王海娟,孫曉培,于蕾妍
(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院,山東萊陽 265200)
獨(dú)立學(xué)院是我國高等教育體系中的一個(gè)重要組成部分,它是實(shí)施本科以上學(xué)歷教育的普通高等學(xué)校與國家機(jī)構(gòu)以外的社會(huì)組織或個(gè)人合作,利用國家非財(cái)政性經(jīng)費(fèi)舉辦的實(shí)施本科學(xué)歷教育的高等學(xué)校[1]。在教育部的《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃(2014—2020年)》中“引導(dǎo)部分本科高校向應(yīng)用技術(shù)類高校轉(zhuǎn)型”的改革內(nèi)容公布后,大部分獨(dú)立學(xué)院的人才目標(biāo)定位為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[2]?!吧锘瘜W(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程,而且在碩士研究生入學(xué)考試中,是某些專業(yè)的必考課程。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分[3],也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和科學(xué)研究素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)[4-5]。因此,為增強(qiáng)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在未來就業(yè)中的競爭力,提高“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)質(zhì)量勢在必行。筆者自2015開始開設(shè)“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)含量的測定(考馬斯亮藍(lán)G-250法)”綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)可以獲得電泳與光譜分析法的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能和方法的綜合訓(xùn)練,并進(jìn)一步學(xué)習(xí)紫外-可見分光光度計(jì)、離心機(jī)、電泳儀等儀器設(shè)備的使用,為后續(xù)課程如“食品化學(xué)”“食品營養(yǎng)學(xué)”“食品工藝學(xué)”的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。經(jīng)過多年實(shí)施,取得了較好的教學(xué)效果。
該步驟要求學(xué)生會(huì)利用研缽破碎細(xì)胞,從中提取分離水溶性蛋白質(zhì)。要求植物材料要研磨充分,否則會(huì)影響蛋白質(zhì)的提取量。操作過程需要學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)、注意細(xì)節(jié)問題,否則會(huì)加大實(shí)驗(yàn)誤差。該步驟可以加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)的重要呈色反應(yīng)、蛋白質(zhì)含量測定方法的認(rèn)識(shí),并提高學(xué)生對(duì)光譜分析法技術(shù)的掌握。
該步驟是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵,能提高學(xué)生的動(dòng)手能力。操作過程需要學(xué)生操作準(zhǔn)確迅速,并注意細(xì)節(jié)問題,如點(diǎn)樣時(shí)要注意移液槍移出時(shí)不能松手,否則可能會(huì)造成蛋白樣品回吸,并可能影響不同點(diǎn)樣孔間蛋白樣品的純度。制膠時(shí),學(xué)生可根據(jù)室溫適當(dāng)調(diào)整過硫酸銨和四甲基乙二胺的添加量,使之在灌膠時(shí)不聚合。該步驟可以加深學(xué)生對(duì)電泳原理的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生對(duì)電泳技術(shù)的掌握。
通過脫色后聚丙烯酰胺凝膠上會(huì)出現(xiàn)清晰的蛋白條帶,由負(fù)極端開始分子量逐漸減小。通過觀察到的蛋白條帶,學(xué)生可以直觀掌握組織材料中水溶性蛋白的數(shù)目,加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。
傳統(tǒng)“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)按部就班地完成實(shí)驗(yàn),其自主性受到一定限制,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣不高、重視不夠,僅能達(dá)到對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能的鍛煉,但動(dòng)手動(dòng)腦能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、科學(xué)素養(yǎng)都不能得到有效鍛煉。
綜合性實(shí)驗(yàn)是將多個(gè)具有相關(guān)性的單一實(shí)驗(yàn)綜合,多為生物分子的提取、分離、純化定性或定量測定,綜合性實(shí)驗(yàn)不僅進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)生物分子基本性質(zhì)的認(rèn)識(shí),鞏固實(shí)驗(yàn)基本技能,而且可進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的科研能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、發(fā)散性思維[6],對(duì)實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)具有重要意義。
綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)內(nèi)容不僅包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還包括與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)。通過課前預(yù)習(xí),學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有整體把握,提前了解重點(diǎn)、難點(diǎn),能提高效率、改善實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,教師進(jìn)行一定的引導(dǎo),使學(xué)生理清思路,從中領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理及操作關(guān)鍵點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)操作過程中,學(xué)生是課堂的主體,而教師是協(xié)助者,使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)生接受變?yōu)榉e極參與,極大地提高了學(xué)生的興趣。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤,要求學(xué)生在課堂上同組之間進(jìn)行討論,這不僅鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,而且鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)過程中,不但鞏固了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能,而且進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生對(duì)相關(guān)儀器的使用,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下一定基礎(chǔ)。
在實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生做到整理、整頓、清掃、清潔、安全,既有利于提高實(shí)驗(yàn)效率,保障實(shí)驗(yàn)效果,排除安全隱患,還有利于提高學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí),提前告知學(xué)生書寫的要求和規(guī)范,要求學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論??慑憻拰W(xué)生分析問題和解決問題能力,為學(xué)生后續(xù)課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、畢業(yè)論文寫作打下一定的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要求學(xué)生要?dú)w納總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題。例如,有的小組在提取蛋白質(zhì)時(shí)含量過低,以至于電泳時(shí)蛋白條非常模糊。又如,有的小組做出的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性不好等問題。學(xué)生需要分析出產(chǎn)生問題的原因,決定采用何種方法加以解決,并總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的成功和不足。
近2年,授課班級(jí)人數(shù)基本在20人/批,實(shí)驗(yàn)過程中,一般控制2~3人為一小組,盡量保證每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),而且人數(shù)相對(duì)較少,有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,有足夠的時(shí)間和空間對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和引導(dǎo),在提高教學(xué)效果方面具有顯著效果。教學(xué)中,采用了示范性教學(xué)。如移液槍的使用,因?yàn)閷W(xué)生第一次接觸,所以教師親自示范如何拿移液槍,如何調(diào)整刻度及裝卸槍頭,如何移取液體、如何放液,并要求每個(gè)學(xué)生都練習(xí)一下如何使用。制膠時(shí),教師邊操作示范,邊提出問題,或者學(xué)生有問題的及時(shí)提出,要求學(xué)生思考、討論,最后一起來解決問題。結(jié)合實(shí)物進(jìn)行示范可增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),提升學(xué)生的認(rèn)同感和趣味性。邊示范邊提出問題,在增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性和發(fā)散性思維。
綜合性實(shí)驗(yàn)一般學(xué)時(shí)較長,要求學(xué)生做好時(shí)間統(tǒng)籌安排,提高實(shí)驗(yàn)效率。綜合性實(shí)驗(yàn)所需儀器種類比較多,要求學(xué)生愛護(hù)儀器,養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。在綜合性實(shí)驗(yàn)過程中,制膠和點(diǎn)樣是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn),要求學(xué)生制膠時(shí)操作要迅速準(zhǔn)確,點(diǎn)樣前進(jìn)行一定的練習(xí)及指點(diǎn)。采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定蛋白質(zhì)含量的時(shí)候,要求在1 h內(nèi)完成,且在使用分光光度計(jì)時(shí),操作要規(guī)范,愛護(hù)儀器。實(shí)驗(yàn)中用到的試劑丙烯酰胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺為神經(jīng)毒劑,在實(shí)驗(yàn)過程,學(xué)生要學(xué)會(huì)保護(hù)自己,操作時(shí)避免與皮膚接觸。灌膠時(shí)要注意速度均勻,防止產(chǎn)生起泡。
以上是筆者在“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革中的嘗試和經(jīng)驗(yàn)。生物化學(xué)是研究生命物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成及代謝的科學(xué),應(yīng)用及其廣泛。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是對(duì)生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的延伸和驗(yàn)證,近幾年關(guān)于“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的熱度一直不減。綜合性實(shí)驗(yàn)以實(shí)際問題為基礎(chǔ),以學(xué)生為中心,以教師為指導(dǎo),可逐步提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、良好的科研素養(yǎng)和科研能力,增強(qiáng)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在未來發(fā)展中的競爭力。當(dāng)然,綜合性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)仍存在一定的問題,如學(xué)時(shí)偏少、綜合性實(shí)驗(yàn)數(shù)目過少、儀器設(shè)備相對(duì)偏少等,期望在學(xué)校的支持和生物化學(xué)教師團(tuán)隊(duì)的努力下,進(jìn)一步提升教學(xué)效果,達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。