通识教育下生物化学实验教学的探索和实践

李 欣， 赵玉红， 周 浩， 赵立青， 张金红， 刘 巍，石雪芹， 沈广爽， 魏 远， 李登文

(南开大学 生命科学学院 生物实验教学中心， 天津 300071)

通识教育下生物化学实验教学的探索和实践

李 欣， 赵玉红， 周 浩， 赵立青， 张金红， 刘 巍，石雪芹， 沈广爽， 魏 远， 李登文

(南开大学 生命科学学院 生物实验教学中心， 天津 300071)

通识教育作为一种大学教育理念，旨在让学生将人文、社会、自然科学等领域的知识技能融会贯通，能够以更加广阔的视野看待问题、分析问题、解决问题，培养具有健全人格和创造力的社会人才。面向非生物学专业开设的生物化学实验教学作为生命科学通识教育的重要组成部分，须集基础性、趣味性和安全性于一身，以满足通识教育的基本要求。课程组通过不断的探索与实践，在实验内容、教学模式、考核方式及教学反馈等方面作出了改进，提高了学生的综合能力和教师的业务水平，保障了实验教学质量和教学效果，同时为实现通识教育人才培养目标奠定了良好而坚实的基础。

通识教育； 生物化学； 实验教学

0 引 言

通识教育和专业教育是高校人才培养体系中不可或缺的重要组成部分，二者紧密关联，相辅相成。相对于专业教育，通识教育是指一种非专业性、非功利性的的教育理念，旨在打破专业壁垒，对学生进行人文、科学和社会等基本知识和素质教育[1-2]。生命科学是研究生命现象、揭示生命规律、探索生命奥秘的一门自然科学，其发展迅猛，日新月异，是推动日常生活进步和社会经济发展的重要科技力量，其所蕴含的科学性、人文性及社会性决定了生命科学必然成为通识教育的核心内容之一[3-4]。而生命科学又是一门实践性很强的学科，为了让不同知识背景的学生对生命科学有更直观的认知和更浓厚的兴趣，开设以通识教育为目的的实验课程则势在必行。

生物实验教学中心(简称“中心”)面向全校两个校区本科生分别开设2门公共选修课“生命科学导论实验1”和“生命科学导论实验2”。每门课程设有6个实验项目，分别涉及动物学、动物生理学、植物学、生物化学、微生物学和细胞与遗传学等多个学科领域，其中生物化学实验项目由生物化学与分子生物学实验室(简称“生化实验室”)承担。生化实验室隶属中心，历年来承担本院和医学、药学等相关专业多门实验课程，为专业人才的培养作出重要贡献。在“生命科学导论实验”课程中，生化实验室根据通识教育人才培养目标开设了面向非生物学专业的生物化学实验项目，从“身边的生物化学”入手，对学生进行生命科学素质教育，这无疑对实验教学的组织和实施提出了更高层次的要求。

1 通识教育下生物化学实验教学的基本要求

由于授课对象专业来源不一，特别是有很多文科类专业学生，对生物化学知识背景和基本技能了解甚微。为了让学生能够较为轻松地踏进生物化学的门槛，在实验课堂上积极参与并能有所收获，通识教育下的生物化学实验教学则需要满足如下几个基本要求：

(1) 基础性 。考虑到学生大多基础薄弱，而生物化学实验本身专业性较强，且操作中会不可避免涉及到一些专业器材和仪器设备的使用。因此，所设置的实验项目在具有专业特色的同时，其理论和操作难度都不易太大，应以经典的基础性实验为好，其原理简明，流程成熟，成功率高，避免打击学生的学习热情和实验成功的信心。

(2) 趣味性。课程本身为公选课，学生选课自然以兴趣为主导，如何让学生在实验过程中保持兴趣则关系到实验教学的成功与否[5]。在选择实验项目时，尽量选择贴近日常生活的实验内容和实验材料，将实际生活中遇到的问题引入实验教学，引导学生关注并思考身边常见而又有趣的生物化学现象，增强实验内容的趣味性[6]，以得到事半功倍的教学效果。

(3) 安全性。保障人身和财产安全是实验教学工作中的重中之重。生物化学实验涉及多种试剂耗材和仪器设备，而授课对象大多毫无基础，因此，在生物化学实验中要尽量选择试剂安全性较高且仪器操作较为简单的实验项目，并对实验试剂和实验器材的使用进行专门讲解和示范，避免错误和不规范操作造成的安全隐患。

