内容设计与授课方式的改革对本科生生物化学实验效果的研究

黄思良+王坦+陶爱丽+张彩莹+陈吉宝

摘要：优化生物化学实验课的教学内容和教学方法，能最大限度地发挥学生在实验课堂上的积极性、主动性，大大提高学生的试验能力和综合能力，全面提高学生的素质。

关键词：生物化学实验;改良;教学内容;教学方法

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）25-0261-02

随着素质教育全面推进，教学改革不断深化。新的课程改革要求教师改变传统的教学方式，构建知识与技能、过程与方法的实验课课程体系，引导学生进行自主、开放的探究式学习，发展学生的科学探究能力，全面提升学生的科学素养[1]。

生物化学实验课是生化课程教学的重要组成部分，肩负着学生的实验技能、实践能力和观察、思考及分析解决问题能力的培养。但是，现在本科教育过程中，生物化学实验课时少，老师讲，学生被动地听，实验时学生照葫芦画瓢，做完实验。考察时，我们发现，许多学生使用移液管不规范，分光光度计要么忘记预热，要么忘记调波长，配试剂时不知用定容瓶;更不用说独立地做某一实验。

一、教学对象、教学内容、教学方法及考核方式

1.教学对象：2013级生物科学专业90人，生物技术专业90人。课时36学时。每一专业45人接受传统实验教学，45人接受改良实验课教学。

2.教学内容：传统生物化学实验及优化生物化学实验，教学内容及学时分配见表一。传统实验12个，共36学时，仪器的使用、技术的传授分散在不同的实验中，不同的实验间基本无联系。

实验课优化后，利用12个课时，培训学生的基本技能及常用仪器的使用。培训后要求学生反复练习，直至熟练。培训中主要培训分光光度计和离心机的使用、电泳技术和层析技术。培训离心机的使用时，强调离心前的配平;培训电泳技术时，对5种常用电泳技术（醋酸薄膜电泳，垂直平板电泳，水平电泳，脉冲电泳，双向电泳）进行详细讲解，部分电泳技术进行培训;通过比较5种电泳方法异同，务必使学生掌握电泳技术。利用12个课时把生物化学常用的技术都培训一遍，确实有一定的难度;但是如果统筹安排时间，时间基本够用。例如电泳技术培训时，先把标记好的醋酸薄膜泡浸缓冲溶液，然后称量琼脂糖，量取缓冲溶液配制1%的胶，接着做垂直平板电泳的分离胶，分离胶做好后在等待凝固的时间（大概30min），指导学生做醋酸薄膜电泳（每个学生都做），期间注意琼脂糖的温度，及时指导学生倒胶制平板;平板制好，分离胶基本也凝固了，接着制浓缩胶，在等待浓缩胶凝固的时候，与学生仔细讲解醋酸薄膜电泳的原理方法及注意事项。接着平板已经凝固，可以做水平电泳，边演示边讲，要求每一同学都动手。

实验内容在优化前后发生了极大的变化。6个实验：蛋白质及氨基酸的呈色反应、从牛奶中制备酪蛋白、油脂酸价的测定、磷钼酸测定维生素C的含量及有关代谢的实验肌糖元的酵解和脂肪酸的β-氧化都被删去了。蛋白质及氨基酸的呈色反应主要是验证蛋白质或氨基酸的几种性质，培养学生的基本的实验技能;性质是生物化学理论课的重点，学生基本掌握，而改良后的第一节课，主要培训学生基本仪器使用及试剂的配制，故，此目地在改良组很容易达到。从牛奶中制备酪蛋白属于蛋白质大分子物质的分离，油脂酸价的测定和磷钼酸测定维生素C的含量属于物质含量的测定及品质的鉴定，在改良组第二个实验的目地就是某些材料品质（含糖量）的鉴定及某种物质的检测，分离，纯化。而有关代谢的实验糖元的酵解和脂肪酸的β-氧化，主要目地是了解代谢的中间产物的检测方法。其实也属于验证性试验。这2个实验可能在医学生物化学实验中占有重要地位，但是对于一般本科院校来说，这2个实验设计的方法和技术在改革组的试验2都有体现，故不必重复再开。

故生物化学实验课优化前后其培养学生的基本技能和综合素质的目地没有改变，能够到达教学的目地。

3.教学方法：采取2种方法：传统的教学方法和改良优化实验课教学方法。传统的教学方法即每一实验教师先把药品试剂、实验材料、实验仪器准备好;上课时教师先讲解实验目地，接着讲实验原理，然后讲实验方法及注意事项，最后学生按老师指导的要求一步一步按部就班地做实验，做完实验，学生写实验报告。

