生物化学实验教学改革措施

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摘要：我国发展现代化农业的重要途径就是要有一大批掌握现代农业技术知识，立志献身农业可持续发展的创新人才，在此过程中需要高校应用型农科人才的供给。在此背景下，人才培养中相关实验课程改革显得尤为重要。生物化学实验作为一门专业基础课，在长期发展中尚存在缺乏综合性和探索性实验设计，以及内容缺乏特色针对性和前沿性等问题，亟须在教学内容和方法上进行改革。本文通过剖析应用型人才培养模式以及高校（院校）农科（农学）教育的相关研究，针对应用型农科人才培养，梳理生物化学实验教学过程中存在的普遍问题，提出适宜的解决办法，充分发挥本课程在农科人才培养中的促进作用。

关键词：应用型；农科人才；生物化学实验；教学改革

我国农业经过多年的改革与发展，已迈入了崭新的历史阶段，但依然面临着很多严峻考验。解决诸多问题的重要途径就是要有一大批掌握现代农业技术知识，立志献身农业可持续发展的创新人才。高校开设的生物化学实验作为生物化学课程的专业实验课，对整个教学体系的衔接起着重要作用，从应用型农科人才培养的角度出发，其存在多方面值得完善和丰富的空间。

1应用型农科人才培养研究

1.1关于应用型人才培养模式的研究

国内关于应用型人才培养模式的相关文献，通过中国学术期刊网CNKI上对主题为“应用型人才培养”进行检索（截止日期2019年9月7日），共检索出40545条记录。针对应用型人才培养模式，我国从20世纪80年代后开始就有学者开展大量相应研究。2000年以前，仅有122篇；2001-2005年之间，累计781篇；2006-2010年之间，累计达5733篇；而后逐年递增，2016年以后，每年研究论文均超过5000篇（表2）。国内学者大多从多种学科角度，围绕人才培养、校企合作、课程体系、教学改革等方面展开。研究对象层次一般集中于地方高校、民办高校、独立学院和职业院校等。

1.2关于高校（院校）农科（农学）教育的研究

国内关于高校农科教育的相关文献，通过中国学术期刊网CNKI上对主题为“高校（院校）农科（农学）”进行检索（截止日期2019年9月7日），共检索出58条记录。通过对论文数量、来源、发表年代、研究主题等进行统计分析，从而了解国内对地方高校农科教育的研究现状以及发展趋势。针对地方高校农科教育的研究，在我国并不多见。从2010年以后开始有学者开展相应研究，这比始于80年代的应用型人才培养模式推迟了近30年。国内学者多数从学科建设、人才培养体系、课程设置、教师队伍构建[9]等角度展开。人才培养模式则集中于复合式、开放式创新式等。研究层次集中于基础研究和行业指导。研究对象层次依然集中于民办高校、独立学院和职业院校等，关于专科层次职业技术教育高素质技能型人才培养的理论与实践研究较为活跃。

