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生物化學(xué)實(shí)驗課程優(yōu)化探究論文
摘 要：近年來(lái), 中國藥科大學(xué)生物化學(xué)教研室在教學(xué)方法和手段、教學(xué)內容、成績(jì)評估方式和教學(xué)資源等方面, 對藥學(xué)專(zhuān)業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗課程的教學(xué)進(jìn)行了系列改革, 取得顯著(zhù)成果。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)模式、構建課程新體系, 提高了學(xué)生的科研素質(zhì)和能力, 為培養高質(zhì)量藥學(xué)人才奠定了基礎。
關(guān)鍵詞：生物化學(xué); 實(shí)驗教學(xué); 教學(xué)改革; 課程優(yōu)化;
Abstract： In recent years, a series of reforms on teaching methods, teaching content, evaluation mode and teaching resources have been carried out by the Department of Biochemistry in China Pharmaceutical University, which have proven to be remarkable. Optimization of teaching mode and construction of a new curriculum system have improved students' research ability, which has laid solid foundation for cultivating high-quality pharmacy talents.
Keyword： Biochemistry; experiment teaching; teaching reform; course optimization;
生物化學(xué)實(shí)驗是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗課, 為了能讓藥學(xué)生在有限的資源和時(shí)間內更好地掌握實(shí)驗技能, 生物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)課程體系需要不斷優(yōu)化和完善。近年來(lái), 本校生物化學(xué)教研室在教學(xué)方法和手段、教學(xué)內容、成績(jì)評估方式和教學(xué)資源等方面, 對實(shí)驗課程的教學(xué)進(jìn)行了系列改革。通過(guò)實(shí)踐, 提高了學(xué)生的科研素質(zhì)、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力, 為培養高質(zhì)量藥學(xué)人才奠定了基礎。
1 優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)方法和手段
1.1 整合教學(xué)課件與錄像
生物化學(xué)理論知識較為瑣碎和抽象, 因此制約了學(xué)生對一些問(wèn)題的理解和思考[1]。教研室利用集體備課機會(huì ), 完成了整套多媒體實(shí)驗教學(xué)課件的制作, 堅持在授課中不斷補充和修改內容。通過(guò)動(dòng)畫(huà)和圖片的使用, 增強了教學(xué)的直觀(guān)性, 但對于實(shí)際操作過(guò)程中的一些細節和注意事項的把控仍有所欠缺, 迫切需要視頻輔助。生物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)視頻在網(wǎng)絡(luò )上有很多素材可供下載, 教研室多年前也購買(mǎi)過(guò)整套課程, 但這些視頻或技術(shù)陳舊, 或不符合當前專(zhuān)業(yè)大綱培養要求, 或與教材內容有出入, 使用時(shí)經(jīng)常會(huì )出現需要口頭更正、不能連續播放等問(wèn)題。
