茶学专业《生物化学》实验课教学改革探索

贡 献

（贵州大学农业生物工程研究院/山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室，贵州 贵阳 50025）

作为国内茶叶主要产地，随着贵州省省委和省政府“十二五”期间大力推进茶产业发展，大面积种植茶树，贵州省近年来对茶学专业人才的需求在逐年增加。贵州大学为适应贵州省茶产业发展需求，于2016年11月建立茶学院，根据发展需要设立有茶生物学系、茶叶工程系、茶文化系等三个系，并根据功能建立了本科实验教学中心、茶文化传播中心、茶叶审评与检测中心等三个中心。

生物化学凭借其在生命科学领域中的重要地位，不断与相关领域交叉融合，如植物学、园艺学、农学等，成为这些学科学习的重要基础和理论先导[1]。为了培养茶学专业实践型创新人才，贵州大学茶学院面向茶学专业开设了《生物化学》课程。但生物化学本身又是一门实践性非常强的学科，为了让茶学专业学生在实验操作中夯实生物化学基础理论，提升实践能力，为其专业领域的后续研究和生产实践奠定良好的基础，将《生物化学》实验课程引入教学中。并通过增加特色实验教学内容、丰富实验教学方式和设置课后讨论环节等方式，提高学生学习主动性与积极性，增强了学生的实验动手能力。为培养茶学专业实践型创新人才奠定了基础。

1 茶学专业《生物化学》实验课现状

1.1 学生缺乏生物学相关背景

贵州大学茶学院茶学专业开设的课程主要有：《茶树栽培学》、《茶树育种学》、《茶叶加工学》、《茶树病虫害防治学》等。学生的培养内容主要以茶学专业的学习为主，缺乏对生物学专业的系统教学，导致大多数学生理论基础知识薄弱。同时《生物化学》相对其他课程理论性强，知识点晦涩不易理解，最终导致学生学习的积极性不高[2-3]。

1.2 课程内容缺少与茶学专业的联系

目前，《生物化学》实验课程大多是为生物专业设计，很少有针对茶学等非生物专业的实验课程。这造成实验课程与茶学专业缺少相关性，使得学生无法完全将理论课上学到的知识运用到实验课中，也会造成实验课内容缺少专业特色，学生学习兴趣降低。

针对《生物化学》实验课存在的问题，课程组进行了大量探讨，经过不断的改革探索，在教学内容、教学方法和考核机制等诸多方面进行了改进，总结出了一套行之有效的适合茶学专业的《生物化学》实验课程教学模式。

2 优化实验课教学内容

《生物化学》实验课程是面向茶学专业低年级学生开设的基础性实验课程，通过教师讲授加强对基础理论知识的认知和理解，通过自身实践掌握常用仪器的正确操作程序，最后通过课后讨论提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生的学习能力、动手能力和创新能力等得到锻炼，为茶产业培养实践型创新人才夯实基础。

2.1 重新设计实验课程

课程组基于上述学生培养目标，结合茶学与生物化学课程特点，在原有教学内容基础上重新进行了设计与改进。具体实验课程内容如下：

（1）实验室开放日（实验室安全培训、实验内容介绍）

（2）酵母蛋白制备

（3）SDS-PAGE分离蛋白质

（4）茶DNA提取

（5）茶多酚、茶多糖测定

（6）离子交换树脂分离氨基酸

（7）气相色谱质谱仪(GC-MS)测定茶叶挥发性成分

为了增加《生物化学》实验课与茶学专业的联系，让学生在实验中更好了解茶学的相关知识，根据茶学专业的特点，我们将大部分实验材料更换为茶，同时在实验教学内容中，增加茶DNA提取、茶多酚、茶多糖测定和茶叶挥发性成分测定等实验，使学生能在实验中学习到更多茶学相关知识，有助于将茶学相关的知识与实验课程有机的结合起来。

2.2 增加常用仪器教学

目前实验教学内容包涵了生物化学与茶学领域最基本、最常用的实验技术，如电泳技术、核酸和蛋白提取技术、生化分离技术、色谱技术等。实验中将运用多种常见仪器设备，如离心机、电泳装置、凝胶成像仪、色谱-质谱联用仪等。在教学中，教师们不仅会指导学生们使用仪器，还会介绍仪器的工作原理和常用方法。增加常用仪器教学，有助于锻炼学生的动手操作能力，夯实基本实验技能，培养学习积极性，为进入高年级后的科研学习奠定基础。

2.3 增加高端精密仪器配合使用

为了培养学生的科研思维和创新意识，激发学生的探索和求知精神，课程组增加了使用GC-MS测定茶叶中挥发性成分的实验。实验中课程组提供不同茶叶品种作为实验材料，如安吉白茶、正安白茶、都匀毛尖等，学生以小组为单位进行实验，检测不同茶叶品种之间香味物质的差异，并对实验结果进行分析与讨论。精密仪器的使用不仅可以锻炼学生使用精密仪器的能力，还可以拓展学生的科研思维，充分体现出“全面发展”和“创造性”的教育理念。

3 改进教学方式

科学的教学方式是教师向学生传授知识的重要桥梁，实验课程既是理论课程的延伸，又是实践操作的平台。为此，《生物化学》实验课采取小班教学，每班学生人数不超过24名，充分以学生为主体，以教师为主导，让学生在教师的指导下独立、自主的进行实验，在提高学生学习的主动性，培养学生责任心方面起到了重要作用。

