中医院校生物化学实验教学方法探索

2020-07-04齐彦

教书育人·高教论坛 2020年6期

齐彦

[摘要] 针对不同类型的生物化学实验，主要探讨虚拟实验平台、问题式（PBL）、翻转课堂教学方法在不同类型生物化学实验教学中不同组合的应用效果，以学生在实验过程中的实验效率、动手能力、自学能力、学习兴趣、综合能力作为考核依据，探索适合不同类型实验规律的实用教学方法。

[关键词] 生物化学;实验类型;教学探索

[中图分类号]G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2020） 06-0088-02

生物化学实验作为医学专业重要的基础实验课之一，培养方案要求学生在有限的资源和时间内掌握实验探索技能，这就需要生物化学实验教学课程体系与之相适应。近几年，本校生物化学实验室从实验课程体系的角度进行了教学资源整合，教学方法和手段丰富、教学内容更新、成绩评估方式合理化等建设。通过持续改进，学生自主分析与解决问题的能力得以强化，科研素质得到了提升，希望为输出高素质医学人才服务社会提供相应支撑。

一不同生物化学实验的特点

生物化学实验主要涉及生命所需的重要物质糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶和维生素及其新陈代谢等内容[1]，一般呈现为三大类型。（1）验证性实验：对已有透彻的认识的研究对象，通过相应实验来验证该研究对象的某种性质，偏重于认知。（2）综合性实验：实验内容综合了与临床密切的多个相关的知识点，其实验强調知识的系统融合，实际意义较强。（3）设计性实验：自主选题或给定实验选题、实验目的和实验条件，学生自主按照课程知识体系的要求，设计实验方案并加以实施的实验，侧重于探索。

二不同类型生物化学实验应用不同教学法的探索

现实中基础医学实验教学仍然存在一些问题：先理论后实践，导致理论学习和实验操作不连贯;医学实验受标本、实验动物、生物安全等制约，致使大部分实验停留在验证性阶段。需要进行教学资源整合共享，教学方法创新性尝试。

（一）验证性实验类

应用虚拟实验平台教学法学习验证性实验会比实际操作有更好效果。

基于VMC-100 虚拟平台搭建的学习环境，其功能包括用户管理、虚拟仿真实验内容管理、课件管理、考试管理、实验室管理、师生交流互动等。其虚拟实验内容设置了人体解剖学、显微形态学、医学机能学、生物化学与分子生物学、病原生物与免疫学五个模块[2]。

生物化学与分子生物学模块下设多个虚拟仿真实验项目，包括蛋白质浓度的测定、维生素C的性质及含量测定、血清谷丙转氨酶活性的测定、酶的竞争性抑制作用及辅酶对酶活性的影响、脂肪酸的β氧化、DNA的纯化、RNA的提取和纯化、荧光定量PCR等。学生通过虚拟平台实验，可以学习相对复杂的生物化学实验，同时了解平时很难见到或者较少操作使用的实验仪器。通过对多项技术的模拟训练再进行有机组合，能使学生掌握分离、纯化、测定某种物质的技能、方法和过程，将实验探索与理论知识深度融合，提高学生自主学习能力。

（二）综合性实验类

虚拟实验平台与PBL教学法组合应用于综合性实验学习会收到比单一方法更好的效果。

PBL法以问题为导向，学生思维比较易于接受，是目前国内医学专业比较常用的教学模式之一。PBL教学法应用在生物化学实验教学中，其具体实施过程分为四个阶段[3]。以饱食/饥饿/激素对血糖浓度的影响为例：（1）在实验课前一周，教师设置科学合理的问题，实验小鼠分组规则？小鼠糖尿病模型（高血糖和低血糖模型）制备标准？制备糖尿病模型有哪些方法？如何换算药物的用量？如何正确使用微量加样器？采血如何操作才能避免溶血现象？应选择何种方法制备新鲜血清？用何种方法测定血糖含量更合理？然后，学生通过阅读书籍或文献解答这些问题，结合虚拟实验平台适当验证理解的正误，做好准备工作。问题设置的合理与否是能否达到预期效果的关键。（2）实验课中，操作前学生汇报对问题的理解，教师进行点评并归纳总结这些问题的正确解答。（3）经过前期思辨，学生进行实验操作。（4）实验课后，要求学生回顾实验操作中遇到的问题或实验结果出现的异常，进行反思、分析，给出合理解释。

