SOD提取分離和純化的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)論文
任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法是一種以學(xué)生為中心，能為學(xué)生提供實(shí)踐體驗(yàn)和感悟問(wèn)題的情境，圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí)，使學(xué)生主動(dòng)探究、實(shí)踐、思考、運(yùn)用，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在“做中學(xué)”，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性的教學(xué)方法。然而當(dāng)前的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，過(guò)分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)往往相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生只要把試劑、樣品加入試管，然后用儀器測(cè)量即可完成實(shí)驗(yàn)。但事實(shí)上，學(xué)生既沒(méi)有掌握該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能，也沒(méi)有明白該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(méi)有通過(guò)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課提高解決問(wèn)題的能力[1]。任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法提倡學(xué)生在“做中學(xué)”，非常適合實(shí)驗(yàn)性、實(shí)踐性或操作性較強(qiáng)的課程教學(xué)。本教研室自2010年開始在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn)為例詳細(xì)介紹如何進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)設(shè)計(jì)。
1教學(xué)任務(wù)要能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)“興趣是最好的老師”，學(xué)生如果對(duì)教學(xué)感興趣，就會(huì)減少對(duì)學(xué)習(xí)的抵觸情緒。為此，我們以SOD提取、分離和純化實(shí)驗(yàn)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(shí)也是許多化妝品中的功能成分。而目前SOD多為動(dòng)物源性，存在價(jià)格昂貴、不易常溫保存、易被病毒交叉感染等問(wèn)題，植物源性SOD可以有效避免動(dòng)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(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行分離純化以及酶活性和耐熱性的測(cè)定。”看似簡(jiǎn)單的教學(xué)任務(wù)實(shí)際上有3個(gè)要點(diǎn)：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(chǎng)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(diǎn)：一是設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)時(shí)要考慮到授課對(duì)象為本科生，教學(xué)課時(shí)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(jìn)行設(shè)計(jì)，要考慮到所需使用的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)備在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)條件下能否達(dá)到。完成SOD提取、分離和純化實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求基本一致，實(shí)驗(yàn)技術(shù)難度也不大，學(xué)生基本可以在正常授課時(shí)間內(nèi)完成。同時(shí)，該教學(xué)任務(wù)與現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目相比沒(méi)有大的改動(dòng)，只是用植物SOD提取、分離和純化實(shí)驗(yàn)將原本凌亂孤立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“串聯(lián)”成一個(gè)能夠解決生產(chǎn)生活中實(shí)際問(wèn)題的綜合性實(shí)驗(yàn)，因而實(shí)驗(yàn)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(dòng)型教學(xué)法的靈魂就是提倡采用不同方法解決同一問(wèn)題，最大的特色就是由學(xué)生對(duì)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行分析后提出自己的實(shí)驗(yàn)方案，并選擇實(shí)驗(yàn)方法[2]。以植物SOD提取、分離和純化實(shí)驗(yàn)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(cè)定酶活性。但實(shí)際上每步都可以選擇不同的方法，如提取總蛋白時(shí)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(diǎn)沉淀法、層析法；在分離純化的每步都要檢測(cè)蛋白質(zhì)含量的變化，而蛋白質(zhì)含量測(cè)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(shí)驗(yàn)方案，長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中我們建議按以下3步逐步完善學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(dòng)性，讓學(xué)生查找文獻(xiàn)，提出實(shí)驗(yàn)方案和所需實(shí)驗(yàn)條件。在此過(guò)程中，教師不要參與指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案缺少可行性甚至是錯(cuò)誤的也沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)閷W(xué)生在提出方案的過(guò)程中已經(jīng)經(jīng)過(guò)思考和提出解決問(wèn)題的方法了，這對(duì)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(guò)PPT匯報(bào)和相互討論的方式總結(jié)每組實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性，這樣既能發(fā)現(xiàn)有些小組實(shí)驗(yàn)方案中存在的問(wèn)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(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法。第三步，教師講評(píng)，教師充分肯定每組學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生完成任務(wù)的積極性；同時(shí)也要指出學(xué)生沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方案的缺點(diǎn)、不可行甚至錯(cuò)誤的地方�？傊�，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案并自行完成實(shí)驗(yàn)。
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(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)任務(wù)的程度不同。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，每位學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、掌握的實(shí)驗(yàn)方法都是相同的`。同時(shí)，由于過(guò)分強(qiáng)調(diào)在限定時(shí)間內(nèi)所有學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，這就使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)在設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過(guò)于簡(jiǎn)單，經(jīng)常有學(xué)生在3個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)半學(xué)時(shí)就完成了。而任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)中，不同學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(gè)體差異，做到真正的因材施教。以植物SOD提取、分離和純化實(shí)驗(yàn)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(qiáng)的學(xué)生就設(shè)計(jì)了同工酶分析實(shí)驗(yàn)，操作相對(duì)比較繁瑣，首先需要做聚丙烯酰胺凝膠電泳，然后進(jìn)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(jìn)行電泳，一塊膠進(jìn)行酶特異性染色，另一塊進(jìn)行考馬斯亮藍(lán)蛋白質(zhì)染色，然后將兩塊膠進(jìn)行比較。還有學(xué)生在測(cè)定酶比活時(shí)，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(jìn)行定量，然后比較不同方法所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果�？傊�，由于教學(xué)任務(wù)具有可拓展性，任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法可以充分發(fā)揮每位學(xué)生的潛能，在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)到更多的知識(shí)與技能。
5教學(xué)任務(wù)要具有可評(píng)價(jià)性
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師只看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，書寫工整、數(shù)據(jù)和結(jié)果正確就會(huì)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(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)更加全面、系統(tǒng)。我們?cè)诮陙?lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、課堂討論、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行評(píng)價(jià)。以植物SOD提取、分離和純化實(shí)驗(yàn)為例，有的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案一看就是從某篇文章上直接摘抄來(lái)的，對(duì)于此種現(xiàn)象授課教師不能姑息，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前社會(huì)上存在的科研工作者由于學(xué)術(shù)不端帶來(lái)的嚴(yán)重后果進(jìn)行批評(píng)教育。同時(shí)在課堂討論學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，教師可以充分觀察每位學(xué)生的表現(xiàn)，例如有沒(méi)有認(rèn)真思考，有沒(méi)有提出針對(duì)性的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中有沒(méi)有嚴(yán)格按照要求操作實(shí)驗(yàn)儀器，有沒(méi)有篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中有沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，尤其是異常結(jié)果，有沒(méi)有出現(xiàn)雷同實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用教學(xué)評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，勇于創(chuàng)新，提出自己獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)方案和解決方法。長(zhǎng)期以來(lái)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽視了對(duì)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(dòng)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(dòng)性，同時(shí)，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)設(shè)計(jì)中，如果能考慮到任務(wù)的可行性、開放性、可拓展性和可評(píng)價(jià)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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