周義發(fā)，孫 琳，蘇紀(jì)勇，崔思思，程海榮，范玉瑩，臺桂花

(東北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，長春 130024)

0 引 言

生物化學(xué)是生物學(xué)的核心課程，在生物學(xué)課程體系中起到連接微觀和宏觀的橋梁作用。生物化學(xué)既是學(xué)習(xí)生物學(xué)的基礎(chǔ)，又是研究生命科學(xué)的前沿。因此，生物化學(xué)在本科生教學(xué)中起到舉足輕重的作用。生物化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)，在分子水平上研究生命現(xiàn)象的一門科學(xué)。實驗教學(xué)是訓(xùn)練學(xué)生對理論知識與實踐技能綜合運(yùn)用的重要途徑，具有直觀性與綜合性。生物化學(xué)實驗課與理論課在生物化學(xué)的教學(xué)中具有同等重要的地位。生物化學(xué)實驗課程對培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、提升創(chuàng)新科學(xué)思維水平、提高綜合科學(xué)素質(zhì)具有重要的作用。實驗課教學(xué)效果的好壞，能否達(dá)到教學(xué)目的和目標(biāo)，取決于諸多因素。課程設(shè)計和實驗內(nèi)容是兩個不可忽視的重要因素。近年來生物化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速，新的實驗技術(shù)手段和方法不斷涌現(xiàn)。為了讓本科生能夠更多地學(xué)習(xí)、了解生物化學(xué)領(lǐng)域最新的實驗技能，開拓學(xué)生視野，我校生命科學(xué)學(xué)院近幾年對生物化學(xué)綜合實驗課程加大了資金和人員的投入，改善了實驗教學(xué)環(huán)境和條件。生物化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊對實驗課程的設(shè)計、實驗內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等進(jìn)行了多方面的改革和嘗試，取得了較好的教學(xué)效果。

1 實驗課程的總體改革設(shè)計思路及實驗內(nèi)容

1.1 課程設(shè)計思路

改革以后的生物化學(xué)本科實驗課程設(shè)置主要包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實驗3個層次。

(1)基礎(chǔ)實驗課程的教學(xué)目的主要是訓(xùn)練學(xué)生掌握從事生命科學(xué)教學(xué)和科研工作應(yīng)該必備的基礎(chǔ)知識和基本實驗技能。實驗內(nèi)容涵蓋了生物樣品的提取制備、分離純化、定量分析和鑒定技術(shù)，如鹽析、透析、離心、層析、電泳、滴定分析、比色分析和光度分析等實驗技術(shù)，以及各種實驗儀器的工作原理和使用方法，如分光光度計、離心機(jī)、移液器、電泳儀、層析系統(tǒng)等。基礎(chǔ)實驗以驗證性實驗為主，實驗周期較短，重點強(qiáng)調(diào)實驗的操作步驟與規(guī)范，通過訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，鞏固和加深學(xué)生對生物化學(xué)基本理論知識與概念的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科研興趣，為學(xué)生進(jìn)入更高層次的生物化學(xué)乃至分子生物學(xué)實驗奠定基礎(chǔ)。

(2)綜合實驗課程是以學(xué)科特色研究方向為指導(dǎo)，整合基礎(chǔ)實驗內(nèi)容，將部分科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容，目的是使學(xué)生系統(tǒng)掌握并熟練運(yùn)用生物化學(xué)研究領(lǐng)域的各種實驗技術(shù)，整體提升學(xué)生的綜合能力和科學(xué)素養(yǎng)。實驗內(nèi)容緊密圍繞生物大分子的制備和相互作用關(guān)系研究，設(shè)置了3個具有系統(tǒng)性和綜合性的實驗?zāi)K，即中草藥多糖的提取、純化和鑒定，蛋白質(zhì)(半乳凝素-3)的表達(dá)、純化和鑒定，以及中草藥多糖與半乳凝素-3相互作用的檢測與分析。改革后的綜合實驗引入了新近發(fā)展起來的先進(jìn)實驗技術(shù)，各實驗?zāi)K之間相互關(guān)聯(lián)，充分體現(xiàn)了以前沿科學(xué)問題為導(dǎo)向，將本科實驗教學(xué)與學(xué)科科研方向緊密結(jié)合的特點。通過綜合實驗的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論解決實際科學(xué)問題的能力。

