生物化学课程实验教学改革探索——以信阳农林学院为例

王锐丽，王家东

(信阳农林学院 生物与制药工程学院，河南 信阳 464000)

信阳农林学院作为一所新建应用型本科院校，其人才培养目标是培养具有实践能力和创新精神的高级应用型技能人才[1]。因此，在学生动手能力和综合素质全面发展的培养过程中，实验教学起着至关重要的作用。随着我国现代化高等教育事业的发展，依附于理论教学的传统实验教学已无法满足新形势的需要，从根本上改变这种现状已迫在眉睫。

1 生物化学实验教学的现状

生物化学是信阳农林学院(以下简称“我校”)生物、制药、水产、林学、食品、植保、茶学、动物科学类等专业本科生必修的一门重要的基础专业课，该课程的实验教学是培养学生动手能力和创新能力的重要组成部分。但生物化学实验教学中仍面临很多问题，主要表现为：受传统教学理念的影响，生物化学实验教学一般依附于理论教学，实验课时少，验证性实验占主导地位，缺少综合性、开放性、设计性实验；开设的实验项目及使用的实验大纲缺乏专业差异性；学生多，实验设备少，老师同时指导多个班级学生的多个实验项目；学生被动接受老师讲解，参照实验教材依葫芦画瓢完成实验操作，课后完成实验报告的书写，实验现象、结果分析不透彻或没有(甚至有些学生互相抄袭)，实验教学没有达到锻炼学生动手能力、独立思考能力、综合设计能力和培养创新意识的目的。因此，有必要对现有的生物化学实验教学模式进行变革。

2 生物化学实验教学的改革

2.1 根据专业特色和实践需求优化实验内容

目前我校有7个学院20个专业开设了生物化学实验教学，不同专业使用的教材相同，开设的实验项目相同，项目内容依附于理论教学章节中，忽略了不同专业对生物化学实验内容及操作技术的不同需求，忽视了学生个体知识结构和认知能力的差异。所以根据专业特色和实践需要修订了生化实验教学大纲，对实验内容进行分模块优化。

2.1.1 优化基础实验 针对化学基础知识相对薄弱的学生，如茶学、林学、水产养殖等文理兼收专业的学生，实验内容以凸显实用性和趣味性的基础实验为主，对知识的掌握重在理解，激起学生的学习兴趣，而非以此为基础的应用。例如植物中抗坏血酸的测定实验，让学生自己选取实验原料如橘子、苹果、猕猴桃、青菜等进行分组比较实验；酶活性测定实验，将学生自己口腔内的淀粉酶作为实验对象；取口腔黏膜细胞进行全基因组DNA提取实验等。这类实验内容既激起了学生的动手欲望，又避免了同学间实验结果的相互抄袭。课程的兴趣性提高了学生的自觉性、动手能力和参与度。

2.1.2 优化综合性实验 针对于后续课程的学习、考研和工作对实验操作需求程度较高的学生，如食品科学、植保、生物类等专业学生，实验内容以具有复合性、覆盖面广的综合性实验为主。如将凝胶层析法分离蛋白质、酶活性测定、考马斯亮蓝G-250法测蛋白质浓度等验证性实验合并为“鸡卵类黏蛋白的制备及活力测定”。这种合并使学生在有限的课时内掌握透析、层析、离心、分光光度法等多种生物化学实验技术，更好培养了学生的实践能力和综合应用的能力[2]。

2.1.3 优化以自主设计实验为主的开放性实验内容 这部分内容大多数都是由学生自主选题设计，教师需对拟订的实验方案、选定仪器设备等内容进行核实和讨论，进一步完善方案并予以实施。如实验内容“蛹虫草固体培养基中虫草素提取、纯化和药用功能的研究”，没有明确的参考教材，需要学生团队合理分工协作，查阅相关文献资料，根据实验条件设计实验方案，再与专业指导教师商讨方案的可行性，最后经老师认可后科学合理地实施实验操作。这一部分内容既能锻炼学生科学思维能力、协作能力和动手能力，又能锻炼学生的学术论文写作能力[3]。

2.2 实行开放式实验教学

2.2.1 开放式实验教学与常规教学相结合 目前各大高校都在进行生物化学实验教学的改革探索，普遍的措施是实施开放式实验教学，即在时间、实验内容、实验项目、实验手段、方法以及后续的实验评价等全面对学生开放[4]。相对于传统的常规教学，开放式实验教学更能突出学生参与实验的主动性，激发学生的创造热情。但根据实践经验来看，现阶段的学生基础、教师队伍、实验资源条件也决定了常规教学模式是不可完全替代的，只有在上述各方面条件都很完善时，实验的开放式教学才能发挥实际效果[5]。否则，可能会使本已紧张的实验教学资源更加紧张；随着实验的开放，难免让学生误以为实验课不重要，反而会影响教学效果。因此，必须将常规的集中式实验和开放式实验相结合。因为前者有利于训练学生最基本的实验操作技能，养成良好的实验操作习惯，激发学生学习激情，有利于引导学生建立严谨的实验作风，为后续的开放式实验教学奠定基础。