2 通识教育下生物化学实验教学的组织与实施

通识教育下的生物化学实验教学必然要在实验内容、教学模式、成绩评定等方面与以往的专业课程有所区别，在教学的组织和实施上通过实用有趣的教学内容、灵活多样的教学模式和兼具可操作性及科学性的评分体系以获得良好的教学反馈效果[7-8]。

2.1精选实验内容

生物化学课程组选择了“多酚氧化酶在水果蔬菜褐变中的作用”和“水果中维生素C含量的测定”2个项目用于通识教育下的生化实验教学。前者以土豆等为实验材料，探究日常生活中蔬果褐变的根本原因和影响因素，并对生活中如何延缓褐变的发生作出启示。后者以猕猴桃等作为实验材料，结合“坏血病”让学生了解维生素C的重要生理功能，并通过定量检测比较不同水果中维生素C的含量差异，对日常生活具有指导意义。这2个实验项目分别代表了生物化学实验中定性和定量两种研究方法，且涉及离心、定容、滴定等基本操作技术，兼具学科典型性和基础性。实验内容贴近生活，能够激发学生的学习兴趣和学习热情。另外，实验材料常见易得，所用试剂和器材较为简单，保障实验教学能够安全顺利的进行，充分满足通识教育下生物化学实验教学的基本要求。

2.2改进教学模式

传统的原理讲解—学生操作—结果评判的教学模式对于非生物学专业的学生难度较大且没有吸引力。以“多酚氧化酶在水果蔬菜褐变中的作用”为例，课程组在课前准备土豆作为实验材料，同时也鼓励学生自带感兴趣的蔬果作为研究对象。课堂上从日常生活中常见的褐变现象入手，向学生提出问题：褐变现象是怎样引起的？又受到哪些因素的影响？实际生活中如何有效延缓褐变现象？让学生带着问题听讲，不仅可以调动学生的学习兴趣，加深对实验目的和实验内容的理解；还可以充分锻炼学生分析问题解决问题的能力，做到学以致用，提升自身综合素养，从而实现通识教育的培养目标。由于学生大多零基础，一方面，原理的讲解需要通俗易懂，从褐变现象引出多酚氧化酶的概念，进而对酶的性质加以介绍，让学生理论联系实际，了解日常延缓蔬果褐变的方法；另一方面，实验操作不能纸上谈兵，需要通过教学视频演示和教师亲自示范，必要时须进行“手把手”的辅导，让非专业学生的操作尽量专业化、规范化。由于学生知识背景不同，看待问题的角度各异，在实验教学过程中通常会提出各种问题。因此，实验教学中特设讨论环节，在教师的主导下学生可以自由提问并进行讨论，也可当堂查阅资料，最后由任课教师进行点评和总结。由于问题并不拘泥于实验本身，所涉及的知识面广泛，通过讨论师生都能够受益匪浅，实现教学相长。

2.3优化考核方式

通识教育下的考核方法不但要考查学生对课堂知识技能的掌握情况，还需要考查学生的实验态度、创新能力等综合素质。“生命科学导论实验”课程共设6个实验项目，生物化学实验项目成绩作为考试成绩在课程总成绩中占25%。基于生化实验成绩的重要比例，课程组摒弃了传统单一的闭卷考试形式，而选择了更为灵活的成绩评定体系，即：课堂表现(包括实验操作规范性、实验基本素养、课堂讨论参与度等)占65%，实验报告(包括预习报告、原始数据记录和实验结果与分析等)占35%。这种复合式的考核以学生的综合表现和能力素质为考查重点，充分体现了通识教育的人才培养目标，避免了传统闭卷考试造成学生“临时抱佛脚”的突击和应付，与此同时，考核方式与课堂学习密切相关，让学生打消“来不来上课都一样”的侥幸心理，端正学习态度，使考核评价体系更公平、科学、合理，成为提升实验教学质量的重要保障[9]。

2.4加强教学反馈

教学效果反馈是检测教学质量的重要指标，也是教师改进实验教学的依据和动力。在考核结束后，课程组将精心设计的教学反馈表发给每位学生，主要包括实验难度、对生命的理解和认识、解答感兴趣的生命科学问题、熟悉和了解生命科学的研究方法以及课后感受和建议等五个方面内容[10]。学生结合自身的上课体会对上述几点作出评价并给出建议和意见，教师可以根据反馈结果在今后的实验教学中调整内容或教学模式，做到巩固优势，弥补不足。当然，反馈结果中更不乏学生的褒奖，如“原本以为需要仰视的理论原来就在身边，和我们息息相关，谢谢老师深入浅出讲解”“课还没有上够，还想再上一次”等等，这无疑是对教师教学工作的高度认可，不但激发教师的教学热情和积极性，更是鞭策教师在今后的工作中精益求精，不断提升教学质量的强大动力。

