高校生物化学实践教学改革方法

高校的生物化学教学方式需要随着时代的发展不断创新改革，下面小编就为大家带来了高校生物化学实践教学改革方法，感兴趣的朋友可以看一看哦！

【摘要】本文从地方本科高校生物化学实验教学存在问题以及CDIO工程教育理念入手，以广东石油化工学院生物工程专业的生物化学实验教学改革研究为例，阐述了构建新型实验教学模式的一些措施与方法，为提高工程应用型人才培养质量、促进创新型人才培养模式的改革提供了一定的借鉴与参考。

CDIO工程教育理念最早是由美国麻省理工学院提出的一种集Conceive(构思)，Design(设计)，Implement(实现)与Operate(运作)等四个过程为一体的一种全新的教育模式[1-2]。这种教育模式强调学生在学习知识的不同时间与空间的多维度对新知识的整合、实践及创新，从而全方位提升学生的综合实践能力[2-5]。2016年广东石油化工学院生物工程专业申请IEET工程教育认证，在以课程成果为导向的工程应用型人才培养模式改革中，生物化学实践课程改革对促进生物工程专业工程应用型人才质量提高具有重要意义。本文以广东石油化工学院生物工程专业生物化学实验教学改革为例，首先分析了目前生物工程专业生物化学实验教学过程中存大的问题，提出了基于CDIO教育理念的生物化学实践教学改革的具体措施及对实施效果等方面进行了系统研究。本研究结果对贯彻落实以成果导向型人才培养模式改革，提高本科人才教育质量具有一定的指导意义与参考价值。

1基于工程认证的CDIO教育理念对生物化学实验教学改革指导意义

近年来，高等教育界都充分认识到建立、完善与国际接轨的专业认证（评估）体系的重要性。教育主管部门与各高校都不断研究相应的国际专业认证(评估)组织及其认证制度，并积极申请参与高等工程教育认证工作，通过认证评估工作来促进本专业、本学校人才培养质量的提高，增加认证专业的办学水平与国际竞争力[6]。台湾中华工程教育学会（IEET）成产于2003年，早于中国大陆教育部的工程教育认证体系建立时间，并于2004年正式启动工程教育认证，先后于2007年、2009年、2014年加入华盛顿协议、首尔协议和悉尼协议，是国内首家受教育部认可的专业评估机构。广东石油化工学院生物工程专业是广东省内首次申请IEET工程认证的专业，对提高专业工程实践人才的培养质量，提升办学水平与质量具有重要意义。基于IEET工程教育认证对实践教学改革也提出了明确的要求，通过专业认证工作也能极大的推动课程教学改革。生物化学实验是生物工程、生物技术、食品工程等多个专业的主干课或选修课，也是生命科学中发展最快、应用最广的前沿学科，在各专业课程学习中具有举足轻重的地位。生命科学是实验科学，因此，基于工程认证的CDIO教育理念对生物化学实验教学改革指导意义是重大的。

2地方高校生物化学实验教学现状分析

2.1生物化学实验教学理念与IEET工程教育认证要求不完全相符

IEET工程教育理念强调教育目标达成度实现的条件支撑与考核机制，注重以成果导向型为主体的人才培养模式的运用，对学生创新性与综合能力的培养尤为关注[7]。生物化学实验课教学目标对学生创新能力与工程实践能力的培养是一个重要的支撑，这与现代工程教育认证的要求是高度一致的。然而在以往生物化学实践教学过程中，教学理念陈旧，不注重教育目标的达成度，强调教学过程的完整，忽视教学效果的达成，学生的主体地位完全没有体现，教学理念与IEET工程教育认证要求不相符现象十分严重。因此，在当前工程教育认证的背景下，积极寻找符合当代生命科学发展日新月异的新成果新技术与方法的生物化学实验教学理念势在必行，也为新办工科专业实践教学改革提供一定的借鉴与参考。

2.2教学方法与教学手段单一，教学效果不显著

长期以来，生物化学实验教学都是以教师为中心、学生只是机械地按老师的指令进行验证性的实验操作。学生参与实验准备与设计的过程完全被忽视，指导老师将实验的所有试剂的配制、仪器调试等工作都提前在课前准备好，学生只是机械的进行实验操作，然后撰写实验报告，实践教学环节中学生创新能力与实际操作能力训练严重不足。在这种单一的教学模式下，学生受到的创新训练严重不足，知识版面没有系统性。作为最为重要的一门生命科学相关专业的必修课程，正是在这种重理论、轻实践传统教学思想影响下，学生往往都是被动式的接收老师传授的知识，没有自主的创新与综合，更多的还是以教师为主导，学生没有真正融入教学过程。教学手段单一，教学效果不好，课程所支撑的教育目标达成度低。2.3教学内容陈旧，综合性、设计性、创新性实验项目设置较少现行的生物化学实验教学内容所安排的8-10个实验都是以学生按老师设计的步骤方法进行验证性实验为主，对最新的生物化学的技术与方法应用较少，特别是学生没有自主设计与创新实验的内容与方法，跨系际、跨领域的跨域交融、大实践观教学运行模式没有确立，根据学生自身学习兴趣与知识储备的差异，由于学生自已设计感兴趣的实验几乎没有。而这些往往正是培养学生“知识、能力、素质”全面发展的必不可少的环节。综合性、探究性的实验内容设计很少，学生在实验过程中主动思考的机会很少，只是机械的完成实验操作，由于实验结果单一，对实验分析也较少，即使遇到一些问题，不会自己根据原理、操作步骤找出出现问题的原因，而通常是依赖任课教师解决,。这种实验教学方式对培养学生创新思维与能力显然是不合适的，这在以往生物化学实验教学过程中也表现的十分突出。

