駱建敏 李珊珊
摘要:本文從加強基礎實驗操作,培養(yǎng)學生生物化學實驗基本操作能力、科學研究興趣及書寫表達能力和科學思維能力三個方面,圍繞生物化學實踐教學改革,就不斷提高本科生的生物化學實踐教學,強化學生的實驗技能,提高分析及解決辦法的能力,培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新能力及科研興趣的方法和途徑進行了探討。
關鍵詞:生物化學實驗;科研;興趣與能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2018)08-0114-02
一、加強基礎實驗操作,培養(yǎng)學生生物化學實驗的基本操作能力
基礎實驗需要訓練學生掌握基本實驗操作,而且要通過對實驗過程中現(xiàn)象的觀察與分析,進一步理解所學理論知識。但基礎實驗中定性的多、定量的少;驗證性的多、綜合訓練的少,學生往往不夠重視,實驗中不求甚解,應付了事,這也是我國高校學生創(chuàng)新能力較差的原因之一。以往生物化學實驗多數(shù)是通過教師先講解實驗原理、目的與操作步驟等,學生按照實驗步驟機械地完成實驗。這種“灌輸式”、“機械式”的教學模式使得學生不能有效地提高實驗操作技能,造成學生對生物化學實驗的興趣減小,將上實驗課當作是任務,僅將一些基本概念、理論當作是重點,減弱了實驗基本技能的培訓,從而忽視了實驗課程的本質要求。為此,我們要求學生在實驗課程前必須預習實驗課程,明確實驗目的與操作步驟。實驗開始前教師利用10分鐘的時間強調重點與注意事項,其余20分鐘的實驗講解留給學生來完成,具體做法如下:(1)4人一組的實驗,每個實驗隨機抽取一組人員來詳細講解實驗原理、目的與操作步驟。(2)學生講解完畢后教師再點評。(3)在實驗操作過程中教師及時糾正錯誤或不規(guī)范的操作,引發(fā)學生對實驗操作方法的討論。(4)通過實驗現(xiàn)象引導學生思考,加深學生對基本原理的理解。
以“糖類的性質實驗”為例:糖類、苷類及其他含糖物質與α萘酚和濃硫酸呈紫紅色的環(huán)的反應稱為Molish反應,該反應可用于糖類和非糖物質的鑒別,這里要重點注意因糠醛及糠醛衍生物對此反應均呈陽性,因此不是糖類的特異反應。酮糖加入間苯二酚和鹽酸能產生紅色的反應稱為Seliwanoff反應,該反應可用于酮糖和醛糖的鑒別。學生通過教師的講解與強調,不僅懂得了實驗過程的每一步操作都要細心、準確,觀察與記錄實驗現(xiàn)象要認真,而且經(jīng)過對實驗現(xiàn)象的討論進一步理解了糖類和非糖物質的鑒別原理及影響因素。
在設計實驗時,設計對比實驗,改變實驗的某個條件,通過某組的實驗結果發(fā)生改變,讓學生們展開討論,提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。如“酶的特性”這個實驗中,考慮到溫度對酶活力的影響,在最適溫度下,酶的反應速度最高。(大多數(shù)動物酶的最適溫度為37℃—40℃,植物酶的最適溫度為50℃—60℃。)高溫可以使酶失活,低溫能降低或抑制酶的活性,但不能使酶失活。酶對溫度的穩(wěn)定性與其存在形式有關。有些酶的干燥制劑,雖加熱到100℃,其活性并無明顯改變,但在100℃的溶液中卻很快地完全失去了活性??紤]到以上問題,我們把實驗設計成兩大組,在水浴鍋的選擇方面,一組配備標準水浴鍋,一組配備溫度調整后的水浴鍋。兩組同時開展實驗,這樣顯色的時間就會有差距。在實驗過程中,教師引導學生去發(fā)現(xiàn)顯色時間的變化,進一步引起學生間的討論,最后教師再點出問題所在。
二、培養(yǎng)學生科學研究的興趣,引導學生積極參與實驗
