摘 要：本文通過探討自主學(xué)習(xí)在食品生物化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用，對于學(xué)生被動接收學(xué)習(xí)，主動性不高的特點，針對性的采取了相應(yīng)的措施，通過自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在實驗的效果、實驗知識的掌握、實驗設(shè)計能力、應(yīng)對富有挑戰(zhàn)性的綜合實驗等方面都有顯著提升。本文為生物化學(xué)實驗教學(xué)的更新提升提供了一些探索。

關(guān)鍵詞：食品生物；挑戰(zhàn)性；化學(xué)實驗

現(xiàn)有的食品生物化學(xué)實驗教學(xué)存在一些缺陷，如驗證性實驗占比較多，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。由于國內(nèi)現(xiàn)有教育體系的缺陷，學(xué)生在殘酷的升學(xué)壓力下，特別是實驗操作在高考中并不作為實際操作進(jìn)行考核；為了確保升學(xué)率，很多學(xué)校對于實驗教學(xué)都是采用了演示為主，或者觀看一些視頻或者課件。學(xué)生在整個中學(xué)階段只是被動的接受，動手訓(xùn)練機(jī)會比較少，缺少最基本的實驗操作技能，如基礎(chǔ)實驗操作時物品的稱量，吸量管的使用，容量瓶的使用等都不夠標(biāo)準(zhǔn)與熟練。對于操作步驟過多，比較復(fù)雜的綜合性實驗，學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊合作意識存在明顯不足以至于難以承擔(dān)相應(yīng)實驗設(shè)計等。

針對以上存在的問題，食品生物化學(xué)實驗教學(xué)團(tuán)隊在教學(xué)過程中引入了自主學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)不僅僅是課前對實驗報告進(jìn)行預(yù)習(xí)，還通過新媒體與自主學(xué)習(xí)工作平臺對實驗課進(jìn)行全面的自我學(xué)習(xí)，充分地理解該實驗項目的目的、要求以及內(nèi)涵。直接教學(xué)的主要缺點在于直接的灌輸，學(xué)生對于知識點接收的有效性比較差。而實驗教學(xué)和理論教學(xué)的顯著區(qū)別在于，實驗教學(xué)的效果主要體現(xiàn)在實驗是否能正確完成，實驗是否能獲得成功需要在一個較短時間內(nèi)得到體現(xiàn)，客觀上對于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的要求更高。

根據(jù)團(tuán)隊多年的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，大學(xué)二年級的學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力比較弱。大學(xué)一年級時很多學(xué)生尚保有高中時期學(xué)習(xí)用功的慣性，同時有迫切的在大學(xué)期間學(xué)好相關(guān)專業(yè)的動力，自主學(xué)習(xí)的驅(qū)動力較強(qiáng)。大四由于進(jìn)一步深造及畢業(yè)論文、設(shè)計等工作的要求，自主學(xué)習(xí)能力也比較強(qiáng)。而大學(xué)二年級與三年級恰是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較弱的階段，自我驅(qū)動力較弱，思想上也比較懈怠，處于自主學(xué)習(xí)曲線的谷底。

學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)可以獲得下列方面的提升。

1. 實驗的效果。通過帶有一定強(qiáng)制性的自主學(xué)習(xí)的要求，學(xué)生對實驗課所需要的視頻、課件、講義等等都進(jìn)行一定時間的觀看學(xué)習(xí)，并且通過相應(yīng)的預(yù)習(xí)測試題對預(yù)習(xí)的效果進(jìn)行檢測，可檢測學(xué)生對實驗所需掌握的知識點的掌握程度，對同學(xué)們掌握不牢或者理解有問題的知識點在實驗課中進(jìn)行相應(yīng)的講述與加強(qiáng)。全面的預(yù)習(xí)了解了該課程的要求，熟悉該課程所要求的實驗操作，在實際操作中可以更好的完成實際操作。

如凱氏定氮法屬于生化實驗中經(jīng)典的實驗，但是實驗的操作步驟比較復(fù)雜，特別是凱氏定氮蒸餾儀的整個操作過程比較復(fù)雜，需要學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)更好地掌握正確的使用方法。學(xué)生主要通過觀看相應(yīng)的實驗課件，閱讀參考文獻(xiàn)，觀看相應(yīng)的實驗操作視頻，做預(yù)習(xí)測試題進(jìn)行，同時可以在實驗操作視頻設(shè)定的任務(wù)完成點，可以從學(xué)習(xí)端后臺獲取此類數(shù)據(jù)，了解學(xué)生對哪些知識點掌握的比較好，哪些還需要加強(qiáng)。

2. 對于實驗知識的充分掌握。通過讓同學(xué)制作微課件與微視頻的辦法，加深學(xué)生對實驗所需的知識的深度與廣度。如微課件的制作，分別制定幾個專題，學(xué)生通過此專題的學(xué)習(xí)，全面的了解了這個儀器的歷史發(fā)展，這類儀器的現(xiàn)有的發(fā)展與類別，可以對實驗講義中不能涉及到的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。微視頻的制作過程，可以鍛煉學(xué)生對該實驗對于實驗操作重點的把握，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的要求。微視頻不同于一個復(fù)雜實驗綜合的視頻，時長達(dá)半個小時甚至更長。

