新农科背景下基础生物化学实验课教学改革的探讨

薛雨飞 张贺翠 李帮秀 杨昆 张建奎

[摘           要]  基础生物化学实验是植物生产类相关专业的一門专业基础必修课，是基础生物化学理论课对应的实验课程。实践能力对于农科类专业的人才培养十分重要，针对目前西南大学农科类相关专业基础生物化学实验教学存在的诸多问题，结合教学实践，在新农科建设背景下对其实验教学改革进行了探讨，旨在提高基础生物化学实验的教学质量，适应新时代对农科人才培养的需要。

[关    键   词]  新农科;基础生物化学实验;存在问题;教学改革

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）15-0020-02

2019年，新农科建设的三部曲（“安吉共识”“北大仓行动”和“北京指南”）依次奏响。6月的“安吉共识”指出新时代背景下高等农林教育必须创新发展，在宏观上提出了新农科发展的“四个面向”新理念;9月的“北大仓行动”指出深化高等农林教育改革的行动实施方案，在中观上推出新农科建设的“八大行动”新举措;12月的“北京指南”直接对接“安吉共识”的理念和“北大仓行动”的举措，旨在启动新农科改革实践方案，从微观上实施新农科研究与改革实践的“百校千项”新项目，将推动新农科建设从“试验田”变向“大田耕作”。

基础生物化学作为高等农林院校植物生产类相关专业的一门基础必修课程，是创新型卓越农林新人才培养的重要组成内容。基础生物化学是学习农学及生物学的基础，也是生命科学的前沿，所以在本科教学中伴有不可或缺的作用。基础生物化学实验是基础生物化学理论教学的重要组成部分，主要学习掌握生物活性物质的测定、生物大分子分离制备技术、层析技术、电泳技术、离心技术、超过滤技术等操作内容，并同时掌握相关原理和方法。我院农学基础实验教学中心为市级实验教学平台，其中基础生物化学实验课面向全校农学、园艺、植物保护、植物科学与技术（中外合作办学）、食品科学与工程以及农科实验班“神龙班”、中国西南大学与澳大利亚高校合作办学机构西塔学院等相关专业开设。在新农科建设背景下，本文结合目前我院开设的基础生物化学实验多年的教学实际以及笔者自身的教学实践，总结了存在的问题，并在此基础上探讨了一些实验教学改革的策略。

一、基础生物化学实验教学中存在的问题分析

目前，许多农林高校基础生物化学实验课程教学环节薄弱，存在很多不足之处，难以满足新农科建设背景下对高素质农林人才培养的要求。首先，生物化学实验除我院开设外，我校其他多个学院也在开设，这样就造成了实验设备、实验室等资源的重复设置与建设。其次，我院开设的基础生物化学实验，虽然面向不同涉农及相关专业，但是每个专业的实验课内容是完全相同的，没有跟专业结合起来，以激发学生的学习兴趣。第三，实验课的成绩考核较为单一，主要以实验报告、平时考勤为主，不能全面体现学生的学习成效。第四，实验教学的内容比较陈旧，十几年来均是同一内容，缺少生物化学研究的前沿进展、热点问题还有最新的技术手段。第五，实验准备工作，比如试剂配制、材料和实验耗材的准备、预实验的验证工作、仪器的检测与校对等均是实验室的实验技术工作人员及教师完成，学生基本未参与实验准备工作，以至于不能较好地理解实验原理、内容及操作。第六，教师实验授课过程中与学生之间的互动和交流太少，不能促进学生积极思考学习。第七，教学模式传统单一，以教师为主体，教师实验课前先做好实验准备工作，授课时讲解实验目的、实验原理、实验步骤、结果与分析、注意事项等，学生按部就班地进行实验，验证预期实验结果，学生无法独立思考、自己设计实验方案并全面理解实验原理。

二、实验教学改革探讨

（一）根据不同专业设置不同实验教学内容

我院开设的不同专业的基础生物化学实验课实验内容基本都是一样的，没有结合每个专业的培养方案以及毕业后就业或读研的需求来制定，这是不科学的。我们应该改革这种局面，根据不同专业的学生及学科发展前沿制定不同的基础生物化学实验方案，着重结合专业自身的特点，比如维生素C含量测定的实验中不同专业应该选择不同材料：农学专业选择大宗农作物（玉米、小麦、水稻、油菜等），园艺专业选择蔬菜和水果（小白菜、黄瓜、橘子、猕猴桃等），测定完成后下次上课时可以让他们比较结果，并进行讨论和思考。这样和每个专业的研究对象及学科前沿结合起来，可以提高学生的积极性，激发其学习兴趣。

