摘" 要" 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課作為生物化學(xué)課程的重要組成部分，是生命科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研素質(zhì)極為重要。在實(shí)驗(yàn)中，一些學(xué)生常常由于不理解實(shí)驗(yàn)原理或不按照規(guī)范操作，造成很多失誤。教師可以把這些失誤作為案例，巧用示誤和試誤教學(xué)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生端正科研態(tài)度，培養(yǎng)其科研意識(shí)和科研技能。

關(guān)鍵詞" 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；示誤教學(xué)；試誤教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）10-0140-03

0" 引言

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)以化學(xué)方法研究生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生命活動(dòng)規(guī)律，既具有直觀性，又具有綜合性。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為生物化學(xué)課程的重要組成部分，是生命科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，對(duì)幫助學(xué)生深刻理解理論知識(shí)、培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研素質(zhì)極為重要。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇與處理、試劑配制、物質(zhì)提取、定量檢測(cè)、結(jié)果分析等環(huán)節(jié)都包含一系列細(xì)節(jié)，涉及知識(shí)點(diǎn)眾多，某個(gè)細(xì)節(jié)稍有改變，結(jié)果就會(huì)大相徑庭，甚至可能造成實(shí)驗(yàn)的失敗。

筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生由于不理解實(shí)驗(yàn)原理或粗心大意，而出現(xiàn)各種各樣的失誤，達(dá)不到預(yù)期結(jié)果。學(xué)生作為初學(xué)者，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，教師不應(yīng)該將其簡(jiǎn)單定性為失敗，應(yīng)該把這些錯(cuò)誤作為學(xué)習(xí)的契機(jī)。一方面要及時(shí)示誤，分析錯(cuò)誤背后的原因，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到細(xì)節(jié)的重要性；另一方面要主動(dòng)試誤，針對(duì)易出錯(cuò)的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生深刻理解實(shí)驗(yàn)原理，端正科研態(tài)度、增強(qiáng)科研意識(shí)、提升科研技能。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，會(huì)比實(shí)驗(yàn)一次成功更有收獲。

1" 出現(xiàn)失誤的原因

1.1" 不理解實(shí)驗(yàn)原理造成失誤

醋酸纖維素薄膜電泳實(shí)驗(yàn)中對(duì)醋酸纖維素薄膜的預(yù)處理及加樣、加樣后放置在電泳槽架上的操作非常關(guān)鍵。如果學(xué)生不理解薄膜保持濕潤(rùn)的重要性，不知道印章法加樣時(shí)血清要少量、均勻，要果斷地操作等要點(diǎn)，不清楚醋酸纖維素薄膜必須把加樣端置于負(fù)極且加樣線不能接觸濾紙橋、點(diǎn)樣面向下放置在濾紙橋上的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，是不可能得到整齊清晰條帶的。

酶的特性實(shí)驗(yàn)由三個(gè)小實(shí)驗(yàn)組成，分別研究不同溫度、pH值和激活劑與抑制劑存在時(shí)，唾液淀粉酶催化淀粉水解反應(yīng)速率的變化。除了這三個(gè)單一變量，其他條件必須一致才能得出可靠結(jié)論。必須讓學(xué)生理解酶促反應(yīng)時(shí)間是如何界定的：酶促反應(yīng)開(kāi)始的時(shí)間是酶與底物接觸的那一刻，加入碘液的時(shí)刻是酶促反應(yīng)結(jié)束的時(shí)間，兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間要精確到秒，因?yàn)槿绻麜r(shí)間不一致，就不能得出正確結(jié)論。

真核細(xì)胞DNA實(shí)驗(yàn)中，提取的是基因組DNA。在提取過(guò)程中，DNA易發(fā)生機(jī)械斷裂，產(chǎn)生大小不同的片段。因此，分離DNA時(shí)動(dòng)作一定要輕緩，以保證得到較長(zhǎng)的DNA。

此外，維生素C定量測(cè)定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和樣液制備要保持酸性環(huán)境；標(biāo)準(zhǔn)曲線制作時(shí)是否把橫坐標(biāo)設(shè)為自變量、把縱坐標(biāo)設(shè)為因變量，坐標(biāo)軸的刻度值是否正確，計(jì)算方法是否正確等，都需要在理解原理的基礎(chǔ)上操作，才能得到理想結(jié)果。