(3)創(chuàng)新實驗是綜合實驗的拓展和延伸，旨在讓本科生有機(jī)會進(jìn)入實驗室，在專業(yè)教師指導(dǎo)下開展真正的科研工作，培養(yǎng)學(xué)生形成良好的科研意識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新的科研思維。實驗內(nèi)容設(shè)計以學(xué)科研究團(tuán)隊的核心方向“糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能”為主，涵蓋了糖復(fù)合物的分離純化及結(jié)構(gòu)分析、活性糖類化合物的制備、糖復(fù)合物的藥理活性及機(jī)理研究等方向。創(chuàng)新實驗采用開放式教學(xué)方式，通過實踐提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計實驗方案、實施研究過程、分析實驗結(jié)果、撰寫研究論文、展示研究成果等多方面的綜合科研素質(zhì)，使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)，加強(qiáng)觀察問題、分析問題和解決問題的能力，為生命科學(xué)研究培養(yǎng)創(chuàng)新型后備人才。

1.2 實驗內(nèi)容設(shè)計

1.2.1 基礎(chǔ)實驗

生物化學(xué)基礎(chǔ)實驗是所有生物學(xué)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是在完成無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和相應(yīng)的實驗課程之后，在大二上學(xué)期與生物化學(xué)理論課同時開設(shè)。在已修課程的基礎(chǔ)上，通過基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)習(xí)，檢驗和驗證理論課所學(xué)的生物化學(xué)知識，鞏固和加深對基礎(chǔ)知識和概念的理解。生物化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程內(nèi)容主要包括4個方面：

(1)生物大分子的提取、分離和純化。提取實驗主要通過酵母RNA的提取和大豆脲酶的提取這兩個實驗來體現(xiàn)。分離純化實驗主要包括鹽析法和透析法分離純化血清清蛋白和γ-球蛋白，以及離子交換層析和凝膠過濾層析分離純化蛋白質(zhì)。這部分內(nèi)容旨在訓(xùn)練學(xué)生初步掌握如何制備和分離生物大分子，掌握相關(guān)實驗原理和技術(shù)，加深對理論知識的理解。

(2)生物大分子的定量分析和鑒定技術(shù)。分離純化得到蛋白質(zhì)、核酸等生物分子之后，需要鑒定所得到的樣品是否為目標(biāo)分子，并測定其純度。這部分實驗內(nèi)容主要包括紫外吸收法和考馬斯亮藍(lán)法測定蛋白質(zhì)含量，紫外吸收法測定酵母RNA的含量，醋酸纖維素薄膜電泳法分析血清清蛋白和γ-球蛋白的純度，以及SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳結(jié)合Western-blot法鑒定血清清蛋白和γ-球蛋白。通過實驗技能訓(xùn)練，學(xué)生能夠掌握常用的生物樣品定量和定性分析方法的實驗原理和基本步驟，學(xué)會熟練使用分光光度計、電泳儀等相關(guān)儀器。

(3)酶學(xué)性質(zhì)的測定。酶是生物化學(xué)理論課中的一個重要章節(jié)。為了幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地理解酶促反應(yīng)速率、酶促反應(yīng)動力學(xué)方程、酶活力等抽象概念，設(shè)置了米氏常數(shù)的測定和脲酶比活力的測定兩個實驗內(nèi)容。通過實驗訓(xùn)練，使學(xué)生掌握影響酶促反應(yīng)動力學(xué)的主要因素、米氏常數(shù)的概念、意義和測定方法，以及酶活力的測定方法。

(4)代謝產(chǎn)物的鑒定和測定。物質(zhì)代謝是動態(tài)生物化學(xué)部分的重點和難點內(nèi)容，涉及多個復(fù)雜的代謝過程。由于上述幾部分內(nèi)容中沒有設(shè)置與糖類和脂類化合物相關(guān)的基礎(chǔ)實驗，因此在代謝產(chǎn)物鑒定和測定部分，設(shè)計了肌糖原的酵解作用和脂肪酸的β-氧化作用(酮體測定法)兩個實驗。通過實驗教學(xué)，學(xué)生能夠更深入地理解和掌握糖酵解和脂肪酸的β-氧化等重要代謝反應(yīng)的原理和測定方法。

基礎(chǔ)實驗內(nèi)容涵蓋了糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸類生物大分子的常用實驗方法和技術(shù)，以驗證性實驗為主，不同實驗之間相對獨(dú)立，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能和動手能力，深化學(xué)生對生物化學(xué)基礎(chǔ)知識的理解，為學(xué)習(xí)綜合實驗和創(chuàng)新實驗奠定基礎(chǔ)。

