生物化学实验教学模式与实践

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摘要：生物化学理论与实验是生物技术专业重要的专业基础课程，教学方法和手段的选择是课堂教学的关键。随着新的教学方法和手段不断涌现，将多种教学方法和教学手段（PBL法、智慧课堂等）有机结合，并引入生物化学理论和实验的教学实践当中，真正建立以学生为中心的教学模式，通过教学模式的改革和优化，激发学生学习兴趣和潜能，充分发挥学生的主观能动性，极大提高了课堂教学效率、学生参与度，全面提升了学生的综合能力。

关键词：教学模式；生物化学实验；综合能力

随着教育技术的发展，各种新的教学理念、教学手段层出不穷，以教师传授知识为主的传统教学方法已无法满足现代教学要求。以往的教学活动中教师更注重教什么内容，往往忽视了怎么教和学生怎么学。单一的教学方法越来越不能适应时代的需求已成为大家的共识。各种新型教学模式和手段不断涌现，如以问题为导向的PBL（Problem－basedlearn⁃ing）法；智慧课堂教学以及翻转课堂等新型教学手段的出现，弥补了传统教学的不足，如何将各种教学方法和手段有机结合是授课教师迫切需要解决的问题。在以学生的知识背景为前提下，探讨多种教学方法，既要回答教什么内容，还要将学生放在教学的主体地位，探索一条混合式教学方法，并将已经建立的教学模式用于“生物化学”理论和实验的教学实践当中，寻找一种高效的教学模式，以满足培养高素质人才的需求。

1传统教学方法的特点

传统的课程教学设计中，教师处于教学活动的主导地位，学生往往围着教师转，处于被动地位。以实验课为例，课前由教师进行实验准备，实验课开始教师详细介绍实验原理、实验步骤等，学生按照教师介绍的实验步骤完成，即所谓的验证性实验。这种传统教学方法的好处在于：教师对上课时间和实验结果容易掌控，学生能比较轻松地完成实验且实验结果基本能达到预期，对学生的知识背景要求不高，特别适合专业知识比较薄弱的低年级学生，由于整个过程学生的主体地位没有突显出来，因此学生潜力没有得到充分发挥，学生反馈学过的知识点容易忘记，学生学习的兴趣不高，在整个教学过程中由于学生的参与度有限，因此积极性没有得到充分调动，这种教学模式无法满足培养新时代人才的需求。

2常见的几种教学方法

2．1LBL（lecture－basedlearning）法

LBL［1－2］法是传统课堂教学中常采用的教学模式。这种方法的优点是对学生基础能力要求不高，学生只需要被动接受教师所讲的知识，教师对课堂的把控相对容易，授课教师重点就是把知识点讲解清楚，帮助学生理解即可。但这种“填鸭式”教学方法的弊端就是没有真正把学生放在教学过程中的主体地位，学生过于依赖教师，不利于对学生综合能力的培养。“生物化学”理论及实验课程是生物专业最基本的理论和实验课程，一般安排在大二阶段，学生的专业知识背景相对比较弱，因此在“生物化学实验”课开始的背景介绍，主要是向学生讲授实验涉及的理论知识，可以采用LBL法，方便教师在最短时间帮助学生复习与实验相关的理论知识，如果采用其他方法，不利于管理课堂时间，容易造成拖堂现象，而且实验课的主要目的是培养学生的动手能力和科研思维能力。应当预留更多的时间用于学生完成实验的设计和操作部分。

2．2PBL（Problem－basedlearning）法

PBL［3－5］教学法是由美国教授Barrows提出的一种以问题为导向的教学方法。该方法目的在于发挥学生综合思考能力，启发学生利用已掌握的知识和技巧解决实际问题能力的教学方法。该方法具备培养学生独立学习的能力，发展学生学习技巧、团队合作能力等特点。因此，PBL法在实验课的优势尤为突出，在实验课程中应当充分利用。使原来的验证性实验变成设计性实验，整个实验课突显出学生的主角地位，这也是人才培养过程对教学活动的要求，但这种教学方法对教师提出了更高的要求。首先，如何设计教学问题？问题的设计既要考虑学生的知识背景又要完成教学目标。其次，由于学生处于主体地位，如何引导学生发现问题和解决问题也是教学过程的难点。

