生物化学实验教学中开放性实验初探

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摘要：开放性实验能提高学生的动手能力，培养学生独立思考、提出问题、分析问题和解决问题的能力，并能充分调动学生学习的积极性。生物化学实验课是医学各专业学生的专业基础课，是理论课的延伸和补充。传统的生物化学实验课已不能满足学生对知识的渴求，特别是分子生物学和分子诊断学的飞速发展，在生物化学实验教学中设置开放性实验已是势在必行。

关键词：生物化学；开放性实验；实验教学

生物化学是一门实践性很强的课程，是医学院教学中重要的医学基础课程之一。随着生物化学与分子生物学实验技术的飞速发展，生物化学与分子生物学实验的技术、手段和操作方法已广泛应用于临床，对疾病的预防、诊断和治疗发挥着重要的作用。开放性实验是学生在学有余力的情况下，个人或团队在教师的指导下完成一些具有创新性的实验项目[1]。开放性实验以学生为主，教师在实验过程中只提示和引导，启发学生自己独立思考，解决实验过程中遇到的问题。传统的生物化学实验较为简单，缺乏创新性和综合性，而且验证性实验较多，通常以测定物质含量和酶活性等的实验为主，加之标本来源有限，所以实验的效果很不理想[2]。开放性实验能够弥补传统生物化学实验的不足，增加了学生参与实验的过程和实验设计，使学生在实验过程中更加善于思考和学习。为此，我校生物化学与分子生物学实验室在开展正常的实验教学外，结合我校特点，在小学期（第一学期）开放实验室，在正常实验教学中设置了多个开放性实验项目。近年来，我们针对生物化学实验教学中设置开放性实验进行了有益的探索，取得了一些经验，现介绍如下。

1实验教学内容的改革

（1）在生物化学实验中设置开放性实验，首先要进行教学内容的改革，将生物化学与分子生物学新近发展的实验技术引入教学，形成一系列的综合性、开放性实验，例如将基因提取、PCR、酶切、电泳等原本独立的实验结合在一起。我们设计了乙醛脱氢酶突变基因型的检测、肥胖因子的检测、PCR法对基因突变位点的确认等多个分子生物学实验。实验标本均采自学生自身口腔上皮细胞，标本来源简单，实验效果明显，学生对测定自身标本的实验项目表现出浓厚的兴趣，取得了很好的教学效果。（2）教学过程引入与生物化学密切相关的临床案例，化抽象为生动，将模糊变具体，是激发学生学习兴趣的一剂良方[3]。例如针对“胰岛素和肾上腺素对血糖含量的影响”，我们设计了动物实验，通过对两组家兔分别注射肾上腺素和胰岛素，测定家兔注射相应药物前后血糖含量的变化。经测定，学生掌握了相关的知识点，加深了对书本理论知识的认识。结合大理植物资源丰富的特点，我们设计了大理不同产地茶叶中茶多酚含量测定、葛根黄酮含量测定、刺梨多糖的提取和含量测定等一系列活性成分的提取和含量测定的实验。这些实验贴近生活，实验材料简单易取，实验过程学生易掌握，同时实验又具有探索性和比较性，且重复性较好。通过测定含量，比较不同产地的含量变化，得出相应的调查数据，为以后进行深入调查研究打下了基础。

2开放实验运行模式的改革

传统的开放性实验运行模式是由实验室管理处制订开放实验室相关制度及开放实验室管理办法，各个二级学院教师根据所在学科及具备的仪器设备申报开放性实验项目，学生则根据不同的专业选择相关的实验项目来进行实验，最后由指导教师对学生的实验结果进行评价。学校应加大对开放性实验宣传的力度，鼓励学生积极进行申报，同时加大资助力度，学生管理办公室、班主任、团委等都积极广泛地参与开放性实验的宣传活动，吸引更多的学生加入开放性实验的教学实践。