1.2.2 綜合實驗

綜合實驗在生物化學(xué)理論課與基礎(chǔ)實驗結(jié)束后開設(shè)，授課對象主要為生物學(xué)理科基地班的學(xué)生，授課學(xué)期為大二下學(xué)期，內(nèi)容設(shè)置具有系統(tǒng)性和綜合性。針對綜合實驗課程的教學(xué)目的，采用以科學(xué)問題為導(dǎo)向的教學(xué)策略，將某些前沿科學(xué)問題引入到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中來，并且將教師的科研工作與本科生實驗教學(xué)緊密結(jié)合，充分利用現(xiàn)有生物化學(xué)學(xué)科的科研資源，包括研究方向、教學(xué)團(tuán)隊、儀器設(shè)備等，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)手段解決科學(xué)問題。實驗課程采取模塊化方式教學(xué)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容共分為3個模塊。

(1)中草藥(黃藥子)多糖的提取、純化和鑒定。該模塊包括多糖的提取、多糖中總糖含量的測定、多糖的單糖組成分析及多糖的分子量分布測定幾個實驗內(nèi)容。

(2)蛋白質(zhì)(半乳凝素-3)的表達(dá)、純化和鑒定。該模塊包括半乳凝素-3的原核表達(dá)、目標(biāo)蛋白的分離純化、蛋白質(zhì)的純度鑒定及蛋白質(zhì)的含量測定幾個實驗內(nèi)容。

(3)中草藥多糖與半乳凝素-3相互作用的檢測與分析。該模塊包括多糖與半乳凝素-3相互作用的定性分析和定量分析兩個方面。模塊1和模塊2的實驗內(nèi)容相對獨(dú)立，二者通過模塊3建立聯(lián)系。同時，每個模塊內(nèi)的實驗內(nèi)容之間也相互關(guān)聯(lián)。通過3個實驗?zāi)K的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)嶒炚n題的內(nèi)容獲得綜合全面的認(rèn)識，開拓了視野，發(fā)散了思維，更重要的是對科學(xué)研究有了更深刻的認(rèn)識。

1.2.3 創(chuàng)新實驗

創(chuàng)新實驗依托于生物化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊的學(xué)科研究方向及實驗平臺，實驗內(nèi)容設(shè)置上體現(xiàn)本學(xué)科的研究特色，即以糖復(fù)合物為研究核心，分別設(shè)計如下課題內(nèi)容，包括糖復(fù)合物的分離純化及結(jié)構(gòu)分析、活性糖類化合物的制備、糖復(fù)合物的藥理活性及機(jī)理研究3個方向。

(1)糖復(fù)合物的分離純化及結(jié)構(gòu)分析。該方向包括3個子課題：①一種中藥多糖的分離純化及結(jié)構(gòu)分析。不同的學(xué)生小組可以選擇研究不同的中藥，如當(dāng)歸、柴胡、蒼術(shù)等；②一種食用真菌多糖的分離純化及結(jié)構(gòu)分析。真菌的種類可以選擇猴頭菇、蜜環(huán)菌、杏鮑菇等；③藥用植物中果膠結(jié)構(gòu)域的制備及結(jié)構(gòu)分析。分別制備藥用植物(如北沙參、南沙參等)中RG-I和RG-II果膠結(jié)構(gòu)域。

(2)活性糖類化合物的制備。該方向包括3個子課題：①利于糖苷酶制備活性果膠寡糖。內(nèi)容包括降解果膠的糖苷酶的克隆、表達(dá)、純化及果膠寡糖的制備；②利用糖苷酶制備活性真菌寡糖。內(nèi)容包括降解真菌多糖的糖苷酶的克隆、表達(dá)、純化及真菌寡糖的制備；③生物轉(zhuǎn)化法制備活性糖苷類化合物。內(nèi)容包括糖苷酶的制備及利用糖苷酶轉(zhuǎn)化獲得稀有人參皂苷。

(3)糖復(fù)合物的藥理活性及機(jī)理研究。該方向包括4個子課題：①糖復(fù)合物的免疫調(diào)節(jié)活性及機(jī)理研究。重點分析某種中藥或真菌多糖的免疫活性并探討機(jī)理；②糖復(fù)合物的降血糖活性及機(jī)理研究。重點分析某種中藥或真菌多糖的降血糖活性并探討機(jī)理；③糖復(fù)合物的抗腫瘤活性及機(jī)理研究。分析某種中藥或真菌多糖的抗腫瘤活性并探討機(jī)理；④糖復(fù)合物與半乳凝素的相互作用及機(jī)理研究。研究中藥或真菌多糖對不同半乳凝素的抑制作用，并探討活性機(jī)理。

