建立探究性生化实验教学模式，培养科研创新人才

崔大练，石 戈，马玉心

（浙江海洋学院海洋科学学院，浙江舟山 316004）

21世纪是新的科技革命推动知识经济迅猛发展的社会，知识社会以人的全面、自由的发展为出发点，知识经济时代需要高素质的创新型人才。教育作为构建知识社会的核心因素承担着新的创新人才的培养和使用机制,全球知识经济的发展必将推进公共教育的改革议程。探究式实验教学是指在教师的指导下,学生围绕某个问题独自进行实验,观察现象、分析结果、从中发现科学概念和原理,以获得知识,培养能力的一种教学方法。

21世纪是生物学世纪，生物化学实验是综合性很强的基础实验课程，是作为生物学学科及相关专业学生必须的一门重要基础课，它所涉及到的许多实验技术可以延伸到生命科学的多个领域，在训练学生的基本技能、培养动手能力和创新能力等方面起着重要的作用[2]。传统的生物化学实验多采用实验前教师讲、学生听，实验中教师先示教、学生再操作，实验后学生写实验报告、教师批改。而探究式实验教学模式探究式学习突显学生的自主性，强调自主建构知识，期望通过探究活动，使学生在基本知识、基本技能（不仅包括动作技能，更重要的是探究的基本过程技能）、基本态度、基本观念、基本理解、基本经验这6方面都获得发展)这就使得生物课将更多的是实验、讨论、交流活动和学生通过实验进行探究活动，不仅能加深学生对知识的理解，更能使学生产生兴趣，自觉探究，不断实践，反复训练并逐渐形成各种实验操作技能和养成严谨的科学实验态度。可以说，生物学实验教学在促进学生生物科学素养的培养中，处于关键地位，发挥着重要作用[3]。本文以生物化学课为例，阐明生物基础实验，综合实验及探究性实验的地位与关系，并着重说明探究性实验及探究性考核的过程与方法。

1 注重基础实验巩固基本知识，培养学生基本技能，为探究性实验做准备

基础实验过去也称为验证性实验，基础实验除了加深本学科的基本理论学习外，重点是培养学生掌握常用仪器的使用以及观察和分析实验现象等基本实验方法，掌握基本的实验技能，可为以后进行探究性实验打下基础。这类实验以培养学生基本能力为主，以开拓学生思路，提高学生的能力分析和设计能力，为学生创新能力的培养打下坚实的基础。

基础实验课开始前，由实验教师操作，要求学生认真观察仪器操作使用的要领，对出现的实验现象认真观察，例如蛋白质的性质实验要求学生不仅仅记录实验的最终结果，强调学生认真记录实验现象开始出现的时间，持续的时间及现象，终止的时间。结果每个同学记录反映的时间前后差很大，实验结束后全班讨论共同探讨实验现象。

2 综合性设计性实验是基础性实验与研究性实验的过渡

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识以及相关课程知识的实验[4-5]。综合性实验是基础实验到探究性实验的过渡。如关于植物油碘价测定实验，生物系谭伟龙同学采用多种油进行测定（金龙油第二代食用调和油），并对结果进行对比，并且讨论了不同温度，不同加水量对其结果的影响。实验结束后，学生们都写出了符合要求的实验报告，普遍反映综合性实验使自己所学知识融会贯通，改变了过去被动式的学习方式，提高了自己发现问题、解决问题的能力，使自己的实验思路、实验设计、实验技术和方法得到全面训练和提高。通过综合性实验教学方法的改革，使学生在综合运用理论知识与联系实际方面得到了较好的训练，提高了综合运用知识的能力,例如酵母RNA的分离及组分鉴定，通过紫外分光光度法和颜色反应测定RNA的含量及鉴定其组分的教学实验。使学生掌握常规的生物分子提取、分离与鉴定技术，熟悉常用生物大分子的定性定量分析法，为进一步学习和掌握复杂的、探究性的生物化学技术打下扎实的基础。

3 建立探究性设计实验，培养创新能力

探究性实验是指教师只给出实验题目，要求学生自行设计实验方案并独立完成实验。探究性实验，对教师的教学提出了更高的要求。开设探究性实验，指导教师应将新的教育思想和教学方法融入到设计性实验过程中，改变传统的教学模式，激发学生的求知欲望和创新精神，培养学生学习的主动性和创造性。开设设计性实验之前，需要指导教师首先制定出实验题目应达到的目标，并且要与学生所学的知识相适应，而且应考虑到现有的实验条件能满足实验的需要。这就要求老师要查阅大量的文献资料，设计出符合实验目的的探究性实验题目，对学生设计的实验方案认真地进行修改，使之具有可行性和可操作性，对在实验过程中出现的各种问题要及时地给予正确指导，对实验结果给予准确的评价。例如：生物中VC含量测定，只给出题目，充分发挥学生的创新能力，学生们充分利用网络资源（生物资源网、生物实验网、精品课程网）查阅相关的文献。从实验原理、实验方法、实验步骤、实验现象的分析和实验结论。学生分成十几个小组，大家分工合作，团结协作，最终完成了实验报告。并按分工的要求组织学生利用多媒体课件汇报为学生顺利完成实验打下坚实的基础。对每个小组进行评分。同学们总结出VC含量的测定中主要有1、高效液相色谱法；2、2，4—二硝基苯肼比色法；3、荧光法；4紫外分光光度法；5碘酸钾滴定法；6 2,6-二氯靛酚进行滴定。其中一组的同学还对直接碘量法，间接碘量法，反滴定碘量法和2，6二氯吲哚酚滴定法等4种滴定法进行了比较，证实发现传统的直接碘量法更直接迅速、简捷。