2生物化学实验教学改革问题

针对生物化学实验课程，国内已有多所高校启动了相关教学改革研究。南京大学组建了专门的教研组制作慕课，并采用不同类型（包括半开放、全开放和探索型）的“自主开放性实验”作为期末考核的手段；学生根据自主实验的选题，录制课程微视频进行比赛。文红波等根据PBL教学法，在医学本科生生物化学实验教学过程中探讨具体的设计和实施办法，提出应发挥实验课区别于理论课教学的优势，即能够充分调动学生的自主创造性，以小组为单位，提出问题，设计方案，解决问题。目前针对应用型农科人才培养，在生物化学实验教学方面，尚鲜有相关教学改革研究作为支撑。目前生物化学实验教学普遍存在某些客观问题，如包括移液枪在内的教学仪器不足、学时数偏少，学分偏低导致的教师疲于准备以及学生机械操作等。然而就应用型农科人才培养来讲，更重要的是生物化学实验教学尚存在缺乏综合性和探索性实验设计，以及内容缺乏特色针对性和前沿性等问题。（1）首先，基本满足基础性实验需求，而跨课程综合性实验涉猎偏少。综合性实验是在实验过程中综合多种实验技术和相关课程内容。以遵义师范学院生物与农业科技学院为例，生物化学实验课程授课对象为植物科学、农业资源环境和生物科学专业本科生，共计32课时；课程大纲安排实验项目包括还原糖的测定——3,5-二硝基水杨酸比色法、蛋白质的性质、酪蛋白的制备、酵母核糖核酸的分离及组分鉴定、甲醛滴定法测定氨基氮、维生素C的定量测定、酶的特性、小麦萌发前后淀粉酶活力的比较、脂肪酸的β-氧化、血液中转氨酶活力的测定。普遍为基础性实验，尚缺少跨课程综合性实验。（2）其次，大部分教学内容以验证性实验为主，启发性和探索性不够。通常是教师先讲解实验目的和原理，学生按步骤操作，得到相应结果进行分析。此种模式虽然能够通过学生自主动手，观察实验现象，达到对基础知识的掌握，但学生只是按部就班地完成任务，尚缺乏学生独立思考、设计环节，难以取得良好效果。（3）再次，实验设计的特色针对性有待提高。就应用型农科人才培养来讲，实验教学内容设定应紧扣地方农业产业发展。以贵州省为例，2018年以来贵州省践行“来一场振兴农村经济的深刻的产业革命”，大力发展茶叶、辣椒等十二大农业特色产业。而包括生物化学实验在内的实验课程，在课程内容和设计上，尚鲜有涉猎相关知识。（4）最后，课程涉猎内容鲜有联系科研前沿热点。生物化学实验内容中有关酶的特性实验依旧是采取不同温度、pH值以及相关活化和抑制条件，探究酶的最适宜条件。然而，酶的性质还与当今农业科学热点问题，比如植物胁迫抗性、重金属污染等内容息息相关，但在课程内容设置上，迄今鲜有高校进行谋划设计，因此也难以体现本实验课程的前沿特色。

3生物化学实验教学改革措施

（1）在满足基础性实验需求的基础上，鼓励跨课程综合性实验设计。例如，其中小麦萌发前后淀粉酶活力的比较实验项目中，需要对干燥小麦种子进行催芽处理，培育幼苗，涉及植物生理学实验相关知识。如果以综合性实验思想，指导学生自制实验材料，将植物生理学相关知识融合到操作中，考虑谷物种子萌发所需适宜的温度、水分、气体等环境因子，定时观察记录种子变化，那么学生对本部分实验就能够有更加直观印象和深刻的理解。（2）以启发性和探索性为指导，将部分验证性实验进行重新设计。建立实验共享平台，建立开放机制，使学生利用课余时间完成大部分验证性实验和基础性操作，充分利用课堂时间有计划有组织的完成富有启发性和探索性的实验，通过结果和现象，消化理解原理；通过引发对相关实验的思考，联系理论课知识，深化对《生物化学》这门课程的宏观认识。以小麦萌发前后淀粉酶活力的比较实验项目为例，在融合植物生理学综合性实验的基础上，除制备干燥种子和幼苗之外，加入制备煮沸后种子，指导学生先动手操作，通过比较三者的酶活力的大小，理解淀粉酶在种子不同状态时的活力表现，进一步联系酶的特性实验项目，就能够对两个实验的原理有贯通式的掌握。（3）提高实验设计的特色针对性，实验课程项目设计可紧扣地方产业发展。以贵州省为例，如基于维生素C的定量测定实验，可选取素有“维生素C之王”之称的贵州刺梨作为实验材料，对不同刺梨品种或不同加工环节的产品进行比较。应立足“产学研”合作基地，更好的联结学校和产业龙头企业开展实验教学。学生通过组建实验团队，查阅相关资料，以特色作物作为研究对象，拟定题目并自主设计实验内容，指导教师对其实验设计的新颖性和可行性进行综合评价。（4）联系科研前沿热点，设计课程内容。以热点问题之一的重金属镉胁迫为例，当植物吸收富集土壤中的镉达到一定程度后，将抑制多种酶的活性，进而影响植物体内正常的生理生化过程。近年来，研究者对植物耐镉机理和调控途径进行了研究，如已发现番茄在镉胁迫后会受到毒害，根部的AsA-GSH循环系统中抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性明显降低。可以引导学生通过文献查询，把握科研热点，独立开展实验设计，进行相关指标的测定，分析结果形成实验结论。

参考文献

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作者：关晓溪 徐晓舒 单位：遵义师范学院生物与农业科技学院