基于生物科學(xué)專業(yè)生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革探索

馬 靜

（江蘇海洋大學(xué) 江蘇 222005）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高等學(xué)校傳統(tǒng)的生物化學(xué)教學(xué)，尤其是生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其教學(xué)思想理念、內(nèi)容、管理水平以及實(shí)驗(yàn)操作手段都難以滿足新時(shí)代人才培養(yǎng)方案的需要。教育部在“新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議”中強(qiáng)調(diào)要深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想和黨的十九大精神，全面貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記2018 年5 月2 日在北京大學(xué)師生座談會(huì)上重要講話精神，堅(jiān)持“以本為本”，推進(jìn)“四個(gè)回歸”，加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人。這就要求我們要嚴(yán)抓本科教育，而對于本科教育除了要儲備豐富的專業(yè)知識以外，還需要把專業(yè)知識運(yùn)用于實(shí)踐，即要求本科教學(xué)過程中對學(xué)生的要求除了要具備過硬的理論知識，還需要掌握實(shí)踐操作技能。生物科學(xué)專業(yè)的生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)是本專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是一門綜合性非常強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課。研究發(fā)現(xiàn)，各大高校有的對生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，有的對實(shí)驗(yàn)室的管理制度進(jìn)行了改革，還有的是對該課程內(nèi)容進(jìn)行了改革。但是，目前生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)課程仍然存在許多問題，需要改革[1]。

一、存在的問題

（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容層次淺顯

生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)是為生物學(xué)科各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課。教學(xué)培養(yǎng)的對象是21 世紀(jì)從事生命科學(xué)工作的專門人才。這些生物化學(xué)知識和技能應(yīng)有助于他們從原子、分子、細(xì)胞及個(gè)體等不同層次上來認(rèn)識和解決生命科學(xué)中的關(guān)鍵科學(xué)問題。目前，生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中分析酶學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)仍然是通過不同溫度（0 ℃、25 ℃和100 ℃）研究酶的最適宜溫度，通過唾液淀粉酶研究其對蔗糖和淀粉的特異性分解作用。然而，酶學(xué)性質(zhì)還受當(dāng)前熱點(diǎn)問題，比如重金屬污染、有機(jī)物污染、海洋酸化等環(huán)境氣候變化的影響，但是，到目前為止都沒有相關(guān)研究內(nèi)容， 因而也體現(xiàn)不出該實(shí)驗(yàn)課程的前沿特色。隨著21 世紀(jì)生命科學(xué)時(shí)代的到來， 各個(gè)學(xué)科之間的交叉滲透已成為新的發(fā)展趨勢， 分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)與生物化學(xué)聯(lián)系密切，有必要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。進(jìn)而從表型、結(jié)構(gòu)、細(xì)胞、分子、生化等不同層面闡明了生命體系或過程中某一基本現(xiàn)象的化學(xué)原理， 加強(qiáng)其與化學(xué)學(xué)科之間的聯(lián)系。此外， 在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)21 世紀(jì)是生命科學(xué)時(shí)代的同時(shí)，也使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在生命科學(xué)中的地位和作用， 從而激發(fā)他們?nèi)鎸W(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣和積極性。

（二）實(shí)驗(yàn)課程方法和內(nèi)容陳舊

目前生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容基本上是由生物化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)取舍后分出來的一部分內(nèi)容，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容較少。而且，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于陳舊， 體現(xiàn)不出當(dāng)前生物化學(xué)科學(xué)的最新研究成果和國際前沿發(fā)展趨勢。并且，生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中對基礎(chǔ)儀器使用的實(shí)驗(yàn)較少， 而儀器操作實(shí)驗(yàn)?zāi)壳耙殉蔀樯锘瘜W(xué)大實(shí)驗(yàn)的前提，即重中之重，這些儀器技術(shù)操作的掌握也是生物學(xué)科發(fā)展所必需的。因此， 在教學(xué)課程中， 應(yīng)把與生物化學(xué)該門課程最新成就有關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)最新進(jìn)展、理論和儀器技術(shù)通過實(shí)驗(yàn)課程很好地融入到課程中，并可實(shí)現(xiàn)生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)調(diào)控的反應(yīng)體系介紹給學(xué)生。

