本科教育論文：本科生化教育變革研究
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本文作者：謝海偉張斌王娣許暉作者單位：蚌埠學院
生物化學實驗教學改革的具體措施與實踐
1重新修訂生物化學教學大綱，調(diào)整理論教學與實驗教學比重
根據(jù)學校制定的“應用型、工程化”本科院校的人才培養(yǎng)思路，重新修訂生物化學課程教學大綱，制定新的教學目標.根據(jù)開設生物化學實驗課程的各專業(yè)學生所應該具備的實驗能力，對現(xiàn)有的專業(yè)培養(yǎng)方案進行修訂，按不同學科對生物化學實驗課程進行模塊設置，根據(jù)生物化學實驗課程特點，大幅增加實驗教學課時，過去我校生物化學共10個實驗，30學時，調(diào)整后共16個實驗48學時，實驗課與理論課的比例達到4：5.同時，完善生物化學實驗教學大綱，遵循課程教學改革的目標和基本原則進行，突出學生基本知識能力科學素養(yǎng)和創(chuàng)、新能力的培養(yǎng)，力求將生物化學前沿動態(tài)及時引入到實驗教學中.
2重新整合生化實驗教學內(nèi)容，構(gòu)建“三大板塊”生物化學實驗教學體系
將實驗內(nèi)容劃分為“驗證性實驗”、“綜合性實驗”、“設計性實驗”三大板塊，課時比例3：1：1，構(gòu)建一個既突出專業(yè)特點，又能逐步提高學生基本實驗技能、綜合創(chuàng)新能力的實驗教學體系[2].(1)精選“驗證性實驗”內(nèi)容，夯實學生實驗基本技能，在驗證性實驗板快中，教學目標重點要突出對學生基本實驗技能的培養(yǎng)，使學生熟悉掌握生化實驗中的常規(guī)儀器的使用方法.驗證性實驗的開設主要為綜合性及設計性實驗教學內(nèi)容的實施奠定了基礎.(2)開設“綜合性實驗”，強化培養(yǎng)學生綜合研究素質(zhì)，在綜合性驗板塊中，教學目標重點突出對學生的實驗操作能力、分析問題、解決問題等綜合研究素質(zhì)的培養(yǎng).綜合實驗的開設，學生分析問題、解決問題的能力有明顯提高，更重要的是以“綜合性”實驗題目整合實驗教學可以激發(fā)學生的學習與研究興趣，在引導學生主動獲取知識、運用已有知識解決實際問題的過程中，學生將自然地提高自身綜合素質(zhì)和實踐能力[3].(3)增加設計性實驗和科研性實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，在“設計性實驗”模塊中，應針對教學大綱科學、理性的設計實驗，實驗題目自擬，要有綜合性并應具有一定的難度；設計性實驗的題目要有趣味性，力求引導學生設計出一些有創(chuàng)意的實驗；設計性實驗應提出有懸念性的問題并提出解決的思路.在“設計性實驗”模塊中[4]，學生應該充分突出學生參與實驗的主動性，激發(fā)創(chuàng)造熱情.學生學會如何查閱相關(guān)文獻、選擇實驗材料、確定實驗方案、準備實驗試劑、分析實驗結(jié)果、撰寫研究報告等問題，整個實驗由學生獨立完成.在“設計性實驗”模塊中，指導教師應該對實驗學生進行分組，分析學生自定實驗方案的可行性，做好實驗室開放工作，保障實驗藥品、儀器的正常供應；對實驗過程進行全程跟蹤指導；對各組實驗結(jié)果和過程進行考評.通過開設設計性實驗，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，為學生將來走上工作崗位具備一定的科研能力奠定了良好的基礎.
3實行開放式生物化學實驗教學探索
(1)生物化學實驗時間的開放，在生物化學實驗教學過程中，受實驗條件和時間安排等條件影響，學生只有在規(guī)定的時間去做事先就規(guī)定好的實驗，填寫實驗報告，無法發(fā)揮學生實驗創(chuàng)造力.為了讓學生能夠比較自由安排自己的實驗時間，我們對實驗時間實行開放管理.采用預約制，實驗室在時間上盡可能開放，學生通過預約隨時都可以進入實驗室.學生和實驗指導教師互動，實驗指導教師采取值班的形式.利用網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)網(wǎng)上選課，選擇適合自己的時間做相關(guān)實驗[5].(2)生物化學實驗內(nèi)容的有限開放，根據(jù)學生專業(yè)背景不同在一定范圍內(nèi)選擇實驗項目，完成實驗教學大綱的實驗內(nèi)容外，增加綜合性、設計性實驗項目內(nèi)容，供學生自由選擇.這些開放性的實驗內(nèi)容，由學生自己選擇實驗材料，設計實驗方案，制定實驗方法，選用實驗設備，配置實驗試劑，實驗前將方案和指導老師討論，審核可行后，由學生自行完成.(3)生物化學實驗室的開放，采取實驗室的科學管理，多室實驗設備共享，充分利用現(xiàn)有的實驗室資源，打破各個科室的保護壁壘.加強對指導教師的綜合能力的培訓.對實驗室人事分配方案進行了調(diào)整，責、權(quán)、利明確，調(diào)動實驗室人員的積極性.采取開放式的實驗室管理模式后，實驗室的容量大幅度提高，實驗室和實驗設備得到了充分的利用，最大程度上優(yōu)化了實驗室的現(xiàn)有資源[5].