針對上述問(wèn)題, 教研室利用假期, 由授課教師操作, 錄制完成所有大綱涉及實(shí)驗以及部分暫時(shí)有困難無(wú)法開(kāi)設的演示實(shí)驗的教學(xué)錄像, 這些錄像因為貼合大綱要求, 具有鮮明的藥學(xué)特色。而對于凝膠層析和凝膠電泳等基礎實(shí)驗, 還拍攝了前后兩代儀器使用的視頻, 從而在實(shí)驗原理和前沿性技術(shù)等方面, 更易于學(xué)生比較、理解與掌握。
課件和錄像的聯(lián)合使用實(shí)際組成了若干個(gè)“微課”, 作為翻轉課堂的基礎和“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的資源支撐, 改善了傳統教學(xué)模式的枯燥單一, 提高了學(xué)生的學(xué)習興趣。與之前的教學(xué)相比, 實(shí)驗效率提高, 實(shí)驗失敗率降低。
1.2 嘗試翻轉課堂
筆者在教學(xué)中發(fā)現, 因為很多學(xué)生課前預習敷衍、依賴(lài)性強而缺乏獨立思考能力、課上疲于應付進(jìn)度而無(wú)法完成深度學(xué)習等原因, 導致課堂效果不理想。為了解決這些問(wèn)題[2], 利用現有的信息技術(shù)手段、課件和錄像等課程資源, 筆者在部分專(zhuān)業(yè)班級嘗試了生物化學(xué)實(shí)驗的翻轉課堂教學(xué)。通過(guò)課前分組→準備相關(guān)資料→網(wǎng)絡(luò )“課件+錄像”學(xué)習→課堂上各組匯報交流→教師解答疑問(wèn)→獨立完成實(shí)驗→課后撰寫(xiě)實(shí)驗報告→總結經(jīng)驗成果→教師評價(jià)等流程和方式, 重新規劃課前、課上、課后的教學(xué)安排, 逆轉傳統教師和學(xué)生的角色。
以Folin-酚試劑法測定蛋白質(zhì)含量實(shí)驗為例, 將全班學(xué)生分成6~8組, 每組按大綱要求自主查閱文獻資料, 制作PPT, 教師提前發(fā)布關(guān)于原理和注意事項的課件以及微量移液器、721分光光度計的使用錄像, 感興趣的學(xué)生也可參與實(shí)驗準備。正式實(shí)驗時(shí), 每組先由1名學(xué)生代表匯報, 教師隨時(shí)點(diǎn)評匯報內容和解答學(xué)生預習過(guò)程中的疑問(wèn), 隨后分別進(jìn)行實(shí)驗。如此, 筆者在實(shí)驗結束批改報告時(shí)發(fā)現, 和以往相比, 學(xué)生直接抄書(shū)的現象基本沒(méi)有, 實(shí)驗討論和結論部分的撰寫(xiě)不再敷衍, 盡可能體現自己的見(jiàn)解和創(chuàng )新。
在翻轉課堂的實(shí)踐中, 教師的角色不僅僅是課程內容的傳授者, 更多則轉變?yōu)閷W(xué)習過(guò)程的引導者, 學(xué)生則由原來(lái)被動(dòng)的接受者, 轉變?yōu)榉e極主動(dòng)的參與者[3]。
1.3“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的改革
中國教育正在邁向新時(shí)代, “互聯(lián)網(wǎng)+”的概念給教育方式帶來(lái)了新的變革, 但它們并不會(huì )取代傳統教育, 而是會(huì )給傳統教育帶來(lái)新的活力[4]。實(shí)驗教學(xué)中, 筆者也經(jīng)歷了天空教室→微博平臺→e Class網(wǎng)絡(luò )課堂+微信平臺的變遷, 現在主要依托eClass和微信兩個(gè)平臺。eClass是整合多資源的在線(xiàn)教學(xué)平臺, 平臺針對不同專(zhuān)業(yè)、不同層次學(xué)生的生物化學(xué)實(shí)驗課程已經(jīng)建立完整, 學(xué)生可通過(guò)教學(xué)大綱和教學(xué)日歷了解開(kāi)課計劃與要求, 在課前能獲得課件及視頻預習, 可在線(xiàn)提交預習報告, 過(guò)程性考核所需要的隨堂測驗也能在平臺上進(jìn)行。但由于網(wǎng)絡(luò )課程平臺的互動(dòng)性和即時(shí)性存在不足, 如通知公告的發(fā)布、最新進(jìn)展的推送、實(shí)時(shí)答疑、問(wèn)卷調查、課堂簽到等就可以利用微信平臺作為功能補充, 而教師則通過(guò)在學(xué)期初建立授課微信群, 定期維護公眾號等舉措, 打造出一個(gè)實(shí)驗教學(xué)的移動(dòng)化學(xué)習平臺[5]。