（三）學(xué)生主觀能動(dòng)性差

目前，大部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是由教師安排成熟的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，形成了以教師為主體的理念，要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教材大綱和老師的講授內(nèi)容，按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果是完全可預(yù)知的。學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中完全處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)中，這就很難激發(fā)起學(xué)生動(dòng)手操作和理論知識相結(jié)合的學(xué)習(xí)興趣，也達(dá)不到培養(yǎng)方案中育人的培養(yǎng)目標(biāo)，更與實(shí)驗(yàn)科學(xué)的探索本質(zhì)不相吻合[2]。而當(dāng)下在培養(yǎng)人才過程中，我們提倡的教學(xué)理念是以學(xué)生為主，由學(xué)生通過自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并加以實(shí)施，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)，這樣還可以明確實(shí)驗(yàn)科學(xué)是以掌握基本實(shí)驗(yàn)技能、驗(yàn)證真理和探索真理為目標(biāo)的。

二、擬解決的辦法

（一）以基本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)出綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)

為了培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生分析、解決問題的能力以及培養(yǎng)科研思維和創(chuàng)造力的能力，需要將對生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理化、科學(xué)化的安排，整個(gè)課程里面加入了生物化學(xué)課程基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如離心和分光光度技術(shù)操作，各種電泳和層析技術(shù)，生物活性物質(zhì)的提取、含量的測定以及檢測等。通過這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，使學(xué)生們可以對生物化學(xué)的一些基本實(shí)驗(yàn)的原理、方法和應(yīng)用范圍有較好的了解和掌握[3]。然后在此基礎(chǔ)上，加入了可以讓學(xué)生進(jìn)行自主性、探討性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過分組查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，尋找相關(guān)的項(xiàng)目或者和本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的課題為實(shí)驗(yàn)立意；通過實(shí)驗(yàn)室開題報(bào)告對自己團(tuán)隊(duì)或者組隊(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)想和安排進(jìn)行匯報(bào)，經(jīng)指導(dǎo)教師和團(tuán)隊(duì)成員對實(shí)驗(yàn)的可行性、設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行充分的討論，并給出建議和指導(dǎo)，確定最終的實(shí)驗(yàn)方案，在教師的指導(dǎo)下，幫助學(xué)生自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)課題的準(zhǔn)備工作和整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以進(jìn)行科學(xué)的解釋和分析，并以小論文的形式寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在此過程中對出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行解決和處理。那么學(xué)生通過這一過程，可以培養(yǎng)其動(dòng)手能力、科學(xué)研究能力以及積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度。整個(gè)過程使得學(xué)生對一些生物化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)有了更深層次的理解和掌握，鍛煉了學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力。最重要的是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

（二）增加課程特色的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

生物大分子中糖、核酸、蛋白質(zhì)是生命體中三大重要物質(zhì)組成部分， 研究它們及其代謝產(chǎn)物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能，是生物化學(xué)研究者探索的主要內(nèi)容。以生命過程中的重要物質(zhì)為研究對象，不僅反映了當(dāng)今生物化學(xué)學(xué)科發(fā)展的新趨勢， 而且也體現(xiàn)出了該門課程內(nèi)容的創(chuàng)新與特色。目前有關(guān)研究酶活性質(zhì)、蛋白層析技術(shù)以及聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)等方法研究生物體系中蛋白亞基組分變化的例子很多， 經(jīng)過合適的改變可以成為很好的教學(xué)內(nèi)容體系。且在經(jīng)過蛋白質(zhì)層析技術(shù)以及聚丙烯酰胺凝膠電泳以后我們可以進(jìn)一步加強(qiáng)蛋白質(zhì)譜鑒定技術(shù)。對于本科生而言，可以用已知蛋白，這樣對于質(zhì)譜鑒定結(jié)果可以更有依據(jù)。

（三）增添儀器分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

為了加強(qiáng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練， 我們應(yīng)該注意添加一些最新興起的和發(fā)展起來的儀器分析使用技術(shù)，比如光分析技術(shù)、色譜分析技術(shù)、聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS)技術(shù)、離心機(jī)、顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡等等。研究表明，上述這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域中已得到了普遍的應(yīng)用[4]。如將分光光度技術(shù)和熒光分光光度計(jì)技術(shù)應(yīng)用于酶動(dòng)力學(xué)分析和蛋白質(zhì)氨基酸序列分析；通過液相色譜技術(shù)分析葉黃素循環(huán)各組分的變化等，這些都將提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，加強(qiáng)學(xué)生與學(xué)科高新技術(shù)的使用與聯(lián)系，進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生對該領(lǐng)域更多的興趣與了解。當(dāng)然，在添加實(shí)驗(yàn)儀器的過程中，我們要注意實(shí)驗(yàn)過程中所用方法與技術(shù)在本領(lǐng)域的科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中有較大的應(yīng)用價(jià)值可以發(fā)揮；既要能體現(xiàn)出學(xué)科發(fā)展的新領(lǐng)域、新熱點(diǎn)，又要能體現(xiàn)出該實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的特色。