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《黑龙江教育(高教研究与评估)》杂志

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普通高校生物化学实验教学改革与探索
发布时间:2020-07-11        浏览次数:46        返回列表

刘松梅

(黑龙江大学,黑龙江哈尔滨150080)

摘要:生物化学实验是普通高校生物相关专业开设的基础必修课,为了更好地培养学生的综合实践能力,从考核方式、教学方法以及实验项目设置上探索生物化学实验教学改革经验,希望能对相关教师进行实验教学有所帮助。

关键词:生物化学实验;教学改革;普通高校

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2012)12-0039-02

生物化学实验是普通高校生物相关专业开设的基础必修课,作为主讲生物化学理论和生物化学实验教学多年的高校教师,积累了一些相关的教学和改革经验,希望这些切身体会能够为从事普通高校本科相关教学的教师提供一些有价值的参考。

一、改革考核方式

生物化学实验在普通高校生物相关专业中一般为独立设课,故应设计一个公平、合理的实验评定标准,客观、公正地评价每一个学生。课程改革前,学生的生物化学实验成绩主要由3部分组成:(1)平时成绩占总成绩的20%,包括出勤、值日、实验态度等;(2)笔试成绩占总成绩的30%,主要以书面试卷的形式考查生物化学实验的基本原理、实验现象、实验设计、结果分析等;(3)实验技能占总成绩的50%,根据生物化学实验的特点,考查学生的实验操作技能和观察、动手能力及综合分析能力。目前,多数普通高校仍采用以上方式对生物化学实验课程进行考查,这种考核方式具有一定的优点,但也有一定的缺点:首先,平时成绩多为印象分;其次,生物化学实验卷面考核内容易与生物化学理论课考核内容交叉,对动手能力强、文化课差的学生不公平;第三,实验技能考核只针对某些实验,操作繁琐,难以真正考察学生的全面技能。王蕾等结合中医院校生物化学实验课程教学的具体情况,建立了一套生物化学实验课程的考核方法和对学生学习成绩的评分标准:学生出勤情况占10分,平时实验考核占60分,期末实验考核(口试和抽签考试)占30分,该方法较适用于学生人数和课时数较少的高校。

普通高校专业较杂,学时数、人数较多时,建议取消卷面考试,采用当堂打分、期末汇总的方式进行考核,即每次实验预习成绩占总成绩的20%(预习报告占10分,课前提问占10分)、实验操作成绩占总成绩的50%(态度占10分、能力占10分、结果占30分)、实验报告占总成绩的30%(步骤整理占5分、结果整理占5分、结果分析占10分、作业思考题占10分),其中,实验结果分可以进一步细化到每个步骤的结果各占3-5分。每次实验成绩均以百分制给出,无故缺课者该次成绩为零分,请病、事假者酌情给实验报告分,实验结束后汇总每次实验成绩取其平均值作为最终成绩。该评分法要求两位指导教师密切配合、分工合作,注意观察每个学生的操作过程,及时评定实验结果,防止学生弄虚作假。

据统计,根据该评分标准给出的分数与学生的平时成绩是相当吻合的,其原因在于:理论学习好的学生虽然动手能力不是最强,但其预习成绩和实验报告成绩超前;理论学习差的学生动手能力可能稍强,但学习态度较差,在提问和结果整理、结果分析以及完成作业情况上偷工减料,因此,好学生的分数可达到90多分,差学生的分数勉强达到60分,可见,整体评价体系是客观的、公平公正的。

二、改革教学方法

作为一名实验教师,应该熟悉每个实验的基本原理、实验步骤及结果,要特别重视学生的预习和养成做原始记录的好习惯。生物化学实验是以生物化学理论为基础的,预习的好坏直接影响到实验的进度与结果。在教师熟知实验原理的基础上,检查学生的预习情况,通过自愿回答或点名提问的方式了解学生对实验原理的掌握情况,同时,课前要提交预习报告,教师重点检查报告中学生自己总结的注意事项,并当堂批改、打分、予以点评,鼓励学生下次实验时能够更加积极主动地去预习。课堂上还要注意培养学生记好实验原始记录的好习惯,让学生事先准备好实验记录纸(单独成页),及时记下实验项目、步骤、现象、结果以及原始实验数据等,可以用表格的形式记录,实验结束后交与实验教师签字,签字后数据不允许再修改,回去后学生根据实验记录进行结果整理与分析,这样既防止学生过后回忆与实际操作产生误差,避免得出错误结论或直接照搬教材的结果,还培养了学生今后独立实验或进行科学研究时应有的实验习惯。

