如何在生化實驗教學中應用任務驅動教學法激發學生學習興趣

摘 要： 為了提高學生學習生物化學實驗的興趣，在生物化學與分子生物學實驗教學中引入了任務驅動型教學法。在教學改革過程中可以將單個實驗教學項目“改編”為任務驅動型實驗教學項目，或將多個有聯系的實驗項目“串聯”在一起，“改編”為任務驅動型實驗教學項目，也可以打破現有實驗教學體系，提出全新的綜合性任務驅動型實驗教學項目。

關鍵詞： 生物化學 實驗教學 任務驅動型教學

生物化學是是從分子水平探討生命科學本質的一門科學，也是醫學、生物學、農學等學科科學研究的工具學科。而生物化學實驗教學對于培養學生畢業后在職業生涯中解決問題能力、創新能力是至關重要的。但當前生物化學實驗教學由于受多種因素的制約存在諸多問題[1]，最主要的是在現行實驗教學中過于強調重復性，強調結果再現的重要性，導致教學實驗設計過于簡單，學生按部就班地添加試劑，按照操作步驟進行測定即得結果。這導致學生在教學中根本沒有思考、分析，有時學生甚至連基本原理都不明白。而任務驅動教學法是一種以富有趣味性、能夠激發學生學習動機與好奇心的情景為基礎的，與教學內容緊密結合的教學任務為載體的教學方法。該教學方法的特色是教學任務“隱藏”在有趣的教學情境中，激發學生的學習興趣，培養學生分析問題和解決問題的能力。結合本校多年進行任務驅動教學實驗改革經驗，我們主要通過以下三種途徑進行任務驅動型實驗教學。

1.將單個實驗教學項目“改編”為任務驅動型實驗教學項目。

將單個實驗教學項目改編為任務驅動型實驗教學項目，不需要修改教學大綱，對實驗室管理人員和實驗試劑沒有額外的要求，只需要將普通教學項目融入特定的情境中即可。如進行凱氏定氮法測定蛋白質含量時，將測定單個樣品的蛋白質含量修改為大豆、豬肝、牛奶、面粉和大米中哪種食物中的蛋白質含量最高呢？這就會引起學生思考，在實際教學中有的認為大豆蛋白質含量最高，有的認為牛奶蛋白質含量最高，還有的認為面粉和大米中幾乎不含有蛋白質。經過初步的爭論，可以安排學生進行實驗驗證他們的假設。學生測定完每個樣品的含量后分析發現哪種食物蛋白質含量最高。還可以讓學生將測得的樣品中蛋白質含量與文獻中的比較，就會發現有的實驗結果測定偏低。鼓勵學生分析偏低是什么原因呢？有的會發現在硝化管中有黑色的固體，實際上就是硝化不完全引起的。而且通過這個實驗學生會發現大米和面粉中不僅含有蛋白質，而且含量還不低。當然，也可以讓學生測定任何感興趣的食物中的蛋白質含量，這樣就將一個簡單的實驗教學項目改編為一個有趣又有科學意義的任務驅動型實驗教學項目，學生可以通過該實驗項目解決實際問題，然后在解決問題的過程中分析出現各種“意外”的原因，從而達到提高綜合素質的目的。