（二）参与式教学，鼓励学生参与实验准备工作

参与式教学要求学生参与整个教学过程，包括实验准备工作。以往实验教学，学生基本不参与准备工作，完全依赖于教师，不利于学生动手能力及创新能力的培养。教师可以根据实验内容的特点和学生的特点来准备实验，比如有的实验用的仪器比较多，可以让学生检查仪器能否正常运转，有的实验用的植物材料比较多，可以让学生参与培养植物苗子，有的实验需要试剂比较多，可以让学生参与各种试剂的配制。另外，预实验工作也可以让学生分组进行，比如植物过氧化物酶同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳实验，有时候分离胶和浓缩胶配好后不凝固，有时跑出来的条带不清晰，这些方面均需要进行预实验寻找原因并优化重新配制，以保证正式实验教学时的万无一失。

（三）混合式实验教学模式的建设

随着信息技术与教育教学活动的不断融合，混合式教学已成为教育领域的研究热点。目前，混合式教学主要应用于理论教学中，在实验教学中应用得比较少。为了改变基础生物化学实验课传统教学模式的弊端，进行线上线下的混合式教学模式改革尤为重要。2020年春季学期因特殊情况，我校学生在五月底才陆续完成返校工作，六月份才开始进行实验室的正常教学任务，在这么短时间内完成本学期的教学任务难度是很大的，我院实验教学团队通过QQ、微信、超星学习通等形式完成班级建群、制作成PPT课件上传、课程教学资源分享等线上教学工作，并跟踪学习进度、学习成效，线下直接进行实验操作，并实时监督指导。以后还应进一步探索基础生物化学实验课的线上线下混合式的教学方法，增加难度和深度，以便提高教学质量。

（四）教师科研项目融入实验教学

目前我院基础生物化学实验教学团队教师多数都承担着包括国家自然科学基金在内的科研项目，如果能够从中选择适合的、具有探索性的、利于培养学生创新能力的实验内容作为研究主题，并设计探索型实验项目应用于实验教学中，这样不仅能够激发学生的学习兴趣，还可以提高其创新能力和科研素养。比如，笔者研究植物高低α-亚麻酸性状形成的分子机理，基于此研究项目，我们可以设计高低α-亚麻酸材料α-亚麻酸合成关键酶活性比较的实验。首先，让学生提前检索文献解决种子亚麻酸合成关键酶是什么，然后再检索利用什么实验方法比较酶活性，最后教师和学生一起探讨制定实验方案并进行实验教学。

（五）实验成绩考核改革

传统基础生物化学实验课成绩考核形式单一，主要以实验报告为主，为改变这种局面，需要制定多元化实验考核方案以考核学生真实的学习掌握成效。实验成绩的考核可以将实验准备、平时成绩、实验报告和开放性报告四者有机结合起来。其中注意的是平时成绩不僅包括实验操作、出勤率，还应包括实验预习、清洁卫生完成情况、课堂回答问题及与教师互动交流情况。对于综合型探索实验，实验报告还可以采用科研论文的形式呈现，这样不仅可以提高学生的创新能力，还可以培养学生的科研素养。

（六）整合全校资源，建立生物基础实验教学平台

虽然我院开设的基础生物实验课面向植物生产类及食品科学相关专业，但是动物生产类专业及生命科学类专业各自学院都是自己开设，造成资源重复设置，教学经费投入加大，导致每个学院虽然每年都需要购买仪器设备、实验耗材、生化试剂等，但平台条件很一般，一些贵重的进口仪器还是不能购买，比如微量紫外-可见光分光光度计（NanoDrop One;Thermo，USA）。因此，学校应建立生物基础实验教学中心，整合全校实验课教学资源，面向全校所有学院的涉农及生物类专业开设生物化学实验、植物生理学实验、分子生物学实验等，各自学院不再单独开设，这样不但利于实验平台建设和整体发展，而且会节约大量经费。目前学校针对本科基础实验教学中心建设情况已经进行了广泛的校外调研，并通过打破学院（部）壁垒，将全校公共基础实验和跨学院（部）的专业相似、实验内容相似的本科教学实验室整合，制定了包括基础生物实验教学中心在内的六个校级基础实验教学中心建设方案，现在正处于征求相关部门的意见中，相信不久的将来就会建成。

三、结语

百年大计，教育为本;高等教育，本科为本。新农科建设背景下，植物生产类相关的本科专业基础生物化学实验传统教学方式难以满足对高素质农林人才的培养要求，因此必须紧跟时代发展，进行改革创新。本文总结了我院基础生物化学实验课一直以来存在的问题，并对提出的几点改革意见和建议进行了探讨，因此可以为基础生物化学实验课的教学改革提供参考。生物化学实验教学改革还在不断的发展中，以后还应进一步进行深入探索和研究。

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◎编辑 郭小琴