邵敬偉，唐鳳翔，鄭允權(quán)，萬東華，黃劍東

(福州大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，福州 350116)

生物化學(xué)課程是我校為制藥工程專業(yè)設(shè)立的專業(yè)必修課，作為兼具較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性的基礎(chǔ)學(xué)科，將實(shí)踐與理論有機(jī)結(jié)合更能提高學(xué)習(xí)成效。為了強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，我校將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，分設(shè)生物化學(xué)理論教學(xué)課和實(shí)驗(yàn)教學(xué)課兩門必修課。當(dāng)前，如何適應(yīng)新時(shí)代培養(yǎng)復(fù)合型人才的需求，進(jìn)一步優(yōu)化和加強(qiáng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)成為一個(gè)重要課題。根據(jù)多年的教學(xué)體會，并參考其他院校的成功教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我校從更新教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)方法等方面入手，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程考核方式、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，不斷完善生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

1 豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識

隨著科技的不斷進(jìn)步，生物化學(xué)技術(shù)內(nèi)容也在不斷地更新，但多數(shù)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容較為單一、陳舊，其更新速度已經(jīng)不能滿足生物制藥發(fā)展的需要。同時(shí)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目耗時(shí)長、課時(shí)少，既影響了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的豐富性，也限制了生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的廣泛開展[1-3]。另外，由于我校制藥工程學(xué)生基數(shù)較大，受儀器和試劑、教學(xué)場地、經(jīng)費(fèi)的制約，故多數(shù)情況下只能簡化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，主要側(cè)重于簡單的定性或定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，阻礙了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提升。

針對上述情況，我們采取了以下舉措。一是統(tǒng)籌各相關(guān)課程聯(lián)系，增設(shè)學(xué)時(shí)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程常與其他實(shí)驗(yàn)課程相互關(guān)聯(lián)，如微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等，由此可將制藥工程專業(yè)所修實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合，以消除重復(fù)和單一性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步增設(shè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以適應(yīng)專業(yè)教學(xué)需要；二是從培養(yǎng)優(yōu)秀復(fù)合型人才高度出發(fā)，更新和豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。從編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材入手，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法中引入最新研究成果，旨在拓寬學(xué)生的眼界，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和綜合應(yīng)用能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增設(shè)當(dāng)前研究中使用的、新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和項(xiàng)目，例如熊果酸的制備和測定、螺旋藻藻藍(lán)蛋白的分離、純化與鑒定等與藥物研究相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)[4]，通過綜合性實(shí)驗(yàn)的引入，不但融合了化學(xué)、藥學(xué)等多個(gè)交叉學(xué)科的知識點(diǎn)，還將理論知識與實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)結(jié)合，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。此外，我們還嘗試開展菠蘿蛋白酶的提取、純化與鑒定、輔酶Q10的制備與檢測等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)了解菠蘿蛋白酶的組成、理化性質(zhì)和常用提取方法，綜合上述因素獨(dú)立設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。通過歸納演繹，分析由具體到一般，個(gè)性到共性掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的模式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和自主創(chuàng)新意識，為其今后的科學(xué)研究奠定了良好的基礎(chǔ)。綜合性實(shí)驗(yàn)盡管有一定的難度，但卻是在大多數(shù)學(xué)生可接受的范疇，有助于學(xué)生對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)有更清晰的認(rèn)識和感受。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具有一定的獨(dú)立能力，難度較大，適用于有一定基礎(chǔ)且對科研感興趣的學(xué)生，對其各方面能力的鍛煉價(jià)值是顯而易見的。綜上，高校生化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上應(yīng)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、綜合性實(shí)驗(yàn)為階梯、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為提高，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

表1 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目概況

2 教學(xué)中引入科研課題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

以往的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，學(xué)生是在實(shí)驗(yàn)講義和教師的指導(dǎo)下按部就班完成實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性及獨(dú)立分析、解決問題的能力[5]。對此，我們嘗試從以下幾方面進(jìn)行改革。首先，采用開放性的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生在課前自由組成小組進(jìn)行討論，確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑并完成預(yù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在充分理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵的同時(shí)，鍛煉動(dòng)手能力。這樣的教學(xué)方法使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對教科書中的有關(guān)理論有了更深刻的理解，還可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及自主學(xué)習(xí)能力。

