生物化學實驗教學模式與實踐

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摘要：生物化學理論與實驗是生物技術專業重要的專業基礎課程，教學方法和手段的選擇是課堂教學的關鍵。隨著新的教學方法和手段不斷涌現，將多種教學方法和教學手段（PBL法、智慧課堂等）有機結合，并引入生物化學理論和實驗的教學實踐當中，真正建立以學生為中心的教學模式，通過教學模式的改革和優化，激發學生學習興趣和潛能，充分發揮學生的主觀能動性，極大提高了課堂教學效率、學生參與度，全面提升了學生的綜合能力。

關鍵詞：教學模式；生物化學實驗；綜合能力

隨著教育技術的發展，各種新的教學理念、教學手段層出不窮，以教師傳授知識為主的傳統教學方法已無法滿足現代教學要求。以往的教學活動中教師更注重教什么內容，往往忽視了怎么教和學生怎么學。單一的教學方法越來越不能適應時代的需求已成為大家的共識。各種新型教學模式和手段不斷涌現，如以問題為導向的PBL（Problem－basedlearn⁃ing）法；智慧課堂教學以及翻轉課堂等新型教學手段的出現，彌補了傳統教學的不足，如何將各種教學方法和手段有機結合是授課教師迫切需要解決的問題。在以學生的知識背景為前提下，探討多種教學方法，既要回答教什么內容，還要將學生放在教學的主體地位，探索一條混合式教學方法，并將已經建立的教學模式用于“生物化學”理論和實驗的教學實踐當中，尋找一種高效的教學模式，以滿足培養高素質人才的需求。

1傳統教學方法的特點

傳統的課程教學設計中，教師處于教學活動的主導地位，學生往往圍著教師轉，處于被動地位。以實驗課為例，課前由教師進行實驗準備，實驗課開始教師詳細介紹實驗原理、實驗步驟等，學生按照教師介紹的實驗步驟完成，即所謂的驗證性實驗。這種傳統教學方法的好處在于：教師對上課時間和實驗結果容易掌控，學生能比較輕松地完成實驗且實驗結果基本能達到預期，對學生的知識背景要求不高，特別適合專業知識比較薄弱的低年級學生，由于整個過程學生的主體地位沒有突顯出來，因此學生潛力沒有得到充分發揮，學生反饋學過的知識點容易忘記，學生學習的興趣不高，在整個教學過程中由于學生的參與度有限，因此積極性沒有得到充分調動，這種教學模式無法滿足培養新時代人才的需求。

2常見的幾種教學方法

2．1LBL（lecture－basedlearning）法

LBL［1－2］法是傳統課堂教學中常采用的教學模式。這種方法的優點是對學生基礎能力要求不高，學生只需要被動接受教師所講的知識，教師對課堂的把控相對容易，授課教師重點就是把知識點講解清楚，幫助學生理解即可。但這種“填鴨式”教學方法的弊端就是沒有真正把學生放在教學過程中的主體地位，學生過于依賴教師，不利于對學生綜合能力的培養。“生物化學”理論及實驗課程是生物專業最基本的理論和實驗課程，一般安排在大二階段，學生的專業知識背景相對比較弱，因此在“生物化學實驗”課開始的背景介紹，主要是向學生講授實驗涉及的理論知識，可以采用LBL法，方便教師在最短時間幫助學生復習與實驗相關的理論知識，如果采用其他方法，不利于管理課堂時間，容易造成拖堂現象，而且實驗課的主要目的是培養學生的動手能力和科研思維能力。應當預留更多的時間用于學生完成實驗的設計和操作部分。

2．2PBL（Problem－basedlearning）法

PBL［3－5］教學法是由美國教授Barrows提出的一種以問題為導向的教學方法。該方法目的在于發揮學生綜合思考能力，啟發學生利用已掌握的知識和技巧解決實際問題能力的教學方法。該方法具備培養學生獨立學習的能力，發展學生學習技巧、團隊合作能力等特點。因此，PBL法在實驗課的優勢尤為突出，在實驗課程中應當充分利用。使原來的驗證性實驗變成設計性實驗，整個實驗課突顯出學生的主角地位，這也是人才培養過程對教學活動的要求，但這種教學方法對教師提出了更高的要求。首先，如何設計教學問題？問題的設計既要考慮學生的知識背景又要完成教學目標。其次，由于學生處于主體地位，如何引導學生發現問題和解決問題也是教學過程的難點。