（三）设计性实验类

虚拟实验平台、PBL与翻转课堂教学法的组合应用于设计性实验学习会更具创造性。

翻转课堂，通俗地讲就是颠倒传统授课课堂内外的内容及时间顺序，将学习的主动权从教师转移到学生[4-5]。翻转课堂教学法的运用如下。

第一，课前教学设计。课前要求学生通过线上观看教师精心设计的视频和做作业来完成知识点的学习。课前学习中，应事先划分学习小组，设立组长，小组除了共同完成研讨和PPT的制作，个体还有各自的学习任务，还要求组长和组员互评。翻什么、怎么翻、想要达到什么目的是教学设计的重点。所以在教学中，对下述三个方面进行重点设计。首先，视频展示内容上，可选择培养方案教学大纲重、难点内容、拓展性内容。让学生自主提出问题，自主寻求答案，自主通过虚拟实验平台适当验证，培养其学习的严谨性及查阅参考文献的能力等。其次，视频表现形式上，采用网络上知名高等学校的精品课程的部分精彩片段，让学生领略名师的风格和知识背景;也可以教师精心制作微课凸显知识的重难点;还可提供有趣的动画吸引学生对过程的认知。再次，视频持续时间，一般控制在10分钟左右，这样有利于保持学生情趣饱满，提高其学习效率。

第二，课内知识内化设计。教师课堂上适合采用启发式、小组研讨等形式与课前环节衔接。课堂上，学生按分组根据问题进行陈述，不同组别允许选不同实验题。教师或学生提问、讨论。这一环节教师的引导和点评是关键。教师针对汇报人制作的PPT的质量，学习内容重难点展现，案例逻辑推演的点评才是学生最感兴趣的内容。通过汇报和分析，学生许多知识得以巩固内化，各种能力逐步增强。此外，随堂小测反馈也是这个环节中必不可少的内容，能让教师即时了解学生课内知识的掌握情况。

第三，课后检测巩固设计。课后教学质量监控能及时掌控学生学习效果的真实情况，是翻转课堂得以推广的重要一环。教师可以查询学生网络平台观看视频时间的记录，讨论区和QQ互动，以及每个单元测试成绩，再结合每个学生课堂对知识理解的表现来准确地掌握学生的学习状态，以便后期教学有针对性地调整。

三采用匹配不同实验类型教学法的思考

（一）关于不同教学方法应用效果的思考

现代医学实验及实践环节贯穿了医学教育的全过程，在医学教育中占有非常重要的地位。探索过程虽不能精确地决定不同类型的实验所适用教学方法或组合的最优方案，但能在一定程度上彰显匹配不同实验类型教学方法的科学合理性。

1 虚拟实验平台教学

医学虚拟实验平台是融合医学实验知识点设计、搭建的模块式虚拟实验平台，可二次开发。其在医学教育领域的应用弥补了实验教学条件的不足，打破了时空的限制，还可以消除真实实验操作的各种危险。让学生在虚拟实验环境中通过人机交互界面的方式进行实时仿真操作，完成各种预定的實验操作，这种模拟的实验操作，提高了实验成功率和学生分析解决问题的能力，有时甚至要优于真实环境下的实验操作。基于此，可与验证性实验匹配。

2 PBL 教学法

PBL 式教学法，通过事先设置科学合理的问题，引导学生寻求答案而自学、查阅资料、综合分析思考，达到解决问题的目的。此法客观上激活了学生的主观能动性，使学生由被动学习转化为主动寻求答案，并在探寻过程中学到更多专业知识与解决问题的技能。有助于学生收获成就感与自信心，滋生其自主学习的乐趣，渐进式提高教学质量，值得推广应用。

若与虚拟实验平台组合会很好地融合相关联的不同知识点，可与综合性实验匹配。

3 翻转课堂教学法

充分利用翻转课堂多层次、多样化教学的特点来设计教学，客观上能提升学生的学习兴趣和自主学习能力，加强知识的内化过程。其突出的特点是：教学内容以短而精的视频形式清晰明确表达;重新建构更符合学生主体特点的学习流程;线上线下结合复习检测方便快捷。

翻转课堂是反传统的教学方式，学生可自己发挥的空间更大，能满足不同学生的口味，能够学到更多东西、能够更有针对性地解决问题、调动学习积极性及培养独立思考能力等，有助于提升学习效果。

若能与虚拟实验平台、PBL方法组合使用，会激发学生的主动性、创造性，更有益于设计性实验教学。

（二）不同教学方法的共性思考

以上教学模式，都具有一定的自主学习特征，能从多方面更好地促进新的教学理念开展，提高教育质量。

学生有较多的自主学习的机会。这可以锻炼学生面对问题的应变能力，对学生的未来发展具有重要意义。

突出学生发展为本的教育理念。设计每个教学环节都以学生的内在需要与发展为出发点。

师生间教学模式更和谐融洽。有助于学生的学习兴趣、情绪、心理健康发展。

但也存在以下局限性。

教师的工作量增大。自主学习对教师来讲并不是放任不管，而是既要关注学生群体又要关注学生个体的前期、中期、后期学习状况。