1.2" 不按照規(guī)范操作造成失誤

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作非常煩瑣，都是由一系列細(xì)節(jié)構(gòu)成，稍不注意就會(huì)“失之毫厘，差之千里”。常見(jiàn)的失誤主要表現(xiàn)在：前期準(zhǔn)備時(shí)試管等玻璃器皿是否潔凈、干燥；試劑配制時(shí)使用量計(jì)算是否正確，是否現(xiàn)用現(xiàn)配，溶劑是否符合要求，藥品是否完全溶解；纖維素薄膜是否充分浸透緩沖液并適當(dāng)吸去多余液體；物質(zhì)提取環(huán)節(jié)，樣品稱(chēng)重是否選用分析天平，抽提溶劑是否合理，樣品研磨破碎是否充分，是否全部轉(zhuǎn)移到離心管，離心時(shí)離心管是否做到等重、平衡，離心后上清液是否在傾出后再吸取，上清液是否量取體積；是否規(guī)范使用移液器，加樣后是否充分混勻；分光光度計(jì)是否調(diào)至所需波長(zhǎng)，比色皿是否潔凈、潤(rùn)洗，是否調(diào)零后讀取數(shù)值，測(cè)得數(shù)值是否超出一定范圍等[1]。

2" 示誤教學(xué)和試誤教學(xué)

2.1" 關(guān)注操作細(xì)節(jié)，及時(shí)示誤

學(xué)生操作中出現(xiàn)錯(cuò)誤，馬上要求改正，可能造成“一聽(tīng)就懂、過(guò)后即忘、下次還錯(cuò)”的現(xiàn)象。教師可以將錯(cuò)就錯(cuò)，做一個(gè)正誤對(duì)比，將出錯(cuò)的樣本按照程序繼續(xù)進(jìn)行下去，讓學(xué)生親眼看到兩種結(jié)果，再引導(dǎo)他們分析失敗原因，并作為錯(cuò)誤案例，向班級(jí)示誤。一個(gè)失敗的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生帶來(lái)的思維沖擊是不容忽視的，成功的實(shí)驗(yàn)?zāi)軒Ыo學(xué)生知識(shí)，錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)?zāi)艽偈箤W(xué)生思考[2]。

生物化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)大多使用分光光度法，第一次使用分光光度法講解原理時(shí)，跟學(xué)生講明紫外分光光度計(jì)和可見(jiàn)分光光度計(jì)的波長(zhǎng)范圍，強(qiáng)調(diào)要根據(jù)測(cè)定波長(zhǎng)選擇分光光度計(jì)，有些學(xué)生并沒(méi)有牢記。后面的實(shí)驗(yàn)是用紫外分光光度法測(cè)定維生素C的含量，多位學(xué)生試圖用可見(jiàn)光分光光度計(jì)調(diào)節(jié)至243 nm。教師發(fā)現(xiàn)他們的錯(cuò)誤，沒(méi)有急于糾正，而是當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)不能調(diào)出所需波長(zhǎng)，并引起其他學(xué)生注意時(shí)再指出錯(cuò)誤，反而收到更好的效果。

“薄層層析法分離氨基酸”實(shí)驗(yàn)中有學(xué)生點(diǎn)樣時(shí)把氨基酸樣品滴到層析板的中部，層析結(jié)束后在不同位置出現(xiàn)兩個(gè)顏色、形狀相似的斑點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)室的纈氨酸試劑受到污染，標(biāo)準(zhǔn)樣品的上方出現(xiàn)一個(gè)較小的斑點(diǎn)。教師讓學(xué)生觀察這些錯(cuò)誤樣本，可幫助學(xué)生加深理解實(shí)驗(yàn)原理，并直觀地認(rèn)識(shí)到層析法不但可以分離極性不同的氨基酸，還可以用來(lái)判斷樣品的純度。

“醋酸纖維素薄膜電泳分離血清蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)樣步驟極為關(guān)鍵，有的學(xué)生因?yàn)楦杏X(jué)點(diǎn)樣量過(guò)少，又進(jìn)行重復(fù)點(diǎn)樣；有的學(xué)生在用濾紙吸去多余緩沖液和點(diǎn)樣環(huán)節(jié)配合不到位，醋酸纖維素膜過(guò)濕或過(guò)干，教師在電泳開(kāi)始前發(fā)現(xiàn)后，提醒學(xué)生關(guān)注這些樣本，在電泳結(jié)束后與其他薄膜的結(jié)果作對(duì)比。此外，在氨基酸紙層析實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生加樣線畫(huà)得過(guò)低，濾紙筒放入層析缸后點(diǎn)樣點(diǎn)被浸沒(méi)在擴(kuò)展劑中而造成樣品溶解擴(kuò)散；有的學(xué)生把濾紙筒貼在層析缸壁，從而出現(xiàn)邊緣效應(yīng)；等等，都可以作為示誤的素材，把不同的結(jié)果拍照后上傳到群里對(duì)比，不僅可以讓學(xué)生理解各種操作細(xì)節(jié)的用意，也能增加實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。

