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生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校生物化學(xué)教學(xué)中的作用
論文關(guān)鍵詞：生物化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)
論文摘要：生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校生物化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)于加深學(xué)生對(duì)生物化學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的科研興趣和求知欲，以及鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力都具有重要的作用，本文就此闡述了幾點(diǎn)體會(huì)。
生物化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物化學(xué)學(xué)科的飛速發(fā)展離不開生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的不斷進(jìn)步和深入。同樣，對(duì)生物化學(xué)知識(shí)的理解、掌握和運(yùn)用也離不開生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在高等學(xué)校生命科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程等專業(yè)、以及農(nóng)、林、醫(yī)、藥相關(guān)專業(yè)中，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是生物化學(xué)教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。筆者在近十年的教學(xué)實(shí)踐中深刻體會(huì)到生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)之間相輔相成、互相促進(jìn)的關(guān)系。
一、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的理解和掌握
生物化學(xué)是一門內(nèi)容極其豐富且發(fā)展迅猛的學(xué)科，也是生物、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品等眾多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)，這使得生物化學(xué)一方面容易引發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，另一方面又比較難學(xué)。生物化學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)需要大量的記憶，但是單純的死記硬背不僅無(wú)濟(jì)于事，還會(huì)抹殺生物化學(xué)的活力，使得理論學(xué)習(xí)變得枯燥乏味。因此需要進(jìn)行理解性記憶，并隨時(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)、融會(huì)貫通。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是加深理解專業(yè)知識(shí)的重要途徑，它能夠使抽象的生物化學(xué)理論以形象、生動(dòng)的形式展現(xiàn)出來(lái)，有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容豐富多彩，包括普通生化實(shí)驗(yàn)、生化分離實(shí)驗(yàn)，以及一些技術(shù)水平更高的生化實(shí)驗(yàn)等。普通生化實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)各類生物分子進(jìn)行定性和定量研究；生化分離實(shí)驗(yàn)主要是利用層析、電泳、超速離心等方法對(duì)各類生物分子進(jìn)行分離和純化；其他高級(jí)生化實(shí)驗(yàn)則包括研究生物大分子結(jié)構(gòu)的X—射線衍射技術(shù)，研究物質(zhì)代謝的同位素示蹤技術(shù)，與分子生物學(xué)相關(guān)的DNA重組技術(shù)，等等，其中的一些技術(shù)促進(jìn)了新興學(xué)科的發(fā)展并成為這些學(xué)科的核心技術(shù)。
在高等學(xué)校生物化學(xué)教學(xué)中涉及到的主要是普通生化實(shí)驗(yàn)和生化分離實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)相輔相成，能有效地幫助學(xué)生理解和掌握專業(yè)理論知識(shí)。例如，在“蛋白質(zhì)的兩性反應(yīng)和等電點(diǎn)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察在加酸、加堿過(guò)程中，酪蛋白溶液酸堿度的變化和沉淀——溶解情況的變化，形象、直觀地展現(xiàn)出蛋白質(zhì)的兩性解離過(guò)程，使同學(xué)們切實(shí)理解了蛋白質(zhì)的兩性解離性質(zhì)和等電點(diǎn)的概念；通過(guò)比較在不同pH值下酪蛋白溶液的沉淀量，不僅可以反映出酪蛋白的等電點(diǎn)，還使得同學(xué)們對(duì)蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定性的影響因素有了更為深刻的理解和認(rèn)識(shí)。在“酶的抑制與激活”實(shí)驗(yàn)中，利用同學(xué)們自身的唾液淀粉酶，通過(guò)比較分別存在Cl-和Cu2+時(shí)，酶催化淀粉水解后，水解產(chǎn)物與碘所呈現(xiàn)出的不同顏色，不僅可以直觀地反映出抑制劑和激活劑對(duì)唾液淀粉酶的作用，幫助理解酶的抑制和激活這一性質(zhì)，還可以促進(jìn)同學(xué)們思考抑制劑與變性劑之間的差別，并使同學(xué)們對(duì)各自的唾液淀粉酶酶活高低及其性能有了初步的認(rèn)識(shí)。
二、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的科研興趣和求知欲
生物化學(xué)和相關(guān)的生命科學(xué)都是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是這些學(xué)科的基礎(chǔ)，是理解已有知識(shí)、發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的重要途徑，也是激發(fā)求知欲和探索欲的良好手段。生物化學(xué)作為揭示生命的化學(xué)本質(zhì)的一門學(xué)科，是21世紀(jì)最富生命力的學(xué)科之一，也是研究熱點(diǎn)眾多、研究成果日新月異的學(xué)科之一，其旺盛的活力離不開實(shí)驗(yàn)的開展和創(chuàng)新。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，深刻地體會(huì)到學(xué)生對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的濃厚興趣，這有效地緩解了生物化學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的枯燥感，使得生物化學(xué)煥發(fā)出它本身特有的學(xué)科魅力。
