實驗教育論文：生化教學變革研究
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本文作者：李恩張庭廷作者單位：安徽師范大學生命科學學院
1注重實驗內容的先進性
生物化學是近年來發展最迅速的學科之一，新的知識、技術和儀器不斷涌現，對生物化學實驗教學提出了更高的要求。因此，對實驗內容必須進行適時更新，將國內外先進的實驗內容融匯到教學中去。在保留經典實驗技術的基礎上，應及時刪減比較陳舊的實驗，適當增添新的實驗內容，使學生接觸了解本學科的一些新技術和新儀器，如高速冷凍離心機技術、自控測定操作技術、雙向電泳技術、PCR擴增技術、印跡技術、質譜分析技術、高效液相色譜技術等。這些新的實驗內容，除有條件的(如PCR擴增技術)開設實驗外，不能開設的則結合基本生物化學實驗技術來介紹或通過研究性實驗途徑來解決。通過對實驗內容的更新，一方面使學生接觸到本學科的新技術和新手段，另一方面又使學生了解所學學科的應用前景，增強學習興趣，激勵其參加科學研究的積極性。
2注重實驗內容的層次性
針對傳統生化實驗內容單一和偏驗證性的不足，根據不同實驗內容的教學目標，將實驗分為3個層次，即基礎性實驗、綜合性實驗和研究性實驗［3］。3類實驗由于目的和要求各有側重，對學生的要求和鍛煉也不同，因此，在實驗設置上，在保留4類生化基本技術(層析、電泳、離心、分光光度技術)中最基本、最具代表性的基礎性實驗的基礎上，盡量增設綜合性實驗和研究性實驗，以更好地調動學生學習的主動性，培養、提高學生的綜合實驗技能。其中，研究性實驗由于涉及到科研實際，其題目一般來自于實驗教學改革內容、教研室科研項目和學校大學生創新性實驗計劃項目，而且需要結合實驗室開放制度來組織實施。
3注重實驗內容的延展性
生化實驗內容大多數都是對前人實驗成果的重復和再驗證，許多都已被視為經典，如果只是按照實驗指導來講解和操作，教學將顯得呆板枯燥，學生容易產生應付和厭煩情緒，養成被動實驗、懶于思考的不良習慣，難以激發學生的主體意識和創新能力。因此，必須對實驗內容進行再加工，注入一些學生感興趣的內容。具體做法是結合學生的生活實際，對原有實驗內容進行適當拓展，即采用教師引導和學生自主探究相結合的方式進行。例如，“VC的定量測定———2，6－二氯酚靛酚滴定法”實驗，通常都是測定給定實驗材料(辣椒)的VC含量，學生按照實驗指導上的內容進行操作，實驗顯得僵化、死板。為改變這種被動情況，我們對實驗內容進行了適當拓展，讓學生自帶實驗材料，每組(2人一組)至少做2個樣品，而且各組之間樣品盡量不重復。不同材料在實驗過程中出現的問題，學生必須自己解決，如一些材料的漿狀物泡沫較多，不易定容;一些材料的濾液顏色較深，影響滴定終點的辨別等。同時，安排有興趣的組對同一材料進行碘滴定法測定，對結果進行分析并比較兩種滴定法的差異。通過這樣的實驗，不僅達到了實驗目的，而且實驗內容豐富鮮活多了，學生通過親身實踐了解到一些常見蔬菜、水果的VC含量，更重要的是激發了學生的求知欲，培養了學生在實驗中分析、解決問題的能力，增強創新意識。學生普遍反映這樣的實驗課他們很感興趣，而且收獲頗多。再如，3，5－二硝基水楊酸定糖法實驗，這是還原糖定量測定的經典實驗，實驗內容較為單一，主要是熟悉和掌握分光光度計的原理和使用方法，學生的積極性不高。鑒此，可結合實驗對內容進行一定的拓展:其原理利用了糖還原性，那么還原性糖有哪些?如何鑒定還原糖?還原糖還有哪些測定方法?這些方法優缺點如何等，通過這樣的延伸和拓展，不僅豐富了實驗內容，更重要的是激發了學生的思維能力和創新能力，并且取得了非常好的教學效果。
實驗教學模式的改革
1重視學生課前預習
學生的課前預習既是實驗的有機組成部分，又是實驗的順利進行的基礎和保障，因此，必須給予高度重視。每次實驗前要求學生以小組為單位對實驗內容進行認真預習，同時提供相關材料引導學生思考，要求學生結合相關實驗內容和提出的問題，在查閱有關資料的基礎上撰寫預習報告，包括實驗原理、簡要步驟、實驗中可能出現的問題及解決方案、注意事項和實驗預期結果。預習報告不能照搬書本，要用自己的語言來組織，課前交給老師審閱。課前預習相當于在頭腦中先進行了一次實驗操作，加深了解和掌握實驗的目的，避免實驗時手忙腳亂，并可收到事半功倍的效果。
2要求學生參與實驗準備
