李法君，韓爽，喬寧，付春鵬，張德珍，薛其勤，遲文娟

（濰坊科技學(xué)院賈思勰農(nóng)學(xué)院 山東，濰坊 262700）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、科技水平的大幅提升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)調(diào)整，對于人才的要求也日益提高，不僅要求具有堅(jiān)實(shí)的理論功底，而且還要求具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。因此，我國教育主管部門陸續(xù)出臺相關(guān)政策措施，引導(dǎo)地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展，培養(yǎng)高層次應(yīng)用型創(chuàng)新人才。應(yīng)用型本科“應(yīng)運(yùn)而生”，以應(yīng)用型為辦學(xué)定位的本科院校，是新型的本科教育和新層次的高職教育相結(jié)合的教育教學(xué)模式。濰坊科技學(xué)院是經(jīng)國家教育部批準(zhǔn)，由壽光市人民政府興辦的一所全日制應(yīng)用型本科高校。壽光市是我們的“蔬菜之鄉(xiāng)”，隨著科技和社會的發(fā)展，對應(yīng)用型創(chuàng)新農(nóng)學(xué)人才的需求也日益劇增。近年來，我校堅(jiān)持內(nèi)涵發(fā)展和特色提升戰(zhàn)略，聚力于應(yīng)用型創(chuàng)新農(nóng)學(xué)人才培養(yǎng)，開展了一系列的教學(xué)改革措施，旨在為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型農(nóng)學(xué)人才。

實(shí)驗(yàn)課程是深化課堂教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，也是人才培養(yǎng)方案的組成單元，在提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)新能力方面起著不可替代的作用[1]。生物化學(xué)是一門與農(nóng)學(xué)密切相關(guān)的專業(yè)必修基礎(chǔ)課。因其知識框架復(fù)雜、內(nèi)容抽象難懂，被學(xué)生喻為“生命的天書”[2]，也是教學(xué)過程中較難講授的課程之一。而生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為生物化學(xué)課程重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生理解課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，熟練掌握并運(yùn)用基本的生化技能和實(shí)驗(yàn)方法，為應(yīng)用創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。但是舊有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、一成不變的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、落后的評定考核方式，已經(jīng)阻礙了應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)?；诖?，筆者結(jié)合本院實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的實(shí)際情況，針對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和考核方式進(jìn)行初步改革探索，旨在提高農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生對生物化學(xué)知識的掌握程度，強(qiáng)化綜合實(shí)驗(yàn)技能，形成一套符合地方高校應(yīng)用型創(chuàng)新農(nóng)學(xué)人才培養(yǎng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

1 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的突出問題

1.1 教學(xué)方法相對單一

在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中仍存在傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方式，即每次實(shí)驗(yàn)前由老師準(zhǔn)備好相關(guān)試劑、調(diào)試好相關(guān)設(shè)備和儀器；授課時(shí)，教師首先講解本次生化實(shí)驗(yàn)的原理、具體的實(shí)驗(yàn)步驟和相關(guān)注意事項(xiàng)。學(xué)生只需要按實(shí)驗(yàn)步驟，機(jī)械地完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在此過程中，學(xué)生并沒有發(fā)揮自己的主觀能動性，始終處于被動地位，而對于①為什么這樣做？②有沒有其他更好的替換方法？③以及什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才算合格？這些問題則沒有進(jìn)行深入的思考。因此，單一的教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生缺乏思考問題和動手解決問題的能力，阻礙了學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，更不能很好的適應(yīng)現(xiàn)代社會對應(yīng)用型創(chuàng)新人才的需求。

