基于PBL模式的生物化学实验教材编写的探索与实践

李志红，肖方祥，肖 莉，李自成

(三峡大学医学院生物化学教研室，湖北宜昌 443002)

基于PBL模式的生物化学实验教材编写的探索与实践

李志红，肖方祥，肖 莉，李自成

(三峡大学医学院生物化学教研室，湖北宜昌 443002)

针对传统生物化学实验教材注重对学生进行系统性和规范化的实验操作训练，但引导学生思考不足的问题，作者在多年生物化学实验教学改革的基础上，编写了基于PBL模式的生物化学实验教材。该教材以问题为中心，每章和相关实验项目都以问题的方式展开，引导学生带着问题学习，通过探寻解决问题的方法，加深学生对生物化学实验理论和技术的认识。实践证明，该教材能有效激发学生的学习兴趣，启发学生积极思维，受到学生们的普遍欢迎。

PBL;生物化学;实验教材;探索

医学是实验性科学，实验教学是医学教育的重要组成部分，它对培养学生的知识获取能力、实践能力、综合分析问题和解决问题的能力、创新能力等，发挥着其他教学环节不可替代的作用。实验教材是实验教学内容的载体，是教师进行实验教学的主要依据，高质量的实验教材能有效激发学生的学习兴趣，启发学生积极思维、努力探索、勇于创新[1]。

生物化学是一门用化学的理论和方法来研究生命现象，并在分子水平阐明生命现象的化学本质的科学。作为一门实践性很强的学科，生物化学实验教学应该与理论教学齐头并进。目前，我国多数高校对生物化学理论教材建设比较重视，而对实验教材建设的重要性认识不足。各出版社出版的生物化学实验教材没有摆脱传统教育的束缚，教材多注重对学生进行系统性和规范化的训练，忽视了学生的主观能动性，引导学生思考不足，素质教育和创新教育的思想没能在教材中体现出来，不利于创新人才的培养。

PBL(problem-base learning)是基于问题的学习模式，于1969年由美国神经病学教授Borrows在加拿大的麦克玛斯特大学医学院首创，目前已成为国际上公认的、最受欢迎的学习模式之一[2]。该模式重在启发，强调以学生主动学习为主，注重培养学生科学思维、逻辑推理和解决问题的能力。我国一些医学院校已开始尝试使用PBL模式进行教学改革，但目前尚无基于PBL模式的生物化学理论和实验教材。自2005年开始，我们开展了“以问题为中心”的生物化学实验教学改革，受到学生的普遍欢迎。在多年教学经验的基础上，我们编写了基于PBL模式的生物化学实验教材，该教材在医学各专业使用后取得了一定的成效。

1 教材编写的指导思想

以问题为中心，将实验技术理论与实验方法相结合，将基本技能训练实验与综合性实验相结合，每章和相关实验项目都以问题的方式展开，引导学生带着问题学习，通过探寻解决问题的方法，加深学生对生物化学实验理论和技术的认识。

2 教材编写体系

该教材共分五部分。第一部分为生物化学实验的基本理论与基本技能，包括绪论、量器的使用、校正与实验数据的处理、分光光度技术、层析技术、电泳技术、离心技术、酶活力测定与酶法分析等，每章后面都附有与之对应的基本技能训练实验。第二部分为临床常用生物化学检验，包括血清蛋白质、葡萄糖、脂类物质含量的测定、肝功能与肾功能的检测等。第三部分为分子生物学基本技术。第四部分为综合性实验，包括血清白蛋白的纯化与鉴定、重组DNA的构建及其在大肠杆菌中的诱导表达等。第五部分为附录，介绍了常用的生物化学仪器使用方法。

3 基于PBL模式的教材编写方式

为突出问题的引导和启发作用，在每章和每个实验项目的开始都以文本框的形式精心设置相关问题，在每个实验项目的最后也设置了一些思考题。对问题的设计采用“由粗到细”的原则。

如每章开始设置的问题主要从大的方面来启发学生思考相关的实验理论。以“电泳技术”一章为例，我们首先提出了以下问题:“①在电场中，带电粒子会向着与其电性相反的电极移动。如何利用这一性质来分离蛋白质或核酸?影响混合物中各组分迁移速度的因素有哪些?为获得更好的分离效果，在实验条件选择上应注意哪些问题?②电泳分辨率的提高得益于新的电泳支持介质的不断发现和运用，作为电泳支持介质应具备哪些条件?常用的电泳支持介质有哪些?各有何优缺点?”这些问题旨在引导学生思考电泳技术的相关理论及其不断发展的原因，以激发学生的探究欲望。

针对每个基本技能实验设计的问题则从细节着手，启发学生将具体的实验设计与实验理论相结合，并在预习实验时关注实验操作中的一些关键问题，提高实验的成功率。如“血清蛋白质聚丙烯酰胺凝胶园盘电泳”，提出了以下问题:①本实验中需用到多种缓冲液，为何浓缩胶缓冲液、分离胶缓冲液和电极缓冲液的浓度和pH值各不相同?②本实验中需用到哪些实验器材与试剂?要得到好的分离效果在实验操作中需注意哪些问题?