通過創(chuàng)新實驗訓(xùn)練，能夠讓學(xué)生對教師科研工作中的一個具體研究方向形成系統(tǒng)完整的認(rèn)知，在實驗過程中既擴(kuò)展學(xué)習(xí)了相關(guān)理論知識，又能熟練運(yùn)用相關(guān)儀器設(shè)備，而且在設(shè)計實驗過程中能夠獨(dú)立分析和解決問題，增強(qiáng)本科生的自學(xué)意識，提升本科生整體的科研能力。

2 綜合實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

由于基礎(chǔ)實驗重在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及對基本實驗技能的掌握，實驗內(nèi)容相對簡單，而創(chuàng)新性實驗更多的依賴于學(xué)科團(tuán)隊的科研方向。因此，有關(guān)這兩部分實驗的改革不在這里贅述。本文著重討論生物化學(xué)綜合實驗教學(xué)的改革。生物化學(xué)的研究內(nèi)容主要包括生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能以及它們在分解與合成過程中的物質(zhì)代謝和能量代謝。生物化學(xué)中研究的生物大分子是指蛋白質(zhì)、多糖和核酸。由于核酸相關(guān)的實驗技術(shù)已經(jīng)在分子生物學(xué)實驗中詳細(xì)開展，因此生物化學(xué)綜合實驗課主要圍繞多糖和蛋白質(zhì)的相關(guān)技術(shù)展開。改革前的綜合實驗課內(nèi)容主要包括多糖的提取、分離與鑒定，與蛋白質(zhì)相關(guān)的實驗只是針對某項技術(shù)而設(shè)計的單獨(dú)的實驗內(nèi)容，如SDS-PAGE電泳、離子交換層析等。這些內(nèi)容之間相對獨(dú)立，關(guān)聯(lián)性不大，不能系統(tǒng)地對學(xué)生進(jìn)行綜合能力的訓(xùn)練。

生物化學(xué)學(xué)科團(tuán)隊的研究方向為糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能，主要研究內(nèi)容包括多糖的分離純化與結(jié)構(gòu)分析、多糖的生物學(xué)活性以及多糖的構(gòu)效關(guān)系研究。在研究多糖的多種生物學(xué)活性過程中，發(fā)現(xiàn)半乳凝素-3這種蛋白質(zhì)是多糖作用的靶點，多糖通過抑制半乳凝素-3而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、粘附、遷移、血管生成以及對抗癌藥物的敏感性?；诒緦W(xué)科現(xiàn)有科研方向及取得的科研成果，本著教學(xué)科研相結(jié)合的宗旨，重新設(shè)計了生物化學(xué)綜合實驗課的教學(xué)內(nèi)容。改革后的實驗課程主題為“黃藥子多糖和半乳凝素-3的制備、純化、鑒定以及相互作用的檢測與分析”，該實驗的開設(shè)能夠培養(yǎng)學(xué)生對生物大分子的制備技術(shù)、分離純化技術(shù)、鑒定分析技術(shù)以及分子相互作用的檢測技術(shù)得到很好的掌握和了解。

改革后的實驗課程根據(jù)教學(xué)內(nèi)容劃分為3個模塊：①為中草藥(黃藥子)多糖的提取、純化和鑒定；②為蛋白質(zhì)(半乳凝素-3)的表達(dá)、純化和鑒定；③為中草藥多糖與半乳凝素-3相互作用的檢測與分析(見圖1)。其中模塊1為保留的實驗內(nèi)容，仍以多糖的提取和理化性質(zhì)分析為主要內(nèi)容，但在原實驗設(shè)計基礎(chǔ)上優(yōu)化了部分實驗環(huán)節(jié)，如去掉了目前不常用的薄層層析法測定單糖組成這一實驗內(nèi)容。模塊2為改進(jìn)的實驗內(nèi)容，以蛋白質(zhì)的分離純化及鑒定為主。這2個模塊通過模塊3建立聯(lián)系，同時，每個模塊內(nèi)涉及的實驗內(nèi)容之間也相互關(guān)聯(lián)。

