SOD提取分離和純化的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計論文
任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法是一種以學(xué)生為中心，能為學(xué)生提供實踐體驗和感悟問題的情境，圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí)，使學(xué)生主動探究、實踐、思考、運用，強調(diào)讓學(xué)生在“做中學(xué)”，能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的教學(xué)方法。然而當(dāng)前的生物化學(xué)實驗教學(xué)中，過分強調(diào)實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，這就導(dǎo)致實驗教學(xué)設(shè)計往往相對簡單，學(xué)生只要把試劑、樣品加入試管，然后用儀器測量即可完成實驗。但事實上，學(xué)生既沒有掌握該項實驗技能，也沒有明白該項實驗技術(shù)有何作用。調(diào)查表明，高達(dá)60。3%的學(xué)生認(rèn)為沒有通過生物化學(xué)實驗課提高解決問題的能力[1]。任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法提倡學(xué)生在“做中學(xué)”，非常適合實驗性、實踐性或操作性較強的課程教學(xué)。本教研室自2010年開始在生物化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果，現(xiàn)以SOD提取、分離和純化實驗為例詳細(xì)介紹如何進行任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)設(shè)計。
1教學(xué)任務(wù)要能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
愛因斯坦曾經(jīng)說“興趣是最好的老師”，學(xué)生如果對教學(xué)感興趣，就會減少對學(xué)習(xí)的抵觸情緒。為此，我們以SOD提取、分離和純化實驗為例提出教學(xué)任務(wù)：“SOD又稱超氧化物歧化酶，是清除體內(nèi)代謝產(chǎn)生的活性氧、自由基最有力的物質(zhì)，具有抗衰老、抗腫瘤、治療炎癥等多種功能，同時也是許多化妝品中的功能成分。而目前SOD多為動物源性，存在價格昂貴、不易常溫保存、易被病毒交叉感染等問題，植物源性SOD可以有效避免動物源性SOD的不足。因而要求每位學(xué)生從3種不同植物中提取SOD，設(shè)計實驗方案，并進行分離純化以及酶活性和耐熱性的測定�！笨此坪唵蔚慕虒W(xué)任務(wù)實際上有3個要點：一是SOD在臨床上廣泛應(yīng)用；二是SOD是大部分化妝品的功能成分，與學(xué)生生活密切相關(guān)，尤其是女學(xué)生；三是目前市場上SOD供不應(yīng)求，這樣就從不同角度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2教學(xué)任務(wù)要具有可行性
教學(xué)任務(wù)是否具有可行性是教學(xué)改革能否成功的關(guān)鍵。教學(xué)任務(wù)要具有可行性就必須做到以下兩點：一是設(shè)計教學(xué)任務(wù)時要考慮到授課對象為本科生，教學(xué)課時固定，學(xué)生在此條件下能否有效完成；二是教學(xué)任務(wù)需要在現(xiàn)行教學(xué)大綱指導(dǎo)下進行設(shè)計，要考慮到所需使用的實驗方法、實驗設(shè)備在當(dāng)前實驗條件下能否達(dá)到。完成SOD提取、分離和純化實驗，學(xué)生需要掌握鹽析技術(shù)、透析技術(shù)、層析技術(shù)、電泳技術(shù)、蛋白質(zhì)定量技術(shù)和酶學(xué)分析技術(shù)，與現(xiàn)行實驗教學(xué)大綱要求基本一致，實驗技術(shù)難度也不大，學(xué)生基本可以在正常授課時間內(nèi)完成。同時，該教學(xué)任務(wù)與現(xiàn)行實驗教學(xué)項目相比沒有大的改動，只是用植物SOD提取、分離和純化實驗將原本凌亂孤立的實驗項目“串聯(lián)”成一個能夠解決生產(chǎn)生活中實際問題的綜合性實驗，因而實驗室的現(xiàn)行條件即可滿足。
3教學(xué)任務(wù)要具有開放性
任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法的靈魂就是提倡采用不同方法解決同一問題，最大的特色就是由學(xué)生對教學(xué)任務(wù)進行分析后提出自己的實驗方案，并選擇實驗方法[2]。以植物SOD提取、分離和純化實驗為例，首先需要提取植物組織中的總蛋白，然后純化SOD酶蛋白，接著測定酶活性。但實際上每步都可以選擇不同的方法，如提取總蛋白時破除植物細(xì)胞壁可以采用研磨法、超聲法，也可以用酶法；純化酶蛋白可以用分段鹽析法、等電點沉淀法、層析法；在分離純化的每步都要檢測蛋白質(zhì)含量的變化，而蛋白質(zhì)含量測定可用雙縮脲法、考馬斯亮藍(lán)法、紫外吸收法等。因此學(xué)生在分析該教學(xué)任務(wù)后，可以充分發(fā)揮發(fā)散性思維，提出自己的實驗方案，長期教學(xué)實踐中我們建議按以下3步逐步完善學(xué)生實驗方案。第一步，2~3名學(xué)生一組，教師要充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生查找文獻(xiàn)，提出實驗方案和所需實驗條件。在此過程中，教師不要參與指導(dǎo)學(xué)生實驗方案的提出，盡量激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，即使學(xué)生的實驗方案缺少可行性甚至是錯誤的也沒有關(guān)系，因為學(xué)生在提出方案的過程中已經(jīng)經(jīng)過思考和提出解決問題的方法了，這對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新品質(zhì)是非常重要的。