農(nóng)業(yè)高校生物化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新剖析

時間:2022-12-08 03:25:00

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農(nóng)業(yè)高校生物化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新剖析

生物化學(xué)是一門研究生命現(xiàn)象化學(xué)本質(zhì)的科學(xué),它是運用物理、化學(xué)、生物的手段和方法來研究生物體各組分化學(xué)本質(zhì)及其變化規(guī)律。它包括靜態(tài)和動態(tài)兩部分,靜態(tài)部分主要是研究構(gòu)成生物體的各組分的分子組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能;動態(tài)部分主要是研究構(gòu)成生物體各組分在機體內(nèi)的代謝過程。生化實驗對生物化學(xué)教學(xué)起著至關(guān)重要的作用,它能幫助學(xué)生理解和掌握生化基礎(chǔ)理論知識,掌握基本實驗方法和操作技能,提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。對于農(nóng)業(yè)院校而言,生物化學(xué)實驗無疑為農(nóng)業(yè)服務(wù),實驗的過程就是便于將我們所掌握的理論知識理解并能最大最好的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。借此,為提高學(xué)生生物化學(xué)實驗?zāi)芰?,我們嘗試著對農(nóng)學(xué)類本科生生物化學(xué)實驗的教學(xué)大綱進行修改、教學(xué)手段及學(xué)生實驗成績的考核等方面進行了改革,并收到了一定的效果。本文就這幾年我校農(nóng)學(xué)類本科生生物化學(xué)實驗教學(xué)改革中取得的成績簡要介紹一下。

1生物化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

近年來,隨著我校招生專業(yè)和人數(shù)的不斷增多,生化實驗教學(xué)已不能滿足學(xué)生所需,其主要存在的問題有:一是學(xué)校新專業(yè)的逐年增多,而生化實驗教學(xué)一直沿用原有的教學(xué)大綱,或原有的基礎(chǔ)上做了細(xì)微的調(diào)整,這些不能體現(xiàn)各專業(yè)對生物化學(xué)實驗技能的特殊要求,也不能滿足學(xué)生所學(xué)專業(yè)內(nèi)容要求;二是所開設(shè)實驗大多數(shù)是驗證性實驗,只能培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能,而忽略了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并且大多數(shù)實驗都是由課本所學(xué)知識設(shè)計的,學(xué)生實驗過程只是“照葫蘆劃瓢”,缺乏學(xué)習(xí)的主觀能動性;三是實驗教學(xué)中教學(xué)方法單一,不能有針對性對學(xué)生進行專才教育,且教學(xué)中未形成學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)揮的激勵機制,也未能將最新的生化實驗技術(shù)及時反映,學(xué)生獲得知識的渠道單一;四是實驗考核體系不完善,無法公正客觀地評價學(xué)生實驗綜合素質(zhì)。

為了探索適合農(nóng)業(yè)院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的生化實驗教學(xué)模式,在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,提高實驗教學(xué)的效果和學(xué)生主動參與實驗的積極性,同時也對學(xué)生的實驗綜合能力力求做到客觀公正的評價,我們對生化實驗教學(xué)進行了一系列改革。

2生物化學(xué)實驗教學(xué)中的改革措施

2.1修改教學(xué)大綱,調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容

高校由于各自的辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)和生源情況都不同,所以培養(yǎng)目標(biāo)不同。我們農(nóng)業(yè)院校培養(yǎng)目標(biāo)就是培養(yǎng)新世紀(jì)新型農(nóng)業(yè)人才。通過學(xué)習(xí)掌握專業(yè)理論與實驗技能,為農(nóng)、林、畜牧、食品等行業(yè)服務(wù)。我們原有的生化實驗教學(xué)大綱還不夠完整,沒有體現(xiàn)我校的特色和優(yōu)勢,學(xué)時數(shù)和課程形式、內(nèi)容等在所涉不同專業(yè)間無法體現(xiàn)特色。

針對上述現(xiàn)狀我們首先整改教學(xué)大綱。首先調(diào)整理論和實驗學(xué)時比例,加大實驗學(xué)時數(shù)。由原來的24學(xué)時改為36學(xué)時。其次調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容。減少基礎(chǔ)及驗證實驗學(xué)時數(shù),加大綜合實驗學(xué)時,增添設(shè)計實驗內(nèi)容。同時不同專業(yè)可以通過專業(yè)特色選擇實驗內(nèi)容,如食品專業(yè)的可以選擇一些與設(shè)計食品相關(guān)的實驗內(nèi)容。這樣既提高學(xué)生動手實踐能力同時也體現(xiàn)了專業(yè)學(xué)科特點,實現(xiàn)了因地制宜因材施教。例如,我們將3,5-二硝基水楊酸法測定還原糖含量和淀粉酶活力測定設(shè)計為一個綜合性實驗,通過測定還原糖含量進一步測定酶活力高低,使學(xué)生掌握酶活力測定的相關(guān)知識同時掌握了糖測定原理及方法。同時還學(xué)會了離心、分光光度等生化技術(shù)。我們對實驗的整合還有將蛋白電泳技術(shù)及蛋白含量測定綜合進行訓(xùn)練,使學(xué)生掌握一定的科研體系,逐步形成生物大分子整合的邏輯體系及以生物技術(shù)為核心的體系。