2．3智慧课堂的应用

以往课堂教学最大的问题是课内时间不足，尤其是实验教学显得尤为突出。如何将有限的课堂时间拓展到课外，提高课内的效率是教学活动的难点。智慧课堂的引入能较好地解决这一问题。利用智慧课堂（比如课堂派等）能将原先的课堂教学环节拓展成三个阶段：（1）课前预习阶段。该阶段主要任务是教师提前将实验课上涉及到的理论知识内容分享给学生，要求学生充分利用互联网资源进行自主预习，了解实验原理、仪器操作规程、具体应用等等；（2）课中阶段。依据学生预习情况，课堂上只要针对一些难点和重点进行讲解，大大节约课堂上讲授时间，教师主要以PBL法进行引导性地讲解。教学内容设计主要在于如何引导学生设计实验方案，遇到问题如何开发学生的主观能动性，培养学生解决问题的能力；（3）课后阶段。这个阶段的目的就是对前期工作的反馈并对发现的问题进行查漏补缺。由于智慧课堂的引入，使得教师在完成上述三个阶段变得更加方便，特别是课前和课后，相对于传统教学模式，智慧课堂教学能够满足教师的不同需求，及时了解学生“课前”及“课后”对知识的掌握情况，非常方便师生的互动和及时答疑等，学生的兴趣和参与度得到很大的提高，真正将课堂还给学生，体现学生为主、教师为辅的教学理念，同时使教学不再受有限的课堂时间限制，方便教师及时发现教学中的问题和不足，大大提高教学效果［6－7］。

3教学案例

下面以一个案例讲述如何优化课堂教学。教学内容为“胰蛋白酶米氏常数的测定”。课前通过“课堂派”告知学生需要预习的相关知识点（胰蛋白酶的性质、米氏常数、米氏方程等）并让学生从网上资源查找有关分光光度计的原理、仪器结构及应用等知识点。上课可以通过简单提问或小测验了解学生掌握情况，并有针对性地讲解难点知识。实验每组2位学生，可以相互讨论，有利于培养学生的合作精神。实验方案以学生自行设计为主，鼓励学生大胆尝试各种实验条件，对学生“放手”但不“放任”，每组确定方案后送教师过目把关。对于实验过程中出现的问题，上课教师也不直接给出答案，而是引导和启发学生思考，实验结束后要求将实验结果画出草图交给教师过目，以便及时发现问题和纠正错误，最终仍然由学生自己解决问题，确保实验结果不会出现大的误差，真正做到“有的放矢”。通过反复实践，学生的主动性极大提高，发现问题和解决问题能力得到了培养。课后阶段也要及时通过“课堂派”与学生交流答疑。思考题的设计也是重要的教学环节，一方面可以检验学生对知识的掌握程度；另一方面也可以激发学生的思考、巩固学过的知识。为了培养学生的思考能力，可以加入一些开放性的元素。比如测完Km后，让学生回答为什么测出的结果与理论不同，分析可能的原因？胰蛋白酶米氏常数的测定还有哪些其它方法？各自的优缺点有哪些？测定Km有什么意义？等等。没有标准答案的思考题更能激发学生的兴趣，培养学生发现问题和解决问题能力［8－9］。因此，上一堂好的实验课，需要从“课前”、“课中”到“课后”三个阶段的跟进，环环相扣，表面看教师的授课时间缩短了，但工作量大大增加了，因为教学活动不仅局限于有限的课堂时间，整个教学时间从课内拓展到了课外。对学生而言，要求也提高了，需要花更多时间准备。但由于整个教学过程都以学生为主角，用“启发式”教学代替了传统的“填鸭式”教学过程，因此，教学效果可以大幅地改进［10］。

4结语

实验课程的开设一方面是帮助学生理解理论课程的内容；另一方面是为了培养学生动手能力、独立思考能力及解决问题的能力。教学过程的设计是教学活动的重点和难点。单一的教学方法无法满足新时代人才培养的需求。如何合理应用不同的教学方法和手段是教学活动的关键。因此，教学活动都是围绕学生展开，能否激发学生的潜力，培养学生的综合能力是检验一切教学过程是否成功的标准。学生是探索者，教师是引路人，教师不但要学会设计问题，还得引导学生发现问题、提出问题及解决问题，最终达到培养学生独立学习和思考的能力，才能满足社会对人才培养的需求。

作者：汪燕芳 李文哲 邵晓霞 石嘉豪 单位：同济大学生命科学与技术学院