生物化學實驗教學模式創新改革

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二十一世紀是生命科學的世紀，而生物化學是一門研究生命科學的重點學科，在整個生命科學中發展最為活躍，在農業、工業、醫藥衛生和環境科學各個領域，生物化學理論和實驗技術都是重要的基礎。生物化學也是醫學專業必修的專業基礎課。生物化學實驗技術也成為了探索生命科學和醫學科研必須掌握的重要手段。生物化學實驗一直以來都是石河子大學非常有特色的一門實踐課程，能幫助學生理解枯燥理論并且能提高學生創新實踐能力，對于后續專業課程學習及未來從事醫務職業和科學研究工作都非常重要，能從根本上提升學生的職業素養和就業競爭力。因此，如何在教授生物化學實驗課程中培養學生基本的實驗技能、一定的科學探究能力、創造性的思維習慣、嚴謹的科研態度以及與他人合作的精神是值得思考和探索的課題。在過去的傳統實驗教學過程中，許多教師嘗試了多種現代教學方法，如“基于問題的學習（Problem-basedlearning）”和“概念圖教學（ConceptMap）”等，并取得了一定的效果。然而，在生物化學實驗教學中發現，單獨一種教學方法、甚至幾種方法并用仍難保證大多數學生對課程的學習興趣和效果。為了調動絕大多數學生學習的積極性，為了促進生物化學實驗教學改革，為了適應時展對醫學人才的需求，更好地培養學生的創新能力和綜合素質，石河子大學醫學院基礎生化教研室老師對生物化學實驗教學中的教學理念、教學內容、教學設計、實驗室建設等方面進行了適當的改革與創新，構建了新的生物化學實驗教學模式來不斷完善和提高實驗教學質量和效果。

1師生互動的教學理念

在以往的生物化學實驗教學中，都是教師為主體，學生是被動接受客體，實驗內容完全由教師安排部署，教師演示實驗，學生再按照實驗教材和指導教師的講解，按部就班地完成操作過程，并獲得理想的實驗結果，大家的結論都一樣，然后撰寫千篇一律的實驗報告。傳統的實驗教學模式只是學生完成了教師指定的、結果一定的實驗過程，阻礙了學生的主觀能動性和創造力的發揮，且有違于實驗科學的探索性和無法預知性。學生從未經歷過從屢次實驗失敗中尋找突破。此次改革是在實驗教學中充分體現出以學生為本、師生互動的理念，此實驗教學模式是突破傳統實驗教學的局限性，課前由學生根據教學內容進度進行預實驗設計，教師只是在整個過程中對關鍵和疑難的問題進行指導，突出學生的主體性和教師的指導性。因課堂實驗教學的時間有限，所以鼓勵學生課前進行預實驗，課后提倡學生針對實驗中出現或發現的問題進行小組間交流討論，教會學生充分利用網絡資源，通過國內外各種與生物化學相關的論壇、網站進行交流學習，也通過電子郵件、QQ、微信等各種通訊平臺與任課教師課下互動交流，圍繞臨床實際問題和醫學不同專業學生需求去設計預實驗，學生在課前做實驗預習報告，包括實驗原理、實驗器材與藥品、實驗方法、實驗結果、實驗思考等方面都有學生來指定，教師指出其中的不合理之處。由預實驗激發學生主動學習的積極性，然后圍繞某一個臨床實際問題設計實驗，實驗允許失敗，但要找出實驗失敗的原因，以此培養學生嚴謹求實的科學態度，親身體會實驗科學是以探索真理和追求真理為目的的學科。

