新型生物化学实验教学体系的构建
2011-03-18张淑红李春香高凤菊
张淑红,李春香,高凤菊
(唐山师范学院 生命科学系,河北 唐山 063000)
实验教学是生物化学教学中的重要组成部分,不仅是培养学生专业知识的重要途径,也是培养学生创新意识、创新能力和协作精神的重要实践性环节。学生所学到的生物化学基础知识、基本理论和基本技能通过生物化学实验进行验证、运用、总结和延伸,最终达到理解并掌握的目的,为后续专业课程的学习打下坚实基础[1]。但是传统的教师讲、学生听、然后按实验指导操作的实验教学形式已经不能适应现代教育的发展,严重束缚了学生综合素质的培养,所以生物化学实验教学体系应该在教学内容和教学方法等方面进行改革,改革传统教学模式,构建新型生物化学实验教学体系,突出学生主体作用,充分挖掘学生的发散思维和定向思维能力,引导学生大胆实践,培养学生的创新和动手操作能力,促进学生综合素质的培养,从而提高教学质量。
1 整合、优化实验教材,合理安排实验教学内容
随着生物化学技术不断发展,传统的生物化学实验教材已经不能满足现代生物化学发展和学生渴求知识的需要,特别是某些实验项目不符合本实验室条件和学生水平的要求。针对上述情况,本学科教师结合本实验室实际情况,参考国内数十种生物化学实验教材,精选实验内容,编写了适合本实验室学生使用的实验讲义。内容涉及生物化学课程中的糖、脂、蛋白质、核酸和酶等方面,实验技术包括离心、电泳、层析、滴定和分光光度法等;每个实验都配以详细的原理、步骤和注意事项等讲解,便于学生预习,尽量改善实验课上学生的盲目性;并对实验内容进行整合,增加综合性实验。例如:将酶的特性研究与酶活力测定两个实验组合成一个综合实验,从不同方面分析酶活力的影响因素,激发学生的积极性,培养学生综合分析、运用知识解决问题的能力;另外对于某些具有多种操作方法的实验,讲义对近年来科研中常用的各种实验方法都做了详细的讲解,以利于学生对实验方法的选取和改进;设置必做实验和选做实验项目,给学有余力的学生创造培养和发挥个性特长的条件;鉴于学生水平的要求,在实验内容前面增添“基础操作训练”一章,要求学生在正式进行各种实验操作之前,必须掌握各种基础操作,强化基本技能培训和规范操作,促进学生科学实验思维的形成和科学素质的提高。
2 改变教学模式,突出学生主体性
目前生化实验教学的基本程序大多为:教师准备实验、教师讲解、学生被动听、学生依照教材按部就班操作[2]。这种程序化的教学方法,造成了学生思维定势和机械操作,学生缺乏主动性,限制了学生发现问题、解决问题能力的培养。为了突出学生主体性,增强教学效果,必须以学生为主,充分发挥学生在实验教学过程中的主体地位,留下自主学习的空间,彻底改变以教师为核心的传统教学方法。
首先,指导学生分组轮流准备实验。指导学生自己动手配制药品、准备材料、调试仪器和预做实验,把学生置于实验的中心,使其与实验的成败紧密相关,这样学生对整个实验了解透彻,主动去思考实验的每一个环节,充分体现其主体性。如醋酸纤维薄膜电泳实验准备过程中,学生会考虑到电极缓冲液的时效性。事实证明,由于学生具有很强的求知欲和好奇心,所以非常容易接受这种教学形式。其次,引导学生充分预习实验内容。课前安排学生讲解实验的有关内容,根据学生预习情况,有重点地讲解实验内容[3]。这样可以调动学生的主动性,加深他们对实验内容的理解,锻炼学生的表达能力,并且提高教师讲解的针对性,使教学重点和难点突出。另外,在实验课教学中做到精讲多练,放手让学生自己操作,遇到问题让学生自己讨论解决,凡是能够由学生自己动脑动手解决的问题,尽量让他们独立完成;在实验过程中还注意培养学生综合分析问题及创新思维能力,引导学生正确观察与记录实验结果,对结果进行分析、讨论、推理。比如:引导学生对聚丙烯酰胺凝胶电泳和醋酸纤维薄膜电泳两个实验分离血清蛋白的步骤和结果进行比较和分析,讨论两种电泳方式的特点和适用范围,有利于提高学生综合分析问题的能力。
3 改进实验方法,提高教学效果
良好的实验结果可以增强学生的自信心,激发他们的学习积极性,所以在实验教学中,应该充分发挥学生的创造力,鼓励学生对实验方法进行改进。如氨基酸纸层析实验中,教材中的几种氨基酸分离效果较差,学生在充分理解分离原理后,利用更换展层剂或氨基酸的方法分别对实验进行了改进,很大程度上提高了教学效果;醋酸纤维薄膜电泳分离血清蛋白实验中,引导学生对点样量、电流、染色和脱色时间进行改进,最终得到清晰的电泳图谱;在测定土豆中过氧化氢酶的Km值的实验中,引导学生采用滴定和分光光度计两种方法进行结果的测定和比较,确定效果最佳的实验方案,最终选定利用高锰酸钾滴定法测定,此实验材料简单,结果较准确,大大提高实验教学效果。这种教学方法极大地激发了学生动手操作的积极性,并且逐步培养了他们的研究能力。
4 完善考试方法,增强综合素质测试
一些学生对实验课马马虎虎,基础操作不准确,或者偏重书本理论知识,忽视实验技能操作的训练,出现了“高分低能”的现象。为此,本学科教师制定了合理的成绩评定标准。生物化学实验考试成绩包括平时成绩、笔试成绩和实验操作成绩。平时成绩体现了学生上课的态度,笔试成绩体现学生对理论知识的掌握程度,实验操作成绩体现了学生的实际动手能力[4]。通过生物化学实验考试,调动了学生的积极性,端正了其学习态度,提高了学生实践操作能力、分析问题、解决问题的能力。
通过几年的实验改革实践,本学科教师及时发现问题并加以解决,改革传统的教学模式,构建了新型生物化学实验教学体系,已逐步取得了较好的教学效果。充分的实验准备以及预习避免了学生上课的盲目性,综合性实验教学和实验方法的改进充分调动了学生的积极主动性,完善的考试制度端正了学生的学习态度。生物化学实验为学生提供了一次系统锻炼的机会,促进他们实践能力和创新能力等综合素质的培养。