1.2 教學(xué)內(nèi)容相對落后

生物化學(xué)是與時(shí)俱進(jìn)的課程，其發(fā)展是建立在相關(guān)的科學(xué)研究成果之上的。21 世紀(jì)，與生物化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)日新月異，新技術(shù)層出不窮，如基因編輯技術(shù)-CRISPR/Cas9系統(tǒng)、RNA干擾（RNAi）技術(shù)、冷凍電鏡技術(shù)等。而現(xiàn)實(shí)情況是，簡單的定性或定量驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍在傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中占主導(dǎo)地位，少有具有創(chuàng)新性的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，而較為前沿的實(shí)驗(yàn)技術(shù)更是無從談起。將來要從事與生命科學(xué)相關(guān)行業(yè)的學(xué)生走上工作崗位之后，需要重新學(xué)起，沒有實(shí)現(xiàn)從學(xué)校到用人單位的無縫對接。因此開展前沿性的實(shí)驗(yàn)技術(shù)培養(yǎng)已經(jīng)迫在眉睫。

1.3 評價(jià)體系不全面

傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程成績通常由實(shí)驗(yàn)報(bào)告或根據(jù)學(xué)生的具體操作情況來打分。因此，很多學(xué)生更看重實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分?jǐn)?shù)，而忽略了實(shí)驗(yàn)技能的掌握，把精力投入到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫上，更有部分學(xué)生存在抄襲的現(xiàn)象。老師在批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，多是依賴于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)，沒有反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)實(shí)驗(yàn)水平；而根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況打分的考核方式，則限制了學(xué)生的發(fā)散性思維，只能機(jī)械的按照既定步驟進(jìn)行操作，使學(xué)生很難發(fā)揮自己的專業(yè)能動性進(jìn)行分析創(chuàng)新。

2 基于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建

2.1 革新教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是濰坊科技學(xué)院賈思勰農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課（32 學(xué)時(shí)，2 個(gè)學(xué)分），課程安排在二年級上學(xué)期。鑒于傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課存在上述缺陷，團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)農(nóng)學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，提高了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的關(guān)聯(lián)度，并且編寫新大綱，旨在提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、帶有前沿性的綜合實(shí)驗(yàn)和自主創(chuàng)新的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)3個(gè)模塊。

2.1.1 基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 基礎(chǔ)性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)的操作步驟與規(guī)范，目的在培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，從而加深對生物化學(xué)理論知識的理解。新大綱中將“蛋白質(zhì)的定量測定”和“肝臟谷丙轉(zhuǎn)氨酶活力測定”列為基礎(chǔ)驗(yàn)證項(xiàng)目，旨在通過這兩個(gè)項(xiàng)目強(qiáng)化學(xué)生對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的動手能力。

2.1.2 帶有前沿性的綜合實(shí)驗(yàn) 作為生物化學(xué)的重要組成部分，分子生物學(xué)近年來取得了迅猛發(fā)展。分子生物學(xué)技術(shù)也成為當(dāng)前生命科學(xué)研究中使用最廣泛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，是每個(gè)生命科學(xué)研究人員必須掌握的實(shí)驗(yàn)手段。所以掌握較為前沿的實(shí)驗(yàn)技術(shù)對本科生而言，無論就業(yè)還是考研都是有益的。因此團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，適當(dāng)更新了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引入當(dāng)前生物化學(xué)領(lǐng)域較新的科研成果。如：RNAi 是近年研究的熱點(diǎn)課題，也是研究基因功能的有力工具。在“RNA 實(shí)驗(yàn)操作”中，我們把“RNA提取→反轉(zhuǎn)錄→RNAi”作為一個(gè)整體綜合性實(shí)驗(yàn)。以水產(chǎn)動物常見的蝦為實(shí)驗(yàn)材料，首先進(jìn)行RNA 提取，然后將RNA 反轉(zhuǎn)錄為cDNA，最后以cDNA 為模板，制備雙鏈RNA，將雙鏈RNA注射到蝦的體內(nèi)，觀察其表現(xiàn)變化。通過此過程學(xué)生不但學(xué)會了RNA 提取、反轉(zhuǎn)錄、雙鏈RNA 制備，而且還掌握了引物設(shè)計(jì)、PCR 反應(yīng)等相關(guān)的基本技能，而這些技術(shù)是從事生物行業(yè)或研究生學(xué)習(xí)必須掌握的的技能。因此，設(shè)計(jì)前沿性的綜合性實(shí)驗(yàn)有利于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