圖1 改革后的生物化學(xué)綜合實驗教學(xué)內(nèi)容

新的實驗課程各模塊具體實驗內(nèi)容設(shè)置如下：

模塊1中草藥(黃藥子)多糖的提取、純化和鑒定。該模塊中包括4個實驗內(nèi)容，即多糖的提取、多糖中總糖含量的測定、多糖的單糖組成分析及多糖的分子量分布測定。這部分的實驗?zāi)康氖亲寣W(xué)生了解多糖的性質(zhì)，學(xué)會如何提取多糖，并能夠分析多糖的基本理化性質(zhì)。實驗教學(xué)過程中既要求掌握實驗原理，也能熟練應(yīng)用各項實驗技能。多糖的提取實驗中涉及的具體實驗方法有熱水煮提、乙醇沉淀和常規(guī)干燥技術(shù)；多糖中總糖含量的測定采用苯酚-硫酸法；多糖的單糖組成分析采用酸水解及高效液相色譜法(見圖2)；多糖的分子量分布測定采用分子篩層析法。這些實驗技術(shù)既是目前糖生物學(xué)研究中常用的方法，同時也相對簡單，易于操作，能夠在本科實驗教學(xué)中開展。

圖2 高效液相色譜技術(shù)在生物化學(xué)綜合實驗中的應(yīng)用

模塊2蛋白質(zhì)(半乳凝素-3)的表達(dá)、純化和鑒定。該模塊包括半乳凝素-3的原核表達(dá)、目標(biāo)蛋白的分離純化、蛋白質(zhì)的純度鑒定及蛋白質(zhì)的含量測定幾個方面。這部分內(nèi)容的實驗?zāi)康氖峭ㄟ^以半乳凝素-3為例，讓學(xué)生掌握蛋白質(zhì)的制備過程及純度和含量的測定方法。在半乳凝素-3的原核表達(dá)這部分內(nèi)容中，涉及的主要實驗技術(shù)包括細(xì)菌的培養(yǎng)、超聲破碎細(xì)胞等；目標(biāo)蛋白的分離純化內(nèi)容涉及的主要實驗技術(shù)為親和層析；蛋白質(zhì)的純度和鑒定中用到的主要技術(shù)為SDS-PAGE和western blot方法；蛋白質(zhì)的含量測定主要涉及的技術(shù)為考馬斯亮藍(lán)法及紫外吸收法。這些實驗技術(shù)是實驗室科研常用的技術(shù)手段，通過本科階段系統(tǒng)的學(xué)習(xí)可以為學(xué)生日后從事科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

模塊3中草藥多糖與半乳凝素-3相互作用的檢測與分析。該模塊使模塊1和模塊2的研究內(nèi)容有機(jī)的聯(lián)系起來，研究多糖和蛋白質(zhì)的相互作用，這部分內(nèi)容也是當(dāng)今生物化學(xué)領(lǐng)域研究的熱門科學(xué)問題之一。本模塊的內(nèi)容包括多糖與半乳凝素-3相互作用的定性分析和定量分析兩個方面。定性分析主要采用紅細(xì)胞凝集阻抑法，定量分析則利用生物膜干涉技術(shù)。紅細(xì)胞膜表面包裹了一層由糖蛋白和糖脂構(gòu)成的糖被，糖被能夠與半乳凝素-3結(jié)合，半乳凝素-3的多價性又促進(jìn)了不同細(xì)胞之間的連接，即紅細(xì)胞凝集。紅細(xì)胞凝集可以用來檢測半乳凝素-3的生物活性。紅細(xì)胞凝集阻抑實驗是用來檢測不同抑制劑對半乳凝素-3活性抑制能力的實驗，利用抑制劑對半乳凝素-3的競爭性結(jié)合達(dá)到阻抑紅細(xì)胞凝集的效果。生物膜干涉技術(shù)是一種無需標(biāo)記的實時快速檢測技術(shù)，其原理是當(dāng)生物分子結(jié)合到傳感器表面形成一層生物膜層時，該生物膜層對透過傳感器光的波形造成干涉現(xiàn)象，通過實時監(jiān)測干涉現(xiàn)象的相位移動，從而檢測結(jié)合到傳感器上分子數(shù)量的變化。生物膜干涉技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于蛋白質(zhì)、多糖、DNA、RNA和小分子等分子間相互作用的檢測。在本模塊中，通過使用相關(guān)軟件可以分析多糖與半乳凝素-3的結(jié)合和解離情況，得到結(jié)合速度常數(shù)、解離速度常數(shù)以及解離常數(shù)等(見圖3)。此模塊中選用的兩種實驗方法和使用的儀器手段既是研究蛋白質(zhì)與多糖相互作用的主要技術(shù)，同時也相對易于操作，能夠使本科生獨(dú)立完成實驗，最終使學(xué)生能夠深刻理解多糖與蛋白質(zhì)相互作用的知識要點。

