浅谈环境学科的《生物化学》实验教学改革与实践

浅谈环境学科的《生物化学》实验教学改革与实践

生物化学是环境科学专业大学生必修的一门专业基础课，系统介绍了环境污染工程处理中的生物化学基础知识。生物化学教学分理论教学和实验教学两大部分，注重理论基础与应用技术相结合。通过生物化学实验课程的学习，培养学生具有一定的科学实验能力及严格认真的科学学风，注重培养学生的创新意识。传统的生物化学实验教学在一定程度上受到了老师和学生的忽视，主要依附于理论教学，目前环境科学专业的生物化学总课时为64，课堂讲授占了48课时，实验课时为16。实验教学内容相对陈旧，严重滞后于生物化学学科的发展，主要集中在掌握基本实验操作技能为主的基础性实验，如使用分光光度计测定物质含量（双缩脲测定蛋白质含量、3，5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖和 总糖含量），还有一些基础的验证性实验，如蛋白质的变性和复性。目前还缺乏能够培养学生的综合能力、创新能力的综合性和设计性实验。除了实验教学内容之外，在实验开始前，指导教师做好了一切实验准备工作，包括实验试剂、玻璃仪器和分析设备等，教学过程中学生的主观能动性得不到提高，始终处于被动接受和机械操作的状态，不利于学生动手能力和创新能力的培养。另外，目前生物化学的研究者们不仅应用生物化学特有的技术，而且越来越多地从遗传学、分子生物学和生物物理学的技术和思路中获得启迪，而传统的生物化学实验教学方法和考核手段单一，这些都与现代社会要求培养具有较高理论素质和一定创新能力的大学毕业生、注重学生综合能力和创新精神的培养目标相矛盾。作为xxx重点高校之一的杭州电子科技大学坚持以培养应用型人才作为办学目标和立足点。学校在积极探索应用型人才培养模式创新的同时，始终把实验教学放在重要地位，因此非常有必要对现有的生物化学实验教学方式进行改革，研究并实践综合性生物化学实验教学。杭州电子科技大学的环境科学专业是省重点学科和特色专业，为加强我校本科环境科学专业的建设，本文针对目前生物化学实验教学过程中存在的问题进行分析，并探讨了适合我校环境科学专业的生物化学实验的教学改革内容与实践方法。实验教学改革不仅可以帮助培养学生的基本实验技能，巩固课堂上讲授的理论知识，还可以给学生提供发挥自身创造能力的空间，提高他们分析问题和解决问题的能力。因此，基于生物化学实验教学中存在的问题，我们对生物化学实验教学的教学内容、教学体系和考核方式等进行改革和实践。

一、优化生物化学实验项目，设计综合实验，开放实验室

目前我校开设的生物化学实验课程大多还是一些基础的验证性实验，缺少综合性大实验。因此，优化实验教学内容，设计合适的综合实验，是摆在我们面前需要迫切解决的问题。我们可以从以下两方面着手进行实验内容的改革：减少基础的验证性实验，增加综合性实验。传统的生物化学实验中，蛋白质提取、蛋白质等电点及含量测定、总糖和还原糖测定、酶的特性等都是单独开设，内容上的联系和逻辑性比较小，我们可以调整实验内容，开设一个综合性实验，例如果蔬成分生化分析，可设计成包括苹果或土豆中维生素C的定量测定、总糖和还原糖的含量的测定、蛋白质含量的测定和过氧化物酶分析等，鼓励学生选做其中一两个实验，学生参与生物化学实验的积极性得到了提高。开展生物化学实验的开放式教学模式，鼓励有能力的学生提前进入科学研究训练。同时，也可以适当开展探索性的生物化学实验，为学生提供探索的实验环境。学生可自由组合形成小组，自行设计实验方案，配置试剂，在实验室开放时间内自主完成实验内容。教师应指导学生选题并掌握文献检索方法，查阅相关文献，并设计合理的实验方案，最终完成实验。指导教师还应认真考查学生设计的实验方案的可行性，供应充足的实验药品，保证仪器的正常运行；全程跟踪指导实验过程。开放式教学模式可充分提高学生的主观能动性，有利于创新性人才的培养。

二、灵活运用多种教学手段

除了启发式和开放式教学方法，指导教师应在实验教学中合理运用多媒体等现代教育技术，从而加深学生对问题的理解。生物化学实验由于昂贵的实验药品和实验仪器，目前无法将许多经典的生物化学和分子生物学实验技术纳入到本科生的生物化学实验教学中。可以充分利用多媒体教学系统的便利，通过Flash动画和视频等形式把这些实验的原理和基本操作等介绍给学生。

三、改革实验教学的考核手段

检验学生实验工作能力和实验效果的两个重要环节分别是实验数据处理和实验报告编写，它们是教学考核的重要依据，但不是唯一的依据。实验考核应主要考查学生对生物化学基本原理和方法的掌握，对常规生物化学仪器，如可见分光光度计、聚合酶链式反应（PCR）系统和电泳系统的基本使用和维护的方法。并规范学生实验报告的书写，要求做到真实、详细和及时，指导学生使用EXCEL、ORIGIN等软件处理实验数据，分析实验误差，掌握实验报告的正确格式和撰写要求，使学生得到系统的锻炼，为他们顺利完成毕业论文和未来可能参与的科学研究打下良好的基础。现在的生物化学实验考核应该不局限于实验结果，而应贯穿于实验全过程，包括实验预习、操作和实验结果记录以及最后的实验误差分析等。同时，还对学生的实验态度、团队合作、考勤、卫生工作等方面也进行量化考核，再对每位学生进行最后的综合评定。

实践表明，通过《生物化学》实验教学改革，学生重理论、轻实验的现象得到了改变，学生的动手能力、创新能力和团队协作精神有了明显的提高。同时对授课老师自身素质和教学水平及相关科研也提出了更高的要求，不仅要求教师能在实验教学中积累知识、总结经验，坚持实验教学内容的工程性、先进性，更需将实验教学环节打造成培养学生实践动手能力、综合创新能力，提高学生素质的主课堂，使《生物化学》的实验教学在老师与学生中达到应有的效果，也为其他专业课程和实践环节创造更良好的平台。