2.1.3 自主創(chuàng)新的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（與教師課題相結(jié)合）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要來源于兩部分：一是來源于實(shí)驗(yàn)課擬定的范圍；二是來源于教師所承擔(dān)的課題。前者，由教師提供幾個(gè)可供選擇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，各實(shí)驗(yàn)小組自行查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，確定實(shí)驗(yàn)方案，由指導(dǎo)老師審閱修改后，按方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、完成實(shí)驗(yàn)、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。后者，主要根據(jù)教師承擔(dān)課題的具體內(nèi)容確定。由各小組聯(lián)系有課題的教師，具體實(shí)驗(yàn)方案由指導(dǎo)教師來審閱指正。如筆者根據(jù)本人所承擔(dān)的山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目，把“基因克隆”作為學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。確定了“RNA 提取→RACE技術(shù)→克隆分析”的實(shí)驗(yàn)方案。此過程可以使本科生直接參與到教師的課題中來，為將來立志考研的學(xué)生奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，一方面也有助于課題的完成，一舉兩得。上述兩種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生參與科研的激情和潛在的創(chuàng)新意識。

2.2 改革傳統(tǒng)教學(xué)手段，提高創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是教師首先講解本次實(shí)驗(yàn)的原理，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械地開展實(shí)驗(yàn)。這樣做的結(jié)果，通常是實(shí)驗(yàn)尚未開始，學(xué)生就知道了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。因此，要引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題過渡到學(xué)會分析問題、解決問題；那么，采用多元化的教學(xué)手段來提高生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，就勢在必行。

2.2.1 翻轉(zhuǎn)課堂 翻轉(zhuǎn)課堂是指在實(shí)際教學(xué)活動中，課堂上和課堂下功能的翻轉(zhuǎn)。即學(xué)生在課下提前自學(xué)課程內(nèi)容，課堂上教師不再事無巨細(xì)地進(jìn)行講解，而是主要解答學(xué)生疑問、啟發(fā)課堂討論、澄清易混淆知識點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)中“教”“學(xué)”角色的翻轉(zhuǎn)，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用[3,4]。

在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中，筆者團(tuán)隊(duì)首先將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)分解為幾個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K可視化處理（制作成動畫或視頻），并根據(jù)具體內(nèi)容設(shè)置相關(guān)問題；其次，將動畫或視頻發(fā)布到賈思勰農(nóng)業(yè)院課程網(wǎng)站上，讓學(xué)生提前觀摩，以實(shí)驗(yàn)小組為單位，利用所學(xué)知識自己或從網(wǎng)站搜索相關(guān)內(nèi)容，小組內(nèi)討論解決翻轉(zhuǎn)課堂中的實(shí)驗(yàn)問題。學(xué)生也可以利用翻轉(zhuǎn)課堂，提出自己難以解決的問題，由教師進(jìn)行釋疑答惑。如“DNA 的提取”實(shí)驗(yàn)，筆者團(tuán)隊(duì)設(shè)置了“傳統(tǒng)法提取”和“試劑盒提取”兩種方式。通過翻轉(zhuǎn)課堂在“傳統(tǒng)法提取”實(shí)驗(yàn)中設(shè)置“提取過程蛋白酶K、SDS、苯酚、氯仿各自的作用是什么？”“兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？”等問題，使學(xué)生提前明確實(shí)驗(yàn)的原理和兩種實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際操作中有的放矢，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生自己解決問題的創(chuàng)新能力。

2.2.2 雨課堂 隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，以智能手機(jī)為終端的學(xué)習(xí)方式也逐步走進(jìn)了高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，雨課堂教學(xué)模式便應(yīng)運(yùn)而生。雨課堂是將常用的通訊軟件“微信”與教學(xué)辦公軟件PowerPoint 巧妙地結(jié)合在一起。教師將視頻、語音、習(xí)題等教學(xué)資料實(shí)時(shí)推送到學(xué)生微信上，全面覆蓋了“課前——課中——課后”三個(gè)環(huán)節(jié)。由于微信的及時(shí)性，雨課堂還可以及時(shí)反饋教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)課堂雙方的有機(jī)互動。近年來，雨課堂也被應(yīng)用到高校實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方面，并且取得了良好的教學(xué)效果[5-7]。