4生物化學實驗室建設和實驗設備更新及管理
(1)規(guī)范和完善實驗室制度建設[6]，現(xiàn)行實驗室制度是多年前制定的，已跟不上時展的需要，需要補充一些新規(guī)定和措施，用規(guī)范和完善的制度去規(guī)范實驗室的操作和儀器使用.量化工作目標，細化工作責任，達到有效管理的目標，更好地發(fā)揮實驗室制度的功能，為提高實驗教學質(zhì)量打好基礎.(2)加強實驗室儀器設備等硬件設備的建設，對一些實驗儀器和實驗用品，應該愛護、細心使用，對一些精密的大型實驗儀器，應該建立“儀器管理檔案”，建立和制定“使用登記證明”制度，填寫使用登記證明.定期對實驗室硬件設施進行調(diào)試和維護.(3)加大實驗室建設的投資力度，更新實驗室設施，擴大實驗室硬件投資規(guī)模，根據(jù)實驗室的具體情況，在條件允許的情況下，購買一些功能齊全、設備先進性能好的儀器和設備，進行實驗室設備和儀器的更新，擴大實驗室硬件投資規(guī)模，確保生物化學實驗室的建設滿足教學和科研的需要，不斷增加實驗室的實驗功能和科研的實力.另外，加強實驗室軟件投資和建設，包括科研和工作人員的培養(yǎng)制度、技術(shù)人員的定期培訓制度、培訓方法和方式.(4)增加實驗室建設的管理經(jīng)費，加大實驗室建設力度，增加實驗室經(jīng)費投入，促進實驗室建設，增加實驗室建設管理經(jīng)費，提高實驗室材料的管理經(jīng)費，加大學生培養(yǎng)經(jīng)費，強化實驗室培訓功能經(jīng)費，協(xié)調(diào)好培養(yǎng)教育經(jīng)費.
5生物化學實驗教學考核手段改革
為保證生物化學實驗的教學質(zhì)量，應充分重視學生對實驗課成績評定這一環(huán)節(jié)，需制定一套全面的有利于培養(yǎng)與提高學生的實驗技能的考核辦法.在生化實驗教學評價過程中，需要全面考核學生的實驗能力，包括學生的動手能力、思維能力、設計能力、查閱資料的能力、提出以及解決問題的能力等.加強實驗課綜合考核力度，建立一套能準確客觀地評價學生綜合創(chuàng)新能力的實驗考核體系.將生物化學實驗成績分為4部分：基礎實驗、綜合實驗、研究性實驗各占總成績的30％，實驗技能競賽成績占10％.每次實驗成績細分為4部分：前期預習情況占20％，實驗過程完成情況占30％，實驗技能掌握運用情況占25％，實驗結(jié)果與討論情況占25％.通過這種方法，改變了學生重理論輕實驗的現(xiàn)象，促進學生認真做實驗，規(guī)范書寫實驗報告，認真分析實驗結(jié)果，這種考核方法有利于訓練學生的基本技能、掌握實驗理論和培養(yǎng)學生的科研思維，有利于提高學生的綜合素質(zhì)，使教師有了可參照的執(zhí)行標準，改變了過去實驗教學中存在的主觀隨意性的成績評定方式.
生物化學實驗教學手段多元化
1傳統(tǒng)生化教學手段的改進與完善
科學合理的實驗教學模式和手段是提高學生掌握基礎理論，基本技能，提高他們的科學思維及動手能力的重要方法.除了優(yōu)化實驗教學內(nèi)容外，我們還積極實施自主性教學模式，充分調(diào)動學生積極性，提高實驗的教育效率.增加學生動手機會，提高實驗教育效率.傳統(tǒng)上的實驗課是以教師為中心，學生遵照實驗指導，按部就班地依照實驗步驟去做試驗，這樣學生很難達到訓練科學思維和提高實驗創(chuàng)新能力的目的.針對這種教學模式的不足，我們實施自主性教學模式，表現(xiàn)在讓學生自己培養(yǎng)實驗材料、自主配制實驗試劑等操作技能，讓學生自己查閱數(shù)據(jù)，進行試驗細節(jié)的論證和討論，讓學生走上講臺，向大家介紹與實驗內(nèi)容相關(guān)的知識和注意事項等，讓學生親身感受實驗的每一個步驟，培養(yǎng)動手操作和科學研究與思維能力，提高實驗的教育效率.實驗的學時是有限的，我們提倡廣泛的實驗后的公開討論和辯論，給學生更多的思考機會，特別是建議學生把問題和解釋寫成報告的形式，教師必須給與認真地答復.