設(shè)計性實驗是應(yīng)用已學(xué)的基本理論和生化技術(shù),自己設(shè)計實驗去解決實際問題。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下,查閱相關(guān)文獻資料,設(shè)計初步的研究方案,確定方法、步驟,激勵學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)實驗課的熱情和積極性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。根據(jù)我校的實際情況,生物化學(xué)實驗課內(nèi)容要逐步過渡,在基礎(chǔ)實驗的前提下不斷增加綜合實驗的內(nèi)容,逐步開展設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力,適當(dāng)減少定性的驗證性實驗內(nèi)容,增加綜合性大實驗。在內(nèi)容的安排上由淺入深,先做驗證性實驗,再做綜合性實驗,最后做設(shè)計性實驗,使實驗內(nèi)容更加符合生物化學(xué)實驗技術(shù)和實驗方法的發(fā)展方向,學(xué)生易于接受和掌握,大大提高了生物化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

我們在具體教學(xué)內(nèi)容的安排上,首先前幾周開設(shè)幾個基礎(chǔ)實驗,重點鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,逐步開始進行綜合大實驗,一系列相關(guān)的提取純化及鑒定過程,或從培養(yǎng)幼苗到開始研究到鑒定等由一些列實驗構(gòu)成的一個綜合相關(guān)大實驗,這部分實驗是整學(xué)期生化實驗教學(xué)的主要部分,然后嘗試引進少量設(shè)計性實驗,學(xué)生們通過前邊實驗內(nèi)容及技術(shù)的學(xué)生對自己感興趣的內(nèi)容設(shè)計實驗進行自主嘗試。

2.2改進實驗教學(xué)方式和教學(xué)手段

傳統(tǒng)的生物化學(xué)實驗教學(xué)過程中實驗試劑的配制、樣品的準(zhǔn)備和預(yù)處理等工作都是教輔提前準(zhǔn)備的,上課時老師又將實驗?zāi)康?、操作步驟、注意事項等板書到黑板上并詳細(xì)的講解,學(xué)生照葫蘆畫瓢地進行簡單驗證就可以了。這樣學(xué)生進入實驗室的態(tài)度就是想將實驗草草做完了事,實驗報告內(nèi)容相互抄襲,實驗結(jié)果并不是從實驗中真正得出的,有許多是從理論課上推導(dǎo)得出的,甚至有些是臆造的。在整個實驗過程中,他們對試劑如何配制與保管,配制時的注意事項、儀器設(shè)備的操作步驟、實驗中出現(xiàn)的問題的解決、實驗結(jié)果的分析全然不知,他們一直處于一種被動接受的過程,不能很好地提高實驗操作技能,

難于發(fā)揮積極性和創(chuàng)造性。

要提高實驗教學(xué)質(zhì)量,就是要樹立學(xué)生在實驗教學(xué)活動中的主體地位,使他們由被動接受轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)的過程。為此我們進行了探索,具體如下:

2.2.1加強基礎(chǔ)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生動手能力在生物化學(xué)實驗教學(xué)過程,我教研室教師一直以科學(xué)的態(tài)度嚴(yán)格要求自己和學(xué)生,從培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度做起、重點培訓(xùn)學(xué)生學(xué)會觀察問題、分析、解決問題。具體在實驗過程中,讓學(xué)生自己清洗玻璃器皿、配制與貯存試劑、秤樣、取樣、移液、溶液的稀釋和混勻等,從而培養(yǎng)學(xué)生正確、規(guī)范的操作、分析和判斷、數(shù)據(jù)記錄和處理及對結(jié)果進行分析評價。同時學(xué)會離心、沉淀、電泳、層析等生物化學(xué)基本操作技術(shù)。

2.2.2提高綜合實驗,培養(yǎng)學(xué)生綜合能力近年來,我教研室特別注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)思維能力等綜合能力。在實驗教學(xué)中,對學(xué)生進行這些能力的培養(yǎng)可使學(xué)生具備綜

