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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(jìn)式試驗(yàn)課設(shè)置
綜合型實(shí)驗(yàn)如蛋白質(zhì)的分離、提純,核酸的分離、質(zhì)量檢測(cè)及PCR擴(kuò)增目的基因等,注重學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能的提高,培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去解決實(shí)際問(wèn)題的能力。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及查閱參考文獻(xiàn)的能力[1]。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求,查閱文獻(xiàn)資料,自主擬定實(shí)驗(yàn)方案,選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備并確定能有效測(cè)定數(shù)據(jù)的方法,先假設(shè)后試驗(yàn),得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,然后進(jìn)行分析討論,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)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(lái)能夠盡快熟悉和適應(yīng)研究生階段的學(xué)習(xí)目標(biāo),順利完成研究任務(wù)。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合,缺一不可,逐項(xiàng)展開(kāi),既鍛煉了學(xué)生的操作技能,又培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》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(biāo)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??粕葘I(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(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,綜合素質(zhì)高,適應(yīng)能力強(qiáng),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(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級(jí)專門人才。該專業(yè)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)寬厚、扎實(shí),學(xué)習(xí)的主動(dòng)性強(qiáng),善于鉆研思考問(wèn)題,且具有明確的考研目標(biāo)。根據(jù)上述特點(diǎn),該類學(xué)生應(yīng)適當(dāng)增加綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,著重培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立開(kāi)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(shí)背景相對(duì)寬泛,生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)較本一學(xué)生薄弱,且在第五、六學(xué)期著重于專業(yè)知識(shí)和技能的培養(yǎng),不開(kāi)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(shí)和生物化學(xué)知識(shí)常常融合在一起,造成許多學(xué)生考研壓力大,課程負(fù)擔(dān)重,考研率不高等現(xiàn)象。針對(duì)此,《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》應(yīng)增加部分分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)理論和技術(shù),如核酸的提取、質(zhì)量檢測(cè)及目的基因擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn),提高本二學(xué)生對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)理論的認(rèn)知,從而增強(qiáng)其在研究生入學(xué)考試中的競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái),越來(lái)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)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(dòng)手能力與本一和本二學(xué)生相比相對(duì)較差,即使考取研究生,對(duì)于課題的順利實(shí)施也存在許多困難。因此在《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的設(shè)置上,不僅應(yīng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)數(shù),也應(yīng)增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目??傊?,針對(duì)不同層次的學(xué)生,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)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(rèn)識(shí)到創(chuàng)造性思維的重要性。教師只有認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新的重要性,才能在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)抓住一切可能的機(jī)會(huì)進(jìn)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(shí)和較高的學(xué)術(shù)水平,并緊密跟蹤科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)。在實(shí)驗(yàn)理論課教學(xué)中,穿插某些原理的發(fā)現(xiàn)過(guò)程或某項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展歷程,設(shè)置問(wèn)題情境,啟發(fā)學(xué)生面對(duì)同樣的問(wèn)題該怎么辦?然后再講解科學(xué)家是怎樣解決該問(wèn)題的,以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的、全面的思維方式。受實(shí)驗(yàn)條件的限制,往往本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無(wú)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(shí)及其應(yīng)用。教師在講授實(shí)驗(yàn)原理時(shí),介紹相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用及其最新進(jìn)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(shí)驗(yàn),由于核糖核酸酶無(wú)處不在,使得RNA的提取很難成功。