第二步，組織學(xué)生在課堂上通過PPT匯報和相互討論的方式總結(jié)每組實驗方案的優(yōu)缺點和可行性，這樣既能發(fā)現(xiàn)有些小組實驗方案中存在的問題，也促使其他觀摩小組學(xué)生開闊視野，學(xué)到多種能解決該問題的實驗方法。第三步，教師講評，教師充分肯定每組學(xué)生實驗方案的優(yōu)點，激發(fā)學(xué)生完成任務(wù)的積極性；同時也要指出學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)的實驗方案的缺點、不可行甚至錯誤的地方�？傊�，實驗任務(wù)要有開放性，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，由學(xué)生提出實驗方案并自行完成實驗。
4教學(xué)任務(wù)要具有可拓展性
可拓展性是指由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異，導(dǎo)致在限定時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)任務(wù)的程度不同。傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，每位學(xué)生完成的實驗項目、掌握的實驗方法都是相同的`。同時，由于過分強調(diào)在限定時間內(nèi)所有學(xué)生完成實驗教學(xué)任務(wù)，這就使得實驗教學(xué)在設(shè)計時就要考慮操作技能和學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生，從而導(dǎo)致設(shè)計的實驗項目過于簡單，經(jīng)常有學(xué)生在3個課時的實驗教學(xué)中一個半學(xué)時就完成了。而任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)中，不同學(xué)生設(shè)計的實驗方案不同，完成任務(wù)的程度不同，這樣就考慮到了學(xué)生的個體差異，做到真正的因材施教。以植物SOD提取、分離和純化實驗為例，本教學(xué)任務(wù)要求學(xué)生分析比較3種不同植物SOD的活性及耐熱性。操作技能和學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生就設(shè)計了同工酶分析實驗，操作相對比較繁瑣，首先需要做聚丙烯酰胺凝膠電泳，然后進行SOD酶條帶的特異性染色，甚至有學(xué)生做了兩塊聚丙烯酰胺凝膠進行電泳，一塊膠進行酶特異性染色，另一塊進行考馬斯亮藍(lán)蛋白質(zhì)染色，然后將兩塊膠進行比較。還有學(xué)生在測定酶比活時，考慮到酶提取液中的各種化學(xué)試劑可能干擾蛋白質(zhì)定量結(jié)果，因而采用多種方法進行定量，然后比較不同方法所得實驗結(jié)果�？傊�，由于教學(xué)任務(wù)具有可拓展性，任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法可以充分發(fā)揮每位學(xué)生的潛能，在課堂實驗教學(xué)中學(xué)到更多的知識與技能。
5教學(xué)任務(wù)要具有可評價性
傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，教師只看學(xué)生的實驗報告，書寫工整、數(shù)據(jù)和結(jié)果正確就會多得分，不認(rèn)真完成的學(xué)生也給七八十分，這不利于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的激發(fā)。而任務(wù)驅(qū)動型實驗教學(xué)中，教師對學(xué)生評價更加全面、系統(tǒng)。我們在近年來的實驗教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，教師應(yīng)該對學(xué)生的實驗方案、課堂討論、實驗操作能力、實驗報告等進行評價。以植物SOD提取、分離和純化實驗為例，有的學(xué)生的實驗方案一看就是從某篇文章上直接摘抄來的，對于此種現(xiàn)象授課教師不能姑息，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前社會上存在的科研工作者由于學(xué)術(shù)不端帶來的嚴(yán)重后果進行批評教育。同時在課堂討論學(xué)生實驗方案的過程中，教師可以充分觀察每位學(xué)生的表現(xiàn)，例如有沒有認(rèn)真思考，有沒有提出針對性的問題。實驗操作過程中有沒有嚴(yán)格按照要求操作實驗儀器，有沒有篡改實驗數(shù)據(jù)。在實驗報告中有沒有對實驗結(jié)果進行分析，尤其是異常結(jié)果，有沒有出現(xiàn)雷同實驗報告。在任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用教學(xué)評價引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，勇于創(chuàng)新，提出自己獨特的實驗方案和解決方法。長期以來，生物化學(xué)實驗教學(xué)忽視了對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，只專注于完成教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)任務(wù)。任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，同時，在任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)設(shè)計中，如果能考慮到任務(wù)的可行性、開放性、可拓展性和可評價性，將為學(xué)生今后從事醫(yī)學(xué)研究工作奠定良好基礎(chǔ)。
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