合素質(zhì),基本的科研能力和專業(yè)技能。因此,我們在基礎(chǔ)生物化學(xué)實驗教學(xué)中,減少原來驗證性實驗學(xué)時,開設(shè)了綜合實驗來提高學(xué)生的綜合能力。在我們開設(shè)的綜合實驗大豆SOD的提取及活力、純度測定中,學(xué)生要自己處理大豆、提取大豆中的SOD,在提取的過程中要用到細(xì)胞破碎、有機溶劑抽提、離心、分段鹽析、超濾、透析、等技術(shù),在獲得粗品后要進一步通過不同的層析技術(shù)進行純化,同時搜集每一步樣品進行酶活力測定以追蹤整個過程中的比活力及純化倍數(shù)的變化。而且將不同步驟搜集的樣品通過電泳定性鑒定其純化過程。在整個實驗過程中,教師要不斷地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗中的問題,并思考原因,提出解決問題的辦法。比如我們?yōu)槭裁匆玫铰确鲁樘?、分段鹽析過程中如何計算硫酸銨飽和度、在超濾的過程中超濾膜的選擇以及純化過程中各種層析方法的選擇以及層析洗脫溶液的使用等。這樣通過在實驗中詢問一系列的實驗現(xiàn)象背后的規(guī)律和衍生的問題引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、動手測出數(shù)據(jù)和結(jié)果來把握、揣摩和掌握實驗設(shè)計者的思路和設(shè)計,從而避免學(xué)生僅僅“照方抓藥”式的做實驗。

這樣通過學(xué)生動手、動腦,手腦并用,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)思維能力。經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練,學(xué)生能夠掌握生化實驗的基本操作技術(shù)和常用儀器的使用方法。培養(yǎng)了學(xué)生細(xì)心、熟練、嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的態(tài)度,得到了全面的鍛煉和提高。

2.2.3嘗試設(shè)計實驗,培養(yǎng)學(xué)生探索能力設(shè)計性實驗是結(jié)合課程學(xué)習(xí)所進行的帶有一定探索性和科研性的實驗。通過獨立選題、獨立研究、獨立設(shè)計、獨立操作、獨立分析和獨立思考,實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、自由發(fā)揮,自主創(chuàng)新,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,增強創(chuàng)新能力,為學(xué)生畢業(yè)到社會提高崗位任職能力奠定良好的基礎(chǔ)。

教師可根據(jù)自己的科研課題、各類文獻資料及學(xué)生的生化基礎(chǔ)知識選定實驗課題,供學(xué)生選擇,這一層次的實驗一般進行開放式教學(xué)。要求學(xué)生根據(jù)實驗要求自己查閱資料,制定實驗方案,經(jīng)與任課指導(dǎo)教師討論后實施實驗,最后寫出實驗報告并在報告會上進行交流,這樣提高了學(xué)生獨立開展生物化學(xué)科研工作的能力,培養(yǎng)了綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。

如我們開設(shè)的相關(guān)酶性質(zhì)的研究,我們通過酶和蛋白質(zhì)的一系列相關(guān)實驗后,讓學(xué)生自己設(shè)計關(guān)于酶高效性、專一性以及如何測定酶的最適溫度、最適pH等,在實驗中學(xué)生可以通過查閱資料進一步選擇并設(shè)計自己的實驗方案,這樣不同的學(xué)生就會從不同的角度思考、分析并解決問題。如有的學(xué)生酶高效性的測定選擇加入一般催化劑和酶比較,有的可能選擇不同底物濃度,這些到底能否解決所需解決的問題,他們的設(shè)計到底可行不可行,必須通過他們自己親手來解決,這樣體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析問題能力,避免了板書上讓怎么做就怎么做,學(xué)習(xí)效果得到充分提高。

3完善考核手段

以往我們實驗不進行單獨考試,實驗內(nèi)容主要是附在理論中進行考核,這樣學(xué)生只需寫寫實驗報告、記點實驗相關(guān)原理等,學(xué)生的觀察、思考、動手能力得不到提高。為提高實驗的教學(xué)質(zhì)量,我們對我校的生物化學(xué)實驗考核進行了改革,具體方法是:出缺席情況10分,理論考試30分,實驗操作30分,實驗報告30分。每次實驗都單獨計分,并存入電腦,最后將所有實驗成績均分,并計入期末理論成績中。這樣做將會極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,進而提高了教學(xué)質(zhì)量。

4結(jié)語

通過對生物化學(xué)實驗教學(xué)改革的初步嘗試,增加學(xué)生對實驗課的學(xué)習(xí)興趣,越來越多的學(xué)生開始喜歡思考問題,而且喜歡在實踐中嘗試自己解決問題,喜歡對實驗的現(xiàn)象問為什么。學(xué)生實驗操作、實驗情況、實驗動手能力、實驗報告和實驗考核成績等方面都有很大的提高,動手能力大大增強。實驗報告中體現(xiàn)尤為明顯,學(xué)生不再照抄實驗指導(dǎo)書的實驗原理和操作步驟,可以按照自己對整個實驗的認(rèn)知過程進行報告書寫。這樣學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí),

激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,

老師由主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)為指導(dǎo)或引導(dǎo)作用,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。真正做到了新世紀(jì)新型人才培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)生創(chuàng)新能力得到提高,為畢業(yè)后服務(wù)社會奠定基礎(chǔ)。