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1充分做好實驗課前準備
1.1教師的準備
實驗課的準備和理論課有所不同,除了需要備課、書寫教案外,更重要的是教師要做好預實驗。教師在實驗教學前一周事先進行預試實驗,熟悉整個實驗的各個環節,掌握操作的關鍵步驟和注意事項,設想實驗中可能出現的問題及其解答,從而加強教學過程預見性;同時檢驗實驗試劑及儀器設備是否正常工作,從而降低這些客觀因素的影響程度。即便講課多年,許多教師每次上課前仍堅持預試,因為只有通過預試實驗才能取得最有效、直接的資料。對于新增的實驗內容,為保障實驗教學的順利進行,要求所有授課教師都必須參加集體備課、預講、預試。另外,教師實驗課準備還需要事先了解學生的基本情況如專業、學習基礎等,以便于調整教學方式、因材施教。
1.2學生的課前準備
我們對學生強調實驗前預習的重要性,要求每次實驗課前充分預習,并書寫預習報告、課前提問檢查。由于各類高等院校不斷擴招,二本院校生源質量有所下降,教學過程需要同時培養智力和非智力素質,所以指導其做好課前預習就顯得更為關鍵。我們將整個學期的實驗安排和預習要求提前印發給學生,明確要求其將實驗原理簡要寫在預習本上,以流程圖或其他簡明的形式寫出實驗主要內容(避免完全照抄實驗指導),注明實驗注意事項。并建議學生結合理論知識討論寫出可預知的實驗結果,教師在實驗課前檢查并給出相應的成績。通過預習可以使學生對于實驗原理和實驗內容有初步的認識,聽教師講解時能較快跟上進程,做實驗時能較早準備好實驗所需試劑、器材,較快進入狀態,縮短了實驗總體花費時間,使實驗順利開展。學生準備充分、操作順利、實驗成功,更容易激發自身興趣,然后更積極地思考實驗相關的問題,比如除了本實驗所采用的方法外還有哪些其他方法、各有什么優缺點等,無形中引導學生自覺拓展相關知識。因此,要提高實驗教學效果還需要教師督促學生做好充分的預習準備。
2重視實驗課第一課的講授
二本醫藥院校開設生物化學實驗課最根本的目的在于培養學生的操作能力,使學生了解獲得基礎醫學實驗知識的科學方法。在實驗過程中,逐步培養和提高學生對客觀事物進行觀察、比較、分析、綜合和獨立思考、解決實際問題的工作能力。但是,部分同學對生物化學實驗課不夠重視,興趣不大,也認為在將來的工作中不會發揮實際作用。因此,鑒于認識事物的普遍規律,我們認為,首先要從生物化學實驗課的第一節課入手,引導學生正確認識生物化學實驗在整個生命科學乃至醫學發展過程中的重要地位。教師在第一節課時借助多媒體等手段向學生介紹生物化學實驗技術的起源和發展過程,適當引入相應諾貝爾獎案例的簡介,以展現生物化學實驗技術對人類發展的巨大推動作用,使學生充分認識生物化學實驗課的重要性,正確地對待實驗課,有效調動學生學習的積極性。第一課還包括生物化學實驗的基本操作,主要是教師指導學生初始就養成規范的操作習慣。除基本操作技術外,我們在第一課時將分光光度法、電泳和層析等這些貫穿整個實驗體系的主要技術重點向學生講解,以利于后續實驗的開展。
3與時俱進,更新實驗教學內容
傳統的實驗教學因儀器設備和試劑等條件的限制,以驗證性實驗為主,較難反映生物化學實驗技術在生命科學領域的實際應用。例如,本室以往開設的組織核酸提取與定量實驗,將動物肝臟勻漿破碎,離心分離細胞質與細胞核,水解后分別用二苯胺和苔黑酚測定DNA和RNA含量。這個實驗對儀器和試劑的要求不高,對本科生而言是一個綜合性的嘗試。但這種方法并不能真正得到純化的DNA或RNA,定量所用的試劑基本上是強腐蝕性或強氧化性試劑(如過氯酸、KOH),實驗過程影響因素較多,實際應用已較少。為適應醫學和分子生物學快速發展的特點,除基礎性生物化學實驗外,目前醫藥院校的本科生還應該掌握一些分子生物學實驗新技術。因此,在實驗條件許可的情況下與時俱進、更新教學內容,非常必要。我們在經過開放式實驗教學課題實踐論證的基礎上,更新實驗室設備,將上述實驗刪去、改換成基因組DNA的提取及電泳鑒定。新開設的綜合性實驗涉及口腔拭子標本采集、真核細胞基因組DNA提取以及瓊脂糖凝膠電泳的核酸鑒定等步驟,利用了商業化的微量DNA抽提試劑盒,讓學生直接接觸和領略分子生物學技術的應用現狀,很大程度上調動了學生參與實驗的積極性,提高了教學效果。
4加強互動式和啟發式教學