2．3智慧課堂的應用

以往課堂教學最大的問題是課內時間不足，尤其是實驗教學顯得尤為突出。如何將有限的課堂時間拓展到課外，提高課內的效率是教學活動的難點。智慧課堂的引入能較好地解決這一問題。利用智慧課堂（比如課堂派等）能將原先的課堂教學環節拓展成三個階段：（1）課前預習階段。該階段主要任務是教師提前將實驗課上涉及到的理論知識內容分享給學生，要求學生充分利用互聯網資源進行自主預習，了解實驗原理、儀器操作規程、具體應用等等；（2）課中階段。依據學生預習情況，課堂上只要針對一些難點和重點進行講解，大大節約課堂上講授時間，教師主要以PBL法進行引導性地講解。教學內容設計主要在于如何引導學生設計實驗方案，遇到問題如何開發學生的主觀能動性，培養學生解決問題的能力；（3）課后階段。這個階段的目的就是對前期工作的反饋并對發現的問題進行查漏補缺。由于智慧課堂的引入，使得教師在完成上述三個階段變得更加方便，特別是課前和課后，相對于傳統教學模式，智慧課堂教學能夠滿足教師的不同需求，及時了解學生“課前”及“課后”對知識的掌握情況，非常方便師生的互動和及時答疑等，學生的興趣和參與度得到很大的提高，真正將課堂還給學生，體現學生為主、教師為輔的教學理念，同時使教學不再受有限的課堂時間限制，方便教師及時發現教學中的問題和不足，大大提高教學效果［6－7］。

3教學案例

下面以一個案例講述如何優化課堂教學。教學內容為“胰蛋白酶米氏常數的測定”。課前通過“課堂派”告知學生需要預習的相關知識點（胰蛋白酶的性質、米氏常數、米氏方程等）并讓學生從網上資源查找有關分光光度計的原理、儀器結構及應用等知識點。上課可以通過簡單提問或小測驗了解學生掌握情況，并有針對性地講解難點知識。實驗每組2位學生，可以相互討論，有利于培養學生的合作精神。實驗方案以學生自行設計為主，鼓勵學生大膽嘗試各種實驗條件，對學生“放手”但不“放任”，每組確定方案后送教師過目把關。對于實驗過程中出現的問題，上課教師也不直接給出答案，而是引導和啟發學生思考，實驗結束后要求將實驗結果畫出草圖交給教師過目，以便及時發現問題和糾正錯誤，最終仍然由學生自己解決問題，確保實驗結果不會出現大的誤差，真正做到“有的放矢”。通過反復實踐，學生的主動性極大提高，發現問題和解決問題能力得到了培養。課后階段也要及時通過“課堂派”與學生交流答疑。思考題的設計也是重要的教學環節，一方面可以檢驗學生對知識的掌握程度；另一方面也可以激發學生的思考、鞏固學過的知識。為了培養學生的思考能力，可以加入一些開放性的元素。比如測完Km后，讓學生回答為什么測出的結果與理論不同，分析可能的原因？胰蛋白酶米氏常數的測定還有哪些其它方法？各自的優缺點有哪些？測定Km有什么意義？等等。沒有標準答案的思考題更能激發學生的興趣，培養學生發現問題和解決問題能力［8－9］。因此，上一堂好的實驗課，需要從“課前”、“課中”到“課后”三個階段的跟進，環環相扣，表面看教師的授課時間縮短了，但工作量大大增加了，因為教學活動不僅局限于有限的課堂時間，整個教學時間從課內拓展到了課外。對學生而言，要求也提高了，需要花更多時間準備。但由于整個教學過程都以學生為主角，用“啟發式”教學代替了傳統的“填鴨式”教學過程，因此，教學效果可以大幅地改進［10］。

4結語

實驗課程的開設一方面是幫助學生理解理論課程的內容；另一方面是為了培養學生動手能力、獨立思考能力及解決問題的能力。教學過程的設計是教學活動的重點和難點。單一的教學方法無法滿足新時代人才培養的需求。如何合理應用不同的教學方法和手段是教學活動的關鍵。因此，教學活動都是圍繞學生展開，能否激發學生的潛力，培養學生的綜合能力是檢驗一切教學過程是否成功的標準。學生是探索者，教師是引路人，教師不但要學會設計問題，還得引導學生發現問題、提出問題及解決問題，最終達到培養學生獨立學習和思考的能力，才能滿足社會對人才培養的需求。

作者：汪燕芳 李文哲 邵曉霞 石嘉豪 單位：同濟大學生命科學與技術學院