2 優(yōu)化實(shí)驗成績(jì)評估制度
近年來(lái)本校各專(zhuān)業(yè)的生物化學(xué)實(shí)驗均采取實(shí)驗理論與操作并重的考核方式。實(shí)驗成績(jì)評估是考核學(xué)生在實(shí)驗原理、方法、操作及實(shí)驗過(guò)程中的注意事項、原始數據記錄和結果分析等各方面的綜合水平, 以此全面客觀(guān)評價(jià)學(xué)生成績(jì)。
(A:每一次實(shí)驗成績(jì);B:理論筆試成績(jì);C:操作考試成績(jì);D:考勤分)
表1 生物化學(xué)實(shí)驗操作評分標準 (以觀(guān)察s ALT活力變化實(shí)驗為例)
生物化學(xué)實(shí)驗成績(jì)的組成包括: (1) 平時(shí)成績(jì) (A) , 占總成績(jì)的50%, 實(shí)驗操作和實(shí)驗報告兩部分同等重要。實(shí)驗操作主要考查學(xué)生的預習情況, 實(shí)驗過(guò)程中的動(dòng)手能力, 每個(gè)實(shí)驗均制定細致的評分標準 (舉例見(jiàn)表1) 。實(shí)驗報告則主要考查學(xué)生的寫(xiě)作、數據處理和分析解決問(wèn)題的能力。近年來(lái)教研室統一對實(shí)驗報告的格式和書(shū)寫(xiě)進(jìn)行了設計與規范, 增加了摘要部分, 為學(xué)生將來(lái)撰寫(xiě)本科畢業(yè)論文和科研文章打下良好的寫(xiě)作基礎。 (2) 實(shí)驗考試, 占總成績(jì)的40%, 其中理論筆試 (B) 和操作考試 (C) 各占20%, 筆試主要考查學(xué)生對本課程所有實(shí)驗的原理、步驟、儀器使用、注意事項的掌握情況, 操作考試則專(zhuān)門(mén)選擇一個(gè)能較全面反映動(dòng)手和思考能力的實(shí)驗考察。 (3) 考勤 (D) , 占總成績(jì)的10%, 包括出勤和值日情況, 在規范的管理下, 該項目學(xué)生基本能得滿(mǎn)分。
3 優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)內容
近年來(lái)教研室制定了既注重基礎性、又重視先進(jìn)性的新實(shí)驗教學(xué)大綱。新大綱合并或刪除了一些重復或陳舊的實(shí)驗, 保留擴展了反映生物化學(xué)實(shí)驗前沿性的部分, 構建了新的實(shí)驗教學(xué)內容體系。教學(xué)內容主要分為基礎實(shí)驗 (驗證性實(shí)驗) 、綜合性實(shí)驗和設計性實(shí)驗三大部
3.1 篩選基礎實(shí)驗
生物化學(xué)基礎實(shí)驗主要培養學(xué)生的基本技能和常規實(shí)驗儀器的使用[7]。筆者精選下列8個(gè)基礎實(shí)驗:蛋白質(zhì)的鹽析、葡聚糖凝膠層析法、Folin-酚試劑法、SDS-PAGE、質(zhì)粒DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳、s ALT活力的測定、米氏常數的測定等。這些實(shí)驗不僅包含生化的基本實(shí)驗技術(shù), 如生物大分子的分離提純、含量測定、分子量測定、離心法、層析法、分光光度法等, 還涉及離心機、凝膠層析系統、721分光光度計、電泳儀、凝膠成像儀、恒溫振蕩器、紫外透射儀、恒溫水浴鍋、旋渦混合器、微量移液器等常見(jiàn)生化實(shí)驗儀器的使用。
3.2 整合綜合性實(shí)驗
在小范圍班級試點(diǎn)生物化學(xué)實(shí)驗教改課題[8,9]之后, 筆者確定了綜合性實(shí)驗教學(xué)內容, 包括酪蛋白的提取、純化、含量測定和分子量的測定等四次蛋白質(zhì)的實(shí)驗, 質(zhì)粒DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳兩次核酸實(shí)驗, 通過(guò)綜合性實(shí)驗的訓練, 學(xué)生基本能掌握生物大分子的分離提取和檢測流程。