(a)生物膜干涉儀

(b)多糖與半乳凝素-3的結(jié)合和解離情況

3 綜合實驗教學(xué)軟硬件條件的改進(jìn)

(1)教學(xué)方法的改進(jìn)。為了保證學(xué)生學(xué)習(xí)知識的系統(tǒng)性、綜合性和廣泛性，本課程對教學(xué)方式進(jìn)行了改進(jìn)，不僅限于實驗課堂上的演示講授，還針對不同實驗?zāi)K中的實驗內(nèi)容單獨(dú)設(shè)置理論課講座。除了介紹實驗中用到的技術(shù)方法和原理外，還會為學(xué)生擴(kuò)展相關(guān)領(lǐng)域的其他技術(shù)方法和應(yīng)用范圍，使學(xué)生獲取的知識得到延伸，為未來從事科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)。每部分內(nèi)容由不同研究方向的任課教師進(jìn)行專題講座，詳細(xì)講解該部分知識點的原理在實際科研工作中的應(yīng)用以及當(dāng)今國內(nèi)外該領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和成果。本課題組具有教師資源的優(yōu)勢，任課老師的研究方向比較精專，涵蓋多糖的提取、純化和鑒定、蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)以及多糖與蛋白質(zhì)的相互作用。幾位任課老師分別負(fù)責(zé)各自研究方向的課程，保證了學(xué)生們學(xué)到更加專業(yè)的前沿知識。

本實驗中的3個研究模塊不是獨(dú)立存在的，它們之間有著緊密的聯(lián)系，這一點與生物化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程不同。學(xué)生只有完成了模塊1和模塊2的實驗內(nèi)容，并且獲得必要的實驗材料如多糖和蛋白質(zhì)等，才有可能進(jìn)行模塊3的實驗。實驗設(shè)計上的連貫性使學(xué)生能夠體會到生物科學(xué)實驗的邏輯性、復(fù)雜性和完整性。另外，由于該綜合實驗含有3個模塊，每個模塊中實驗步驟或細(xì)節(jié)的不同會導(dǎo)致每個實驗小組獲得不同的實驗結(jié)果，在對自己小組的結(jié)果以及與其他各組的實驗結(jié)果進(jìn)行橫向和縱向的分析與討論時，能夠使學(xué)生思考造成這些結(jié)果多樣化的原因及意義，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生對生物實驗結(jié)果的分析能力和批判性思維。

在實驗教材方面由于沒有適用于本實驗課程的可用教材，采用授課教師自編的實驗講義。講義中明確了每部分內(nèi)容的實驗原理、實驗?zāi)康?、實驗中用到的試劑和儀器、實驗框架、具體的實驗操作步驟及注意事項、相關(guān)參考文獻(xiàn)以及針對每部分實驗內(nèi)容提出思考題等可以讓學(xué)生清晰和深入地學(xué)習(xí)綜合實驗。學(xué)生通過教師對理論知識及實驗操作的講解，結(jié)合實驗講義，能夠相對獨(dú)立的完成實驗內(nèi)容。教師僅僅提供實驗理論支持，讓學(xué)生自己獨(dú)立完成實驗，盡量避免直接參與到學(xué)生的實驗中去。這就訓(xùn)練了學(xué)生的動手能力，并且在一定程度上提高學(xué)生對實驗和后續(xù)科研的興趣。