傳統教學模式中,教師講學生聽,教師示范學生照做;這對于一些基本操作的講授可能效率較高,但實驗課如果僅僅如此,那么學生就會缺乏積極思考、分析問題和解決問題的主動性。教師應該適當提出問題、鼓勵學生展開討論和回答,多進行師生互動。一些基本操作如刻度吸量管的使用,我們會讓學生演示操作,由其他同學觀察、并提出其操作是否有不規范之處。我們還發現,即便是讓某位學生朗讀某一操作步驟及其注意事項,也是調動學生積極性行之有效的簡單辦法。作為高等院校的教師,應該將實驗目的、操作與原理有機結合起來,實驗前啟發學生認清實驗目的,為什么要這樣做,可能會出現的各種結果,有什么樣的意義,最后根據結果分析得出結論,即使不是最初想要的理想結果。比如紙層析法分離檢測轉氨反應體系中的谷氨酸和丙氨酸,就實驗設計而言,要帶領學生思考為什么要同時檢測四組樣品,即谷氨酸、丙氨酸、轉氨反應組、轉氨反應對照組,讓學生學會標準品對照及陰性對照的運用,了解他們的意義。實驗完成后,將學生的實驗結果與我們預先準備好的實驗結果圖片(包括不理想的結果:層析斑顏色很弱、分離效果不佳、各組層析斑塊間重疊等)做對照,逐一分析產生的原因,了解點樣量、展開劑用量、層析系統的密閉性等對結果的影響,如果時間允許可以討論如何調整實驗條件、重新操作。使學生通過這些實驗不僅掌握其操作技術,更要學會獨立分析結果,做到舉一反三,增強他們解決問題的能力以及對科研實踐的興趣。作為醫藥院校的基礎課程教師,還應將生物化學實驗與學生的學習專業恰當地融會貫通,這也是激發學習興趣、提高學習效率的有效辦法之一。比如上述基因組DNA提取及電泳鑒定實驗,我們提出就地取材采集每組學生的口腔拭子,學生自己用消毒后的棉簽擦拭口腔中兩側臉頰收集口腔黏膜脫落細胞,學生的興趣立即被激發。隨后結合本系教師的研究方向跟學生介紹基因組DNA分型研究在闡明人體對疾病的易感性、毒物敏感或耐受性以及藥物治療的反應性上所起的重要作用,學生自然產生積極動手的意愿,想體驗學有所用的樂趣,了解自己的基因分型及對某一物質的代謝特點,無形中使學生自覺地參與科研實驗當中。
5綜合評定實驗課程成績
適當的考核機制不僅可以科學地檢驗教學效果,同時也能強化學生的學習動機。實驗課程考核不應只注重實驗報告,而是應貫穿實驗準備、實驗操作、實驗結果報告和實驗總結等實驗全過程;考核的內容應包括所學知識和技能及運用這些知識和技能的能力,更重要的是考核分析問題、解決問題的能力和實事求是的科學態度。因此我們將生物化學實驗課程的考核分為平時成績、實驗報告和期末考核三部分,從預習、考勤紀律、實驗室規范、儀器的清洗整理、數據記錄、實驗報告完成、實驗結果分析等多方面進行考查,最后給出每個學生的綜合評價成績。平時成績主要根據學生的考勤、實驗態度、課堂提問和實驗操作技能實際情況而定。每次實驗記錄學生考勤和紀律情況,對超過三分之一及以上學時無故曠課的學生,實驗成績給予不及格。實驗開始前提問檢查學生預習情況,實驗過程中全程考查儀器使用和常規性操作的正確或規范與否,就實驗現象和結果隨時提出相關問題啟發學生思考,同時檢查實驗結束后臺面的整潔性,綜合評定給出平時成績。實驗報告的書寫是科學論文寫作的訓練過程,體現了學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力。在實驗報告書寫方面除了要求完整性外,我們強調實驗原始數據記錄的規范性,以培養學生嚴謹的科學作風,同時更重視實驗結果的分析。一些學生實驗結束后僅給出一個實驗結果數據或圖像,但對這些數據圖像卻不做詳解,所表示的意義和說明的問題也不做對應的分析,這并不能真正達到實驗目的。例如血清葡萄糖含量的測定,大多數學生的實驗報告結果只出現測定的含量數值,很少有學生分析這個數值的血糖是否在正常范圍內,操作中哪些步驟可能影響這個測定值?學生只是機械地完成操作任務,達不到生化指標檢驗的目的。因此我們要求將實驗結果所表示的意義、實驗過程中可能存在問題以及相關理論知識和實驗方法的拓展等都寫進實驗報告討論部分,以培養學生理論聯系實際、分析問題、解決問題的能力,開闊學生的知識層面,為今后深入學習或工作打好基礎。期末考核主要基于以往實驗所用的實驗方法和技術,結合理論課,選取代表性實驗內容。比如學生平時操作做過樣品蛋白質濃度測定實驗,理論課程中重點學習過底物濃度與酶促反應速度的關系,實驗操作考核時可以選擇酶的米氏常數測定。考核實驗涉及的技術是試劑的準確量取和分光光度計的使用,涵蓋了本學期所做實驗的主要技術重點,又可以考查學生對酶促反應動力學的掌握情況。考核前教師不再講解,學生應充分準備好,并在規定時間內完成。教師在實驗過程中全程巡視,隨時記錄每個學生實驗操作情況,在學生隨堂完成實驗報告后,當場評分。以上這種多方面的綜合考核辦法可以相對客觀地系統評價學生實驗的操作能力和對知識的掌握情況,有利于培養學生良好的科學作風和綜合能力。總之,高等醫藥院校基礎實驗教學環節直接影響后期專業課程教學效果和畢業生的質量。我們應與時俱進,積極改進實驗教學方法,拓寬實驗內容,使之更具系統性、實用性,為把學生培養成為具有專業知識與技能優勢的復合型素質人才而努力。
作者:顧取良 羅少洪 李荷 陳耕夫 單位:廣東藥學院生物化學與分子生物學系