鄭義，陳宏偉，曹澤虹，董玉瑋，邵穎，崔玨(徐州工程學(xué)院食品(生物)工程學(xué)院，江蘇徐州221000)

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基于卓越計(jì)劃的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

鄭義，陳宏偉，曹澤虹，董玉瑋，邵穎，崔玨
(徐州工程學(xué)院食品(生物)工程學(xué)院，江蘇徐州221000)

摘要:生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)為食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，對(duì)卓越計(jì)劃培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用型工程人才具有重要的作用?；谧吭接?jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)及通用標(biāo)準(zhǔn)，提出了生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的思路，構(gòu)建了具有工程特色的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，改善了教學(xué)方法和手段，完善了成績考核方式，優(yōu)化了教學(xué)師資隊(duì)伍，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:卓越計(jì)劃;生物化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡稱“卓越計(jì)劃”)是為貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》實(shí)施的高等教育重大計(jì)劃，其主要目標(biāo)是“培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才”［1］。實(shí)踐環(huán)節(jié)是落實(shí)“卓越計(jì)劃”的關(guān)鍵，能力培養(yǎng)是“卓越計(jì)劃”的核心［2］，目前許多高校正積極探索和改革卓越工程師的實(shí)踐教學(xué)體系。

我國的食品科學(xué)與工程專業(yè)教育在規(guī)模上已成為全世界第一大國［3］，全國開設(shè)食品科學(xué)與工程專業(yè)的院校有269所，“卓越計(jì)劃”試點(diǎn)高校共14所，徐州工程學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)為第二批“卓越計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為食品科學(xué)與工程專業(yè)必修的一門實(shí)踐性專業(yè)基礎(chǔ)課程，是卓越工程師教育培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，因此，做好生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)卓越工程師的教育培養(yǎng)具有重要意義。借助“卓越計(jì)劃”的發(fā)展契機(jī)，依據(jù)卓越工程師培養(yǎng)方案要求，對(duì)我校食品科學(xué)與工程卓越班生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)體系、教學(xué)方法與手段、課外實(shí)踐創(chuàng)新和師資隊(duì)伍進(jìn)行了改革與優(yōu)化，取得了良好效果。

1　構(gòu)建多層次教學(xué)體系，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

課程體系和教學(xué)內(nèi)容是“卓越計(jì)劃”指導(dǎo)思想和教育理念付諸實(shí)踐的橋梁［4］。根據(jù)《卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃通用標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)本科工程型人才知識(shí)、能力與素質(zhì)的要求，我們提出構(gòu)建生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的基本思路是夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)，提升實(shí)踐能力，拓展創(chuàng)新能力。在此思路上，優(yōu)化整合原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)分成驗(yàn)證型和綜合設(shè)計(jì)型，根據(jù)學(xué)生能力發(fā)展進(jìn)程將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成基礎(chǔ)模塊、提升模塊、創(chuàng)新模塊。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)多層次教學(xué)體系見表1。

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一階段為基礎(chǔ)模塊實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，具備基本技能，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作;第二階段為提升模塊實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目標(biāo)是提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，注重培養(yǎng)觀察、思維與動(dòng)手能力，培養(yǎng)組織管理團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)分析、提出方案并解決實(shí)際問題的能力;第三階段為創(chuàng)新模塊實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新能力、產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)能力。針對(duì)原先生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際結(jié)合不夠緊密的問題，注重按工程問題優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，開設(shè)一些與企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，如“皂化價(jià)的測定”“蛋白質(zhì)濃度測定方法比較”“食品中粗脂肪的提取和含量測定”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與食品生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)等緊密相關(guān)。

表1　生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)多層次教學(xué)體系

2　改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段

充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，將教學(xué)大綱、任務(wù)書、教案、多媒體課件、參考資料及實(shí)驗(yàn)操作視頻等資料上傳到課程網(wǎng)站，并要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，寫好預(yù)習(xí)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，以“提問式”和“討論交流式”教學(xué)法為主，由以往教師講實(shí)驗(yàn)、學(xué)生聽實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，改為教師提問學(xué)生回答、師生開展討論與交流的方法，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作過程的理解［5］。

在綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中著力推動(dòng)“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”，以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)小組合作學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)性問題進(jìn)行探究［6］。下面以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“土豆中過氧化物酶的提取、純化與性質(zhì)測定”為例，敘述“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”的開展過程。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容包括:粗酶液提取、粗酶的沉淀、粗酶的純化、分子量的測定、性質(zhì)分析。粗酶液提取中，要求學(xué)生確定細(xì)胞破碎的方法、選擇合適的緩沖溶液、確定恰當(dāng)?shù)墓桃悍蛛x的方法;粗酶的沉淀中，要求學(xué)生確定合適的沉淀方法及沉淀?xiàng)l件;粗酶的純化中，要求學(xué)生根據(jù)過氧化物酶的理化性質(zhì)，制定合理的純化方案;分子量的測定中，要求學(xué)生選擇恰當(dāng)?shù)臏y定方法;性質(zhì)分析中，要求學(xué)生考察過氧化物酶的最適pH、最適溫度及金屬離子對(duì)酶活的影響。1)組織任務(wù)小組。實(shí)驗(yàn)開始前兩周告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息，并將學(xué)生分成若干小組，每組5人，要求每位成員具體負(fù)責(zé)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的1項(xiàng)任務(wù)。另外指定一名責(zé)任心強(qiáng)、有一定領(lǐng)導(dǎo)能力的學(xué)生作為總負(fù)責(zé)人。2)制定項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目任務(wù)步驟為:小組集體討論，小組成員根據(jù)各自特長及興趣愛好確定具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容→制定總體實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)路線→小組成員分頭完成各自實(shí)驗(yàn)方案→小組成員匯總→集體協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。上述任務(wù)步驟中，除實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案之外，其余步驟均需在實(shí)驗(yàn)開始前完成。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施過程中，要求各小組自行配制所需試劑，并在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立使用勻漿機(jī)、離心機(jī)、層析柱、分光光度計(jì)等儀器設(shè)備。3)小組實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)。完成實(shí)驗(yàn)后，組織各小組以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式呈現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果，并制作成幻燈片，在小組間交流討論。4)實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括:學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力、提出問題能力、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施能力以及團(tuán)隊(duì)合作技能?！盎陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)”改變了過去教師預(yù)先給學(xué)生配好實(shí)驗(yàn)試劑，實(shí)驗(yàn)前講授實(shí)驗(yàn)步驟的做法，而讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、配制試劑、實(shí)施實(shí)驗(yàn)的全過程，促進(jìn)了學(xué)生文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)操作技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、工程實(shí)踐及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3　改革實(shí)驗(yàn)考核方法

過去對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績的考核主要是依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，導(dǎo)致很多學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)操作，有些學(xué)生實(shí)驗(yàn)中不愿意動(dòng)手操作，甚至出現(xiàn)抄襲報(bào)告等不正?，F(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，更不利于卓越計(jì)劃的實(shí)施。近年來，我們改變了以往只重實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核方式，探索了適合考查學(xué)生學(xué)習(xí)能力及實(shí)驗(yàn)過程的考核方法。考核過程中采取平時(shí)考核與期末考核相結(jié)合的方式，兩者各占總成績的50%。平時(shí)成績中，實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占10%、操作技能占60%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%。每次實(shí)驗(yàn)均作考勤，缺席者不得參加期末考試。實(shí)驗(yàn)紀(jì)律的考核內(nèi)容包括學(xué)生在實(shí)驗(yàn)期間是否遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度、安全與衛(wèi)生情況。操作技能考核內(nèi)容包括操作是否規(guī)范、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及解決實(shí)際問題能力等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告考查內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否詳細(xì)、完整，有無實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析，凡實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲者一律重寫。期末考核為開卷考試，試卷內(nèi)容涵蓋本課程開設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，考查內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理及方法、操作注意事項(xiàng)，以及針對(duì)某個(gè)具體問題進(jìn)行綜合分析并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。新的考核方式使教師能夠?qū)γ總€(gè)學(xué)生做出客觀、公正的評(píng)價(jià)，激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作積極性，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

4　優(yōu)化師資隊(duì)伍

要實(shí)現(xiàn)基于“卓越計(jì)劃”的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，必須建立一支高素質(zhì)的能夠滿足卓越工程師培養(yǎng)所需的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。徐州工程學(xué)院近年來，尤其在成為卓越工程師培養(yǎng)高校之后十分重視教師隊(duì)伍建設(shè)，大力提升教師專業(yè)素質(zhì)，積極引進(jìn)高水平教授和優(yōu)秀博士，鼓勵(lì)校內(nèi)教師到海內(nèi)外作訪問學(xué)者、攻讀博士學(xué)位進(jìn)修;組織“教授公開課”和“青年教師講課比賽”，促進(jìn)教師提高教學(xué)水平;有計(jì)劃地選送教師到企業(yè)工程崗位工作，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);從企業(yè)聘請(qǐng)具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師。目前徐州工程學(xué)院生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的年齡、學(xué)歷、職稱與專業(yè)結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖中可以看出生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的現(xiàn)狀是: 1)年齡組成以年輕教師為主，并注重老中青相結(jié)合;2)學(xué)歷學(xué)位普遍較高，博士學(xué)位占大多數(shù); 3)職稱組成較高，以副教授職稱為主;4)專業(yè)組成多樣，大部分教師具有生物學(xué)方面的理學(xué)知識(shí)，除此之外，還具有食品科學(xué)與工程、化學(xué)工程與技術(shù)、環(huán)境安全與工程等工程知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。綜上所述，徐州工程學(xué)院生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍是一支高學(xué)歷、年齡及職稱結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)組成多樣的團(tuán)隊(duì)，能夠滿足卓越工程師培養(yǎng)的需要。

圖1　徐州工程學(xué)院生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師隊(duì)伍情況

5　結(jié)語

“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，為生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革提供了契機(jī)。通過近年來的教學(xué)改革，我們構(gòu)建了多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，改革了教學(xué)方法和手段，完善了考查方式，優(yōu)化了師資隊(duì)伍，取得了一定的成績，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的分析和解決問題能力及實(shí)踐創(chuàng)新能力，為“卓越計(jì)劃”的順利實(shí)施提供了有力保障。

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(責(zé)任校對(duì)王小飛)

作者簡介:鄭義(1982－)，男，江蘇徐州人，碩士，講師，主要從事天然產(chǎn)物分離與分析研究。

基金項(xiàng)目:徐州工程學(xué)院課程改革重點(diǎn)課題(KCGG201310)

收稿日期:20150325

doi:10.13582/j.cnki.1674－5884.2015.07.027

中圖分類號(hào):G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1674－5884(2015)07－0082－03