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本文作者:于秀梅劉剛侯春燕韓勝芳王冬梅作者單位:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
采取漸進式試驗課設(shè)置
綜合型實驗如蛋白質(zhì)的分離、提純,核酸的分離、質(zhì)量檢測及PCR擴增目的基因等,注重學(xué)生綜合實驗技能的提高,培養(yǎng)學(xué)生靈活運用所學(xué)知識和技能去解決實際問題的能力。設(shè)計型實驗著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實驗動手能力及查閱參考文獻的能力[1]。學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容和要求,查閱文獻資料,自主擬定實驗方案,選擇實驗儀器設(shè)備并確定能有效測定數(shù)據(jù)的方法,先假設(shè)后試驗,得到實驗結(jié)果,然后進行分析討論,撰寫實驗報告。設(shè)計型實驗為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種科學(xué)研究的情境和途徑,學(xué)生得到類似科學(xué)研究的訓(xùn)練,使學(xué)生將來能夠盡快熟悉和適應(yīng)研究生階段的學(xué)習(xí)目標,順利完成研究任務(wù)。驗證型實驗、綜合型實驗和設(shè)計型實驗有機融合,缺一不可,逐項展開,既鍛煉了學(xué)生的操作技能,又培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力。《生物化學(xué)實驗》課程設(shè)置還應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的專業(yè)情況及培養(yǎng)目標相應(yīng)設(shè)定,如本一(如生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè))、本二(如農(nóng)學(xué)、園藝、植保等專業(yè))、本三(現(xiàn)代科技學(xué)院的相關(guān)專業(yè))及專科生等專業(yè)的課程內(nèi)容設(shè)置。生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)旨在培養(yǎng)具備生命科學(xué)和生物技術(shù)的基本理論、基本知識和實驗技能,具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,綜合素質(zhì)高,適應(yīng)能力強,能在工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)、林、環(huán)保等行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)和行政管理部門從事與生物技術(shù)有關(guān)的教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。該專業(yè)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識寬厚、扎實,學(xué)習(xí)的主動性強,善于鉆研思考問題,且具有明確的考研目標。根據(jù)上述特點,該類學(xué)生應(yīng)適當增加綜合型和設(shè)計型實驗的內(nèi)容,著重培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和獨立開展科學(xué)研究的能力。農(nóng)學(xué)、園藝、植保等專業(yè)的本二和本三學(xué)生知識背景相對寬泛,生物學(xué)基礎(chǔ)知識較本一學(xué)生薄弱,且在第五、六學(xué)期著重于專業(yè)知識和技能的培養(yǎng),不開設(shè)《核酸化學(xué)》、《蛋白質(zhì)化學(xué)》和《分子生物學(xué)》等與《生物化學(xué)》密切相關(guān)的課程,而目前的研究生考試中,許多其它學(xué)科知識和生物化學(xué)知識常常融合在一起,造成許多學(xué)生考研壓力大,課程負擔(dān)重,考研率不高等現(xiàn)象。針對此,《生物化學(xué)實驗》應(yīng)增加部分分子生物學(xué)的實驗理論和技術(shù),如核酸的提取、質(zhì)量檢測及目的基因擴增等實驗,提高本二學(xué)生對于這些實驗理論的認知,從而增強其在研究生入學(xué)考試中的競爭力。近年來,越來越多的專科畢業(yè)生也加入了考研大軍的行列,他們的《生物化學(xué)》理論及實驗基礎(chǔ)知識更加薄弱,這也是導(dǎo)致其考取率低的直接原因,且該類學(xué)生的動手能力與本一和本二學(xué)生相比相對較差,即使考取研究生,對于課題的順利實施也存在許多困難。因此在《生物化學(xué)實驗》課程的設(shè)置上,不僅應(yīng)增加實驗教學(xué)課時數(shù),也應(yīng)增加實驗項目。總之,針對不同層次的學(xué)生,在實驗項目的設(shè)置上也應(yīng)有所不同。
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維
培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,是時代賦予高校教師的任務(wù)。教師在教學(xué)中居于主導(dǎo)地位,首先要更新教育思想和觀念,要認識到創(chuàng)造性思維的重要性。教師只有認識到創(chuàng)新的重要性,才能在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)抓住一切可能的機會進行創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。其次,教師要精通自己的業(yè)務(wù),擁有深厚的生化學(xué)科基礎(chǔ)知識和較高的學(xué)術(shù)水平,并緊密跟蹤科學(xué)前沿動態(tài)。在實驗理論課教學(xué)中,穿插某些原理的發(fā)現(xiàn)過程或某項技術(shù)的發(fā)展歷程,設(shè)置問題情境,啟發(fā)學(xué)生面對同樣的問題該怎么辦?然后再講解科學(xué)家是怎樣解決該問題的,以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的、全面的思維方式。受實驗條件的限制,往往本科實驗教學(xué)中無法將最新的科研技術(shù)融入其中,而學(xué)生又恰恰最關(guān)注前沿科學(xué)知識及其應(yīng)用。