在生物化學(xué)教學(xué)中，有些概念和性質(zhì)僅僅通過(guò)理論講解顯得很空洞，很難使學(xué)生深刻理會(huì)。而在理論講解的基礎(chǔ)上，結(jié)合直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，就能調(diào)動(dòng)起學(xué)生的興趣，并啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考和總結(jié)，從而達(dá)到事半功倍的效果。酶學(xué)是生物化學(xué)中很重要的一部分內(nèi)容，酶活力是反映酶的性能的基本指標(biāo)，但是單純的理論講解總顯得索然無(wú)味、力不從心。通過(guò)“糖化型淀粉酶活力的測(cè)定”“蛋白酶活力的測(cè)定”等實(shí)驗(yàn)，使同學(xué)們對(duì)酶活力的概念及其測(cè)定有了清晰的認(rèn)識(shí)。在上面提到的“酶的抑制和激活”實(shí)驗(yàn)中，由于使用的是同學(xué)們自身的唾液淀粉酶，個(gè)體之間存在酶活差異，需要同學(xué)們自己對(duì)酶液進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂�。有的同學(xué)酶液稀釋得正好，激活組、抑制組和對(duì)照組表現(xiàn)出明顯的差異，分別呈現(xiàn)出黃褐色、藍(lán)黑色和酒紅色；有的同學(xué)第一次酶液稀釋過(guò)頭，重新調(diào)整后得到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。鮮明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果令同學(xué)們非常新奇和興奮，激發(fā)了同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)熱情和研究興趣，并使同學(xué)們領(lǐng)會(huì)了酶活力的影響因素和酶活測(cè)定的關(guān)鍵。糖代謝是動(dòng)態(tài)生化的重要內(nèi)容，其中的糖酵解途徑以及糖的有氧代謝需要同學(xué)們完全掌握。在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)“碘乙酸抑制糖酵解”實(shí)驗(yàn)，比較在三氯乙酸、碘乙酸存在下酵母的葡萄糖代謝情況，以及中間產(chǎn)物3-磷酸甘油醛的積累差異，使同學(xué)們對(duì)酵母的葡萄糖代謝和糖酵解途徑有了更為生動(dòng)和直觀的認(rèn)識(shí)，提高了對(duì)動(dòng)態(tài)生化的學(xué)習(xí)興趣，也為以后學(xué)習(xí)和研究微生物代謝奠定了良好的興趣基礎(chǔ)。
三、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的良好方法
生物化學(xué)研究的是生命的化學(xué)本質(zhì)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的材料是生物材料，生物材料往往存在較大的個(gè)體差異，且穩(wěn)定性較差，因此生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差較大。為了獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要具備優(yōu)良的實(shí)踐能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、靈活、創(chuàng)新的科研作風(fēng)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的良好途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)的有效手段。通過(guò)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，還可以鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
高校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用的多為方案成熟的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在正確的理解和嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的操作條件下通常都能得到滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這不僅能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的神奇，更能感受到成功的喜悅。但有時(shí)候也會(huì)因各種各樣的原因而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或結(jié)果不太好，這時(shí)，鼓勵(lì)同學(xué)們從中分析原因、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、進(jìn)而解決問(wèn)題，同樣能夠起到良好的鍛煉效果。在“蛋白質(zhì)的凝膠過(guò)濾層析”實(shí)驗(yàn)中，不同分子量和顏色的樣品在凝膠柱中彼此分離開，并通過(guò)檢測(cè)器和電腦的記錄，顯示出它們的洗脫曲線，使得同學(xué)們真正理解了凝膠過(guò)濾層析的原理和方法。有的組樣品分離效果很好，洗脫峰狹窄；有的組則分離效果不好，峰形展寬，通過(guò)觀察、分析，同學(xué)們重新沉降柱面、并平穩(wěn)上樣，取得了良好的分離效果。這不僅提高了同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)技能，也使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)操作需要嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致。
在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了安排大量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以鍛煉學(xué)生多方面的實(shí)踐能力之外，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)匕才啪C合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和科研能力。例如，在“酵母蔗糖酶的提取”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)讓同學(xué)們來(lái)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，可以使他們更好地理解生物分子分離的常規(guī)過(guò)程和常用方法；通過(guò)讓各個(gè)組實(shí)施不同的操作方案，不僅能鍛煉他們的科研技能，還可以鍛煉他們分析問(wèn)題的能力和協(xié)作精神。通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施，使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到生化分離實(shí)驗(yàn)除了具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性之外，還表現(xiàn)出靈活的藝術(shù)性，并隨著被分離樣品的不同而可以藝術(shù)性地采用靈活多樣的生化分離手段。
總之，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校生物化學(xué)教學(xué)中具有重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
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