在学生完成了相关实验，对实验有了一定的感性认识之后，为引导学生深入思索该实验技术及实验中可能存在的问题，做好实验总结，在每个实验项目的最后，设置了一些思考题。如“血清蛋白质聚丙烯酰胺凝胶园盘电泳”，设置了以下思考题:①聚丙烯酰胺凝胶不聚合的主要原因是什么?如何克服?②浓缩胶为何能浓缩样品?不加浓缩胶是否能分离样品?③为什么要在样品中加少许溴酚兰和一定浓度的甘油?④为何血清聚丙烯酰胺凝胶电泳比醋酸纤维素薄膜电泳可分离得到更多谱带?

经过基本技能训练之后，学生进入到综合性实验阶段。为培养学生的科研素质，促使学生从实验的总体目标、实验设计思路、实验各环节之间的相互关联进行总体思考和把握，按照科研的初步要求，设计了综合性更强的问题。如综合性实验“重组DNA的构建及其在大肠杆菌中的诱导表达”，提出以下问题:①大肠杆菌表达系统是高效表达外源蛋白最常用的原核表达系统，目前市面上可供选择的原核表达载体和菌株很多，如何根据实验需要进行选择?如何使目的基因在该系统中获得高效表达?如何对表达产物进行检测和分析?②基因克隆和表达的一般步骤为“分、切、接、转、筛、表”，其中每一步都有很多种方法可供选择，具体实施时究竟该选择哪种方法?选择该方法的依据是什么?在这一系列的序贯实验中，前一项实验对后续实验可能造成怎样的影响?在实验操作上应该注意哪些问题?

4 教材的使用效果

该教材从2008年开始以内部版的形式在学校医学各专业使用。为配合该教材的使用，在医学各专业开展“自主-合作型”生物化学实验教学改革。该教学改革的实施方案是:学生自由组合形成合作小组，每组4-5人，确定小组长;教师布置实验项目，学生结合教材中的问题利用课余时间查阅文献资料，以小组为单位研讨实验方案、制作ppt;实验课上各组选派代表讲演;讲演结束后各组学生接受同学和教师的提问并讨论;教师点评和补充;2人一组完成实验;各组汇总实验结果，讨论课后或各组提出的问题，完成实验报告。

该教材和教学改革方式有效激发了学生的学习兴趣，受到学生们的普遍欢迎。在教学信息反馈中，学生们评价到:“教材中的每章和每个实验都以问题的方式展开，这种方式很新颖。过去做实验多是被动地完成，很少主动去思考。通过自己做ppt，查阅课外资料，主动地去发现问题，并与学生探讨问题。通过这种提问和解答，学习成了一种小规模的探索过程，这是过去很少体验过的，也从中尝到了解决问题的乐趣。有过这样的一次经历，以后其他课程也会尝试以此方式进行，定会收到事半功倍的效果。”

结合内部使用情况和学生们的反映，作者对该教材进行了修订，并交由华中科技大学出版社于2011年秋季正式出版。在今后的使用过程中，还将不断修订和完善该教材，使它更好地服务于生物化学实验教学改革。

[1]汤中圣，王家金，姜卫东，等.加强医学实验教材建设与管理，提高实验教学水平[J].安徽医药，2006，10(5):399-400.

[2]张丽萍，夏 宇，武贵臻.PBL模式在医学生物化学实验教学中的应用[J].山西医科大学学报(基础医学教育版)，2008，10(3):309 -311.

Exploration and Practice of Compilation of Biochemistry Biochemical Experiment Textbooks Based on PBL Model

LI Zhi-hong，XIAO Fang-xiang，XIAO Li，LI Zi-cheng
(Department of Biochemistry，College of Medical Science of China Three Gorges University，Yichang 443002，China)

Traditional textbooks of biochemistry experiments emphasized the systematic and standard training，but ignored leading students’thinking.Aiming at these problems and combining a few years of teaching reform of biochemistry experiments，we compiled a biochemical experiment textbook based on PBL model.Centered on problems，the textbook has each chapter and experiments starting with problems to guide students in learning with the problems.By looking for solutions to the problems，students have a deepened knowledge of biochemical experiment theories and technology.Our practice proves that the textbook can greatly stimulate learning in interest，inspire active thinking and is widely welcomed by the students.

PBL;biochemistry;experiment textbook;exploration

G642.0

A

1006-2769(2011)05-0994-03

2011-07-14

三峡大学教育教学研究项目(J200826)

李志红(1968-)，女，副教授，博士，硕士生导师，从事生物化学教学与研究工作。