如何在生化实验教学中应用任务驱动教学法激发学生学习兴趣

摘 要： 为了提高学生学习生物化学实验的兴趣，在生物化学与分子生物学实验教学中引入了任务驱动型教学法。在教学改革过程中可以将单个实验教学项目“改编”为任务驱动型实验教学项目，或将多个有联系的实验项目“串联”在一起，“改编”为任务驱动型实验教学项目，也可以打破现有实验教学体系，提出全新的综合性任务驱动型实验教学项目。

关键词： 生物化学 实验教学 任务驱动型教学

生物化学是是从分子水平探讨生命科学本质的一门科学，也是医学、生物学、农学等学科科学研究的工具学科。而生物化学实验教学对于培养学生毕业后在职业生涯中解决问题能力、创新能力是至关重要的。但当前生物化学实验教学由于受多种因素的制约存在诸多问题[1]，最主要的是在现行实验教学中过于强调重复性，强调结果再现的重要性，导致教学实验设计过于简单，学生按部就班地添加试剂，按照操作步骤进行测定即得结果。这导致学生在教学中根本没有思考、分析，有时学生甚至连基本原理都不明白。而任务驱动教学法是一种以富有趣味性、能够激发学生学习动机与好奇心的情景为基础的，与教学内容紧密结合的教学任务为载体的教学方法。该教学方法的特色是教学任务“隐藏”在有趣的教学情境中，激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题和解决问题的能力。结合本校多年进行任务驱动教学实验改革经验，我们主要通过以下三种途径进行任务驱动型实验教学。

1.将单个实验教学项目“改编”为任务驱动型实验教学项目。

将单个实验教学项目改编为任务驱动型实验教学项目，不需要修改教学大纲，对实验室管理人员和实验试剂没有额外的要求，只需要将普通教学项目融入特定的情境中即可。如进行凯氏定氮法测定蛋白质含量时，将测定单个样品的蛋白质含量修改为大豆、猪肝、牛奶、面粉和大米中哪种食物中的蛋白质含量最高呢？这就会引起学生思考，在实际教学中有的认为大豆蛋白质含量最高，有的认为牛奶蛋白质含量最高，还有的认为面粉和大米中几乎不含有蛋白质。经过初步的争论，可以安排学生进行实验验证他们的假设。学生测定完每个样品的含量后分析发现哪种食物蛋白质含量最高。还可以让学生将测得的样品中蛋白质含量与文献中的比较，就会发现有的实验结果测定偏低。鼓励学生分析偏低是什么原因呢？有的会发现在硝化管中有黑色的固体，实际上就是硝化不完全引起的。而且通过这个实验学生会发现大米和面粉中不仅含有蛋白质，而且含量还不低。当然，也可以让学生测定任何感兴趣的食物中的蛋白质含量，这样就将一个简单的实验教学项目改编为一个有趣又有科学意义的任务驱动型实验教学项目，学生可以通过该实验项目解决实际问题，然后在解决问题的过程中分析出现各种“意外”的原因，从而达到提高综合素质的目的。

