浅谈大学生创新性实验计划对生物化学实验教学的促进

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摘要：我院现有生物化学实验教学存在验证性实验为主、实验内容滞后、人均学时少等弊端，难以适应现代生物化学的研究与发展。笔者建议加强大学生创新性实验计划，激发学生的主动性和创造性，提高他们的动手能力和综合实力，有助于巩固生物化学教学效果。

关键词：生物化学实验；创新计划；教学促进

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0249-02

生物化学是从分子水平和化学变化的深度阐明生命活动机理的科学，是整个生命科学的领先学科和中心支柱。近几十年来生命科学取得惊人成就，生物化学也成为该领域最活跃的学科之一，是发展生命科学各学科和生物工程技术的重要基础，特别是21世纪随着人类基因组框架图的绘制完成，生命科学迈入了后基因时代，应用各种生物化学技术手段也成为生命科学研究领域的主流，作为生命科学基础学科的生物化学无论从理论还是从实验技术方面都占有重要的地位。生物化学及其实验课程是生物工程等专业开设的重要专业基础课，其教学效果直接影响到学生对后续课程，如微生物学、基因工程与分子生物学、微生物生理学、酶工程等的学习。在学习生物化学理论的同时，需要通过实验来验证所学理论，以便熟练掌握实验技能，为今后继续深造和参加科学研究打下坚实的基础。

笔者所在学院开办生物工程专业已有二十余年，其前身是原贵州工学院轻工系1986年建立的发酵工程专业。生物化学及其实验课程是目前我院生物工程、酿酒工程、食品科学与工程的专业基础课，其教学地位十分重要。然而目前生物化学实验教学面临的主要困境是开设的实验项目较为陈旧，人均实验学时偏少，难以适应现代生物化学的研究与发展，也不能满足学生掌握新技术、新方法的要求。针对现有生物化学实验教学的不足，笔者认为通过大学生创新性实验计划，可以激发学生的主观能动性，提高他们的实验动手能力以及分析问题和解决问题的能力。

一、生物化学实验教学存在的主要问题

我院自开设生物化学实验课程以来，虽然实验内容经过多次调整和改进，但受制于实验经费不足、师资缺乏，以及教学改革带来的课程学时压缩等因素，目前开展的实验教学已很难适应现代生物化学的研究与发展。笔者认为当前实验教学主要存在以下几方面问题，需要进一步改进才能提高整个生物化学课程的教学效果。

1.人均实验学时少，学生缺少足够的动手训练机会。笔者所在学院开设的生物化学实验课程主要面向生物工程和酿酒工程专业。生物化学是一门理论和实验结合很强的课程，需要开设足够的实验来验证相关的理论知识，同时提高学生的实际动手能力。然而随着多次教学改革的实施，实践教学部分得到加强，课堂教学和实验教学课时却减少了。目前我院生物化学实验课程总共16～18学时，远远低于省外一般大学和211院校，无法满足学生对该门课程的实际实验需求。另一方面，由于受实验经费、场地以及师资匮乏等因素的制约，学生在开展实验时往往2～4人一组，每个人只负责实验的某个环节，很多实验不是独立完成，因而学生缺少必要的实验锻炼。虽然近几年在省政府的大力支持下，学校基础实验教学用地等方面得到很大提升，但短期内很难显著提高学生人均实验学时数。

2.验证性实验为主，限制了学生的创造性。目前我院生物化学课程开设的实验，如氨基酸的层析分离、酪蛋白的制备、考马斯亮蓝法测定蛋白质等，大多属于验证性实验，而综合性实验比较少。由于验证性实验一般都会有比较明确的实验预期，所以可能会出现一些学生实验不认真，甚至根据预期编造实验结果，同时抄袭他人实验报告的现象也时有发生，这些都不利于培养学生的严谨学风。另一方面，生物化学属于专业基础课，笔者所在学院一般安排在大二上学期开设该门课程，而这阶段学生思维还是沿袭了高中的授课方式，以老师灌输为主，学生的动手能力及自主思维创新的能力较差。虽然授课教师会反复强调课前预习的重要性，但由于很多学生自觉性较差，并不能按时预习。在实验的过程中只是按照实验教材中的步骤机械地进行，部分同学对实验的原理、步骤和现象不理解，教学效果欠佳。长此以往就会造成学生惯于接受、疏于思考、依赖性变强的恶性循环，其主观能动性和创造性进一步降低。