(2)綜合實驗硬件設(shè)施的改善。為了使學(xué)生能夠獨(dú)立完成實驗，本課程為每組學(xué)生都配備了一組基本的實驗用具，包括移液器、高速小型冷凍離心機(jī)、低速離心機(jī)、可見分光光度計、搖床、小型提取設(shè)備、生物大分子分離純化填料、層析柱、水浴鍋、pH計、天平等。這些完備的實驗器材使每個學(xué)生都有機(jī)會進(jìn)行實驗操作。另外，生物化學(xué)綜合實驗課程涉及的知識面比較前沿，需要用到較先進(jìn)的儀器設(shè)備，學(xué)院近幾年加大了對綜合實驗課的資金投入，用于改善實驗室環(huán)境和購置一系列先進(jìn)儀器設(shè)備，包括高效液相色譜儀、蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)、生物膜干涉儀和大型高速離心機(jī)等。這些硬件條件設(shè)施的改善對于提升生物化學(xué)綜合實驗課程教學(xué)水平具有極大的促進(jìn)作用。上述儀器設(shè)備在本科教學(xué)中的應(yīng)用讓學(xué)生能夠及時學(xué)習(xí)到生物化學(xué)領(lǐng)域前沿的技術(shù)手段。學(xué)院還為參加綜合實驗的學(xué)生提供了一間專業(yè)的實驗室，學(xué)生有足夠的空間和時間進(jìn)行實驗。學(xué)院的所有教育部重點實驗室和省級重點實驗室的儀器也都對參加綜合實驗的學(xué)生開放，學(xué)生可以充分接觸和利用相關(guān)的先進(jìn)儀器設(shè)備。

4 教學(xué)考核評價方式的改革

考核是實驗教學(xué)中評價學(xué)生對實驗技能及理論知識掌握水平的一種重要方式，如何公正客觀地評定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也是教學(xué)改革中的一個重要方面。傳統(tǒng)的考核方式以實驗報告成績?yōu)橹?，但這種形式往往忽略了學(xué)生的課堂表現(xiàn)，給出的成績比較片面。傳統(tǒng)的對實驗報告的要求通常也比較簡單，學(xué)生只是將實驗原理和實驗步驟從教材上照搬照抄，不能對實驗結(jié)果進(jìn)行深入的分析和探討，導(dǎo)致對實驗的理解和認(rèn)識不夠深入。針對這些問題，改革了生物化學(xué)綜合實驗課的考核評價方式，既考察學(xué)生的平時表現(xiàn)，也增加了期末考試考察學(xué)生對實驗的掌握，從而全面考察學(xué)生對實驗的掌握和認(rèn)識。

(1)考核標(biāo)準(zhǔn)的制定。改革后的實驗教學(xué)考核成績包括兩部分，分別為平時成績50分和期末考試成績50分。其中平時成績中又包括出勤10分，課堂上動手操作表現(xiàn)10分，實驗報告30分。期末考試成績中回答問題40分，現(xiàn)場演示實驗操作10分。

(2)實驗報告的評定標(biāo)準(zhǔn)。新的考核方式對實驗報告也提出了新的要求，要求學(xué)生按照研究論文的形式進(jìn)行撰寫，研究論文要有完整的摘要、關(guān)鍵詞、研究背景、實驗原理、實驗方法、結(jié)果與討論，重點考察學(xué)生對結(jié)果的分析與討論。學(xué)生需要在研究論文中給出預(yù)期的實驗結(jié)果，如果結(jié)果與預(yù)期不符是因為哪些操作不當(dāng)造成的，為了避免這些問題的出現(xiàn)應(yīng)該給出哪些改進(jìn)的方案等。通過以研究論文的形式書寫實驗報告，讓學(xué)生對所做實驗內(nèi)容有了相對系統(tǒng)和完整的認(rèn)識，在討論實驗結(jié)果的過程中加深了對實驗設(shè)計的理解，而且這種書寫形式也為以后從事科研工作的學(xué)生撰寫科技論文打下了良好的基礎(chǔ)。

(3)期末考試的實施。改革后的期末考試形式采用口試的方式，面對面對學(xué)生進(jìn)行考核。每個學(xué)生的考核時間為10 min，既考察學(xué)生對實驗原理、實驗設(shè)計、實驗內(nèi)容的掌握，也現(xiàn)場考察學(xué)生對儀器的實際操作能力。口試過程中也讓學(xué)生對其小組的實驗結(jié)果進(jìn)行分析，評價結(jié)果合理與否，如果不合理是什么原因造成的，如何避免這類問題使結(jié)果合理化等，從而強(qiáng)化學(xué)生分析問題和解決問題的能力。盡管口試增加了任課教師的工作量, 但受到了學(xué)生的廣泛歡迎。學(xué)生們普遍反映這種考試方式新穎，能夠加深印象, 對于知識的理解和掌握有較好的效果。

5 加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)