2.2" 試誤教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的失敗是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“寶貴財(cái)富”。失敗意味著學(xué)生的學(xué)習(xí)困惑與困難，這也正是教育的起點(diǎn)[3]。在積累很多錯(cuò)誤案例的基礎(chǔ)上，為了讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容真正理解和掌握，使新的知識(shí)充分融入原有知識(shí)結(jié)構(gòu)中，可以采用試誤教學(xué)法。教師有意設(shè)計(jì)一些障礙，讓學(xué)生在經(jīng)歷錯(cuò)誤、分析錯(cuò)誤、改正錯(cuò)誤的過(guò)程中，既使知識(shí)有效內(nèi)化，防止錯(cuò)誤再次發(fā)生，又可鍛煉思維能力，切實(shí)提高科研素質(zhì)。

分光光度法定量測(cè)定中涉及標(biāo)準(zhǔn)曲線的實(shí)驗(yàn)，如果單純提醒學(xué)生要關(guān)注吸光值的分布情況，不及時(shí)調(diào)整待測(cè)液的濃度，使其光吸收值落在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍之內(nèi)，學(xué)生的印象未必深刻。考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定蛋白質(zhì)濃度實(shí)驗(yàn)，利用試誤教學(xué)法，配制一個(gè)濃度較高的待測(cè)液，加入考馬斯亮藍(lán)染色劑后，讓學(xué)生先用肉眼觀察，明顯看出待測(cè)樣品的藍(lán)色超出標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)的顏色范圍；再讓學(xué)生測(cè)定595 nm吸光值，測(cè)定出的吸光度值也超出標(biāo)準(zhǔn)曲線的最大范圍。此時(shí)提醒學(xué)生：出現(xiàn)這種情況，無(wú)法用該標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行計(jì)算。

通過(guò)試誤，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到分光光度法測(cè)定物質(zhì)的濃度是有一定限制的，在科研工作中經(jīng)常要對(duì)待測(cè)樣品的取樣量及稀釋倍數(shù)進(jìn)行摸索，使待測(cè)液濃度在一定范圍內(nèi)，才能保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。這個(gè)案例讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)分光光度法中如何用肉眼判斷待測(cè)樣品的濃度是否合適。

“酶的特性”實(shí)驗(yàn)研究溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，書(shū)上的做法是先把稀釋唾液加熱煮沸，再加入淀粉37 ℃保溫后加碘液。有學(xué)生提出將唾液淀粉酶和淀粉溶液混合后置于沸水浴，然后加碘液的做法。教師雖然明知此法有缺陷，但仍需鼓勵(lì)學(xué)生嘗試。按照以上步驟操作后，發(fā)現(xiàn)試管中反應(yīng)液是無(wú)色的，而不是預(yù)期中的藍(lán)色，再告知學(xué)生是由于碘液中的碘遇高溫?fù)]發(fā)。知道原因后，讓學(xué)生討論如何解決這個(gè)問(wèn)題，提出可以待試管中液體冷卻后加碘液，但又出現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間不一致的矛盾。最終得出按照課本上的方案更為合理的結(jié)論，讓學(xué)生信服課本。

“小麥淀粉酶活力研究”實(shí)驗(yàn)利用標(biāo)準(zhǔn)比較法測(cè)定干種子、發(fā)芽一天種子、發(fā)芽三天種子的淀粉酶活力，需要設(shè)置空白對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照和三個(gè)樣品，一共五支試管。測(cè)定吸光值后，有學(xué)生發(fā)現(xiàn)：雖然各組都是用同樣的標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品，測(cè)定結(jié)果卻有很大差異。此時(shí)再思考：這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否存在問(wèn)題？是否沒(méi)有按照一般定量實(shí)驗(yàn)的要求設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)？有些學(xué)生想到重復(fù)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，卻做了一組假的重復(fù)實(shí)驗(yàn)：從顯色完成后的溶液中取三次，測(cè)三個(gè)吸光值。教師借此分析什么是真正的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，哪些平行樣檢驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的誤差，哪些平行樣檢驗(yàn)的實(shí)際上是儀器的精密度。