3实验项目实施过程的变化

以往的生物化学实验是按教学大纲的要求、根据专业的不同安排相应学时的实验项目，学生按教学进度表在规定的时间内，按照实验教材所写的实验步骤和方法进行操作。而开放性实验打破了传统实验对时间的限制，学生进行实验时不再按部就班，而是根据项目名称查找相应的实验资料，自己设计实验方案，直至得出实验结果。具体到实验室是这样的一个过程：首先对所要开设的实验项目进行申报；其次是上级主管部门评审，评审通过则批准立项；最后则是实验的实施。在实验项目申报方面我们分为两种方式：一是教师申报（即传统的开放性实验）。教师通过提交开放性实验项目申请表，申请开设相应的项目，做出经费预算和提供开放性实验的学生名册，给出参加实验能获得的相应学分数，学生通过教务处教学管理系统选修自己感兴趣的实验项目。另一种方式（新模式开放性实验）是学生自己组成实验团队，每个团队10人左右。在选定了实验项目后，联系实验室和指导教师，填写开放性实验项目申请书，在指导教师的帮助下设计出合理的实验方案，做出经费预算，上报实验管理部门审批。开放性实验项目获批后，实验室教师安排好实验室和值班教师，学生根据安排的时间进入实验室，填写开放性实验登记本，按设计好的实验方案配制实验所需试剂及准备相应的实验用品和仪器设备，准备好后即开始实验。教师在实验中只起指导作用，对于暂时解决不了的问题，可鼓励学生下去查资料和文献然后再进行实验。实验结束要求所有实验者上交实验报告，作为学生获得学分的依据。

4开放性实验教学的不足及应对措施

新模式的开放性实验虽然弥补了传统生物化学实验的不足和缺陷，但也存在一些问题。首先，由于实验室的开放，仪器的损耗较大，故障发生率较高；其次，实验室开放率的提高使得实验教师的工作量大大增加，实验室管理工作难度加大；再次，实验室的支出经费增加。对于以上存在的问题我们采取了相应的应对措施。为增强学生的责任感，学生进入实验室必须严格遵守实验室规章制度，实验过程中遇到任何问题必须向教师报告。在实验室开放前对学生实施包括仪器使用在内的生物化学实验基本操作技能的强化训练[4]，对于精密和贵重的仪器，则要求指导教师示教，学生旁观学习。对于严重危及仪器设备安全的操作，应该在仪器的醒目位置做出相应的标识，以示警告。学生进入实验室需填写“大理大学开放性实验项目登记本”，使用相关仪器后应填写使用登记本，完善实验室建设相关资料，并作为档案进行保留。在实验过程中，如果对实验室仪器设备违规操作造成损坏，则按实验室规定进行赔偿。开放性实验增加了实验室教师的工作量，因此应该在立项项目中或相应的基金中提供经费作为实验室教师的加班补助。

5展望

在生物化学实验教学中设置开放性实验，能够提高生物化学实验教学的效果。学生通过开放性实验，学会了利用网络和图书馆资源获取知识的方法，调动了学生学习的积极性和创新性，激发了学生的学习兴趣，培养了独立思考的能力和团队合作精神，增加了与教师互动的机会，培养了不怕困难和失败的精神。在经费允许的情况下，可以举办开放性实验设计竞赛，并对优秀的设计进行奖励，以调动学生学习的积极性。另外，随着学校教学改革的深入，应该加大投入，建立相应的开放性实验项目库，充分利用网络资源，调动学生学习兴趣，让学生也参与开放性实验项目库的建设。

参考文献：

[1]丁爱侠.高校开放实验项目实施及现状调查与分析[J].实验技术与管理，2012，29（2）：156-161.

[2]陈艳炯.医学生物化学实验课教学改革初探[J].西北医学教育，1999，17（2）：118-119.

[3]苏上贵，凌敏.医学生物化学教学实践中调动学生学习积极性的几点体会[J].广西医科大学学报，2003（20）：147-148.

[4]刘颖，郭竹梅，江慧慧，等.开放实验教学模式对培养大学生创新能力的影响[J].青岛大学医学院学报，2014，50（5）：464-465.

作者:徐春萍 刘云春 罗永会 单位:大理大学