2精心設計問題進行實驗內容的重組

以前的實驗完全按照實驗教材完成全部實驗，按照實驗指導書所有的學生做同一個實驗，所有實驗準備工作都由教師完成，實驗內容一樣，實驗報告也可以互相拷貝，學生感到很無趣。本次改革為多個實驗教師根據歷年實驗教學情況進行驗證型、操作型、綜合型和設計型等實驗的篩選，實驗個數減少，適當縮減驗證性實驗的內容，以綜合設計型實驗為主，增加創新性實驗設計的問題，以符合醫學不同專業學生的興趣和水平。為此，針對石河子大學醫學院生物化學課程實驗室建設的實際情況，教研組重新編寫和修訂了《醫學機能實驗學》中關于生物化學的實驗部分，通過幾年的實際應用和實踐檢驗，已基本形成了醫學特色鮮明的生物化學實驗教學內容，并針對應用中存在的問題，加強實驗知識和臨床檢驗方法的聯系，如雙縮脲法測定血清中的蛋白質含量，引導學生將血清中蛋白質的含量、生理學功能及其意義利用生物化學、生理學、檢驗學相關知識系統聯系起來，同時還加入一些方法學評價，對比雙縮脲法測定蛋白質含量、凱氏定氮法測定蛋白質含量、檢驗科大生化測定儀中測定蛋白質含量幾種方法各自原理、優缺點，力求將多學科相似知識的聯系貫穿到實驗教學中，激發學生的學習興趣，為其將來走上工作崗位具備一定的主動學習、分析能力奠定良好的基礎。學生也不是單純依賴課堂實驗教學學知識，在課前和課下通過查找文獻、自己開動腦筋可以設計實驗，針對臨床實際或者項目需求分析問題和解決問題，從而提高學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。例如關于影響酶促反應速度的影響因子實驗設計上，首先請學生課前提前學習“影響酶促反應速度的影響因子”的實驗原理，然后通過“溫度對酶活性的影響”、“激活劑和抑制劑、PH對酶活性的影響”、“底物濃度對酶促反應速度的影響”三次實驗，讓學生自己通過不同影響因子條件下，觀察唾液淀粉酶水解淀粉的程度，從而了解不同因子影響酶促反應速度的程度。此外，設計了“酵母核酸的提取與鑒定”實驗，將完整的分子生物學技術貫穿其中，使得學生對整個科研過程有完整的思路及概念。此類創新性實驗中所涉及的所有操作都由學生自己動手獨立完成，包括試劑的配置、儀器的調試、實驗結果的記錄與分析等。實驗教師只是在實驗開始時花一刻鐘左右把原理、要求等闡述清楚，學生動手操作時在旁觀察，發現操作失誤的時候及時糾正，讓學生逐漸養成良好的操作習慣，實驗結束后由學生自行收拾實驗藥品，搽洗實驗儀器，歸放實驗教具，增強學生的操作能力和責任感。此類設計的創新性實驗，可以促使學生自己查閱相關文獻設計實驗思路，把復雜的生物化學理論知識在實驗中具體體現，讓學生真正掌握相應的實驗原理，增強了學習生物化學實驗課的興趣。

3新開放實驗平臺建設

近五年石河子大學醫學院通過211建設、一省一校教學平臺建設等加大了實驗教學的投入，以加強生物化學實驗室的基礎建設和創新實驗室平臺建設，先后投入200多萬進行了基礎生化教學新設備購買、舊實驗設備的更新和實驗平臺的打通，加大了實驗室開放的力度，如酶標儀、低溫高速離心機、通風櫥、生物安全柜、紫外可見分光光度計、恒溫搖床等儀器設備的開放使用，有力地吸引了學生到開放實驗室進行srp、大學生創新實驗計劃等實驗研究，以學生項目和參與導師科研課題為主要形式，激勵學生從被動實驗到主動參與。

4實驗考核改革

實驗課程的考核方式對教師的教學和學生的學習都有重要的影響，檢驗學生學習效果必須突出學生的主體地位，建立靈活、多元化的考核制度。傳統實驗教學都是由上課考勤和學生的實驗報告來決定實驗課成績。這次改革是在原本實驗成績由平時成績、實驗報告兩部分的評價項目基礎上添加預實驗設計和實驗課后小結考核這兩個評價項目。課前預實驗設計和提出的問題加入考核內容；每次實驗課后一個組的學生上臺進行實驗總結講解實驗重點、難點和臨床的聯系點，分享自己小組的實驗結果，分析自己小組的實驗結果與理論實驗結果不一致的原因等，把小結同樣加入獨立操作實驗考核內容。最后實驗成績由預實驗成績+平時成績+實驗總結+實驗報告四部分組成，其中預實驗設計中主要看學生是否查閱相關文獻，是否對涉及的臨床問題有思考；平時成績中主要反映學生儀器操作的正確性，實驗程序是否嚴謹；實驗總結主要考察學生實驗效果及分析問題和表達能力；實驗報告中檢查實驗原理的書寫、實驗結果是否分析正確。綜合考核可提高學生在實驗中嚴謹的科學精神，評價學生基本實驗技能和能力拓展情況，培養學生的溝通協調、團隊合作能力。

作者：劉偉 李冬妹 張君 單位：石河子大學醫學院基礎醫學系生化教研室 新疆地方與民族高發病重點實驗室