实验教材论文：生化教材之编制及改善
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本文作者：沈剑敏田晓柱马明作者单位：兰州大学
实验教材的先进性主要是指所选实验项目应着力体现现代生物化学研究的新理论、新技术、新方法，将本学科的新进展和新成果融入教材，及时地介绍、展示给学生［4］。生物化学实验虽然是生物学实验教学中较基础的部分，但近年来随着生命学科的迅速发展，生物化学中新的研究成果和研究手段不断涌现，极大地丰富了生物化学的内涵。因此我们在选编实验项目时，压缩了陈旧的重复验证性实验，增加了设计性、研究性和综合性的实验内容，补充了反映学科发展方向的新实验，并及时地在实验教材中介绍最新的仪器设备。实验教材的科学性主要指教材体系能较好地体现本学科的内在科学逻辑，科学合理地编排实验次序，遵循基本操作和基本技能训练要循序渐进的原则［5］。例如，在生物大分子分离纯化鉴定部分的内容中，我们从凝胶层析、亲和层析、离子交换层析，最后到高效液相色谱法，逐渐展开介绍各种技术及适用范围，这样既对生命大分子有了全面的认识，又将各种方法的特点通过具体的操作加以理解掌握，引导学生的思维发展，培养学生综合运用知识的能力，同时还了解了目前生物大分子分离纯化的主流技术。此外，在教材中每项实验后面详细列出实验方法的原始出处和参考文献，有利于追根溯源，开阔学生的视野，培养学生科学严谨的态度。
突出生物化学实验教材的启发性与实用性
1合理设置生物化学实验教材内容
(1)有机整合实验基础知识实验教材要围绕技术应用能力这条主线来设计，突出实用性和实践性。由于生物化学实验是一门基础课，不能完全抛开基础知识的学习，有必要进行基本技能的训练。我校开设的生物化学理论课占96个学时，而与之对应的生物化学实验是一门独立的课程，占54个学时，1．5个学分。近年来，生物化学理论日新月异，要求在实验内容的设置上也与之相适应。我们将该实验与酪蛋白的制备及含量测定结合起来，这样学生在一个实验项目内同时可以达到学习等电点沉淀法制备酪蛋白的原理和方法、掌握紫外分光光度法的原理和操作技术两个目的，成为一个综合性实验，在有限的学时内多掌握基础知识。(2)循序渐进提升实验技术水平在生物化学实验技能训练体系中，教材从学习该课程的基本技能训练入手，以培养学生掌握基本的研究手段，强化提高到综合运用，最后能独立完成创新课题为主线。在基础验证性实验部分，不是一味照抄经典内容，而是增加了一些阳性和阴性对照实验，引导学生从正反两方面验证理论成果，所选实验突出定性概念;在强化提高部分，应用离心技术、分光光度技术、电泳技术、层析技术等，着重介绍各种生物大分子的分析方法，所选实验突出定量概念;在综合运用部分，在前两部分的基础上，通过系统训练，进一步培养学生的逻辑思维能力和动手操作能力，其中“卵磷脂的制备及气相色谱分析”、“高效液相色谱法测定雌激素含量”和“旋光法测定淀粉含量”三个实验是编者根据多年教学科研工作积累编著的，填补了这些教学内容的空白。学生在完成基础、强化和综合实验的基础上，根据已掌握的理论知识和实验技术，结合自己的兴趣，可以选做给出的课外创新研究项目。这样，培养了学生的创新意识、综合运用知识的能力和科学思维的方法，完成由被动学习到主动学习、由正向思维到反向思维的转变，使学生获得科研的初步能力。(3)重视理论知识和实验技术的完整性生物化学实验属于生物学不同专业公共的、互通的学习内容，为了培养学生的自学能力，增加可读性和引导性，使学生有兴趣学、容易学，我们合理规划教材内容，力求知识和技能的全面和系统。根据生物化学实验技术从易到难的顺序，设计有代表性的实验，包括生物化学基础、强化、综合三个层次，最后增设创新项目，作为课外创新训练题材自由选做。全书内容设置包括对糖、脂质、氨基酸、蛋白质、酶、维生素、核酸、激素等生命大分子的分析研究，还包括物质代谢与生物氧化实验，在综合实验和创新项目方面均得到充实和加强。实验方法涵盖滴定、蒸馏、离心、分光光度比色、薄层层析、凝胶层析、离子交换层析、亲和层析、气相色谱、高效液相色谱、电泳、荧光、旋光法等技术，全面展示了生物化学的理论知识和技术方法。