本科實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí),高質(zhì)量RNA的提取則是一項(xiàng)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(shí),再對(duì)照講解一些高質(zhì)量RNA的提取方法及各自的優(yōu)缺點(diǎn),不僅可以拓寬學(xué)生的知識(shí)面,也使大多數(shù)準(zhǔn)備考研的學(xué)生對(duì)未來(lái)的科研有所認(rèn)識(shí)。試驗(yàn)結(jié)束時(shí),可以讓學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)不完善之處提出自己的意見(jiàn)及改進(jìn)方法,使學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程全面認(rèn)識(shí)之后,再進(jìn)行深入的思考,主動(dòng)提出問(wèn)題,并找到解決問(wèn)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(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,課堂上鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題,不論問(wèn)題的形式、內(nèi)容及提出的時(shí)間是否合適,教師都要認(rèn)真對(duì)待,并耐心解答,最后要對(duì)提出問(wèn)題的同學(xué)進(jìn)行表?yè)P(yáng),以帶動(dòng)其他同學(xué)思考問(wèn)題的積極性。
鼓勵(lì)學(xué)生提早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)室在一定時(shí)期內(nèi)全天開(kāi)放,學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好結(jié)成實(shí)驗(yàn)小組,并根據(jù)自己的課程安排選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間。而且實(shí)驗(yàn)室需提供足夠的實(shí)驗(yàn)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(shí)扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師指導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)和完成課外試驗(yàn),幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)領(lǐng)域的探索精神。該制度短期運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)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(lì)了學(xué)有余力的同學(xué)對(duì)科學(xué)研究的探索精神,但儀器的保養(yǎng)和維護(hù)及大量的藥品和耗材的費(fèi)用卻成為該制度順利實(shí)施的一個(gè)主要障礙。對(duì)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(lì)學(xué)生提出申請(qǐng),再在指導(dǎo)教師的幫助下開(kāi)始試驗(yàn)設(shè)計(jì)并完成試驗(yàn)。另一方面,鼓勵(lì)學(xué)生積極參加相關(guān)專業(yè)教師的科研課題對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研能力的培養(yǎng)也能起到積極的促進(jìn)作用?!皩W(xué)分制”教育模式的實(shí)施使學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間安排更加彈性化,對(duì)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(jí),而將三、四年級(jí)的時(shí)間用于提早進(jìn)入教師科研實(shí)驗(yàn)室,熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的操作,了解科學(xué)前沿動(dòng)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(guò)查閱文獻(xiàn)資料、擬定實(shí)驗(yàn)方案、制定具體操作步驟、操作先進(jìn)的儀器和設(shè)備、正確記錄數(shù)據(jù)、整理分析所取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、寫出科研小論文等環(huán)節(jié),受到“真刀實(shí)槍”的科研鍛煉[4]。提早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的好處在于:首先使學(xué)生見(jiàn)識(shí)了先進(jìn)的科研手段和儀器設(shè)備,提高了實(shí)驗(yàn)技能,為將來(lái)研究生期間科研工作的順利開(kāi)展奠定了基礎(chǔ);其次,通過(guò)與高年級(jí)的研究生進(jìn)行良好的溝通,使本科生能夠更好的把握自己對(duì)專業(yè)方向的選擇;再次,通過(guò)理論聯(lián)系試驗(yàn),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(wèn)題、敢于提出問(wèn)題以及勇于開(kāi)拓創(chuàng)新等科研素質(zhì)。
加強(qiáng)多媒體等輔助教學(xué)手段的應(yīng)用,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)
近年來(lái),隨著教學(xué)手段的不斷改進(jìn),多媒體技術(shù)已廣泛進(jìn)入課堂教學(xué)過(guò)程中。計(jì)算機(jī)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(dòng)直觀的特點(diǎn),將其引入到《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中將有利于學(xué)生對(duì)比較抽象知識(shí)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(kāi)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(kāi)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(gè)教學(xué)專業(yè)實(shí)行了多媒體教學(xué)。同年,《基礎(chǔ)生物化學(xué)》實(shí)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(yè),做到資源共享。就實(shí)驗(yàn)課而言,一些復(fù)雜深?yuàn)W的實(shí)驗(yàn)原理常常給學(xué)生的理解和靈活應(yīng)用帶來(lái)很大的困難,而多媒體動(dòng)畫常常生動(dòng)、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(shí)驗(yàn)過(guò)程如聚丙烯酰胺凝膠電泳實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)儀器的規(guī)范操作如離心機(jī)的使用等制作成錄像,在學(xué)生自己動(dòng)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(dòng)、直觀,學(xué)生易于理解和掌握。另外,對(duì)于一些具有代表性的高、精、尖科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),因受操作的嚴(yán)格性、技術(shù)性及資金投入的限制,使之在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無(wú)法開(kāi)展[5]。充分運(yùn)用現(xiàn)代化電教手段輔助教學(xué),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其他手段獲取這些先進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(fèi)開(kāi)支,可謂一舉多得。