大学生创新训练计划促进化学教学改革

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[摘要]基于大学生创新训练计划项目视角，结合本院生物化学教学工作，发现较多平时教学和实践中容易忽视的问题。鉴于此，将创新训练经验融入日常的教学实践环节中进行改革，取得了良好的效果。

[关键词]大学生创新训练计划项目；生物化学；教学改革

生物化学是全国高等学校生物工程、医学、食品工程、兽医学等相关专业重要的专业基础课程。专业基础课是连接基础知识和专业知识的重要课程，实现多学科知识的融会贯通。对专业基础课知识的学习、理解、掌握和运用程度，直接影响到学生专业课的学习和从事专业工作的素质与能力。生物化学专业人才培养是一门实践性很强的基础专业课，不仅需要学生掌握一定的生物化学基础理论知识，更重要的是对学生科学思维、实践能力、创新能力、综合分析问题能力和团队协作意识的培养。大学生创新创业训练计划项目是教育主管理部门面向本科生立项的项目，也是“高等学校本科教学质量与教学改革工程”重点建设项目之一[1]。目的是通过开展创新创业教育的改革，促进人才培养观念的转变，提升大学生创新创业素质和能力，为创建创新型国家储备人才[1]。笔者曾主讲大学生创新创业基础必修课；在2019年被聘为学校创新导师；指导本科生曾获2019年和2018年国家级大学生创新训练计划项目。无论是赛前项目书的选题、写作、答辩，项目立项与实施期实验指导与监督、中期检查，还是项目结题时成果发表、总结，每次的经历都会有很大的收获。这些宝贵的理论和实践经验，相信将对本院生物化学教学和教学改革起到了积极的推动作用。

1促进教师教育观念的更新和多元化教学方法的探究

教育观念是一个与教育思想、教育理念相互联系而又有所区别的概念[2]。在过去一个世纪中，教育观念经历了由“教授”到“教学”再到“全面发展教育”等的变迁过程[2]。为了使培养的学生既适应国家现代化建设的需要，又适合社会发展和新时代市场需求，首先高校教师应树立先进的教育思想，适时更新教育观念。生物化学是一门交叉学科，它运用化学的理论与方法研究生物的化学组成和生命活动中的化学变化[3]。生物化学是19世纪末期诞生的新学科之一[3]。诺贝尔生理学或医学奖和诺贝尔化学奖得主均是在生物化学领域有杰出贡献的科学家；特别是20世纪50年代以后，生物领域的所有获奖成果中，有50%以上与生物化学相关[3]。在诺贝尔化学奖中，也有近三分之一的获奖成果属于生物化学领域[3]。因此，生物化学是一门既古老又具有时代性很强的学科，其内容既丰富又庞杂。学科竞赛例如大学生创新训练计划项目(简称“大创”)可以对日常教学过程中存在的问题进行反馈，有针对性地将竞赛中发现的问题整合到日常教学活动的各个环节中，促进教师不断完善教学观念，提升专业素质[4]。“大创”细则的制定、项目书的评分标准、专业答辩的问题选取等，是需要参照理论基础知识和生物化学实验课程的进度，借鉴生物化学领域最新研究成果。这就需要教师有过硬的理论和与时俱进的专业知识。项目实施过程中的仪器设备、实验细节、学生指导等问题，有助于课堂教学中教师实际问题的提出，引起学生的注意和兴趣，启迪学生思维。例如，硫酸铵沉淀法、酸沉淀法、有机溶剂萃取法等是用于蛋白质、小肽类物质等粗提常见方法。学生在“大创”实施中容易出错在以下方面：试验方法选取、溶剂选择、沉淀时间等。教学上，教师结合实操时的误区、难点等进行系统、深入的分析和探讨，并对试验中应注意的问题提出建议和改进，能加强学生对知识点理解和运用。蛋白质纯度鉴定常用物理化学的方法，常见的如电泳、沉降和HPLC(高效液相色谱)等。“大创”实施中发现电泳分析如IEF和SDS-PAGE等不适用于鉴定分子量较小的蛋白质。小肽分子的质量是很小的，它的分子质量变化范围在100Da到5kDa或更小一些。例如在乳制品和淀粉类中分布广泛能够引起食物中毒的致吐毒素(cereulide)是一个小分子亲脂性的是的十二环缩酚酞，分子量为1152Da。查阅近几年研究文献发现，因cereulide分子量小，没有抗原性，用于检测cereulide的免疫检测技术方法缺乏。因cereulide具有强亲脂性，其较为容易吸附在实验室常用色谱柱上，长时间使用会出现柱效降低，分离效果差等现象，HPLC和HPLC-MS等仪器方法不能对cereulide进行精确定量的检测。目前应用方法较多的是采用分子生物学手段对其进行快速检测。教学上，教师可针对生物化学专业研究和生产实际所需的案例，结合国内外研究现状和文献分析，重点培养学生的创新实践能力。