同時(shí)，為了提升學(xué)生的科研能力，我們還開辟第二課堂，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間擴(kuò)展知識閱讀，追蹤生物學(xué)、化學(xué)和藥學(xué)等前沿領(lǐng)域科研進(jìn)展，依托教師科研課題、本科生助研、大學(xué)生科研綜合訓(xùn)練項(xiàng)目(SRTP)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等課外實(shí)踐與創(chuàng)新活動(dòng)，讓學(xué)生真正地將理論用于實(shí)踐，進(jìn)一步接近科研，更能體會到學(xué)而有用的成就感。另外，適當(dāng)采取虛擬實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)社交手段等教學(xué)形式。一些重要的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)因?qū)嶒?yàn)難度較大、周期較長，或因?qū)嶒?yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)器械比較昂貴，無法納入本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對此可利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生對車間工藝流程產(chǎn)生初步了解，為以后的研究工作奠定基礎(chǔ)。此外，借用網(wǎng)絡(luò)社交工具，建立微信公眾學(xué)習(xí)平臺，定期發(fā)布實(shí)驗(yàn)須知、實(shí)驗(yàn)心得、實(shí)驗(yàn)趣聞、前沿技術(shù)等內(nèi)容，通過評論和問答等方式加強(qiáng)師生之間互動(dòng)，增加學(xué)習(xí)的趣味性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[6]。

以上多元化教學(xué)方式的采取，有效激發(fā)了學(xué)生的興趣，學(xué)生的實(shí)踐能力和科研素質(zhì)得到了真正的培養(yǎng)和提升。

3 制定合理的考核方式，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)課的成績評價(jià)能直觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。但以往的考核方式主要集中在考勤以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告方面，導(dǎo)致有許多學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作等照樣可以寫好一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從而得到較好的成績[7]，這導(dǎo)致我們的教學(xué)目標(biāo)難于達(dá)成。為此，我們探索構(gòu)建了較為科學(xué)合理的考核方式，從多方面和多個(gè)角度對生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的成績進(jìn)行評價(jià)，最終成績由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、平時(shí)操作、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等組成(表2)。

充分的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)能讓學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析方法、以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，避免之后做實(shí)驗(yàn)的盲目性和不確定性，盡早排除實(shí)驗(yàn)中潛在的安全隱患。課堂上，老師可以針對學(xué)生預(yù)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行提問或者讓學(xué)生上交預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并撰寫成報(bào)告的方式，督促學(xué)生利用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫收集資料、了解該實(shí)驗(yàn)最新進(jìn)展，同時(shí)提升其撰寫報(bào)告的能力。教學(xué)老師也將根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況而進(jìn)行打分，并作為其最終成績的一部分。

實(shí)驗(yàn)操作是整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程的核心，直觀反映學(xué)生的科研動(dòng)手能力，也是培養(yǎng)復(fù)合型人才的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。因此，對于實(shí)驗(yàn)操作的考核是必要的，故針對每一個(gè)學(xué)生，老師應(yīng)當(dāng)場考察學(xué)生的操作方式、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等并給出相應(yīng)評分。由于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師一般只有兩到三個(gè)，但學(xué)生人數(shù)多，為了更好地對學(xué)生的實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行評價(jià)，可以增設(shè)研究生助教協(xié)助進(jìn)行記錄和評價(jià)。

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告一直以來都是實(shí)驗(yàn)性課程的成績評定的主要依據(jù)，是老師了解學(xué)生掌握知識程度的一個(gè)重要途徑，也是提升學(xué)生表述能力的一個(gè)重要手段。以往，教師對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求僅僅是根據(jù)講義步驟書寫，缺乏學(xué)生的獨(dú)立思考以及創(chuàng)新性內(nèi)容。為此我們鼓勵(lì)學(xué)生參考科研論文的格式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)，并結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果等進(jìn)行分析，同時(shí)需要有自己的討論與小結(jié)。通過類似科研論文的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，鍛煉了學(xué)生撰寫科研論文的能力，讓學(xué)生接觸到與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有關(guān)的最新科研進(jìn)展，在增長見識的同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)思維能力[8]。

表2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核標(biāo)準(zhǔn)