以西紅柿和青椒為樣品，利用紫外分光光度法測(cè)定維生素C含量的實(shí)驗(yàn)中，由于維生素C在酸性溶液中較穩(wěn)定、在中性和堿性溶液中易氧化的特性，在制備樣液時(shí)分別用水和偏磷酸提取維生素C，通過(guò)二者吸光值的差異，可以直觀地驗(yàn)證以上知識(shí)。也可以把用蒸餾水溶解的和用偏磷酸溶解的抗壞血酸溶液作對(duì)比，放置一到兩小時(shí)后同時(shí)測(cè)定紫外吸光值，與以上設(shè)計(jì)有異曲同工之妙。

另外，用分光光度法定量檢測(cè)時(shí)悄悄改變波長(zhǎng)，注意觀察學(xué)生是否會(huì)調(diào)到正確波長(zhǎng)；講解或板書(shū)時(shí)故意寫(xiě)錯(cuò)某個(gè)數(shù)值；等等，都可以起到很好的試誤作用。

3" 示誤和試誤教學(xué)方法對(duì)教師的要求

要在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中熟練運(yùn)用示誤和試誤教學(xué)方法，游刃有余地指導(dǎo)學(xué)生，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師必須具備極高的素質(zhì)。

3.1" 教師要加強(qiáng)素質(zhì)修養(yǎng)，有甘于奉獻(xiàn)、認(rèn)真治學(xué)的態(tài)度

不能對(duì)學(xué)生放任自流，要嚴(yán)格要求、一絲不茍，尤其在實(shí)驗(yàn)室安全方面要毫不放松。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)巡回指導(dǎo)，練就一雙火眼金睛，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。同時(shí)要讓學(xué)生體會(huì)教師的關(guān)心，在學(xué)習(xí)過(guò)程中注重師生交流互動(dòng)，教師認(rèn)真聆聽(tīng)學(xué)生提出的看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。

3.2" 教師要具備淵博的理論知識(shí)，不斷提高業(yè)務(wù)水平和工作能力

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的很多錯(cuò)誤，看似很小，但對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的根源進(jìn)行分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤其實(shí)暴露了學(xué)生對(duì)生物化學(xué)知識(shí)、概念掌握不準(zhǔn)確，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理缺乏正確的理解等問(wèn)題[4]。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)有預(yù)見(jiàn)性地針對(duì)學(xué)生欠缺的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能加強(qiáng)講解，同時(shí)要講清、講透操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)，以提升實(shí)驗(yàn)的成功率[5]。要鼓勵(lì)學(xué)生勇敢質(zhì)疑，更要善于答疑，注重培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3.3" 教師要積累豐富的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，勇于面對(duì)問(wèn)題、解決問(wèn)題

由于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料的復(fù)雜性，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些新情況、新問(wèn)題，不能得到預(yù)期結(jié)果。遇到這些問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)查找原因。檢查設(shè)計(jì)方法是否合理，是否具有操作性；實(shí)驗(yàn)試劑的配制是否按要求進(jìn)行；實(shí)驗(yàn)儀器有無(wú)系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)者有無(wú)操作誤差；注意每個(gè)環(huán)節(jié)所出現(xiàn)的現(xiàn)象，每個(gè)環(huán)節(jié)的微小變化都可能導(dǎo)致最終結(jié)果與預(yù)想結(jié)果大相徑庭。

教師應(yīng)善于在課堂上和學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告中發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)問(wèn)題，反思這些問(wèn)題出現(xiàn)的原因，構(gòu)建一套豐富的錯(cuò)誤案例庫(kù)，需要時(shí)信手拈來(lái)，有選擇地運(yùn)用示誤和試誤教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 邸瑤.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中常見(jiàn)的錯(cuò)誤操作分析[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2015，18（4）：33-35.

[2] 馮俊榮.巧妙利用生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，16（1）：199-201.

[3] 熊珂，鄧鈞文.基于化學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生視角的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化[J].化學(xué)教育（中英文），2020，41（12）：56-59.

[4] 彭建宗.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題的分析[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（S1）：44-46.

[5] 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)教研室.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程規(guī)范化管理的思考[M]//華東六省一市生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要匯編，2019：12-16.

[6] 鄭京平.水果、蔬菜中維生素C含量的測(cè)定：紫外分光光度快速測(cè)定方法探討[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2006，23（4）：731-735.

*項(xiàng)目來(lái)源：煙臺(tái)大學(xué)海洋學(xué)院2019年教學(xué)改革項(xiàng)目；煙臺(tái)大學(xué)2019年課程思政示范課項(xiàng)目；煙臺(tái)大學(xué)2020年教學(xué)改革項(xiàng)目。

作者：馮俊榮，煙臺(tái)大學(xué)，副教授，研究方向?yàn)樯锘瘜W(xué)教學(xué)（264005）。