2对学生综合素质培养的促进作用

2.1促进学生严谨求实科学作风和规范细致操作习惯的培养

“大创”项目书主要包括以下几个方面内容：申请理由、项目方案、项目进度安排和预期成果。部分学生在申报书撰写时会出现选题不够科学、研究内容欠缺技术性与细节性，会因无法区分项目方案和进度安排而感到困惑，会因写作不规范和格式问题等在评审时被扣分。项目书是广泛查阅国内外研究现状和发展动态后，基于该团队已具备的知识、条件、特长、兴趣和前期准备等，围绕所提出的拟解决科学问题，为验证该科学问题而构建的包含有研究方法、人员分工、研究内容的详细项目方案，并论证该研究方案设计的科学性、逻辑性、可行性和创新性。在此基础上，项目进度安排是项目方案下，对每一个研究内容依据实际情况调整和安排实验进度，应考虑到阶段性成果、内容顺序、时间分配和完成期限等因素。更进一步地，基于该项目研究结果，给出预期的成果，通常包括、专利发明、推广应用、调查报告、设计、产品和鉴定等。结合生物化学专业特点和“大创”的1.5年实施周期，其预期成果更多是中文核心、国家发明专利申请、调查报告等。研究方法和研究内容的撰写也会让学生比较困惑，往往会混淆，甚至是张冠李戴。研究内容是围绕该项目研究目标，先提出拟解决的科学问题，再针对科学问题结合理论展开分析，列出具体解决问题的研究设计，即：科学问题是什么？如何提出科学问题？如何验证或解决科学问题？而研究方法是指解决科学问题所需的思路与方法。学生通过参与“大创”，并基于上述模式进行了研究和专业实践，使学生能够体验和掌握项目选题、申报、执行及结题的全过程。大学语文是大学生在校期间必修课，但关于学科专业的科技论文写作在我国高校不够重视，学生普遍欠缺这方面的基本知识、写作方法和技巧。随着“大创”等学科竞赛的兴起，学生通过参与项目书的写作、专业答辩和后期相关科研成果的撰写，分析和总结写作中存在的主要问题，不但可以提高学生科技论文写作的规范和水平，而且可以让学生对生物化学认识更加深刻，能够科学、客观、逻辑地分析研究对象和激发创造性，能够锻炼学生考虑问题的严密性、逻辑性。

2.2促进学生知识的系统化和学生逻辑思维的培养

生物化学课本和课堂学习中会有大量的专业性术语，因其枯燥乏味、深奥难懂，容易造成混淆，让学生产生畏难情绪，从而导致对该课程厌学。本院生物化学教学虽然开设了对应的必修实验课程，但受限于学院公共实验中心仪器设备不足、课程学时较短和场地限制等问题，生物化学实验的内容都是几个独立的简单实验，因此学生往往难以将理论知识和实验操作系统掌握。而“大创”中涉及的生物化学实验是基于基本技能和验证性实验的升华，采用的是综合性实验—探索与设计性实验的模式去培养学生，极大地提高了生物化学教学效率和质量。学生通过“大创”系统的训练，使生物化学各个章节知识点的联系、衔接与延伸得到了强有力的加强，使学生获得完整的协调的知识体系结构。

3结语

生物化学的教学和教学改革成功开展，需要教师和学生在日常教学实验实践环节和相关学科竞赛过程中共同努力和不断探索。教师引导学生将基础知识和生物化学专业知识结合，基于大学生创新训练计划项目模式进行研究和专业实践的锻炼，有效地加强学生实践能力的培养和提高学生综合素质。

参考文献

[1]刘长宏，李晓辉，李刚，等．大学生创新创业训练计划项目的实践与探索[J]．实验室研究与探索，2014，33(5)：163-166．

[2]郑金洲．教育观念的世纪变革[J]．国家教育行政学院学报，2005，(9)：63-71．

[3]濮江，王洪凌．从诺贝尔化学奖与生理学或医学奖看生物化学的发展[J]．化学教育，2012，(5)：77-80．

[4]柳玉霞．以全国检验技能竞赛促进生物化学检验教学改革[J]．卫生职业教育，2020，38(22)：44-45．

作者：邓凤如   单位：华南农业大学