生物化学和生物技术实验教学改革

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新的教学体系增强了学生实验操作技能，提高了自主思考和创新能力，教学质量得到显著提高。生物化学是食品专业的一门重要专业基础课，随着科学技术的迅速发展，食品、发酵、生物工程、医药等行业均对生物化学技术的应用提出更高要求。生物化学与生物技术综合实验是食品专业理论课的配套实验课，学生通过实验教学，理解和验证理论知识，掌握研究方法和实验技术操作，培养独立操作能力，为今后从事科研及工作实践打下良好的基础。

相比理论教学，实验教学更具直观性、实践性和创新性，在提升学生综合素质与能力培养方面具有举足轻重的作用。因此，生物化学与生物技术综合实验的教学需与实践应用紧密结合，但传统的实验课程设置与生物技术的发展已不相适应，暴露出许多问题，特别是在高校“双一流”建设的背景下，生物化学与生物技术综合实验的教学改革也越来越重要。

1生物化学与生物技术综合实验教学存在的主要问题

1.1教材和教学内容陈旧

目前食品专业生物化学与生物技术综合实验课程使用的教材是学院自编的实验讲义，已有十余年未改编过。虽实验讲义根据理论教学内容选择了一些相应的实验技术，但由于生物技术发展快速，现有的实验内容严重滞后，比如对核酸的研究仅停留在简单提取和定性反应上，缺乏定量研究，关于酶方面的实验缺少分离纯化和定量检测方法的研究，蛋白质的呈色反应等实验的部分实验现象难以验证，失去实践价值，部分实验操作步骤需改进等等，实验内容设置未能与生物化学的学科发展相适应，也未能与理论课内容较好衔接。而且实验内容以验证理论的基础性实验为主，能够培养学生创新和实践能力的综合性和设计性实验较少，学生接触仪器设备的机会少，导致学生动手能力较差，创新能力和发散思维也没有得到激发。

1.2仪器设备配置不足

生物化学与生物技术综合实验涉及比色、提取、离心、电泳等主要技术，仪器设备随着技术的发展也在不断更新。由于配套资金和实验场地的限制，目前实验室能配合实验开展的主要是离心机、水浴锅等常规仪器，使用的电泳仪年代久远、操作十分不方便，现基本已经被淘汰；分光光度计与其它实验室共用，不仅设备老旧，准确度和灵敏度不佳，而且共用也带来诸多不便；实验过程仍使用移液管操作，微量取样的精确度无法保证；一些实验缺少配合检测技术的大型仪器设备；另外，仪器设备特别是大型仪器数量有限也是存在的突出问题。这些因素均限制了实验项目的选择，学生动手机会不足，大大降低了实验教学效果。

1.3教学模式单一

现有的实验教学方式为上课前由老师准备实验试剂和调试仪器设备，学生按照固定的实验步骤完成实验。因实验项目多数是验证性实验，因此学生以机械式的操作被动完成实验，不用思考实验设计，学生对实验内容并没有真正理解，对思考题常常回答不正确，导致学生对实验课的兴趣大大降低，不利于激发学生的创新能力和培养动手能力，也不利于学生实验技能的锻炼，未能对日后其他实验课程或课题研究打好基础。

1.4成绩评价体系不完善

最初生物化学与生物技术综合实验课程成绩主要由实验报告完成情况结合学生的考勤、实验操作和学习态度按一定比例进行综合评价。因实验报告均为课后提交，存在抄袭的情况，且上课时每个班学生为40人左右，学生的操作规范与否老师很难客观评价。近几年因学校教学计划的改革，本实验课程改为独立设课，采用实验操作和问答题考试作为成绩评价的主要依据，但考试内容单一、常年不变，且受实验条件的限制，考试只能选择简单的实验项目进行，无法考察学生实验内容规划、仪器操作、数据处理等能力。

