生物化学实验的教学现状与改革探索＊

王叶菁 何华伟

（西南大学生物技术学院，家蚕基因组生物学国家重点实验室，重庆 400716）

生物化学是生命科学研究领域一门重要的专业基础学科。近年来，生物化学的研究迅速渗透到生命科学的不同研究领域，推动了生命科学的高速发展。生物化学已成为生命科学发展最快的前沿学科之一。与理论教学相比，实验课程教学对学生的综合素质和创新能力的培养显得尤为重要。但传统的实验教学方式并不能很好地适应现代生物化学学科发展的要求，也不能适应当今社会对高素质生物技术专业人才的要求，因此加强生物化学实验教学方式和方法的改革势在必行。

1 生物化学实验教学当前存在的问题

相对理论教学，实验课的实验项目单一，内容陈旧，实验过程程序化，考核方式简单，直接导致学生对实验课缺乏兴趣和积极性。此外实验教学落后于理论教学，教学内容缺乏系统连贯性，不利于学生全面理解所学的知识，掌握各种实验技能，具体问题如下。

1．1 场地与设备的限制

由于高校招生规模的扩大，原来的实验室和仪器设备已不能满足扩招后对实验教学的要求。生物化学实验涉及的仪器设备种类多，价格昂贵，运行和维护费用高，因而购置的数目有限，这一方面限制了实验内容的选择和实验教学的质量，一方面不能同时满足多人的实验需求，导致部分同学失去了亲自动手实践的机会。

1．2 实验内容陈旧与重复

原有的实验课缺乏连贯性、完整性和系统性，每个实验相对独立。教学内容多集中在相对简单的验证性实验，如蛋白质及氨基酸的呈色反应、考马斯亮蓝染色法测定蛋白质的含量等，这类实验设计简单、周期短，很难培养学生对生化实验的宏观认识和整体了解。还有部分实验内容重复，如定磷法测定核酸含量、二苯胺法测定核酸含量和地衣酚法测定核酸的含量等。此外，部分实验内容陈旧，实验技术相对落后，这样的实验无法跟上生物化学发展的脚步，也不利于学生对生物化学发展前沿的了解。

1．3 教学方法与模式单一

原有的教学模式为：学生课前预习，老师课堂讲解，学生动手实验，老师来回答疑，学生提交实验报告，老师批阅给出成绩。实验开始前，老师做好一切准备工作。在课堂上，老师不仅要告诉学生实验目的、原理、实验仪器和步骤等，甚至还要帮助学生分析实验结果。在这样的教学模式下，学生根本不需要思考，只知道机械地按部就班照实验步骤去操作，容易对教材和老师产生严重的依赖心理，无法独立思考和操作。

1．4 考核方式与内容单一

过去主要根据考勤和实验报告对生物化学实验课程成绩进行评定，一般考勤占30%，实验报告占70%。实验报告是评定成绩的主要依据，但实验报告并不能全面充分地反映学生的实践操作能力和对知识的理解和掌握，比如有的学生在上课的时候不动手操作，没有实验结果，却在写报告时抄袭别人的实验结果；有的同学得到的实验结果不好，也不愿重做，写报告时编凑数据，结果得到的分数还比认真做实验的同学高。久而久之，会导致这些同学不但不重视实验，还养成了不良的科研作风，长此以往，还会在全班形成不好的影响。

2 对生化实验教学的探索与设想

2．1 解决场地设备问题

2．1．1 加强实验室建设

实验室建设是学科专业建设的重要组成部分之一。当前，我院的生命科学实验教学中心正在不断建设完善中，不但增添了多套仪器设备，同时不断加强实验教学队伍的建设，完善实验室人员配置，稳定实验技术人员。我们要力争建成一个设备先进、科研条件完善、师资专业高效、规章制度健全的实验教学中心，不仅能够满足实验课程教学的需要，而且还能满足老师和同学们开展科研的需求。

