實驗教材論文：生化教材之編制及改善
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本文作者：沈劍敏田曉柱馬明作者單位：蘭州大學
實驗教材的先進性主要是指所選實驗項目應著力體現現代生物化學研究的新理論、新技術、新方法，將本學科的新進展和新成果融入教材，及時地介紹、展示給學生［4］。生物化學實驗雖然是生物學實驗教學中較基礎的部分，但近年來隨著生命學科的迅速發展，生物化學中新的研究成果和研究手段不斷涌現，極大地豐富了生物化學的內涵。因此我們在選編實驗項目時，壓縮了陳舊的重復驗證性實驗，增加了設計性、研究性和綜合性的實驗內容，補充了反映學科發展方向的新實驗，并及時地在實驗教材中介紹最新的儀器設備。實驗教材的科學性主要指教材體系能較好地體現本學科的內在科學邏輯，科學合理地編排實驗次序，遵循基本操作和基本技能訓練要循序漸進的原則［5］。例如，在生物大分子分離純化鑒定部分的內容中，我們從凝膠層析、親和層析、離子交換層析，最后到高效液相色譜法，逐漸展開介紹各種技術及適用范圍，這樣既對生命大分子有了全面的認識，又將各種方法的特點通過具體的操作加以理解掌握，引導學生的思維發展，培養學生綜合運用知識的能力，同時還了解了目前生物大分子分離純化的主流技術。此外，在教材中每項實驗后面詳細列出實驗方法的原始出處和參考文獻，有利于追根溯源，開闊學生的視野，培養學生科學嚴謹的態度。
突出生物化學實驗教材的啟發性與實用性
1合理設置生物化學實驗教材內容
(1)有機整合實驗基礎知識實驗教材要圍繞技術應用能力這條主線來設計，突出實用性和實踐性。由于生物化學實驗是一門基礎課，不能完全拋開基礎知識的學習，有必要進行基本技能的訓練。我校開設的生物化學理論課占96個學時，而與之對應的生物化學實驗是一門獨立的課程，占54個學時，1．5個學分。近年來，生物化學理論日新月異，要求在實驗內容的設置上也與之相適應。我們將該實驗與酪蛋白的制備及含量測定結合起來，這樣學生在一個實驗項目內同時可以達到學習等電點沉淀法制備酪蛋白的原理和方法、掌握紫外分光光度法的原理和操作技術兩個目的，成為一個綜合性實驗，在有限的學時內多掌握基礎知識。(2)循序漸進提升實驗技術水平在生物化學實驗技能訓練體系中，教材從學習該課程的基本技能訓練入手，以培養學生掌握基本的研究手段，強化提高到綜合運用，最后能獨立完成創新課題為主線。在基礎驗證性實驗部分，不是一味照抄經典內容，而是增加了一些陽性和陰性對照實驗，引導學生從正反兩方面驗證理論成果，所選實驗突出定性概念;在強化提高部分，應用離心技術、分光光度技術、電泳技術、層析技術等，著重介紹各種生物大分子的分析方法，所選實驗突出定量概念;在綜合運用部分，在前兩部分的基礎上，通過系統訓練，進一步培養學生的邏輯思維能力和動手操作能力，其中“卵磷脂的制備及氣相色譜分析”、“高效液相色譜法測定雌激素含量”和“旋光法測定淀粉含量”三個實驗是編者根據多年教學科研工作積累編著的，填補了這些教學內容的空白。學生在完成基礎、強化和綜合實驗的基礎上，根據已掌握的理論知識和實驗技術，結合自己的興趣，可以選做給出的課外創新研究項目。這樣，培養了學生的創新意識、綜合運用知識的能力和科學思維的方法，完成由被動學習到主動學習、由正向思維到反向思維的轉變，使學生獲得科研的初步能力。(3)重視理論知識和實驗技術的完整性生物化學實驗屬于生物學不同專業公共的、互通的學習內容，為了培養學生的自學能力，增加可讀性和引導性，使學生有興趣學、容易學，我們合理規劃教材內容，力求知識和技能的全面和系統。根據生物化學實驗技術從易到難的順序，設計有代表性的實驗，包括生物化學基礎、強化、綜合三個層次，最后增設創新項目，作為課外創新訓練題材自由選做。全書內容設置包括對糖、脂質、氨基酸、蛋白質、酶、維生素、核酸、激素等生命大分子的分析研究，還包括物質代謝與生物氧化實驗，在綜合實驗和創新項目方面均得到充實和加強。實驗方法涵蓋滴定、蒸餾、離心、分光光度比色、薄層層析、凝膠層析、離子交換層析、親和層析、氣相色譜、高效液相色譜、電泳、熒光、旋光法等技術，全面展示了生物化學的理論知識和技術方法。