2生物化学与生物技术综合实验教学改革方案

2.1更新实验教学内容

从适应食品专业和生物化学科学发展需要的角度出发，我们选择了一些常用的、重要的生物化学实验技术和方法作为实验内容。首先，删除了部分陈旧的、技术落后的实验项目，比如氨基酸的纸上层析和纸上电泳、血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳等，这些技术目前已被淘汰，对学生今后的科研工作和专业技能的提升无显著指导意义。其次，增加或修改了针对核酸、蛋白质、酶、糖类等几类重要生物物质的成熟实验技术，如植物基因组DNA的提取与含量测定、酶的分离纯化、蛋白质的SDS-PAGE、DNS法测定还原糖含量等实验项目。对于变动的实验内容实验老师带领学生教辅反复进行预实验研究，从原料选择到实验步骤和仪器参数均经过多次试验而确定实验方案，总结实验过程的关键步骤和注意事项，以保证实验教学的顺利开展。通过这些实验，学生不仅更深入地理解了理论，而且掌握了重要的生物化学测定方法和分离技术，还锻炼了实验设计能力，为今后毕业论文及科研课题的研究奠定了基础。第三，保留并整合部分经典的验证性实验，如蛋白质的两性性质及等电点测定、酶活力的测定等，删除一些不常用的验证实验如蛋白质的米伦反应，并在多年经验的积累上，对实验步骤进行优化。

2.2增加实验资源的投入

在学校和学院的大力支持下，实验室进行了翻新改造，对现有陈旧设备进行升级，配备了高速离心机、紫外分光光度计、垂直电泳仪等配置较高的仪器设备，提高实验操作的便利性和结果的准确度，并增加台套数尽可能满足学生使用需求，让每个学生都有操作仪器的锻炼机会，同时学院引进的大型仪器如免染电泳成像系统也可供本科生使用。

2.3丰富教学模式

为了让学生更好地理解理论知识，带着发现问题和解决问题的态度开展实验，要求学生在实验课前做好预习工作并编写预习报告，针对思考题及理论知识的难点自行查阅资料，老师在讲解实验内容时进行提问，增加与学生间的互动。因生物化学与生物技术综合实验是食品专业学生接触的第一门专业实验课，多数仪器是第一次接触，所以为了学生理解仪器原理，快速掌握仪器操作，提前将仪器相关资料包括文字介绍和视频演示等发给学生预习。实验前老师进行演示并在实验过程中纠正学生的操作，帮助学生规范实验操作。引入多个综合性设计实验，由学生分小组设计实验方案并自行验证，培养学生独立思考和分析、解决问题的能力。

2.4完善成绩评价方法

因生物化学与生物技术综合实验是独立设课课程，需以考试方式进行考核，因此探索科学、公正、有效的考核方法是教学改革的重点。针对以往考试形式单一、考试内容陈旧等问题，将课程成绩考核分为两部分：平时成绩占30%，主要为实验报告、出勤、实验态度、上课时的实验操作等；考试成绩占70%，其中笔试占30%，实验操作占70%。成绩评价的重点是考试成绩，笔试为三道简答题，考察学生对理论知识的掌握及运用；实验操作为利用某个仪器独立完成一项指标的测定，考察学生操作的规范性及实验结果的计算与实验报告编写，并由老师现场打分。简答题与操作题提供多个题目，均为实验内容的重点，由学生抽签决定。这样的考核方式可以真实反映老师的教学质量并检验学生的学习效果。

3教学改革实践效果

生物化学与生物技术综合实验课程的教学改革经过一年多两届学生的实践与探索，在不断试验总结的基础上形成了比较完善的实验教学体系。教学内容与学科先进技术接轨，学生实验操作技能明显增强，对实验课程的兴趣和积极性也显著提高，学习态度由被动逐渐转为主动，不再有应付实验的心态，更多的是自发思考和分析实验中遇到的问题。在上课过程中，一些学生因实验结果不理想会主动提出重做实验或更改实验方案进行尝试，有的学生会在实验结束后主动与老师交流其它仪器设备的原理和使用方法，学生对实验和仪器的探索欲明显增强。通过教学改革，学生实验设计能力得到锻炼，创新思维也得到激发，为今后其它课程的学习及课题研究打下了良好的基础。虽然生物化学与生物技术综合实验教改取得了一定成效，但实验内容的设计细节及课堂互动等问题仍需进一步研究。