生物化學(xué)綜合實驗課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法既具有基礎(chǔ)性，也具有前沿性，實驗過程中會涉及多種先進(jìn)科研儀器設(shè)備。這就要求實驗教師既要有扎實的理論基礎(chǔ)，也要掌握本專業(yè)的前沿內(nèi)容，具備較高的科研能力，才能勝任綜合實驗課程的教學(xué)。因此，加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)對提高生物化學(xué)綜合實驗課程教學(xué)水平具有重要意義。在加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)方面采取的措施主要有：

(1)通過不斷培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，提高實驗教師隊伍的綜合教學(xué)水平。鼓勵任課教師積極參加全國舉辦的各種教學(xué)培訓(xùn)會議、教學(xué)改革會議、優(yōu)秀教師訓(xùn)練營、儀器設(shè)備培訓(xùn)課程等，向其他單位學(xué)習(xí)和請教好的經(jīng)驗。教師團(tuán)隊內(nèi)部定期開展教學(xué)內(nèi)容及方法的研討，交流教學(xué)經(jīng)驗和心得，適時改革教學(xué)內(nèi)容，并不斷將最新的理論和實驗技術(shù)引入到教學(xué)中，提高綜合實驗教師隊伍的整體教學(xué)水平。

(2)增加生物化學(xué)綜合實驗課專職實驗教師的人數(shù)。改革后的綜合實驗課程緊密銜接當(dāng)今生物化學(xué)領(lǐng)域研究的熱門科學(xué)問題，不斷將多種先進(jìn)儀器設(shè)備應(yīng)用到本科教學(xué)工作中來。這不僅要求主講教師要具備過硬的專業(yè)技術(shù)水平，同時對專職實驗教師也提出了更高的要求。以前專職教師負(fù)責(zé)的工作主要以準(zhǔn)備實驗材料、配置試劑等基礎(chǔ)工作為主，改革后的實驗內(nèi)容則要求專職教師熟練掌握一些先進(jìn)儀器的原理和操作方法。生命科學(xué)學(xué)院近年來不斷引進(jìn)生物化學(xué)領(lǐng)域青年人才，先后引進(jìn)3名高水平博士生作為專職實驗教師，提高了專職實驗教師隊伍的整體水平。

(3)將綜合實驗課教師隊伍與本學(xué)院學(xué)科隊伍相結(jié)合。改革后的綜合實驗課程內(nèi)容與本學(xué)院生物化學(xué)學(xué)科團(tuán)隊的科研方向緊密結(jié)合。綜合實驗課的授課教師隊伍全部來自于生物化學(xué)學(xué)科團(tuán)隊，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)和科研的一體化。經(jīng)過近5年的建設(shè)，現(xiàn)已形成一支教學(xué)經(jīng)驗豐富、科研實力雄厚、知識結(jié)構(gòu)完備、年齡及職稱結(jié)構(gòu)合理的生物化學(xué)綜合實驗課教學(xué)團(tuán)隊。

6 完善獎勵機(jī)制

為了激勵教師不斷提高教學(xué)水平，深入開展生物化學(xué)實驗的教學(xué)改革，本學(xué)科團(tuán)隊采取了一系列獎勵措施鼓勵教師進(jìn)行創(chuàng)新性教學(xué)改革。任課教師除了獲得所承擔(dān)的課時費(fèi)外，還會根據(jù)學(xué)生對各位任課教師的教學(xué)效果的評定、教師教學(xué)改革的成果及指導(dǎo)本科生獲得各類獎勵情況給予相應(yīng)的績效獎勵。教學(xué)成果主要包括獲得國家級、省級或校級的教學(xué)改革或教學(xué)成果獎；承擔(dān)各類教學(xué)改革項目；撰寫教材以及發(fā)表教學(xué)改革論文等。指導(dǎo)本科生獲獎主要是獲得國家級、省級或校級的各類創(chuàng)新實驗競賽和實驗技能競賽等。學(xué)科團(tuán)隊根據(jù)每位任課教師每年取得的各類成果的多少，綜合分配績效獎勵，從而進(jìn)一步提高教師積極參與教學(xué)工作和教學(xué)改革的熱情。

7 結(jié) 語

生物化學(xué)實驗對于培養(yǎng)高等院校生物學(xué)本科生的基本實驗技能和創(chuàng)新能力十分重要。本教學(xué)團(tuán)隊重點對生物化學(xué)綜合實驗課程進(jìn)行了改革,改進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容,改革了教學(xué)方法,完善了考核制度,加強(qiáng)了實驗室條件和教師隊伍建設(shè)。通過改革提升了課程的教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,激發(fā)了教師的授課熱情,取得了顯著的成效。