2簡明闡釋實驗原理和實驗步驟
實驗是有科學依據的教學活動，必須在邏輯嚴密的理論指導下進行［6］，因此我們必須將實驗原理寫得詳細、準確、嚴謹，便于學生理解掌握。例如，我們在編寫“動物肝臟DNA的提取”這一實驗原理時，首先，根據DNP與RNP在鹽溶液中的溶解度不同進行分離，進而用SDS將DNA與蛋白質分開，再用有機溶劑沉淀除去蛋白質，用乙醇使DNA析出，在整個實驗過程中為了使目標產物—DNA免于降解，需要抑制核酸水解酶的活性。經過這樣遞進式的介紹，學生易于掌握整個提取流程。此外，由于生物化學原理在一定程度上是一種化學語言，采用化學方程式表達實驗原理更簡明直觀。所以，我們在編寫原理部分時采用文字闡述與化學方程式表達相結合的形式。實驗步驟是學生進行實驗操作的基本素材，應繁簡得當，可操作性強，條理清楚。我們采用提綱式和表格式來表述實驗操作步驟。對于定性實驗多采用提綱式論述，使操作步驟的來龍去脈有條不紊，特別是某些不可忽視的關鍵細節，以及試劑藥品的配制和儀器設備的正確使用等內容;對于定量實驗多采用表格形式，使加樣等系列操作一目了然，便于數據記錄與統計，尤其在標準曲線制作過程中，更顯此法的簡便。
3適當設計插圖
插圖在生物化學實驗教材中占有非常重要的地位，書中配以高質量的插圖可增添教材的可讀性，給人以生動形象、圖文并茂的感覺，從而吸引學生的注意力，加深學生的理解。在插圖的表達形式上，教材采用器皿圖片、裝置圖、曲線圖、色譜圖、操作示意圖、儀器設備圖、實驗結果照片等多種形式，從不同角度將生物化學實驗的原理和操作等內容形象、直觀、清楚地展現給學生，增強了實驗內容的表現力。
4注重實驗結果的處理
實驗結果的處理是生物化學實驗教學中必不可少的環節，包括三方面內容。首先，要得出定性反應的結論或定量測得的結果。引導學生正確描述實驗現象，對實驗的正反結果加以分析評價。對于定量實驗，書中還列出了相關計算公式，有的實驗還列出了正常值范圍，便于學生對照比較。其次，根據每個實驗項目的難點和知識點，設計了一些富有啟發性的思考題，以激發學生的創造性思維。最后，引導學生反觀整個實驗，總結實驗成敗的關鍵步驟，書中列出了相應的注意事項，以引起學生的思考。
生物化學實驗教材的改進方向
1加強雙語實驗教材的建設
開展生物化學實驗雙語教學，提高學生的專業英語水平，培養具有國際競爭力的高質量人才，應該成為當前我國生物學科高等教育的內容［7］。在現階段雙語教學主要應用于理論教學中，隨著雙語教學的進一步推廣，它必將延伸到實驗教學中。但目前國內還未見真正適合專業要求又有利于學生學習的生物化學實驗雙語教材出版，因此，加強該課程的雙語教材建設，出版適合國情、專業的生物化學實驗雙語教材是一個改進的方向。
2出版適合實驗課程體系的教材
生物化學與分子生物學的實驗內容可以編為一本書出版。通過對基本技能訓練，生物化學基礎、強化、綜合實驗，以及分子生物學實驗教學內容的優化、融合、重組，形成一門獨立的綜合性實踐課。這樣不僅避免了實驗內容上的重復，還實現了知識的相互滲透，形成符合教育教學規律的實驗教學體系，在培養學生實驗技能、綜合能力上發揮重要作用［8］。
3充分利用信息資源
實驗教材可以附帶光盤發行，構建數字化、信息化的實驗教學平臺［9］。在實驗教材中應該介紹與生物化學實驗有關的互聯網網頁或網站地址等內容［10］，引導學生學會利用各種數據庫查閱并獲取大量相關的文獻資料，更直接了解本學科的研究成果和實驗技術的最新動態。這不僅可以引導學生開闊視野，提高綜合分析問題的能力;更重要的是培養了學生科學的思維方法和檢驗科研的基本功，為今后的創新實踐打下堅實的基礎。
