绍该实验方法目前的进展、科研动态及注意事项等。[4]通过预习,有的学生还带着问题来。例如,“纸层析法分离混合氨基酸”的实验,有学生问:“分离混合氨基酸还有没有别的方法?”这说明预习不仅使学生明确了实验目的,促进了思考,而且还学会了融会贯通、举一反三。
3.做好课堂讲授
教育的最终目的不仅仅是传授现有的知识,更重要的是培养学生的创造能力。传统的实验教学模式往往只是由教师讲,学生听,然后学生照老师讲的去做就行了。但是,这种“注入”式的教学方法造成学生只是机械地模仿,只能被动地照着指导书上的方法、步骤去做,因此学生总是处于被动学习的地位,其创造、思维能力的培养受到了限制。学生是学习的主体,教师不能取而代之。为了调动学生的学习主动性与积极性,我们将启发、提问、讨论等有机地运用于讲授过程中。
例如,在“微量凯氏定氮法测总氮量”实验中,我们可以先给学生提出问题:为什么要先要用已知浓度的(NH4)2SO4溶液测试?什么是虹吸原理?为什么要准确反应5分钟再用虹吸清洗?为什么要用水做空白实验?然后,让学生带着这一系列的问题去做实验,这样,他们的学习主动性和积极性就会提高。再如,在做“聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分离血清脂蛋白”的试验中,我们先给学生提出问题:利用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分离血清中脂蛋白的原理是什么?制备聚丙烯酰胺凝胶时需要注意什么?电泳时电流调至多大时电泳效果较好?然后让学生自己动手安装夹心式垂直板电泳槽、制备聚丙烯酰胺凝胶、加样、电泳、固定染色、脱色观察。这样,通过实验,学生不仅知其然,而且知其所以然,不仅巩固了课堂上讲过的理论知识,而且可发挥学生的主观能动性,培养其独立分析问题与解决问题的能力。
4.基本操作要从严把关
实验基本操作是培养学生动手能力和提高实验技能的最重要的环节。比如分光光度计、离心机、比色皿、移液管等仪器必须正确使用。学生做实验时,教师可巡回检查,随时观察学生在操作中可能发生的问题,特别要纠正不规范的操作习惯。对发现的问题,教师不仅要从理论上加以分析,帮助学生找出问题所在,而且要亲自动手示范,以培养学生良好的操作习惯。比如,在做“土豆中还原糖和总糖的测定”实验中,使用比色皿时,经常有学生用擦镜纸来回地擦比色皿,要给学生指出错误的原因,并加以示范纠正。事实证明,基本操作从严把关有助于学生养成严谨的工作作风。
5.确保实验结果的正确与实验室的整洁
实验结束后,部分学生就认为万事大吉了,不注意仪器整理及实验室的清洁工作,甚至部分学生抄袭其他同学的实验结果。为了让学生养成严肃、认真的工作作风和实事求是的科学态度,必须从严要求学生,杜绝这种不良现象的发生。要求学生实事求是地记录实验结果,如果发现实验结果错误,教师要和学生一起找出错误的原因,并要求重做。这样,有助于培养学生严肃认真、实事求是的科学态度。实验结束,学生离开实验室前,教师要对整个实验室进行检查,以保证桌面、地面清洁整齐、玻璃器皿洗刷干净、试剂按顺序摆放好后,方可让学生离开。
6.重视实验报告的撰写
实验报告是对实验原理、方法、过程及结果的提炼和总结的过程。通过对实验结果的分析和归纳,可以强化对理论知识的进一步理解。实验报告通常包括6个部分内容:实验原理、实验器材和试剂、实验步骤、实验结果、实验结果的分析和讨论、思考题。所有部分必须完整、详细。
通过实验的操作、观察和记录,学生获得了大量的感性信息,如何将这种感性认识上升到理性认识?我们的做法是要求学生在每次实验后,都要写出实验报告。当然,实验报告不是照搬实验指导书,而是要求学生用自己的语言简明扼要地写出实验原理和步骤,并对实验结果进行分析和讨论。我们还鼓励学生提出实验方法中的缺陷,并将改进意见写入实验报告。这样做的效果,不仅促进了学生的思考,而且培养了学生分析问题和解决问题的能力。
7.完善考核办法
为使学生重视实验课的学习及动手能力的培养,必须改进考核制度。将以往单一以实验报告成绩为依据的传统考核方式改变为综合考查学生实验能力的考核方式,以科学合理地评价学生的实验理论及操作技能,达到鼓励先进、激励后进的目的。对于验证性实验主要是考察学生对实验的基础知识和基本实验操作技能的掌握情况,以学生课前预习、操作和实验报告及实验结果为依据,根据相应的评分标准,由指导教师给出每次实验的评分。对于综合性和设计性实验则是采用“学生的预习、操作和实验报告给出成绩(60%)”+“实验项目中的实验结果成绩(30%)”+“实验改进建议(10%)”的方式进行考核(见表2)。课程结束时,将每次实验成绩累加,给出最终成绩。这样,不但要求学生做好基本实验,注意实验细节,而且可以使学生积极主动的思考问题,完成综合性实验,有利于培养创新性的生物技术人才。
表2教学改革后的生物化学实验成绩组成比例
三、将多媒体和网络等新技术应用于实验教学
随着科学技术的迅猛发展,与传统的教学手段相比,多媒体教学和网络教学等教学手段具有独特的优势。多媒体教学作为一种全新的教学手段,它集声音、图像、视频和文字等媒体于一体,不仅使教学信息形象化,更为充实,而且实现资源共享,起到传授知识、开发智力、培养能力的作用。如生物化学实验多以研究生物体内的各种化学反应、代谢途径及其调节、遗传信息传递等复杂的问题,以生理活动来解释生命活动的规律。因此,利用多媒体可以把一些实验内容以动态形式将过程一一展现在学生面前,这对学生深刻理解实验原理,正确分析实验结果会有很大帮助。目前,理论课的教学已普及多媒体使用,而实验教学的手段却显得相对单一和落后。我们可以组织学生观看幻灯、录像等,让学生了解新仪器、新技术、新成果,以开阔学生的视野,丰富课堂教学内容。
四、结束语
通过改革,在近3年的生物化学实验教学结束后,学生们普遍反映在生物化学实验过程中,掌握的内容比其他学科更多。不但掌握了生物化学实验基本知识、方法和技术,加深了对理论知识的理解,而且改变了过去知其然而不知其所以然的缺点,能够把自己学到的理论知识逐步运用到实践学习中来指导自己的实验,从而明确每一步的原理。更重要的是,学生在掌握基本技术、理论和原理的基础上,甚至有个别学生可以提出对实验的新见解,提出对实验步骤的改进,这大大提高了教学效果,并且对增强学生的创新能力、锻炼和培养学生的科研能力都起到了很大作用。
参考文献
1 秦 建、李 苹、杨一平等.生物化学实验教学改革的尝试[J].实验科学与技术,2007.5(2):60～62
2 梁亦龙、谢永芳、舒坤贤等.改革生物化学实验教学提高学生综合素质[J].实验室科学,2008(1):43～44
3 贺 玲.医学生化与化学实验教学的研究与实践[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2007.9(4):422～423
4 刘 越、周宜君.提高生物化学实验教学效果的实践与探讨[J].实验室科学,2008(2):53～54