SOD提取分離和純化的任務驅動教學設計

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摘要：sod提取、分離和純化的任務驅動型教學可以激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的主觀能動性。同時，在任務驅動型教學設計中如果能考慮到任務的可行性、開放性和可評價性，將為學生今后從事醫(yī)學研究工作奠定良好的基礎。

關鍵詞：SOD；生物化學；實驗教學；任務驅動型教學

任務驅動型教學法是一種以學生為中心，能為學生提供實踐體驗和感悟問題的情境，圍繞任務展開學習，使學生主動探究、實踐、思考、運用，強調(diào)讓學生在“做中學”，能夠充分調(diào)動學生學習主觀能動性的教學方法。然而當前的生物化學實驗教學中，過分強調(diào)實驗結果的準確性，這就導致實驗教學設計往往相對簡單，學生只要把試劑、樣品加入試管，然后用儀器測量即可完成實驗。但事實上，學生既沒有掌握該項實驗技能，也沒有明白該項實驗技術有何作用。調(diào)查表明，高達60.3%的學生認為沒有通過生物化學實驗課提高解決問題的能力[1]。任務驅動型教學法提倡學生在“做中學”，非常適合實驗性、實踐性或操作性較強的課程教學。本教研室自2010年開始在生物化學實驗教學中應用任務驅動型教學法，取得了良好的教學效果，現(xiàn)以SOD提取、分離和純化實驗為例詳細介紹如何進行任務驅動型教學設計。

1教學任務要能激發(fā)學生學習興趣

愛因斯坦曾經(jīng)說“興趣是最好的老師”，學生如果對教學感興趣，就會減少對學習的抵觸情緒。為此，我們以SOD提取、分離和純化實驗為例提出教學任務：“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，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。因而要求每位學生從3種不同植物中提取SOD，設計實驗方案，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任務實際上有3個要點：一是SOD在臨床上廣泛應用；二是SOD是大部分化妝品的功能成分，與學生生活密切相關，尤其是女學生；三是目前市場上SOD供不應求，這樣就從不同角度激發(fā)學生學習興趣。

2教學任務要具有可行性

教學任務是否具有可行性是教學改革能否成功的關鍵。教學任務要具有可行性就必須做到以下兩點：一是設計教學任務時要考慮到授課對象為本科生，教學課時固定，學生在此條件下能否有效完成；二是教學任務需要在現(xiàn)行教學大綱指導下進行設計，要考慮到所需使用的實驗方法、實驗設備在當前實驗條件下能否達到。完成SOD提取、分離和純化實驗，學生需要掌握鹽析技術、透析技術、層析技術、電泳技術、蛋白質定量技術和酶學分析技術，與現(xiàn)行實驗教學大綱要求基本一致，實驗技術難度也不大，學生基本可以在正常授課時間內(nèi)完成。同時，該教學任務與現(xiàn)行實驗教學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教學任務要具有開放性

任務驅動型教學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生對教學任務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含量的變化，而蛋白質含量測定可用雙縮脲法、考馬斯亮藍法、紫外吸收法等。因此學生在分析該教學任務后，可以充分發(fā)揮發(fā)散性思維，提出自己的實驗方案，長期教學實踐中我們建議按以下3步逐步完善學生實驗方案。第一步，2~3名學生一組，教師要充分激發(fā)學生的主觀能動性，讓學生查找文獻，提出實驗方案和所需實驗條件。在此過程中，教師不要參與指導學生實驗方案的提出，盡量激發(fā)學生的學習積極性，即使學生的實驗方案缺少可行性甚至是錯誤的也沒有關系，因為學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)學生的綜合素質和創(chuàng)新品質是非常重要的。第二步，組織學生在課堂上通過PPT匯報和相互討論的方式總結每組實驗方案的優(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生開闊視野，學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生實驗方案的優(yōu)點，激發(fā)學生完成任務的積極性；同時也要指出學生沒有發(fā)現(xiàn)的實驗方案的缺點、不可行甚至錯誤的地方?？傊?，實驗任務要有開放性，要充分發(fā)揮學生的主體作用，由學生提出實驗方案并自行完成實驗。

4教學任務要具有可拓展性

可拓展性是指由于學生學習能力的差異，導致在限定時間內(nèi)完成學習任務的程度不同。傳統(tǒng)實驗教學中，每位學生完成的實驗項目、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)所有學生完成實驗教學任務，這就使得實驗教學在設計時就要考慮操作技能和學習能力較差的學生，從而導致設計的實驗項目過于簡單，經(jīng)常有學生在3個課時的實驗教學中一個半學時就完成了。而任務驅動型教學中，不同學生設計的實驗方案不同，完成任務的程度不同，這樣就考慮到了學生的個體差異，做到真正的因材施教。以植物SOD提取、分離和純化實驗為例，本教學任務要求學生分析比較3種不同植物SOD的活性及耐熱性。操作技能和學習能力較強的學生就設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蛋白質染色，然后將兩塊膠進行比較。還有學生在測定酶比活時，考慮到酶提取液中的各種化學試劑可能干擾蛋白質定量結果，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果?？傊捎诮虒W任務具有可拓展性，任務驅動型教學法可以充分發(fā)揮每位學生的潛能，在課堂實驗教學中學到更多的知識與技能。

5教學任務要具有可評價性

傳統(tǒng)實驗教學中，教師只看學生的實驗報告，書寫工整、數(shù)據(jù)和結果正確就會多得分，不認真完成的學生也給七八十分，這不利于學生學習積極性的激發(fā)。而任務驅動型實驗教學中，教師對學生評價更加全面、系統(tǒng)。我們在近年來的實驗教學中發(fā)現(xiàn)，教師應該對學生的實驗方案、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，應結合當前社會上存在的科研工作者由于學術不端帶來的嚴重后果進行批評教育。同時在課堂討論學生實驗方案的過程中，教師可以充分觀察每位學生的表現(xiàn)，例如有沒有認真思考，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果進行分析，尤其是異常結果，有沒有出現(xiàn)雷同實驗報告。在任務驅動型教學中，教師應充分利用教學評價引導學生獨立思考，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，生物化學實驗教學忽視了對學生綜合素質和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，只專注于完成教學大綱規(guī)定的教學任務。任務驅動型教學可以激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的主觀能動性，同時，在任務驅動型教學設計中，如果能考慮到任務的可行性、開放性、可拓展性和可評價性，將為學生今后從事醫(yī)學研究工作奠定良好基礎。

參考文獻：

[1]楊紅，林德馨.生物化學實驗教學現(xiàn)狀的調(diào)查和淺析[J].山西醫(yī)科大學學報：基礎醫(yī)學教育版，2010，12（6）：608-611.

[2]李崇奇，蔡望偉.任務驅動型教學在生物化學實驗教學中應用的困難[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2015，33（20）：57-58.

作者:李崇奇 單位:海南醫(yī)學院