3.1 借助多媒体提高预习效率

实验能否获得预期结果，实验预习是重要保障之一。实验预习的主要目的是让学生初步了解实验原理、实验方法、实验操作、实验现象和实验风险点等，从而避免盲目操作造成的实验失败和安全隐患。阅读实验指导书是以往实验预习的主要方式，但很多学生重视程度不够，通常只是应付交差，并没有到达实验预习的预期效果。为此，课程组选取了国内外高校制作的优秀教学视频等素材，制作成视频资料。在视频中对实验的理论知识、原理和操作要点等进行讲解。同时，视频中不乏教师设置的思考题，让学生做到心里有数，带着问题进入实验室。这样能够提高学生的求知欲，将被动预习转变为主动学习，这样有助于提高教学效果和实验成功率。

3.2 鼓励学生参加预实验

预实验是在正式实验课之前，按照课堂教学内容进行的提前实验，旨在检验材料准备、试剂配制和仪器运行情况等。《生物化学》实验课程由于课时有限，实验材料和试剂通常由课程组进行预处理和配制后分配到学生手里。这样虽然节省了时间，保障教学在规定课时内完成。但同时使学生的参与感降低，造成学生对实验缺乏系统的认知。为此，《生物化学》实验课程鼓励学生参与预实验，在教师的指导下，进行预实验。参与预实验不仅可以帮助学生系统全面的理解实验内容，认识到实验不只是根据指导书按部就班的做，实验材料的准备和处理、试剂药品的配制以及良好的实验素养都是实验的重要组成部分。参与预实验的学生与其他学生相比，参与内容更多，动手机会更多，进而引发更多的思考，充分发挥主观能动性，激发他们的求知欲和探索精神，锻炼其动手操作能力，充分突现了学生在教学中的主体地位。

3.3 设置“助教”调动学生积极性

生物化学所涉及的多数实验操作复杂精细，仪器设备多为精密仪器，使用操作要求较高，只通过实验指导书的文字描述难以理解。而上课学生大多为第一次进入实验室的低年级学生，所以实验指导和演示便显得尤为重要。因此，课程组挑选在预实验中表现优秀的学生担任助教，在上课时纠正学生的不规范操作并予以进行近距离的操作演示。“助教”的加入在学生得到锻炼的同时提高了实验教学质量，并且增加了学生之间的沟通与探讨，使学生有更多机会提出问题、讨论问题，培养了学生的学习交流意识和责任感，赋予课堂活力。最终达到提高实验成功率和教学效果的目的[4]。

3.4 设置实验讨论环节

实验结果的成与败并不能完全反映学生对实验的掌握和理解程度，为进一步提高教学效果，在每节实验课后设置讨论环节。教师对学生提出的问题进行解答，对每组的实验操作和结果进行分析和讨论，此举可让学生发现实验结果不理想的原因，也可使学生思考如何才能得到预期的实验结果，使实验课程形成闭环，消除学生只为得到实验结果的消极态度。讨论环节不仅能加深学生对实验操作的理解，同时是理论知识的再次学习，将理论知识和实践操作相结合也是学生需要具备的能力之一。

3.5 科学开展实验考核

对于本门课程最后的考核，课程组采用将课堂交还给学生的方式。课程组给出实验题目与目的，让每组学生以现有实验条件为基础，自由选择实验，自主设计实验内容，准备实验材料、试剂，操作仪器来完成实验，课程组根据每组学生设计的实验，实验前期准备是否充分，实验过程中操作是否正确、是否相互协作以及最后的实验结果来进行打分。此方法不仅可对学生的实验技能进行考察，也可检验学生的理论知识和综合能力。综合性实验考核的加入能让学生系统的认识生物化学实验，使学生有意识的将理论知识与实验操作有机的结合起来，在实验中进行理论知识的再次学习，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合素养。

想要获得客观、真实的教学情况反馈，只开展对学生的实验考核是不够的，还需建立起学生对教师和课程的评价机制。为此，课程组在结课时向学生发放课程意见表，让学生们对教学内容、方法和效果等方面进行评价，并提出对课程改进的意见和建议。课程组根据学生的反馈认真反思，对课程内容和教学方式再次优化，不断提高课程教学质量。

4 建立激励机制

为消除学生被动学习的态度，课程组在实验课结束后开展基础实验技能竞赛，竞赛内容由课程组制定，竞赛前由学生随机抽选竞赛内容，旨在考查学生对实验基本操作的掌握程度，也是对课程教学效果的实战检验。竞赛设置一等奖，二等奖，三等奖。获奖者获得奖品与证书，证书可在学生评定奖学金时加分。这种激励机制，可以让学生在平时实验课程中注重对操作能力的培养，改变学生对待实验课的消极态度，调动学生学习的主动性。

5 结语

当前，我国高等教育正处由传统教育到现代教育的变革时期，从教学理念到教学方法和手段都处于不断的更新之中。因此，教师应不断提高自身业务素质，根据课程的特点和专业学科的培养目标，优化出一套适合本专业学生的课程。并且合理运用科学的教学手段及方法，提升教学水平，促进学生对知识的理解和吸收[5]。

生物化学本身是一门理论性与实践性并重的学科，也是生物学科及其相关学科的重要专业基础课之一[6-8]。《生物化学》实验课程以培养多学科实践型人才为目标，通过增加专业特色实验内容，丰富实验教学方式等方法，让学生们在学习实验基本技能的同时，提前接触到茶学专业的相关知识，使学生在实验课程中对理论知识进行再次学习。达到茶学和生物化学有机结合的目的[9]。从而为提高学生综合能力奠定良好的基础。为此，针对茶学专业学生，课程组从实验内容、教学方式等方面进行优化，在课程中增加茶学元素，一方面可以和理论课讲授的专业知识进行呼应，帮助学生更好的理解所学知识。另一方面使学生提前接触到与专业相关的实验与实践，提高学生学习的兴趣与主动性。通过一系列的改革探索，使得茶学专业的实验教学体系进一步得到完善，提高了实验教学质量，实现了实验课程的培养目标，为培养茶学专业实践型创新人才奠定了基础。