教师要善于总结和传授实验技巧,培养学生养成良好的实验习惯。每个生物化学实验都有几个关键步骤,学生在课前虽然经过充分预习,了解并总结出一些应该注意的相关事项,但实验对于每个学生来说是第一次,一些技巧性的知识不经过亲身实践不能完全领悟和参透,这就需要具有丰富经验的教师传授技巧,必要时予以示范。例如,在糖的a-萘酚反应实验中,要想使每个学生都做出比较完美的紫环,就要有一定的讲解和示范,在实验指导中提示学生在加试剂时千万不能将a-萘酚试剂溅到试管壁上,以防浓H2S04先与a-萘酚脱水产生绿色物质干扰对紫环的观察,但a-萘酚试剂不是用水而是用乙醇配置的,一点不溅到管壁上几乎是不可能的,那成功的窍门在哪里?其实,关键就在一个细节上,即加完a-萘酚试剂后一定要与糖液充分振荡混匀,然后再与浓H2S04反应,这一点在所有的实验中都非常重要!譬如,在验证唾液淀粉酶只对淀粉水解具有专一性的实验中,如果不养成加完任意一种试剂后都要彻底混匀样品的良好习惯,就会出现这样的实验现象:淀粉与唾液在37℃保温一段时间后加入碘液,样品上层会呈现出碘色(淡黄色),但稍微震荡后即为深蓝色(因为只要有一点淀粉没与酶发生反应,就会与碘呈深蓝色,混匀后就会掩盖上层的碘色),根据最后的实验结果,学生或教师就会得出这样的结论:该学生的唾液淀粉酶活力太弱,或稀释倍数过高,于是学生会制备浓度更大的唾液,甚至使用不经过稀释的原液并延长反应时间,其结果依然为深蓝色,于是有的学生就会对自己的身体健康状况产生不必要的怀疑。可见,作为教师一定要准确判断出哪些实验失败是因为自身酶活性低造成的,哪些实验失败是因为操作不当造成的,如果是后者,教师要及时予以纠正,并提醒全班同学注意,使其养成良好的实验习惯。

分清每个实验的性质,着重培养学生良好的科研作风。在生物化学实验中有的是定性实验,有的是定量实验,定性实验(如糖、蛋白质或氨基酸的颜色反应)要求学生肉眼观察到实验现象即可,不需借助精密仪器,不要求操作精确(溶液体积可以用15滴数换算ImL),而定量实验(如糖、蛋白质、核酸的含量测定)则必须借助仪器设备(如移液枪或吸量管、紫外或可见分光光度计、高效液相色谱、高效毛细管电泳等),必须操作精确(不能用滴数换算体积),因此,通过定量试验可以有效提高学生的动手能力,培养学生认真、仔细的求实精神,在使用分光光度计类似的精密仪器,应要求学生每个读数至少反复测量三次,在三次相差不大的情况下取其平均值,如果每次结果相差悬殊就要求学生找出原因,或者因为溶液没混匀,或者因为取样量不精确,或者因为机器不稳定,找到原因后予以纠正,直到测量结果满意为止,千万不能等学生测完数据,样品全都倒掉后,才发现某个数据不能用,然后返工或干脆放弃该数据或得出错误结论,这样不利于培养学生形成做事缜密的科研作风。

通过综合设计性实验,培养学生的多方面能力。在有关糖的颜色反应中,可以将单糖中的己醛糖(葡萄糖)、己酮糖(果糖)、戊醛糖(阿拉伯糖),双糖中的还原糖(麦芽糖)和非还原糖(蔗糖)以及多糖(淀粉)配成0.1%的溶液,然后与水一起分别放到试剂瓶中标上未知溶液1-7,要求学生利用学过的有关糖的颜色反应鉴定出七种溶液。这个实验既可以考察出学生对每种糖的性质和每个颜色反应原理的熟知程度,又可以通过实验步骤设计的多少判断学生运用知识的灵活性和创新性以及学生的动手能力如何,有的同学可能4步就能把7种溶液分开:先用莫氏(Molisch)或蒽酮反应鉴别出水,再用巴福德( Barfoed)反应区分开单(葡萄糖、果糖、阿拉伯糖)、双(麦芽糖)还原糖和非还原糖(蔗糖和淀粉),然后利用塞氏(Seliwannoff)反应分开果糖和蔗糖,最后利用拜尔(Bial)反应区分出阿拉伯糖和葡萄糖;有的同学却重复利用费林( Fehling)或本尼迪特(Benedwt)反应区分还原糖和非还原糖,忽略了巴福德( Barfoed)反应完全可以替代上述两个实验的事实;还有一些同学对实验原理掌握不清,最后得出错误结论,总之,通过设计性的综合实验可以培养学生的设计能力、动手能力、综合判断等多方面能力。

三、改革实验项目

生物化学实验既要与生物化学理论相衔接,深化理论知识;又要与现实生活相结合,提高学生的学习兴趣。生物化学主要讲述四大基本物质(糖、脂、核酸和蛋白质)和三大活性物质(激素、维生素和酶)的静态与动态生化,故实验项目应包括利用各种仪器设备对上述物质进行提取、测定含量、验证理化性质等,为适应普通高校不同专业的培养需求,可根据学时数、教学要求等对实验项目有所改革,例如,在进行多糖提取时,可选择动物制备小鼠肝糖元,也可以选择植物制备马铃薯淀粉,如果不是医学院校,建议选择植物,在不影响实验结果的前提下,既可以避免感染鼠疫的危险,还可以降低实验成本。

总之,教好生物化学实验这门课程需要教师下一番苦工夫,在每轮实验教学工作中不断地改革和探索,同时,希望以上经验能让相关实验教师在今后的生物化学实验教学中更上一层楼。

【责任编辑 宋一兵】