4 擴(kuò)展課外開放性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力

高校對于本科生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)出一批符合該專業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)和實(shí)踐要求的專業(yè)人才，但許多企業(yè)都反映應(yīng)屆畢業(yè)生缺少工程實(shí)踐能力。以制藥工程專業(yè)為例，該專業(yè)本科畢業(yè)生主要是從事醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)、研發(fā)和車間設(shè)計(jì)等方面的技術(shù)人員，這是未來制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊缺的專業(yè)人才，藥品工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐是在日后工作中必定要接觸到的，我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加了一些具有工程化特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，包括天然產(chǎn)物多糖的提取與純化、胸腺肽制備工藝等[9]。這些項(xiàng)目與綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一并列入課外開放性實(shí)驗(yàn)，采取預(yù)約制，學(xué)生可根據(jù)自身興趣自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)室安排輪流值班的指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的安全維護(hù)以及指導(dǎo)學(xué)生使用相對復(fù)雜或者昂貴的儀器等。倘若學(xué)生不滿足于教師提供的實(shí)驗(yàn)課題，可以通過提交開題報(bào)告的方式提出開設(shè)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的申請，如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師覺得可行以及現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件可以滿足，學(xué)生即可采用自己設(shè)定的課題。除此之外，我們也會邀請企業(yè)高級工程師開設(shè)講座，讓學(xué)生進(jìn)一步了解生物制藥工程領(lǐng)域的最新進(jìn)展。這一做法，既能調(diào)動(dòng)學(xué)生的自覺性，又能擴(kuò)展和豐富學(xué)生的工程知識，并取得了預(yù)期效果。

5 建設(shè)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，提高教學(xué)人員的素質(zhì)

高水平的教師隊(duì)伍是培養(yǎng)高質(zhì)量人才的保證，新時(shí)期對人才的高要求也相應(yīng)地對實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的綜合能力和科研能力提出了更高的要求。然而，國內(nèi)外部分高校教師的科研任務(wù)繁重，這使得教師無法把主要精力投入到本科教學(xué)上。另外，實(shí)驗(yàn)課教師輪換的頻率過高，也使得一些優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)缺乏傳承[10]?；诖?，我們通過采取以下措施來加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)。一是強(qiáng)化青年實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的培養(yǎng)，對于青年教師而言，一方面知識背景薄弱，另一方面容易接受新鮮事物。因此，在備課時(shí)要以學(xué)生的教材為依據(jù)，同時(shí)借助互聯(lián)網(wǎng)、文獻(xiàn)、期刊甚至日常生活發(fā)現(xiàn)整理實(shí)驗(yàn)講義進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解，做到與時(shí)俱進(jìn)，真正提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。需要指出的是，青年教師由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題和學(xué)生的接受程度不甚了解，因此更應(yīng)多花時(shí)間、勤動(dòng)手、勤動(dòng)腦，在實(shí)驗(yàn)課之前做好預(yù)實(shí)驗(yàn)，檢查儀器的工作狀態(tài)、實(shí)驗(yàn)材料及試劑等是否齊全，客觀預(yù)測學(xué)生在哪些實(shí)驗(yàn)步驟可能出現(xiàn)困惑和問題，上課時(shí)重點(diǎn)講解。二是加強(qiáng)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的考核，定期組織督導(dǎo)組進(jìn)入課堂隨堂聽課，詢問學(xué)生上課心得、教學(xué)內(nèi)容以及對本門實(shí)驗(yàn)課程的興趣；同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與對任課老師的評價(jià)，在課程結(jié)束后到教務(wù)系統(tǒng)上對教師進(jìn)行匿名打分，教師通過學(xué)生評價(jià)了解自身教學(xué)中的不足并做出改進(jìn)，進(jìn)一步提升教學(xué)效果。三是定期舉行教師講課比賽，選出優(yōu)秀案例進(jìn)行示范教學(xué)。為此，可讓年長有經(jīng)驗(yàn)的教師教授上課技巧，對青年教師實(shí)行一對一教學(xué)指導(dǎo)，讓優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)得以傳承。

6 結(jié)語

我校制藥工程專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革取得明顯成效，通過改革顯著提高了學(xué)生的科研興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。近5年來，我校制藥工程學(xué)生通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃等形式參與科研實(shí)踐的比例高達(dá)90%以上,并在各類學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中取得較好成績。同時(shí)，本科生參與發(fā)表了一批學(xué)術(shù)論文，取得了一批專利成果。但是必須指出的是，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在制藥工程教學(xué)體系中具有重要的地位，其建設(shè)是一項(xiàng)長期性的工作，還需要與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)一步重視和加強(qiáng)。