在實(shí)際授課時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員選取較為抽象的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)“基因工程操作”作為雨課堂的講授對象。各環(huán)節(jié)的講授如表1所示。

表1 基因雨課堂的基因工程操作技術(shù)

2.3 完善評價(jià)體系，助推創(chuàng)新能力

考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要組成部分，是對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的有效檢驗(yàn)，也是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革順利進(jìn)行的關(guān)鍵措施。筆者團(tuán)隊(duì)擯棄了傳統(tǒng)的考核模式，而采用課前考核、課中考核、課后考核和期末總評的“四段式”考核模式。

2.3.1 課前考核（10%）要求學(xué)生在課前（包括根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂和雨課堂提出的問題），收集、閱讀與本次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所涉及的理論知識，掌握基本原理與流程。要求學(xué)生在每次上課前寫好書面預(yù)習(xí)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、流程、操作步驟和注意事項(xiàng)等，使學(xué)生帶著問題、有備而來，發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造性，提高了實(shí)驗(yàn)操作的精準(zhǔn)性和成功性。

2.3.2 課中考核（30%）包括①出勤率：不遲到、不早退和無故缺勤；②實(shí)驗(yàn)操作（操作手法和操作程序）是否標(biāo)準(zhǔn)；③實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線是否正確；④小組成員間是否能夠相互配合、分工協(xié)作，高效完成實(shí)驗(yàn)；⑤是否有詳盡的實(shí)驗(yàn)記錄。

2.3.3 課后考核（30%）要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后提交質(zhì)版實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)撰寫規(guī)范，數(shù)據(jù)處理合理，并能科學(xué)合理分析和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。讓學(xué)生當(dāng)堂上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的好處是一方面可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯(cuò)誤并及時(shí)指出，使學(xué)生能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題；另一方面，也杜絕了學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。

2.3.4 期末總評（平時(shí)成績70% +筆試成績30%）期末實(shí)驗(yàn)總評成績=平時(shí)各項(xiàng)目的平均成績×70%+筆試成績×30%。其中，筆試內(nèi)容包括生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及的主要內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)原理、各試劑的作用、儀器的正確使用、實(shí)驗(yàn)操作的注意環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等。

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)課是應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)實(shí)踐課程。本文通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，調(diào)動了學(xué)生對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動性，提升了理論知識水平和實(shí)際操作技能，錘煉了學(xué)生獨(dú)立思考、善于觀察、運(yùn)用所學(xué)知識分析、進(jìn)而解決問題的能力，教學(xué)效果顯著。2019年，我院首次參加第八屆“了然生物杯”山東省大學(xué)生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽，賈思勰農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)專業(yè)的六名參賽同學(xué)即全部獲獎(jiǎng)，其中一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)；2020年參加，第九屆“滋百農(nóng)生物杯”山東省大學(xué)生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽，獲一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革初見成效。同時(shí)也應(yīng)認(rèn)識到，高等學(xué)校培養(yǎng)人才的最終目的是為社會服務(wù)。因此，應(yīng)用型創(chuàng)新性人才培養(yǎng)也是社會發(fā)展的必然需求。理論與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)、課堂與生產(chǎn)脫節(jié)、校內(nèi)教學(xué)與企業(yè)需求脫節(jié)等現(xiàn)象在我國高校人才培養(yǎng)中普遍存在，也是制約應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因子。本文從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、評價(jià)體系等三個(gè)方面探討應(yīng)用型創(chuàng)新農(nóng)學(xué)人才培養(yǎng)的新思路，以期構(gòu)建較為完整的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，進(jìn)而為高等學(xué)校其它學(xué)科的應(yīng)用性創(chuàng)新農(nóng)學(xué)人才培養(yǎng)提供借鑒。