2新型生化試驗教學手段的應用
(1)充分利用網(wǎng)絡資源，實驗教學過程中，利用國內(nèi)外期刊全文數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站，下載學術(shù)論文，對傳統(tǒng)生化試驗方法、材料進行改進，做到試驗方法、試驗內(nèi)容不斷創(chuàng)新，激發(fā)學生的做實驗的熱情和積極性；利用國內(nèi)外生物化學相關(guān)的網(wǎng)絡資源及論壇，如“生物資源網(wǎng)”、“生物谷”、“生物秀”、“生物通”、“生物實驗網(wǎng)”“、中國生物化工網(wǎng)”以及各個生物化學精品課程網(wǎng)站等，拓展學生學習空間，培養(yǎng)學生自我學習、自我思考問題的能力，使學生及時掌握生化實驗領域中的最新新技術(shù).(2)運用多媒體化實驗教學，運用幻燈、投影、電影、電視、錄像、計算機和虛擬儀器等多種電子媒體和技術(shù)設備，采用Powerpoint、flash、Quicktime等手段，制作一個生物化學實驗的多媒體課件，并在實驗教學中采用多媒體教學.生動形象、直觀地展現(xiàn)實驗教學內(nèi)容，吸引學生注意力，使其理解容易記憶牢固、運用準確.在開展多媒體實驗教學過程中，要能夠?qū)嶒灲虒W內(nèi)容整合到教學軟件之中，充分激發(fā)學生的學習興趣，最大程度地提高教學效果[7].在開展多媒體實驗教學過程中，運用多媒體手段一定要服從實驗教學目的，應根據(jù)教學內(nèi)容、教學對象的特點，精心組織教學內(nèi)容，科學設計教學方法有效運用技術(shù)手段.充分、合理、有效地運用多媒體化實驗教學手段，可以節(jié)省實驗教學時間，降低實驗教學的難度，提高實驗教學質(zhì)量.(3)構(gòu)建網(wǎng)上虛擬生化實驗教學的新體系，虛擬實驗教學是基于互聯(lián)網(wǎng)絡或校園網(wǎng)設施條件，通過多媒體計算機模擬仿真技術(shù)在電腦屏幕上創(chuàng)造出模擬的儀器性能、實驗條件和實驗環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種預定的實驗項目，從而達到真實或接近真實實驗的效果[8].運用虛擬實驗教學手段網(wǎng)上實驗教學可以實現(xiàn)教學資源的高度共享，促進教學資源的優(yōu)化配置.可以推動各院校的相互交流與協(xié)作，發(fā)揮各院校的優(yōu)勢和特色，促進新內(nèi)容、新技術(shù)在實驗教學中的應用，共同發(fā)展實驗教學.運用虛擬實驗教學手段學生可以完成對于一些在現(xiàn)實的實驗室里難以執(zhí)行實驗計劃，如有高危險性的實驗、涉及高精密儀器的實驗、實驗場地及實驗材料缺乏等等的實驗.而且可以讓學生接觸和掌握更多、更新、更好的儀器.虛擬實驗室能夠彌補現(xiàn)實實驗室的不足，發(fā)揮現(xiàn)實實驗室的作用；運用虛擬實驗教學手段可以與現(xiàn)實實驗相輔相成.在虛擬實驗室中，學生可以自由地、隨時上機進入虛擬實驗室進行操作，完成各種分析測試任務.在計算機上對虛擬實驗達到熟練后再進入實驗室進行真實操作就會輕車熟路，大大增加現(xiàn)實實驗的操作熟練度和速度，因此虛擬和現(xiàn)實實驗相結(jié)合會起到事半功倍的作用；運用虛擬實驗教學手段可以節(jié)約成本，降低損失.充分發(fā)揮計算機技術(shù)網(wǎng)絡的優(yōu)勢，利用計算機圖形技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等可以仿真出可視化的實驗環(huán)境，引入多種多樣先進、昂貴的實驗儀器設備，同時降低誤操作的危害與損耗.
3加強生物化學實驗教學中培養(yǎng)團隊合作精神
生化實驗課中，將學生4～5個人分一組，各個層次的學生相互取長補短，相互提高.組建團隊后，細節(jié)問題讓小組討論解決，而老師解決一些共性的問題，這樣大大提高了實驗課的效率以及團隊協(xié)作的能力[9].以教研室科研項目為依托，形成教授、講師、助教、研究生、本科生的梯形教科研團隊，讓學生充分參與到教師的科研項目中來，拓寬了學生的視野和思路，從而激發(fā)學生的學習動機，能充分調(diào)動學生學習研究的興趣，進一步培養(yǎng)學生團隊協(xié)作的意識.對學有余力的學生，鼓勵他們以雙向選擇形式參與教師的科研工作[10].學生在科研實踐中學習，并把各門課程所學的知識與具體實踐相結(jié)合，不僅鞏固了所學的知識，而且學會了運用已掌握的知識解決實際問題的能力.在科研中，教師不僅教給學生知識與方法，而且給學生一個更廣闊的視野，使學生了解科學的發(fā)展方向，把握時代脈搏，增強了每一個學生的時代感與使命感，為學生展示才華提供了舞臺.