近年來隨著智能手機(jī)的普及以及短視頻網(wǎng)站的普及，學(xué)生越來越容易接受時長3-5分鐘，將一個問題或者一項操作解釋清楚的微視頻，學(xué)生的接受程度較好，下圖就是根據(jù)2017級145個學(xué)生對于實驗操作視頻時長接受程度的調(diào)查表繪制的，可見學(xué)生對于3-5分鐘的視頻接受程度最高。

3. 對于實驗設(shè)計?？梢酝ㄟ^正交軟件等對于虛擬的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析。獲得對實驗數(shù)據(jù)相應(yīng)的分析能力。實驗課由于經(jīng)費和課時的制約，一些實驗周期比較長，花費比較高的實驗在食品生物化學(xué)這樣的專業(yè)基礎(chǔ)實驗中的難以運用，如SDS-PAGE電泳，所需的實驗試劑較貴，具有一定的神經(jīng)毒性，如操作不當(dāng)，會給操作者帶來比較嚴(yán)重的傷害，電泳所需的時間較長，整個周期需要十幾個小時，由于課時的限制，沒法給學(xué)生提供相應(yīng)的實驗條件。

通過仿真實驗的設(shè)計，學(xué)生可以反復(fù)多次進(jìn)行SDS-PAGE電泳實驗，并且可以通過不同參數(shù)的設(shè)置獲得不同的凝膠孔徑，以及相應(yīng)的目標(biāo)蛋白的分離結(jié)果，以獲得更優(yōu)的配比，在實際實驗中很難在短期內(nèi)獲得那么多次的實驗結(jié)果。

但是通過對正交設(shè)計軟件的自主學(xué)習(xí)，同學(xué)們可以對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，模擬復(fù)雜的綜合性實驗處理，通過仿真軟件的學(xué)習(xí)可以對一些價格昂貴，臺套較少的儀器進(jìn)行訓(xùn)練，縮短學(xué)生對實體儀器的響應(yīng)時間。

4. 根據(jù)學(xué)習(xí)記憶獲得理論。學(xué)習(xí)記憶的獲得是一個循環(huán)往復(fù)的過程，一件儀器的具體使用方法指望學(xué)生在兩到三個小時內(nèi)就能達(dá)到熟練使用的程度是不切合實際的，課后對于實驗過程中問題的總結(jié)與復(fù)習(xí)也是非常重要的。

通過學(xué)習(xí)通上課后思考題的設(shè)置可以引導(dǎo)學(xué)生對實驗中出現(xiàn)的問題及時的總結(jié)，學(xué)生可以通過討論組之間的互相討論來解決實驗中出現(xiàn)的相應(yīng)問題，教師的主要工作是監(jiān)測討論組的情況，并對議題進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

5. 通過自主學(xué)習(xí)?？梢栽O(shè)置若干具有挑戰(zhàn)性的實驗。根據(jù)教育部部長陳寶生2018年6月26日的講話指出：“中小學(xué)階段學(xué)生應(yīng)當(dāng)減負(fù)，大學(xué)階段學(xué)生應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增負(fù)，擠去課堂的水分，增加課堂的含金量；大學(xué)應(yīng)當(dāng)切實的做到寬進(jìn)嚴(yán)出，成為真正培養(yǎng)各類人才的地方。”在食品生化實驗的教學(xué)實踐活動中，教師確實可以感受到，學(xué)生對于簡單重復(fù)的實驗常常缺少興趣，難以集中注意力，實驗效果反而不理想。

通過設(shè)置一些具有挑戰(zhàn)性的實驗，可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，通過討論組來解決問題。實驗的設(shè)置要考慮到學(xué)生對現(xiàn)有知識點的掌握，具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生需要查詢相應(yīng)的資料進(jìn)行實驗設(shè)計，并通過設(shè)計軟件對實驗方案進(jìn)行優(yōu)化，通過實驗組之間的互相配合共同完成實驗項目，并對實驗結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析并給出結(jié)論。

下面這張圖為對15，16級食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生共105人對設(shè)置綜合性實驗的挑戰(zhàn)性的打分區(qū)間的調(diào)查表繪制，滿分為10分，學(xué)生對于這類具有挑戰(zhàn)性的實驗，認(rèn)可的程度還是比較高的。

綜合以上方面，食品生物化學(xué)實驗在引用了自主學(xué)習(xí)模式后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了顯著的提升，學(xué)生從被動的吸收和滿堂灌的狀態(tài)逐漸掌握了一些科學(xué)的研究方法，并且學(xué)會了整個團(tuán)隊進(jìn)行設(shè)計與解決問題的能力。我們?yōu)槭称飞锘瘜W(xué)實驗教學(xué)的更新與提升提供了一些探索。

作者簡介：

李賡，安徽省合肥市，合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系。