3.开设的实验内容滞后，难以满足现代生物技术发展需求。随着学校办学规模的提高以及专业的进一步细化，最近我院在原先生物工程基础上，结合贵州省白酒产业发展的需求，新开办了酿酒工程专业，这对生物化学及实验教学提出了新要求。目前生物化学教学一直沿用原先发酵工程的模式，实验内容及大纲只是在原有基础上做了细微的调整，没有体现各专业对生化实验技能的特殊要求。另一方面，最近十几年生物技术突飞猛进，生命科学迈入了后基因时代，应用各种生物化学技术手段也成为生命科学研究领域的主流。受制于教学条件和师资力量的匮乏，我院目前开设的生物化学实验课程基本停留在简单的定性验证，且实验对象大多数集中在糖和蛋白质，核酸部分的实验学时偏少，学生很难接触到分子生物和基因工程等先进仪器设备，难以掌握现代生物技术的实验技能。

二、大学生创新性实验计划对教学的促进作用

为了全面提高学生的创新能力和综合素质，教育部和许多院校都设立了以本科生为主体的创新能力培养计划，即国家大学生创新性实验计划，其目的是通过学生参与科研实验，激发他们的学习兴趣和创新精神，锻炼他们分析问题和解决问题的能力。近年来，我校也加强了本科生创新能力的培养，设立了专项经费用于支持大学生创新性实验计划。笔者这几年作为指导教师，带领本科生完成了国家大学生创新性实验计划和贵州大学大学生创新性实验计划。通过这些计划的实施，学生动手能力和综合素质普遍得到加强，可以一定程度上弥补现有实验教学的缺陷。

1.实验时间有保障，动手能力得到加强。教学实验一般要求学生在规定的时间内完成，且教学课时比较少，所以很多学生缺少机会进行充足训练。相比而言，大学生创新性实验计划则比较灵活，一般是在空余时间安排学生进行实验。虽然大部分创新性实验计划只资助半年或一年，但项目结束后仍可在老师指导下继续参加导师项目研究，甚至还可以结合本科毕业论文进行持续锻炼，因而学生做实验的时间有充分保障。另一方面，大学生创新性实验计划远远大于教学实验工作量，虽然每位参与学生在课题执行中承担各自的任务，但人均实验量还是比较大，学生有充足的时间来锻炼动手能力。

2.进一步开阔学生的视野。本科教学实验开设的内容相对比较滞后，无法满足学生对掌握新技术、新方法的需求。创新性实验计划的模式是按照科研项目的评价体系来申报和验收的，因而实验需要突显一定的创新性。本科生在参与大学生创新性实验计划时，需要在老师指导下阅读一定量的文献，了解与研究相关的前沿技术，同时在实施过程中有机会接触和使用先进的仪器设备。近年来生物科学进展日新月异，特别是后基因时代涌现很多新技术和新方法，而现有的实验教学基本停留在原先的模式，学生很难掌握日益革新的实验技能。通过大学生创新性实验计划的实施，可以进一步拓宽学生的视野，提高他们的综合实力。

3.激发学生主观能动性和创造力。本科生物化学开设的实验大多属于验证性质，同时实验内容较为单一，缺少对知识理论的综合运用。相比而言，大学生创新性实验计划的基本属于探索性研究，实验结果一般不可预知，这可以在一定程度上激发学生的主观能动性。创新性实验计划的实验较为系统，不仅仅是由单一实验构成，需要学生对知识的综合运用。笔者指导的大学生创新性实验计划，需要学生完成微生物的接种和培养，固态发酵工艺的控制和优化，以及蛋白酶的分离纯化和酶促反应动力学测定，不仅要求学生掌握蛋白质化学的基本理论和实验技能，同时也加强了学生对微生物培养这块的理论和实验操作技能。另一方面，在创新计划的实施过程中，除了前几次实验需要指导老师进行准备和示范，后续的研究一般要求学生学会独立设计方案，并进行相关实验准备和具体实施，在遇到问题时能够通过小组讨论，提出解决问题的切实方案。因此，通过大学生创新性实验计划的实施，可以激发学生主观能动性和创造力。

三、结语与展望

通过大学生创新性试验计划的实施，可以一定程度上解决现有生物化学实验教学中的一些弊端，并激发学生的主观能动性和创造力，全面提高学生的综合素质，满足学生掌握新技术、新方法的要求。然而受资金等因素的限制，大学生创新性试验计划只能在有限的范围内开展。考虑到一般学校很多老师的科研项目与生物化学专业知识体系密切相关，所以笔者认为可以将学生吸纳到教师的科研实验进行锻炼，让更多的学生有机会接触前沿技术，并通过创新研究提高自身的综合实力。

参考文献：

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