2.2.2 丰富开放式实验内容 根据高校人才培养方案及培养目标要求，遵守实验的“基础性、综合性、设计性”的原则选择开放性实验内容[6]。一是开放综合性选修实验：由生物化学教研组统一讨论制定切实可行的选修实验项目，每个实验项目的内容、时间、指导老师等信息都统一录入实验教学平台，学生根据专业需求和兴趣选修，每个学生选择的实验项目数不固定，最低选修6个项目就可以获得学分。二是开放毕业设计实验：根据本科生人才培养计划规定，生物化学实验课程开设于大二第一学期，学生已对所学专业有了明确认知，完全可以开始进行毕业设计准备，提早进入实验室。结合我校本科生导师制规定，相关导师根据自己的科研基础，对实验方案的可行性进行估测并全程参与指导，以达到更好的实验结果，并对前期实验教学效果进行评估。三是开放学生自主创新项目：作为新建应用型本科院校，学校鼓励学有余力的学生积极参与校级、省级乃至国家级大学生创新创意项目提升自身综合素质。以我校王德芝教授为首的创业团队曾参加2015年首届中国“互联网+”大学生创新创业大赛，参赛项目“罗山县东信生物科技有限公司香菇胶囊菌种工厂化生产”获得国家银奖。该团队的成员大多是经常于实验室内开展有关创新创业实践活动，取得较好成绩的学生。实践证明开放实验室为学生提供创新实践活动基地，是学生自主开展创新实验的有效平台。

2.2.3 改革实验室管理制度 生物化学实验常常会接触到一些易燃易爆、强酸强碱类药品，倘若操作不当就可能引起巨大的危险。因而学院在原有《信阳农林学院实验管理办法》基础上，制定和补充了相应的规章制度，要求学生对实验地点、所需药品、相关大型贵重仪器提前进行书面预约申请，并签订责任书，经实验教师签字并报学院审核批准后，才可进入实验室开展实验，并对所使用的仪器设备进行如实登记。学生在实验过程中，教师负责对学生进行必要指导，相关实验技术人员负责实验室的安全和仪器的维护。

2.3 加强实验团队建设

首先，加强实验教师队伍建设。生物化学实验教学内的容综合性、应用性和前沿性，要求比较精通该领域的专业教师来指导实验，教师将自己的科研成果及新的理论和方法融入到日常的实验教学中，建立和完善与科研相结合的实验教学模式。目前我校不断引进高学历、不同领域的研究型人才加入到实验教学队伍中，并为教学人员积极创造到国内外知名高校和研究机构进行继续深造的机会，以提高专业技能和综合素质，逐渐形成一支由实验理论教师、实验指导教师、相关科研教师等组成的结构合理、技术精湛、指导性强的实验教师队伍[4]。其次，充分发挥专业社团骨干成员的协作作用。我校专业社团建设已很完善且成效显著，题为《“专业社团+企岗实训”培养高技能人才的研究与实践》曾获2012年河南省教育厅教学成果特等奖。专业社团除开展正常的社团活动以外，部分骨干成员利用课余时间协助教师进行实验准备、科研辅助、仪器保管以及实验室日常管理等。可以弥补实验人员及专业教师时间、空间的限制，实现全天候开放实验室，满足开放式实验教学的需求。同时，学校出台鼓励政策，给予参与指导第二课堂活动的老师相应的课时补助，充分调动专业教师参与指导实验的积极性。

2.4 改革实验考核评定方法

生物化学实验教学改革中，完善实验考核评定方法是一个综合环节。传统的生物化学实验教学中，实验成绩由学生的平时成绩(占40%，主要指出勤率和课堂表现)和实验报告成绩(占60%)组成，完全忽略了对实验过程中动手能力和操作规范的考核。改革后的成绩考核结合专业和实验内容分3部分：一是基础实验考核，包括课堂表现和实验报告的书写。教学中采用“学生参与实验内容的讲解+老师总结”的模式，严格要求学生在实验过程中独立和认真记录实验现象和数据，实验完成后现场将结果交予实验老师检查和评分，重点考核学习态度和学生的参与度。二是综合性实验考核，由于该部分的实验内容和指导技术都比较成熟，考核指标(准备工作、实验操作、结果分析和总结、实验报告的撰写)应规范化和常规化，重点考核学生对实验结果的分析和总结。三是自主设计实验考核，实验方案的设计、实施以及论文撰写的规范性，都是考核的重中之重。其具体评价指标如下：文献资料查阅10%，实验方案设计15%，操作能力和解决问题能力45%，论文撰写25%，团队协作能力5%。第二、第三部分的考核，既能保证实验成绩考核的客观性和全面性，又能调动学生学习的积极性和自主性；既能培养学生的综合素质，又能提高实验教学的质量。