改革生物化学实验教学 培养学生的科研素质

向玉勇，汪美英，殷培峰

（滁州学院 化学与生命科学系,安徽 滁州 239012）

改革生物化学实验教学 培养学生的科研素质

向玉勇，汪美英，殷培峰

（滁州学院 化学与生命科学系,安徽 滁州 239012）

针对目前生物化学实验教学中存在的问题和不足，对生物化学实验教学的各个环节进行了一系列改革，从而培养学生的科研素质，以适应高校培养创新型人才的需要。

生物化学实验；教学改革；教学方法；科研素质

生物化学主要应用化学的理论和方法来研究生命现象，在分子水平上阐明生命现象的化学本质，即研究生物体的化学组成和生命活动过程中物质代谢与调节，以及遗传信息传递的分子基础与调控规律，是生物科学专业一门重要的专业必修基础课，[1]它的理论性和实践性都非常强，现已渗透到生命科学领域的各个学科。生物化学实验课作为生物化学课程的重要环节，在教学中占有重要地位，它有助于学生理解和掌握生物化学基础理论知识，掌握基本实验方法和操作技能，为实际应用和从事科研工作打下基础。但传统的生物化学实验教学依附于理论教学，只注重知识的传授，忽视了对学生科研素质的培养，实验教学内容比较陈旧，以验证理论为主的基础性实验较多，而以培养学生创新能力的综合性和设计性实验较少，实验教学内容严重滞后于生物化学的发展。[2-5]

近年来，生物化学实验技术和方法得到了飞速发展，新理论、新技术层出不穷，这就对生物化学实验教学提出了更高的要求，要求我们对生物化学的实验教学作出相应的改革，加强对学生科研素质的培养，以适应新形势下学科创新的需要和培养高素质创新性人才的需求。

1 努力提高教师自身的科研水平和创新能力

教师是学生的引路人和榜样，学生科研素质和创新能力的培养是以教师的科研水平和能力为前提的，一个不具有较高科研水平和创新能力的老师是不可能带领他的学生走上科研和创新之路的。因此，生物化学教师，只有努力进行科学研究和探索，不断更新自身知识结构，提高自己的科研水平，才有可能开阔学生的知识视野、激活学生的思维。此外，教师在生物化学实验教学过程中要勇于创新，不断创新教学内容，不断把自己的、他人的、世界的最新科研成果融进生物化学实验课中，改变过去那种“照葫芦划瓢”的实验教学模式，注重培养学生主动获取知识、独立思考和解决问题的能力，形成以培养学生做学问做研究为主的新模式，这样才能在潜移默化的言传身教中培育出学生科研创新的素质。

2 培养学生的研究兴趣，引导学生积极参与实验

生物化学实验课程的教学是以对学生进行生物化学基本技能的培训，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力为目的，并为学生日后从事科学研究奠定基础。如果实验课仅仅由学生被动地来做一些简单的验证性实验，学生就会不动脑筋，机械地依照实验步骤按部就班的做实验，缺乏积极思考、分析问题和解决问题的主动性。学生就很难充分理解实验所涉及的理论知识及规律，也就很难对生物化学实验产生兴趣，科研素质的培养就无从谈起。因此，生物化学教师要认真选择实验内容，除了要重视如层析技术、电泳技术、离心技术等生物化学实验的基本技术的训练外，还应围绕经典实验尽量选择使用生活中常见的物品作为实验材料，如从牛奶中制备酪蛋白、测定青椒中维生素C的含量，以及测定肝脏中脂肪酸的β—氧化等实验，以提高实验的实用性和趣味性，使学生感受到生物化学学科的应用价值所在，从而培养学生的研究兴趣。此外，在实验课教学中还可以利用多媒体向学生展示一些重点大学及科研机构的实验室，适当介绍他们的一些与生物化学实验相关的科研工作和最新研究进展，从而激发学生对生物化学研究的兴趣。

每次实验前就让学生参与进来，在教师指导下独立完成实验的前期准备工作，使学生对实验中涉及的试剂配制及仪器的操作有所了解，从而能够更深入地了解实验的目的和原理，在实验过程中能够更加主动思考并处理实验中所遇到的问题，使实验过程变成学生独自探索的科研过程，让学生在其中感受到更多的乐趣。

3 增添仪器设备，促进实验教学

实验室是进行教学和科学研究的重要基地，仪器设备是进行教学与科研的硬件设施，是培养学生科研能力的主要工具。由于经费不足等原因，很多地方院校的生物化学实验仪器设备更新速率较慢，现有的实验仪器设备越来越不能适应新的教学模式。[6]因此，应加大对生物化学实验室建设经费的投入，增添一些新的仪器设备，建设成一个设备先进、条件完备的生物化学实验室。目前，我校正在新校区建设综合实验大楼，已通过西班牙和以色列政府贷款购置大批先进的实验设备，生物化学实验室面积将大幅度增加，仪器设备进一步完善，将能满足生物化学实验教学的需要，为培养学生的科研素质打下良好基础。