从实验材料准备方面，以往准备单一的水果和蔬菜，以单一2，6-二氯靛酚进行滴定。开设探究性实验，学生可以从市场中直接采购到的自己常吃的橘子、梨、猕猴桃、荔枝、枇粑、苦瓜、杨梅果等材料与野外的进行了比较，分别对同科同属植物进行了VC含量的测定，可以对所测结果进行分析比较。有的同学还探讨不同生态条件对VC含量的影响，如存放温度、水煮、油炒等。还有的同学采用紫外分光光度计对储存不同时长对瓯柑和草莓中VC的含量进行了测定。还有的同学对猕猴桃果酱、苹果中VC含量进行了测定。对市售的VC饮料中含有VC的成分与商标标注的饲料进行比较，检测出只有为不多的厂家能够达到其含量。还有的同学对野生的小鲵、河蚌等动物进行了比较。课堂气氛活跃，汇报精彩。

4 建立探究式考试模式激发学生创新能力

探究式考试模式主要是强调学生在考核中主动参与，调动思维的积极性与创造性，变被动为主动，使考核成为一种创造性的实践[1]。我们在教学中发现把实践引入考核是探究式考核的核心，使考核真正成为检验学生学习的方法及促进学习的动力。实验考核组成分为预习占5%；实验操作占15%；实验报告15%；理论考试占15%；创新研究占50%(平时的创新思想占10%参与教师课题5%，完成实验并撰写占15%，根据实验自行设计的小论文占20%)。

每次学生进入实验室前提前1 h将本次实验的预习笔记上交，教师及时批阅。实验时每个同学自己在记录单签名，以方便教师熟记学生个体，了解个体情况，实验前对本次实验的内容、实验操作步骤和注意事项进行提问。让学生讲解实验原理，教师辅助补充，同时启发学生本次实验还有没有其它的实验方法。对一部分回答出创新方法的同学给予适当的创新分。

实验操作中，针对实验现象进行个别提问及时记录。按5%记录实验操作技能分。实验过程中要求教师整个教学过程不断的巡视，针对学生的实验操作过程中出现的不正确的操作给予及时的纠正，对于学生有建设性的操作可给予创新分。实验报告是否按正规的实验报告的格式，规范性，主要考查其书写能力，对实验报告的结论部分，主要考查学生初步的科研求实能力，分析讨论部分主要考查学生运用理论知识分析解决问题的能力，实验后的心得包括本次实验操作的总结，实验结论的讨论及自己对实验的应用和改进等方面，对于有独特见解的学生追加创新分。

理论考试采取多种形式，闭卷考试为其中一种，所涵盖内容包括实验的原理、实验操作中的关键技术、实验结论分析等，创新研究占50%。写论文形式为第二种形式，让学生根据自己已掌握的知识，运用已知的技能，设计论文。参与教师课题为第三种形式。也可以把几种形式结合起来，如综合平时的创新思想占10%、开放内容参与教师课题5%、完成实验并撰写占15%、根据实验自行设计的小论文占20%等。

总之，探究性的考试模式能够有效地检验教学效果。探究性考试模式贯穿于整个实验过程，是一种开放性的能力测试过程。通过探究性实验教学与探究性实验考核相结合，能显著提高实验教学效果与教学质量。

通过探究性实验的训练，学生锻炼了自己的创造力，为进一步学习打下了基础。通过生物化学教学改革实践，我们充分意识到开展创新教育，培养创新人才的重要性和紧迫性，把培养学生能力放在首位，努力为学生创造良好的学习环境，才能为培养新型生物人才打下坚实基础。

[1]马玉心,纪春艳,崔大练.植物学教学中探究式考试模式.生物学教学,2002,27(10):28-29.

[2]沈剑敏.生物化学实验多媒体课件的研制[J].实验室研究与探索,2009,28(2):79-81.

[3]王桃云,胡翠英,顾华杰,等.生物化学实验教学改革的探索与实践[J].科技信息,2009(2):15;17.

[4]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):36-38.

[5]何献君,陈 红,陈雅惠,等.高职院校提高生物化学实验教学质量的探讨[J].实验室研究与探索,2009,28(2):168-170.