2.將多個有聯系的實驗項目“串聯”在一起，“改編”為任務驅動型實驗教學項目。

通過調整實驗項目的順序，可以將現行多個有內在聯系的實驗項目改編成一個綜合性的任務驅動型實驗教學項目。然后在實驗教學過程中指導學生對教學任務的分析、分解，將復雜的總任務分解為若干個具體的子任務；動員學生查閱大量文獻，提出完成任務的實驗方案和解決方法。如將現行實驗教學中的鹽析法分離蛋白質、葡聚糖G-25凝膠過濾去鹽、微量柱色譜—DE-52分離血清γ-球蛋白、醋酸纖維素薄膜電泳鑒定、雙縮脲法測定蛋白質含量、凱氏定氮法測定蛋白質含量、SDS-PAGE法測定蛋白質相對分子質量等七個實驗項目進行整合，提出“γ球蛋白是一種臨床上應用于預防麻疹和傳染性肝炎的藥物，如何從血清中將γ球蛋白分離出來呢？”的教學任務。學生一看實驗是分離出一種在臨床能夠使用的藥物，就會感興趣，從而指導學生制定實驗方案，實際上還是上面幾種實驗方法，但學生在制定方案時需要對血清蛋白的組成、性質進行分析，對每種實驗方法的原理進行探究才能提取出來，而這個過程就是分析問題、解決問題的過程。同時指導學生在做葡聚糖G-25凝膠過濾去鹽、微量柱色譜—DE-52離子交換層析時每五滴收集一管。然后學生就會發現收集到的含蛋白質液體體積比加樣體積增加了，指導學生思考為什么呢？有的同學含蛋白質液體體積增加更明顯是什么原因呢？在此基礎上指導學生繪制洗脫峰曲線，通過不同洗脫峰曲線形狀的比較，讓學生理解層析過程中“三夾三放”的重要性，也是其導致洗脫峰“拖尾”的重要原因。這樣將在現行教學體系中人為割裂的多個實驗項目，整合為綜合性的任務驅動型實驗教學項目。其優點是通過整合導致整個實驗結果中有“產品”被生產出來，可以激發學生的學習興趣；此外還可以通過指導學生解決復雜問題的過程，促進學生創新能力、團隊協作能力、科研能力等綜合素質提高。

3.打破現有實驗教學體系，提出全新的綜合性任務驅動型實驗教學項目。

不受現行教學大綱、教學體系的制約，根據學生總體的培養目標，制定全新的綜合性任務驅動型實驗教學項目。學生根據教師提出的教學任務獨立分析、分解，提出獨特的解決問題方案。這樣就可能出現不同學生提出的解決方案不同，“暗合”生命科學領域中一個問題應用多種方法解決的現狀，對于培養學生的創新能力是非常有幫助的。如結合海南番木瓜種植普遍，而木瓜蛋白酶是一種廣泛應用于食品工業、醫藥行業的蛋白質，我們提出“如何從番木瓜中分離木瓜蛋白酶”的教學任務。學生通過查閱一般很快能確定木瓜蛋白酶在木瓜乳汁中含量最高，也有學生說要比較一下，采取木瓜不同部位進行提取對比。學生根據查閱文獻提出的實驗方案都不同，提出應用單寧沉淀法硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點沉淀法、雙水相萃取法和親和膜色譜法等多種方法分離純化?？傊?，在制定實驗方案過程中徹底發揮學生的主觀能動性，以學生為中心，鼓勵學生發散思維，尋找多種途徑解決問題。然后組織學生對不同方案進行討論，結合實驗室目前的儀器設備和試劑等發現硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點沉淀法、雙水相萃取法三種方法比較可行，然后不同小組的學生主要選擇其中一種方法完成木瓜蛋白酶的分離純化。而這三種實驗方案的具體完成過程中還牽涉透析、蛋白質含量測定、酶活的測定、聚丙烯酰胺凝膠電泳才能完成該過程，整體看來完成教學大綱所要求掌握的實驗技能。該方法的優點是在整個實驗過程中學生參與度高，從實驗方案的提出、試劑的配置到實驗操作過程，都由學生參與完成，徹底落實以“學生為中心”的教學方案，使學生在知識的獲取、技能的培養和科研潛力的培訓等方面都有大幅度的提高。其缺點是受到多種現實因素的制約[2]，學生一般一次很難成功完成該實驗，需要反復進行，這需要學校和實驗室多方面配合。

任務驅動型實驗教學在激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力和綜合素質等方面有獨特的作用。在生物化學實驗教學過程中引入任務驅動型教學方法，不僅可解決學生“為什么學，學了有什么用”的問題，而且可對學生進行初步的科研訓練，尤其是第三種任務驅動型教學過程中?？偠灾?，我們既可以在目前不對現行實驗教學體系改變的情形下進行任務驅動型教學，又可以按照經典任務驅動型教學方法提出全新的綜合性任務驅動型實驗教學項目激發學生的學習興趣，充分發揮學生在實驗教學過程中的主觀能動性，實現知識、技能、創新能力和綜合素質的提高。

參考文獻：

[1]李崇奇.任務驅動教學法在生物化學與分子生物學實驗教學中的應用[J].基礎醫學教育，2016，18（3）：205-208.

[2]李崇奇.任務驅動型教學在生化實驗教學中應用的困難[J].衛生職業教育，2015，33（20）：57-58.

基金項目：海南醫學院教育科研項目（HYZ201305）；海南省高等學校教育改革項目（Hnjg2015-44）。