改良优化实验课教学方法采用12个学时把生化实验课所涉及的实验技能及仪器的操作方法集中培训，使每个学生都能规范地使用移液管、移液枪、容量瓶、离心机、分光光度计，掌握电泳技术、层析技术。其他的实验如可从某一材料中提取糖、维生素C、RNA、DNA或者脂肪酸，并对其组份或性质进行鉴定，也可从某材料中分离纯化出某种酶，并对酶的性质组份进行鉴定。在实验过程中，学生用到了层析技术（纸层析、凝胶层析、薄层层析），电泳技术（垂直平板技术或水平电泳技术），离心，抽虑等。3个学生为一小组，相互协作。自选实验材料，自配药剂，自己设计实验方案，然后和老师共同讨论实验方案的合理性及注意事项。在讨论方案时，要求学生讲解实验每一步骤的目地及药剂的作用。方案实施时，教师在一旁协作，及时提醒注意事项和处理突发情况。实验结束写实验报告上交。

4.考核方案：传统上学生成绩的考核包括出勤（占10%）、实验操作（20%）、实验报告（40%）和考试（20%）。虽然分得很细，但是学生的实验技能掌握、综合能力的高低并不能完全真实反应出来。

为了更有效地评价学生的综合能力，我们传统组采取新的评价方案：满分100分，出勤（占20%），实验操作及实验报告（40%）和考试（40%）;对改良组采取的评价方案：实验设计（20%），实验操作及实验报告（40%），考试（40%）。

出勤在传统组占总成绩20%：一共12个实验，要求全勤，缺席扣5分，累计缺席3次，本实验课重修。迟到扣2分。

实验设计在改良优化组占总成绩的20%：即学生制定实验方案，包括实验设计合理性、可行性、创新性。endprint

实验操作及实验报告在改良优化组和传统组都占总成绩的40%：实验操作过程是否认真，实验中出现的问题能否找到解决的方案，操作台是不是干净有序，实验报告包括实验目地、实验材料和器材，实验步骤及结果分析;实验报告是不是全面，结果分析是不是透彻，实验能不能进一步改进，实验报告书写是不是规范、认真，都作为评价的指标。

考试成绩在改良优化组和传统组都占总成绩的40%：考试包括试卷和操作：试卷是闭卷考试，涉及本实验课程的一些技术的原理及方法;提前1周告诉学生实验测试项目，学生自己设计实验，自己配制药品，自己做实验，并提交实验报告。根据其实验设计、实验过程及实验的结果分析状况，判其得分多少。

二、结果分析

经过一学期的教学与实践，2013级生物科学专业和生物技术专业共有学生180，其中每一专业都有一半（合计90人），接受传统实验教学，每一专业都有一半（合计90人），接受改良优化实验课教学。在期末对学生进行考核，考核结果如表二。

从表二看出，传统组的成绩比改良优化组的平均成绩低了16.5分。传统组在实验操作及实验报告中比改革组低8分，在考试成绩中低10分，而在前面出勤率上传统组得满分，而改良优化组在实验设计上不能得满分。最终成绩改良组比传统组高了16.5分。究其原因，针对学生，全勤是很容易做到的，但是实验的设计及实验技能的掌握，需要系统的培训，反复的练习。实验技能的测试中，发现传统组中不少学生找不到药品，不知怎样配药品，配置的量大大超过自己所需量，而且不知到使用定容瓶，有的甚至在烧杯里定容。在实验操作过程，加错药剂的，水浴试管掉进水浴锅的比比皆是。改革优化组则3个人井然有序的配合，找药品，称量，配制，流水作业，操作规范，药品配制的量多少合适，基本很少失误;实验操作麻利，熟练，统筹安排时间，实验效果良好。

无论接受传统实验教学组，还是改良优化实验课教学组的成绩在2个专业间无显著差异。故改良的实验方案适合生物科学专业，也适合生物技术专业。

三、结论

经过一学期的教学改革，改良优化后的生物化学教学内容和教学方法，适合当前本科教学，最大限度地发挥学生在实验课堂上的积极性、主动性，大大提高了学生的试验能力和综合能力，全面提高了学生的素质。

参考文献：

[1]白容.动物实验课改革尝试[J].卫生职业教育，2009，（7）：110-112.endprint