4 更新实验内容，增加综合性和设计性实验比例

在过去的生物化学实验课中，教学内容比较单一陈旧，主要是以一些基础的验证性实验为主，如糖类的颜色反应、糖类的还原作用和蛋白质的沉淀与变性等，而以培养学生的综合能力、创新能力的综合性和设计性实验较少，实验教学内容严重滞后于生物化学的发展。为了适应生物化学的发展，应不断增添新的实验内容，减少重复性的验证性实验，增加综合性实验和设计性实验，使学生尽早接触新的实验方法和了解新仪器设备的使用，受到科学研究中创新思维能力的熏陶。如我们筛选出维生素C的含量测定、蛋黄中卵磷脂的提取和鉴定、花椰菜中DNA的提取和鉴定等实验，让学生在老师的引导下，广泛查阅文献资料，根据不同实验材料设计初步研究方案，教师根据现有的设备条件对实验方案作适当的修改，学生自行作好实验准备工作。经过综合性实验和设计性实验的学习，学生不但可以掌握较多的新技术和新仪器的使用，如高速冷冻离心机技术、层析技术、紫外/可见分光光度计、双向电泳技术、PCR技术等一些现代生物化学实验技术，而且可以拓宽他们的视野和思路，激励他们对生物化学实验课学习的热情和参加科学研究的积极性，培养他们的创造性思维能力。

5 采用多元化实验教学方法，提高教学效果

传统的生物化学实验教学方法是在做实验之前，由指导教师详细讲解实验原理、实验步骤及注意事项，然后学生按部就班地把实验做完。这种教学方法过多强调了教师的主体地位，忽视了学生在实验中的主体作用，学生只知道怎样做，至于为什么这样做，可不可以那样做就很少过问，结果学生的主观能动性受到抑制。因此，必须改革生物化学实验课的教学方法，采用多种方法，以提高实验课教学效果，从而培养学生的创新能力。

5.1 由学生自主完成实验过程

在生物化学实验课教学中应改变过去那种由教师“牵着学生手”做实验的状况，完全以学生为主体，教师仅辅以必要的协助和监督，突出学生的主体地位，最大限度地发挥学生的主观能动性和创造能力。教师在把每次的实验题目交给学生后，让学生自己认真复习生物化学有关内容，查阅有关文献资料，并撰写预习报告，使学生在实验开始前就完全了解实验目的、原理、操作过程及注意事项，这样学生在实验过程中就能准确而迅速地进行操作。实验结束后，要求学生针对实验数据进行分析，并对实验结果进行讨论，然后由老师进行归纳总结，最后让学生独立完成实验报告。

对于综合性和设计性实验则由学生查阅文献，设计实验方案，包括实验目的、实验原理、实验方法、试剂器材4个部分，并规范书写实验预习报告。教师对学生的实验方案做可行性分析，并进行相应修改，让学生从试剂配制、材料处理、中间操作到结果分析都独立完成，使其受到较多的实际锻炼，以增强独立科研的能力。实验报告要求学生以论文格式撰写，记录实验的全过程，并包括对实验结果的分析和总结。这样就可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和论文的撰写能力。

5.2 把多媒体技术应用到实验教学中

多媒体技术借助文字、图像、动画和声音等传递信息，为解决授课抽象难懂问题提供了一种现代化的有效手段。[7]生物化学实验中有一些实验的操作技术要求条件相当高，很多学生只能操作一遍，过一段时间后很容易忘记，并且实验中有些试剂较昂贵，让每一个学生都去操作一遍是不太现实的。针对这个问题，我们可以采用多媒体辅助实验教学，利用多媒体电子课件正确地进行实验模拟，模拟实验中的装置和操作规范，且将课件发到校园网上，以供学生下载学习。这样就使实验原理、方法、步骤和操作过程能形象生动、直观地展现在学生面前，增加实验课堂信息的获取量，使学生的听觉、视觉、触觉都参与感知活动，还可以开阔视野、丰富知识、训练思维、发展智力，大大提高学生的学习效率，给他们留出充分发挥综合素质与创新能力的广阔空间。

5.3 开放实验室，吸引优秀学生参与科学研究

目前，生物化学实验课每个实验都是要求学生必须在3个课时内完成预定的实验内容，由于时间限制，自然就把实验内容的选择固定在一个很小的范围之内，使得学生做实验流于形式。并且综合型和设计性实验的周期都比较长，学生无法在预定的学时内完成实验内容，因此，必须打破常规的实验教学方式，把生物化学实验室向学生开放，让学生利用课余时间来连续进行实验。每天安排专门的老师负责实验室的秩序和安全，对于一些普通的仪器，如恒温干燥箱、恒温显数水浴锅、旋转蒸发仪、移液器、低速离心机等做全面开放，对一些比较昂贵的、操作相对复杂的仪器如电泳仪、紫外分光光度计、PCR仪等则在教师指导下有条件的开放。