2简明阐释实验原理和实验步骤
实验是有科学依据的教学活动，必须在逻辑严密的理论指导下进行［6］，因此我们必须将实验原理写得详细、准确、严谨，便于学生理解掌握。例如，我们在编写“动物肝脏DNA的提取”这一实验原理时，首先，根据DNP与RNP在盐溶液中的溶解度不同进行分离，进而用SDS将DNA与蛋白质分开，再用有机溶剂沉淀除去蛋白质，用乙醇使DNA析出，在整个实验过程中为了使目标产物—DNA免于降解，需要抑制核酸水解酶的活性。经过这样递进式的介绍，学生易于掌握整个提取流程。此外，由于生物化学原理在一定程度上是一种化学语言，采用化学方程式表达实验原理更简明直观。所以，我们在编写原理部分时采用文字阐述与化学方程式表达相结合的形式。实验步骤是学生进行实验操作的基本素材，应繁简得当，可操作性强，条理清楚。我们采用提纲式和表格式来表述实验操作步骤。对于定性实验多采用提纲式论述，使操作步骤的来龙去脉有条不紊，特别是某些不可忽视的关键细节，以及试剂药品的配制和仪器设备的正确使用等内容;对于定量实验多采用表格形式，使加样等系列操作一目了然，便于数据记录与统计，尤其在标准曲线制作过程中，更显此法的简便。
3适当设计插图
插图在生物化学实验教材中占有非常重要的地位，书中配以高质量的插图可增添教材的可读性，给人以生动形象、图文并茂的感觉，从而吸引学生的注意力，加深学生的理解。在插图的表达形式上，教材采用器皿图片、装置图、曲线图、色谱图、操作示意图、仪器设备图、实验结果照片等多种形式，从不同角度将生物化学实验的原理和操作等内容形象、直观、清楚地展现给学生，增强了实验内容的表现力。
4注重实验结果的处理
实验结果的处理是生物化学实验教学中必不可少的环节，包括三方面内容。首先，要得出定性反应的结论或定量测得的结果。引导学生正确描述实验现象，对实验的正反结果加以分析评价。对于定量实验，书中还列出了相关计算公式，有的实验还列出了正常值范围，便于学生对照比较。其次，根据每个实验项目的难点和知识点，设计了一些富有启发性的思考题，以激发学生的创造性思维。最后，引导学生反观整个实验，总结实验成败的关键步骤，书中列出了相应的注意事项，以引起学生的思考。
生物化学实验教材的改进方向
1加强双语实验教材的建设
开展生物化学实验双语教学，提高学生的专业英语水平，培养具有国际竞争力的高质量人才，应该成为当前我国生物学科高等教育的内容［7］。在现阶段双语教学主要应用于理论教学中，随着双语教学的进一步推广，它必将延伸到实验教学中。但目前国内还未见真正适合专业要求又有利于学生学习的生物化学实验双语教材出版，因此，加强该课程的双语教材建设，出版适合国情、专业的生物化学实验双语教材是一个改进的方向。
2出版适合实验课程体系的教材
生物化学与分子生物学的实验内容可以编为一本书出版。通过对基本技能训练，生物化学基础、强化、综合实验，以及分子生物学实验教学内容的优化、融合、重组，形成一门独立的综合性实践课。这样不仅避免了实验内容上的重复，还实现了知识的相互渗透，形成符合教育教学规律的实验教学体系，在培养学生实验技能、综合能力上发挥重要作用［8］。
3充分利用信息资源
实验教材可以附带光盘发行，构建数字化、信息化的实验教学平台［9］。在实验教材中应该介绍与生物化学实验有关的互联网网页或网站地址等内容［10］，引导学生学会利用各种数据库查阅并获取大量相关的文献资料，更直接了解本学科的研究成果和实验技术的最新动态。这不仅可以引导学生开阔视野，提高综合分析问题的能力;更重要的是培养了学生科学的思维方法和检验科研的基本功，为今后的创新实践打下坚实的基础。