2．1．2 开放实验室

针对当前教学中存在的问题，我们采取了实验室全天候开放的措施。除正常的上课时间之外，实验室在晚上和周末也面向学生开放，学生可提前预约使用。开放性实验室不但鼓励学生参与老师的研究课题，同时也鼓励学生在老师的指导下自主开展科研，申请校级创新项目或国家级大学生创新创业训练计划等项目。这样可将有限的资源最大化地利用，避免了设备的闲置和资源的浪费。

2．1．3 尝试引入微格教学

在实验教学过程中，学生一般分小组课堂操作，老师指导，但整个实验过程缺乏全面的监控和记录，老师很难对学生从头至尾的操作全面观察，学生也不能及时获得全面的指导和纠正。因此希望引入微格教学，在有限的时间内，以某项实验为训练内容，将学生的整个实验操作用摄像机记录下来，然后让老师和学生观摩、分析和讨论，以此纠正学生操作中的不规范之处，从而获得全面的提高。

2．2 对教学内容的选择

2．2．1 以验证性实验为基础

验证性实验是实验教学的重要组成部分。一般围绕分离提取技术、分光光度技术、电泳技术、色谱技术等基本实验技术筛选出6个实验，加深学生对理论知识的理解，同时熟悉和掌握生物化学实验常规试剂的配置及常用仪器的使用。

2．2．2 增加设计性和综合性实验比例

设计性和综合性实验能够加强对学生分析问题和解决问题的综合能力的培养，因此在教学体系中要提高设计性和综合性实验的比重。一般以生物大分子的分离纯化和酶学性质的测定为主，筛选出几个综合性较强的实验，要求每位学生根据实验内容自己设计并提交实验方案，老师对实验方案适当修改，学生独立完成实验准备工作、仪器操作，提交实验报告，并对实验结果进行分析和讨论。

2．2．3 加强自主性实验和研究性实验的开展

自主性和研究性实验有助于培养学生科技创新的能力，因此应该加强这些实验的开展。比如2011级生物技术专业同学在老师的指导下，通过查阅文献、设计研究方案和路线，构建了蚕丝蛋白研究新的模型，为研究蚕丝蛋白的结构和功能奠定了基础。该研究申报了“国家大学生创新研究”项目，并通过了审批立项。

2．3 教学方法的改进

随着生命科学的迅速发展，新技术、新方法不断涌现，作为教师不仅要对教学内容浓缩、精简和升华，更要通过改变实验教学模式，提高教学效率以适应新形式下人才的培养要求。

2．3．1 教师要注重加强的方面

老师要不断追踪前沿进展，把最新的科研成果融入到生物化学实验课教学中，从而充实实验内容，提高信息量，培养学生主动获取知识、独立思考和解决问题的能力；同时，还要努力提高自身的科研水平和创新能力，进而开阔学生的视野，激活学生的思维，这样才能在潜移默化的言传身教中培养学生科技创新的能力。

在实验教学过程中，老师要注重将多媒体和传统教学方式有机地结合起来，充分利用网络资源收集相关图片、动画和视频等资料，将这些图片与视频精心加工制作多媒体课件，同时要注意板书，不仅能给学生留下充分思考的时间，也有助于学生理清思路、从点到面的去理解和掌握知识。

除此之外，老师还要注意增强与学生的交流，坚持课堂提问、坚持课后总结。通过老师提问，学生参与回答，或老师启发式自问自答，或老师问而不答，学生思考等不同形式相结合的提问方式，既可以检查学生预习的情况和对基础知识的掌握情况，也可以从思维上引导学生思考并作答，还可以调动学生学习的积极性，培养学生的自学能力。在实验过程中，老师要合理利用实验中的空闲时间，增强与学生的交流。比如在等待电泳的时候，老师可以对课堂讲授的理论和操作随机提问，或者让学生自己讲解。当教学内容结束时，老师要坚持总结，将涉及到的理论知识、技术方法、现象结果等引导学生总结梳理，帮助学生理清思路，以便更好地理解和掌握相关的理论知识。