3 通识教育下生物化学实验教学的重要意义

3.1提高学生综合素质

通识教育下的生物化学实验教学不仅是要将实验项目中所涉及的基本原理和操作技能传授给学生，更让学生体会到实验项目中所蕴含的人文精神和科学素养，将通识教育理念贯穿始终[11-12]。因此，在实验内容和教学模式上，课程组经过不断摸索和尝试，将专业理论和生活实际有机地结合起来，实现由专到广的转变，避免专业知识枯燥晦涩的同时，激发学生的好奇心和求知欲，引导并鼓励学生充分思考如何用学习到的课堂知识指导生活实践，提高学生思辨创新、举一反三、理论联系实际等综合能力素养，以实现人文、社会和自然科学领域全面发展的通识教育人才培养目标。

3.2增强教师业务能力

除专业基础知识外，通识教育中的生物化学实验教学更加注重学科之间的交叉渗透，以及与人文科学、生产实践等领域的相互融合，并能够与时俱进，让学生形成更加综合、广泛、宽厚的知识体系，而这无疑对教师的业务水平提出了更高的要求[13-14]。任课教师首先要有过硬的专业基本功，结合多年的教学经验将专业知识和技能以深入浅出、通俗易懂的方式传授给学生，让非专业学生易于理解。与此同时，教师还需要不断给自己充电，增强自身的综合业务能力，只有对其他领域有较为广博的涉猎，才能够在课堂教学中“游刃有余”，从容应对来自不同知识背景学生的诸多问题，使实验教学质量和教学效果得到显著提升。

4 结 语

通识教育是一种非专业性和非功利性的基本知识技能和素质态度教育[15-16]。通识教育下的生物化学实验教学不仅是让非生物学专业的学生学习到相关专业知识和操作技术，更重要的是培养学生的科学素养和人文精神，突出科学与人文的统一性，这就对实验教学提出了更高要求。课程组经过不断探索和实践，通过优化实验内容、改进教学模式、优化考核方式和加强教学反馈等手段，使实验教学兼具基础性、趣味性和安全性，满足了通识教育对生物化学实验教学的基本要求，提高了学生的综合素养及教师的业务能力，对于保障实验教学质量和实现通识教育人才培养目标具有重要意义。

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[3] 李 霁,吴 敏, 曾冬云，等.“生命科学导论实验”课的实践与改革[J].实验室研究与探索, 2014, 33(6):204-207.

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[5] 李 霁, 吴 敏,曾冬云，等.导论实验中学生实验兴趣和科研兴趣的培养[J].实验室研究与探索,2013，32(11):407-409.

[6] 吕 红,余 垚,刘明秋.“改变生活的生物技术”通识教育课程建设的探索与实践[J].高校生物学教学研究(电子版),2014,4(2):26-28.

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ExplorationandPracticeofBiochemistryExperimentTeachinginGeneralEducation

LIXin，ZHAOYuhong，ZHOUHao,ZHAOLiqing，ZHANGJinhong,LIUWei,SHIXueqin,SHENGuangshuang,WEIYuan,LIDengwen

(Biological Experimental Center， College of Life Science， Nankai University， Tianjin 300071， China)

General education is one of the university education concepts, it enables students to achieve a comprehensive study of the knowledge and skills in the field of humanities, social sciences and natural sciences, let students look at problems, analyze problems and solve problems from a broader perspective. The general education cultivates social talents with perfect personality and creativity. Biochemistry experiment teaching for non-biology majors is an important part of general education in life science, and it is basic, interesting and safe and meets the fundamental requirements of general education. Through continuous exploration and practice, course group has made the improvement in experiment content, teaching mode, evaluation method and teaching feedback. The improvement has enhanced students’ comprehensive ability and teachers’ professional level, ensured the quality and effect of the experiment teaching, and laid a good and solid foundation for the realization of the talent training objective in general education.

general education; biochemistry; experiment teaching

G 642.3

A

1006-7167(2017)09-0126-03

2016-12-22

2013年国家基金委人才建设培养基金“条件建设”项目(J1310003)

李 欣(1985-)，女，天津人，硕士，实验师，主要从事生物化学和分子生物学实验教学辅助工作。Tel.：13682032704; E-mail：stjkhyxf@126.com

李登文(1974-)，女，博士，教授，从事细胞形态结构与功能方面的研究。E-mail:dwli@nankai.edu.cn