在綜合型、研究型大學,培養(yǎng)科研型人才是教學的重要任務之一,實現(xiàn)人才培養(yǎng)與科學研究相結合,才能使大學適應現(xiàn)代化建設的需要,所以大學的教學具有探究性的特征,教學活動具有科研性是大學教學過程突出的特點,學生實驗課如果僅僅做一些簡單的定性及定量實驗,學生就會機械地依照實驗步驟做實驗,缺乏積極思考分析問題和解決問題的主動性,同時學生也很難充分理解實驗所涉及的理論知識及規(guī)律,很難對生物化學實驗產生興趣。在生物化學實驗教學中,將科學研究的內容引入實驗教學,使實驗課堂上富有學術氛圍。例如“維生素C的定量測定”實驗,常規(guī)測試方法為用2,6-二氯酚靛酚在酸性環(huán)境中滴定含有維生素C的樣品溶液,記錄滴定所消耗的2,6-二氯酚靛酚標準液量,按公式即可計算出樣品液中還原型維生素C的含量。我們可以引入超導核磁儀器來定量確定維生素C的含量。筆者在我校理化測試中心工作,中心擁有400M核磁,具有比較便利的測試條件。通過向學生介紹核磁的基本原理及測試方法,讓學生了解大型科研儀器能解決的科學問題。通過核磁管的使用、溶液的配制、譜峰的分析,進一步讓學生學習了解到核磁儀的使用及分析方法,學生可以得到更全面的操作技能的訓練。教師在講解實驗相關的理論和操作方法的同時,將實驗的設計思想教給學生,要求學生查閱文獻資料,了解譜峰的分析定量方法,在實驗過程中勤動手、多動腦。由于實驗內容帶有科學研究的性質,不能按照實驗流程簡單地重復,學生要具體分析實驗數(shù)據(jù),決定下一階段的實驗條件,這就培養(yǎng)了學生獨立解決問題和分析問題的能力。
三、培養(yǎng)學生的書寫表達能力和科學思維能力
實驗報告的寫作是提高學生寫作能力、科研能力的一個重要手段。實驗報告中的實驗目的、原理、試劑及操作步驟可以作為培養(yǎng)學生書寫與表達能力及科學思維能力的有效手段。
1.實驗目的:每一個實驗需要學生明確實驗目的,明確此次實驗要實現(xiàn)的目標或達到的目的是什么,教師使用課前檢查預習報告及提問的方式,使學生在明確實驗目的的指引下進行實驗。
2.實驗原理:在學生預習試驗后,教師再進一步講解實驗原理,鼓勵學生按照自己的理解用簡明、清晰的原則使用原理圖或反應式將反應原理表達出來,促使學生通過理解、思考后凝練出結果,而非機械地照抄課本。
3.實驗試劑:要求學生在實驗報告中寫出主要的試劑名稱、成分、純度及作用。如“糖類的性質實驗”中間苯二酚就是主要試劑,在實驗過程中引導促進學生去思考間苯二酚的作用是什么?它除了能鑒別酮糖外,還能鑒別什么糖類?這樣做有助于學生理解和認識實驗原理及反應特點。
4.操作步驟:鼓勵學生使用各類畫圖軟件畫出操作流程圖或工作表,每一次實驗評出一個最佳制圖獎,這樣做有助于學生在理解實驗操作過程的基礎上,凝練出核心步驟,通過作圖訓練,有助于學生理解作圖軟件的使用方法,進一步理解實驗的設計及每一步操作的意義。在實驗結果記錄方面,嚴格要求學生記錄原始數(shù)據(jù),培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹?shù)墓ぷ髁晳T。即使得出的數(shù)據(jù)與標準值相差較大,務必要求學生分析討論數(shù)據(jù),找出影響結果的主要因素。通過以上方法的改進,寫實驗報告,不僅鍛煉了學生的語言組織和表達能力,結合理論知識和已掌握的操作技能,對實驗目的、操作步驟、實驗結果等做出創(chuàng)新性的分析討論,可進一步培養(yǎng)學生語言組織與凝練的能力、獨立思考的能力、嚴謹求實的科學作風和科學思維的能力。
隨著21世紀對高素質人才的要求,在生物化學實踐教學改革當中,通過加強基礎實驗操作,培養(yǎng)學生生物化學實驗的基本操作能力;培養(yǎng)學生科學研究興趣,引導學生積極參與實驗;培養(yǎng)學生的書寫表達能力和科學思維能力。這三方面的工作,培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和科學思維能力,提高學生的綜合素質。而面對新形勢,需要從事教學的教師和實驗技術人員不斷的探索和思考,轉變教學觀念,實踐以學生為中心的宗旨,奉行科學服務于人的發(fā)展理念,實行不斷改進教學方式,以期達到全面提高本科實驗教學的質量,培養(yǎng)21世紀高素質、綜合型創(chuàng)新人才的目的。
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