2．3．2 学生要注重加强的方面

首先让学生要重视课前预习。在实验之前，老师要求学生提交预习报告，让学生提前了解实验内容和步骤。这样既可以让学生回顾和掌握与实验有关的理论知识，又可以使学生对实验方法步骤做到心中有数。另外，针对部分实验，可以让学生自行查阅文献设计实验方案。比如核酸的测定，学生通过查阅资料，会找到几种实验方法，老师和学生一起讨论，让学生在设计实验时做到有的放矢，取长补短，从而最大程度地激发学生的学习积极性，拓宽学生的思路。

其次，要求学生参与实验前的准备工作。在传统的教学中，实验前老师已做好一切准备，学生很难体会到实验准备工作的艰辛，随意浪费试剂，有的甚至轻视实验师。再加上学生对实验的完整性缺乏了解，只知道试剂名称，却不知道如何配制，当实验结果出现多样性，甚至出现与理论不相符的现象或结果时，不知道应该如何分析解释。因此要让学生参与到实验前的准备工作中来，在配制试剂的过程中让学生们充分意识到：药品用量的计算、称量的精确性、溶解方法、加入药品的先后次序、定容的准确性、配制后试剂的保存方法和温度等细节都可能会影响到实验的顺利开展。

在实验过程中，老师要自始至终严格要求学生以严谨求实的态度对待实验，实事求是地记录实验数据和结果，并将实验数据等交老师签字。这样不仅可避免学生在写实验报告时乱改数据或抄袭报告的情况，而且还可以培养学生良好的科研习惯。

最后，实验结束后要求学生写好实验报告。实验报告是对整个实验的总结，学生应按照要求完成实验报告并附上有任课教师签字的原始实验数据。实验报告中尤其要重视实验结果分析和讨论部分，老师要引导学生对实验结果进行客观准确的分析，用理论知识来解释实验现象，也可对实验方案进行讨论和改进。对于异常实验结果，如酵母核糖核酸的提取和组分鉴定实验，理论上提取的酵母RNA应是白色粉末，部分学生提取的RNA是黄色，学生要从头到尾，仔细地回顾整个实验过程，积极思考寻找原因，并对结果做出详细的分析，这样才能真正培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2．4 考核方式的改变

过去对成绩的评定只看重考勤和实验报告，而忽视了对理论知识、实验操作细节等方面的考查。为公平客观地反映学生的实验成绩，应综合考察平时成绩和考核成绩两部分，平时成绩占60%，其中考勤20%、实验准备10%、预习10%、实验操作表现30%、实验报告30%。考核成绩占40%，包括理论考试和实验技能考试。理论考试占30%，重点考查学生对基本知识、基本原理、常规溶液的配置和常规仪器的操作等掌握的情况。实验技能考试占70%，主要考查学生独立设计和完成实验的能力，要求学生当场抽签，然后根据抽签内容设计实验方案，选择实验仪器和试剂，并独立操作完成全部实验过程，当场提交实验报告。老师根据学生的表现综合评定成绩。相对而言，这种考核方式更能够全面、客观、公正地反映出学生在学习生物化学实验过程中的学习态度和学习效果，可有效引导学生平时自觉加强实验技能、实践能力的全面训练，有利于提高教学质量。

3 结 论

当前，我们正处在科技高速发展的新时代，学生的科研素养和能力对他们今后的工作将产生重大影响。在生物化学实验的教学过程中，我们要从根本上转变教育理念，重视实验课程教学对专业人才培养的重要作用，不断创新实验内容和教学方法，建立科学公正的考核评价体系，锻炼学生实践能力和数据处理能力，培养学生严谨的科研态度和良好的习惯，从而培养能够适应社会发展的趋势和需求的人才。

［1］王根顺．我国研究型大学本科生科研能力培养的途径与实践［J］．清华大学教育研究，2008，29（3）：46－48．

［2］李森．教与学—关于生物化学教学若干问题的思考与交流［J］．生命的化学，2013，33（1）：109－111．

［3］宋国利，盖功琪，苏冬妹．开放式实验教学模式的研究与实践［J］．实验室研究与探索，2010，29（2）：91－93．

［4］孟宪凯．教学技能有效训练：微格教学［M］．北京：北京出版社，2007．