實驗準備作為完整實驗的重要部分［4］，以往一直由教師負責，而實驗的準備工作常常要比后續的實驗更有鍛煉價值和探索性，但學生不能參與其中，對實驗的完整性缺乏了解，得不到應有的技能訓練，甚至造成學生上了一學期實驗課后連試劑還不會配制的現象，影響學生今后獨立開展實驗工作。因此，實驗準備工作教師不能包辦，學生必須要全程參與。我們將班級學生分成幾組，利用課余時間和雙休日輪流幫助教師進行實驗準備。在準備實驗前，教師指導學生制定實驗準備計劃，計劃包括樣品采集與處理、試劑配制、儀器安裝與調試、預實驗開設時間等;在準備過程中，教師起指導作用，各項具體的準備工作則由學生承擔，同時鼓勵學生對實驗進行改進和創新。實驗準備過程中特別嚴格規范預試驗環節，因為通過預試驗不僅使參與者的實驗技能得到訓練、熟悉實驗操作過程，還能檢驗準備工作是否到位，及時發現實驗過程存在的問題并加以解決。通過讓學生參與實驗準備，使學生意識到自己是實驗的主體，教師的角色只是引導幫助其完成實驗。實踐表明，學生對實驗準備非常投入，并能對實驗提出一些很好的意見和建議，對教師來說也是一個學習和提高的過程。
3規范實驗報告的撰寫
實驗報告是實驗的重要部分，過去學生都是照抄黑板或實驗指導，然后附上實驗數據、結果或圖表就算完成。這種機械式的實驗報告對于培養學生的能力沒有絲毫的幫助，因此，必須對實驗報告提出規范、科學的要求，使其成為實驗全過程的真實再現和學生全程參與的真實寫照。我們把生化實驗報告按要求將內容劃分為3個部分:一是簡要概述部分，包括實驗目的要求、基本原理、器材與試劑、操作步驟;二是實驗記錄部分，包括實驗條件、儀器參數、實驗現象與數據的記錄;三是分析與討論部分，包括實驗結果與討論、實驗中出現的問題、異常現象、注意事項、實驗改進建議等。第一部分要求語言簡潔，不得照抄書本與黑板;第二部分要求真實詳盡，同時力求體現出實驗者的思維過程［5］，堅決杜絕為了實驗結果隨意更改記錄，以培養學生嚴謹、求真的科學態度和作風;第三部分是實驗報告的重點，尤其是對實驗中出現的問題和異常現象要進行分析與探討，提出改進措施和方案，以培養學生分析問題、解決問題的能力和創新意識。這樣的實驗報告就相當于一篇簡單的科研論文，為學生今后撰寫畢業論文和科研論文打下堅實基礎。
4嘗試多媒體輔助實驗教學
目前，多媒體手段在理論課教學中應用較為普遍，而在實驗課教學中使用很少。實際上，實驗課相對于理論課在某種程度上更適合于多媒體教學，特別是在講授比較抽象的實驗原理、儀器介紹與使用、操作演示等方面，多媒體手段可使教學內容形象直觀、生動有趣，增大教學信息量，降低復雜實驗的難度，提高教學效果。通常做法是在老師正式講解前，展示實驗多媒體課件，使學生對實驗原理和操作步驟等有更感性認識，便于教師的講解和后續操作的進行。另外，把一些由于條件限制而不能開設的實驗，如涉及新技術和新儀器實驗等，也可通過多媒體演示手段加以彌補，使學生獲得同樣的感性認知。由于有多媒體輔助手段，在認真預習并參與實驗準備的基礎上，實際教學中還嘗試由學生來講解實驗，教師進行補充和點評，這種做法既鍛煉了學生的語言表達能力，又活躍了課堂氣氛，非常受學生歡迎。
實驗考核方式的改進
如何對學生實驗課的成績進行公正、公平和客觀的評定，一直是實驗課教學改革的重點［6］。針對傳統生物化學實驗課程考核方式的不足，將生物化學實驗從理論課中解放出來，成為一門獨立課程。在此基礎上，為使成績評定科學合理，在參考其他院校實驗考核改革的基礎上，依據學生在實驗各個環節的表現情況，采用注重過程的多元評價體系，將實驗課成績分為實驗態度(20%)、實驗操作(30%)、實驗報告(30%)和期末實驗考試(20%)4個部分(見圖1)。實驗態度主要考核學生的平時參與實驗準備情況、協作能力和學習態度;實驗操作主要考核學生實驗過程中的操作能力和操作規范情況;實驗報告分為預習報告、實驗準備計劃和課堂實驗報告，主要考核學生的報告撰寫能力，特別是實驗現象的觀察、實驗結果的分析和綜合能力，批改時均采取打分制，對有獨特見解或有創新思維的實驗報告給予適當加分，期末分別取平均分，按預習報告30%、實驗準備計劃30%和課堂實驗報告40%計算出實驗報告成績;期末實驗考試包括實驗理論考試和實驗操作考試，主要考核學生對實驗原理的掌握和操作技能及常用儀器的正確使用。新的成績評定方法雖然增加了教師的工作量，但由于其能對學生作出全面正確的評價，從根本上改變了長期以來實驗課程考核中重結果輕過程的傾向，極大地調動了學生的主動性和積極性，提高了學生對實驗過程的熱情和重視程度，因此，受到學生的廣泛認可。