3、基于CDIO理念的生物工程专业实践教学改革主要内容

3.1树立以学生为主体的实验教学模式，建立多元化的实验教学方法

改变以往陈旧的实验教学理念，树立以学生为主体，教师为主导的新型实验教学模式，。学生在整个实验过程中的参与设计、实验目的的实现、实验问题的改进提高都注重学生的创新性参与价值实现，而不是像以往一样只是单纯的在老师指导下做一个简单的操作而已。在每一个实验正式开始前的构思与设计以及实验过程中学生的探究与实操的全过程都突出学生的主体地位，全方位、全过程贯彻CDIO的教学理念，同时，在实践教学中强调“以学生兴趣为中心”、注重学生创新性、探究性与团队协作精神的培养，在教学方法上，尽量体现一个"活"字，充分重视学生的主体地位，采取互动式、启发式、讨论式、研究式等生动活泼的教学形式[8]。采用多媒体教学，利用PowerPoint等多种多媒体手段，增强图像的直观感和动画感，调动学生学习兴趣和激发他们的学习热情。注重提问式教学在生物化学实践教学中的运用，对学生思维组织教学不断加强，启发式教学，调动学生的主动性，活跃课堂气氛。例如在生化教学中，介绍著名科学家突破一些重大课题的思路和实验。如Watson和CrickDNA双螺旋结构模型的提出及其实验依据、DNA半保留复制的提出与证明、遗传密码的推测与证明等，以启迪学生如何分析问题和解决问题。最后将归纳法教学与互动式讨论应用到每节实验课程当中，鼓励学生提问、讨论和交流，多种教学方法灵活应用。根据CDIO的Conceive(构思)，Design(设计)，Implement(实现)与Operate(运作)四个过程为一体的教育理念，我们生物化学实验中开放了2-3个综合性探究实验，从实验的构思、到开始设计、实验药品准备以及具体操作都由学生独立完成，学生以小组为单位，共同讨论制定实验方案，共同参与实验准备到完成实验操作及对实验结果进行讨论分析，指导教师只扮演协助与指导我角色。在我们生物化学实验教学中，给学生提供了“影响酶活力的因素综合实验”、“卵清蛋白的提取及定量测定”两个综合性实验内容进行试验改革，实验方法由学生自己查阅资料来设计，不一定要求都用同一种方法，通过这样一种学生全程参与的实验教学模式，改变了以往学生实验中学生仅仅是一个操作员的现状，能很好的实现CDIO的教学理念，真正达到了提高学生综合实验技能的要求。

3.2充分运用现代教育技术，完善教学手段，增强实验教学效果

应用自行研制的《生物化学实验》教学软件进行教学，通过动画、立体三维图象地表述生物大分子的基本结构和代谢的复杂过程。其中代谢途径、酶的作用机理、酶原激活、生物大分子合成过程等链接大量视频动画，使教学形象生动；专门开发了与课程相关的虚拟实验室案例，以生动形象的辅助教学手段调动学生的学习兴趣，激发学生思考，提高了学生学习的积极性，增强了生物化学实验教学的效果。同时，在教学过程中，将生物化学实验内容整合为“基础实验”、“综合性实验”和“探究性实验”三大板块，通过重组实验教学内容，构建了一个能逐步提高学生基本实验技能、综合创新能力的实验教学体系，以更好的适应现代教学理念下的教学要求[9]。

3.3实施基于实验过程的评价体系与核心能力达成度考评的考核方法

课程考核方式的改革是决定学生学习效果、教师教学目标达成情况的一个重要手段，也是历来课程教学改革的重点、难点之一[10-11]。根据CDIO的教学理念，课程考核评价不仅要检验学生得到相关实验数据与实验结果的正确与否，更应该关注学生得到实验结论的全过程，包括实验的构思、设计、运作及目标实现的全方位、全过程考核[12-13]。根据IEET工程认证标准，注重课程教学目标达成度的考核的同时，更注重实验全过程考核。为了确保考核效果，在生物化学实践教学教改过程中，指导教师全程指导学生进行实验，随时记录每个学生对实验仪器操作与实验关键点的掌握情况，通过巡查，指导教师能预先发现学生可能出现的失误或错误操作，及时予以纠正与指导，启发学生找到问题的原因所在。指导教师随时掌握每一个学生实验内容知识的掌握与完成情况，是完成整个实验的时间保障，是达到教学目标的重要保证。这样就可保证每一个评价阶段都能让学生明确对实验学习效果与不足，促进学生不断改进与提高。

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