3.3 挑選設計性實(shí)驗
設計性實(shí)驗的目的主要是加強對學(xué)生科研創(chuàng )新能力的培養。教研室為此準備了幾套設計性實(shí)驗方案, 供不同專(zhuān)業(yè)、年級的學(xué)生使用。教研室教師也會(huì )開(kāi)設教學(xué)和科研開(kāi)放性實(shí)驗, 有的實(shí)驗是教師科研課題的一部分;有的是讓學(xué)生自主選題, 查閱資料設計實(shí)驗方案, 最終根據實(shí)際的儀器設備情況確定實(shí)驗內容, 這部分實(shí)驗也屬于設計性實(shí)驗的范疇。
4 優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)資源
4.1 儀器設備不斷更新
教研室依托國家級生物制藥實(shí)驗教學(xué)示范中心, 重新裝修實(shí)驗室, 裝備先進(jìn)的多媒體設備和實(shí)驗示教設備, 添置了高速冷凍離心機、凝膠自動(dòng)成像儀、核酸雜交儀、等電聚焦系統、PCR儀、酶標儀、超凈工作臺等實(shí)驗儀器, 每年都會(huì )不斷淘汰更新實(shí)驗室設備, 學(xué)生較以往更容易接觸到前沿的生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)。
4.2 實(shí)驗室分組管理
生物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)采取兩人小組進(jìn)行實(shí)驗, 教研室進(jìn)一步規范實(shí)驗小組的管理, 實(shí)現實(shí)驗室責任到組。例如, 上課前每班的課代表領(lǐng)回常備儀器柜鑰匙, 開(kāi)柜后以組為單位, 先清點(diǎn)儀器, 登記簽字, 實(shí)驗結束后歸還記錄本和鑰匙。實(shí)驗室嚴格實(shí)施垃圾分類(lèi)原則, 嚴禁生活垃圾進(jìn)實(shí)驗室和廢液倒入下水道, 結合考勤考核和臺賬登記, 垃圾分類(lèi)井然有序。規范分組管理后, 杜絕之前存在的儀器亂放、垃圾亂扔現象, 玻璃儀器的破損率也有所降低。
4.3 實(shí)驗室的開(kāi)放管理
培養高層次藥學(xué)人才, 提升其創(chuàng )新能力, 實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量是很重要的部分。當必修課程的學(xué)時(shí)設置已不能滿(mǎn)足學(xué)生對實(shí)驗能力訓練的要求時(shí), 合理利用開(kāi)放實(shí)驗室, 不僅可以提高實(shí)驗室的利用率, 還能確保學(xué)生擁有安全的實(shí)驗場(chǎng)所, 滿(mǎn)足學(xué)生參與或獨立開(kāi)展科研的需要[10]。教研室依托實(shí)驗中心, 在非教學(xué)時(shí)段增加實(shí)驗室的開(kāi)放。與創(chuàng )新性實(shí)驗相對周期比較長(cháng)的特點(diǎn)不同, 開(kāi)放實(shí)驗室可以利用學(xué)生的碎片式課余時(shí)間參與實(shí)驗, 實(shí)驗項目多, 周期短, 容納能力強, 能使學(xué)生得到多方面的實(shí)驗技能訓練。
生物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)通過(guò)優(yōu)化課程體系, 著(zhù)重培養學(xué)生的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力。實(shí)踐表明, 改革富有成效, 新的實(shí)驗課程體系獲得學(xué)生和同行的認可, 提高了學(xué)生對學(xué)習生物化學(xué)的興趣, 有深造意愿的學(xué)生可較早進(jìn)入并適應實(shí)驗室的科研工作。近年來(lái)教研室教師指導學(xué)生參加挑戰杯、全國及省級大學(xué)生生命科學(xué)競賽、國家級實(shí)驗中心的實(shí)驗技能大賽, 均獲得了優(yōu)異的賽績(jì)。
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