可以通过成立课外兴趣小组申报大学生课外科技创新基金，吸引优秀的学生参与科学研究。科研课题的选择可以是实验课堂教学的拓展或延伸，也可以是学生根据所学知识选择感兴趣的问题或参加学科课题组研究的项目等。在教师指导下，由学生自己分工协作，查阅有关资料，进行科研课题的设计、申请书的撰写和课题的实施，使学生在实践过程中不断提高对科研工作的理解和认识，提高科研能力和科学素养。我校自2009年开始设立大学生科研创新专项基金，给予立项学生一定科研经费资助，为学生提供科研训练的机会。笔者指导07级生物科学班韩素云等同学申报“琅琊山太子参多糖提取工艺研究”，获得大学生科研创新专项基金资助，课题小组成员团结协作，认真开展研究工作，取得了一定研究成果。通过这样的训练，既增强了学生的创新意识，也培养了学生的实践动手能力和团队协作精神。

开放实验室的设立和充分利用，有效地弥补了实验课堂教学的不足，给学生提供了发挥自身创造力的空间。

6 培养学生严谨求实的科研精神

进行科学研究，必须具有严谨的科研作风和实事求是的科学态度，才有可能发现或创造出真正有价值的成果。在生物化学实验教学中发现，有少数学生对实验课不重视、实验操作不规范、不按照自己观察到的现象来记录实验结果，实验失败后也不分析原因，不把实验重新做一次，而是编写实验报告，甚至抄袭其他同学的实验数据。这就需要教师在实验课教学过程中，自始至终地要求学生以严谨求实的心态对待实验过程，强调实事求是的科研精神。在每次实验时，严格要求学生规范实验操作，每一实验步骤所涉及的基本操作技能要尽可能规范、精确，才能保证实验结果的准确。

教师要告诉学生，在实验过程中会有很多的失败，这是正常现象，对于不理想的实验结果，不能置之不理，更不能随意更改实验结果。而是应该如实记录观察到的现象和结果，认真如实地填写实验报告，积极思考，分析失败原因。只有这样才能培育学生具有严谨的科研作风和实事求是的科学态度。

7 完善实验考核方法

过去，对生物化学实验课的成绩主要以实验报告为依据，忽视实验过程，结果导致部分学生做实验的积极性不高，实验操作时不认真，实验报告主要靠抄袭他人的实验结果。为了提高学生做实验的积极性和操作能力，我们对生物化学实验课成绩的评定包括平时实验成绩、实验笔试成绩和实验操作考试成绩3个部分，成绩总分为100，平时成绩占40%，可根据学生的实验预习报告、实验态度及操作的规范性、实验结果、实验报告完成情况等内容综合评定给出。实验笔试成绩占30%，主要考查学生对生物化学实验基本原理和基本知识的掌握情况以及对实验现象的分析能力等。实验操作考试成绩占30%，主要考查学生独立进行实验操作的能力，要求学生能正确选择实验仪器和化学试剂进行实验操作，观察并记录实验现象。

此考核方式能够较全面、客观、公正地反映出学生掌握生物化学实验的实际情况，既改变了学生重理论轻实验的现象，又促进了学生做实验时能认真操作，认真分析结果，并且规范地书写实验报告。这种考试方法有利于学生掌握生物化学实验基本理论和基本技能，培养学生的科研素质。

生物化学是一门发展迅速的学科，新理论、新技术不断涌现，要建立能适应时代发展的生物化学实验教学模式，就必须对现有的教学模式不断进行更新与优化，这是一项长期而艰巨的任务，需要生物化学教师不断地探索，提炼出新的教学理念，并运用于实践，以提高学生的科研素质，为国家培养出更多的具有独立分析问题和解决问题能力的创新型人才。

[1]王镜岩.生物化学（第三版）[M].北京:高等教育出版社，2002：9.

[2]赖小玲，陈华絮，肖生鸿，等.改革生物化学实验教学，提高学生综合创新能力[J].生物学杂志,2007,24(3):68-69,38.

[3]于文阁，张丽霞.改革生物化学实验教学培养学生综合创新能力[J].大庆师范学院学报，2007，27（5）：158-160.

[4]韩寒冰，刘杰凤.生物化学实验教学改革的实践与探索[J].实验科学与技术，2010，8（1）：128-130.

[5]王含彦，李红林，汤建才，等.改革生物化学实验培养学生综合素质[J].检验医学与临床，2009，6（21）：1877-1888.

[6]韩寒冰，张进凤.基础生物化学实验的教学改革尝试[J].高校实验室工作研究，2009，（4）：7-12.

[7]李天飞，陈红.多媒体技术应用[M].西安：西北工业大学出版社，2008：1.

Reforming Biochemistry Experiment Teaching to Train the Scientific Research Quality of the Students

Xiang Yuyong,Wang Meiying,Yin Peifeng
(Department of Chemistry and Life Sciences,Chuzhou University,Chuzhou 239012,China)

On account of some problems and deficiencies existing in the teaching process of biochemistry experiment,some teaching reforms are made.By doing this,the scientific research quality of the students would be trained,and this would meet the demands of cultivating innovative talents in the universities.

biochemistry experiment;teaching reform;teaching method;scientific research quality

G424.31

A

1672-447X（2011）03-0124-004

2011-01-05

滁州学院博士科研启动基金(2007-08)

向玉勇(1974-)，苗族，湖南麻阳人，滁州学院化学与生命科学系副教授，博士，研究方向为生物化学。

胡德明