教師在講授實驗原理時,介紹相關(guān)試驗技術(shù)的應(yīng)用及其最新進展可以很好地吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如酵母核糖核酸(RNA)的提制實驗,由于核糖核酸酶無處不在,使得RNA的提取很難成功。本科實驗采用工業(yè)上的稀堿法或濃鹽法,制備的RNA純度及完整性都較差,而研究生做實驗時,高質(zhì)量RNA的提取則是一項基本技術(shù),通常采用胍鹽法、LiCl沉淀法、SDS法等。在講解稀堿法或濃鹽法的同時,再對照講解一些高質(zhì)量RNA的提取方法及各自的優(yōu)缺點,不僅可以拓寬學(xué)生的知識面,也使大多數(shù)準備考研的學(xué)生對未來的科研有所認識。試驗結(jié)束時,可以讓學(xué)生對該實驗不完善之處提出自己的意見及改進方法,使學(xué)生在對實驗原理及過程全面認識之后,再進行深入的思考,主動提出問題,并找到解決問題的方法。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維方式,還必須調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,課堂上鼓勵學(xué)生提出問題,不論問題的形式、內(nèi)容及提出的時間是否合適,教師都要認真對待,并耐心解答,最后要對提出問題的同學(xué)進行表揚,以帶動其他同學(xué)思考問題的積極性。
鼓勵學(xué)生提早進入實驗室
實驗室在一定時期內(nèi)全天開放,學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好結(jié)成實驗小組,并根據(jù)自己的課程安排選擇實驗時間。而且實驗室需提供足夠的實驗設(shè)備、藥品、耗材和工具書等供學(xué)生使用,并指定專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實、實驗經(jīng)驗豐富的教師指導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計和完成課外試驗,幫助學(xué)生解決實驗中出現(xiàn)的問題,培養(yǎng)學(xué)生對生物化學(xué)領(lǐng)域的探索精神。該制度短期運行后發(fā)現(xiàn)開放實驗室制度雖然增加了儀器的使用頻率,但卻減少了儀器的使用壽命;雖然大大鼓勵了學(xué)有余力的同學(xué)對科學(xué)研究的探索精神,但儀器的保養(yǎng)和維護及大量的藥品和耗材的費用卻成為該制度順利實施的一個主要障礙。對此,我們建議學(xué)校設(shè)立專門的大學(xué)生科技創(chuàng)新基金或其他類型的基金,鼓勵學(xué)生提出申請,再在指導(dǎo)教師的幫助下開始試驗設(shè)計并完成試驗。另一方面,鼓勵學(xué)生積極參加相關(guān)專業(yè)教師的科研課題對學(xué)生創(chuàng)新意識和科研能力的培養(yǎng)也能起到積極的促進作用。“學(xué)分制”教育模式的實施使學(xué)生的學(xué)習(xí)時間安排更加彈性化,對于致力考取研究生的學(xué)生,可以將大多數(shù)課程安排在一、二年級,而將三、四年級的時間用于提早進入教師科研實驗室,熟悉實驗儀器的操作,了解科學(xué)前沿動態(tài)。學(xué)生可以利用課題組所具備的科研條件,在指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)下,通過查閱文獻資料、擬定實驗方案、制定具體操作步驟、操作先進的儀器和設(shè)備、正確記錄數(shù)據(jù)、整理分析所取得的實驗結(jié)果、寫出科研小論文等環(huán)節(jié),受到“真刀實槍”的科研鍛煉[4]。提早進入實驗室的好處在于:首先使學(xué)生見識了先進的科研手段和儀器設(shè)備,提高了實驗技能,為將來研究生期間科研工作的順利開展奠定了基礎(chǔ);其次,通過與高年級的研究生進行良好的溝通,使本科生能夠更好的把握自己對專業(yè)方向的選擇;再次,通過理論聯(lián)系試驗,使抽象的理論更加容易理解掌握;最后,使學(xué)生感受到了科研氛圍,培養(yǎng)了學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、敢于提出問題以及勇于開拓創(chuàng)新等科研素質(zhì)。
加強多媒體等輔助教學(xué)手段的應(yīng)用,強化實驗教學(xué)
近年來,隨著教學(xué)手段的不斷改進,多媒體技術(shù)已廣泛進入課堂教學(xué)過程中。計算機輔助的多媒體教學(xué)方式集圖、文、聲、像于一體,具有信息量大,生動直觀的特點,將其引入到《生物化學(xué)實驗》教學(xué)中將有利于學(xué)生對比較抽象知識的理解和掌握,從而提高教學(xué)效果。《生物化學(xué)》理論課程是我校較早開展多媒體教學(xué)的課程之一,早在2002年就已經(jīng)在部分學(xué)院的《基礎(chǔ)生物化學(xué)》課程中開展了多媒體教學(xué),收到良好的教學(xué)效果,并于2003年在全校各個教學(xué)專業(yè)實行了多媒體教學(xué)。同年,《基礎(chǔ)生物化學(xué)》實行網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)模式,將教學(xué)課件、教學(xué)大綱、教案、習(xí)題等全部上傳到網(wǎng)上,作為河北省精品課程被列入河北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站的首頁,做到資源共享。就實驗課而言,一些復(fù)雜深奧的實驗原理常常給學(xué)生的理解和靈活應(yīng)用帶來很大的困難,而多媒體動畫常常生動、直觀、形象,更利于學(xué)生的理解。2003年,生物化學(xué)課程組將某些實驗過程如聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗或?qū)嶒瀮x器的規(guī)范操作如離心機的使用等制作成錄像,在學(xué)生自己動手操作之前,先播放錄像,學(xué)生一看便明白操作的要領(lǐng),與教師枯燥的講解相比,錄像更生動、直觀,學(xué)生易于理解和掌握。另外,對于一些具有代表性的高、精、尖科學(xué)實驗技術(shù),因受操作的嚴格性、技術(shù)性及資金投入的限制,使之在本科實驗教學(xué)中無法開展[5]。充分運用現(xiàn)代化電教手段輔助教學(xué),通過網(wǎng)絡(luò)或其他手段獲取這些先進實驗技術(shù)的電子資料,將其制作成影像資料,既方便、直觀,又節(jié)省了經(jīng)費開支,可謂一舉多得。