2.将多个有联系的实验项目“串联”在一起，“改编”为任务驱动型实验教学项目。

通过调整实验项目的顺序，可以将现行多个有内在联系的实验项目改编成一个综合性的任务驱动型实验教学项目。然后在实验教学过程中指导学生对教学任务的分析、分解，将复杂的总任务分解为若干个具体的子任务；动员学生查阅大量文献，提出完成任务的实验方案和解决方法。如将现行实验教学中的盐析法分离蛋白质、葡聚糖G-25凝胶过滤去盐、微量柱色谱—DE-52分离血清γ-球蛋白、醋酸纤维素薄膜电泳鉴定、双缩脲法测定蛋白质含量、凯氏定氮法测定蛋白质含量、SDS-PAGE法测定蛋白质相对分子质量等七个实验项目进行整合，提出“γ球蛋白是一种临床上应用于预防麻疹和传染性肝炎的药物，如何从血清中将γ球蛋白分离出来呢？”的教学任务。学生一看实验是分离出一种在临床能够使用的药物，就会感兴趣，从而指导学生制定实验方案，实际上还是上面几种实验方法，但学生在制定方案时需要对血清蛋白的组成、性质进行分析，对每种实验方法的原理进行探究才能提取出来，而这个过程就是分析问题、解决问题的过程。同时指导学生在做葡聚糖G-25凝胶过滤去盐、微量柱色谱—DE-52离子交换层析时每五滴收集一管。然后学生就会发现收集到的含蛋白质液体体积比加样体积增加了，指导学生思考为什么呢？有的同学含蛋白质液体体积增加更明显是什么原因呢？在此基础上指导学生绘制洗脱峰曲线，通过不同洗脱峰曲线形状的比较，让学生理解层析过程中“三夹三放”的重要性，也是其导致洗脱峰“拖尾”的重要原因。这样将在现行教学体系中人为割裂的多个实验项目，整合为综合性的任务驱动型实验教学项目。其优点是通过整合导致整个实验结果中有“产品”被生产出来，可以激发学生的学习兴趣；此外还可以通过指导学生解决复杂问题的过程，促进学生创新能力、团队协作能力、科研能力等综合素质提高。

3.打破现有实验教学体系，提出全新的综合性任务驱动型实验教学项目。

不受现行教学大纲、教学体系的制约，根据学生总体的培养目标，制定全新的综合性任务驱动型实验教学项目。学生根据教师提出的教学任务独立分析、分解，提出独特的解决问题方案。这样就可能出现不同学生提出的解决方案不同，“暗合”生命科学领域中一个问题应用多种方法解决的现状，对于培养学生的创新能力是非常有帮助的。如结合海南番木瓜种植普遍，而木瓜蛋白酶是一种广泛应用于食品工业、医药行业的蛋白质，我们提出“如何从番木瓜中分离木瓜蛋白酶”的教学任务。学生通过查阅一般很快能确定木瓜蛋白酶在木瓜乳汁中含量最高，也有学生说要比较一下，采取木瓜不同部位进行提取对比。学生根据查阅文献提出的实验方案都不同，提出应用单宁沉淀法硫酸铵盐析-乙醇沉淀法、等电点沉淀法、双水相萃取法和亲和膜色谱法等多种方法分离纯化。总之，在制定实验方案过程中彻底发挥学生的主观能动性，以学生为中心，鼓励学生发散思维，寻找多种途径解决问题。然后组织学生对不同方案进行讨论，结合实验室目前的仪器设备和试剂等发现硫酸铵盐析-乙醇沉淀法、等电点沉淀法、双水相萃取法三种方法比较可行，然后不同小组的学生主要选择其中一种方法完成木瓜蛋白酶的分离纯化。而这三种实验方案的具体完成过程中还牵涉透析、蛋白质含量测定、酶活的测定、聚丙烯酰胺凝胶电泳才能完成该过程，整体看来完成教学大纲所要求掌握的实验技能。该方法的优点是在整个实验过程中学生参与度高，从实验方案的提出、试剂的配置到实验操作过程，都由学生参与完成，彻底落实以“学生为中心”的教学方案，使学生在知识的获取、技能的培养和科研潜力的培训等方面都有大幅度的提高。其缺点是受到多种现实因素的制约[2]，学生一般一次很难成功完成该实验，需要反复进行，这需要学校和实验室多方面配合。

任务驱动型实验教学在激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力和综合素质等方面有独特的作用。在生物化学实验教学过程中引入任务驱动型教学方法，不仅可解决学生“为什么学，学了有什么用”的问题，而且可对学生进行初步的科研训练，尤其是第三种任务驱动型教学过程中。总而言之，我们既可以在目前不对现行实验教学体系改变的情形下进行任务驱动型教学，又可以按照经典任务驱动型教学方法提出全新的综合性任务驱动型实验教学项目激发学生的学习兴趣，充分发挥学生在实验教学过程中的主观能动性，实现知识、技能、创新能力和综合素质的提高。

参考文献：

[1]李崇奇.任务驱动教学法在生物化学与分子生物学实验教学中的应用[J].基础医学教育，2016，18（3）：205-208.

[2]李崇奇.任务驱动型教学在生化实验教学中应用的困难[J].卫生职业教育，2015，33（20）：57-58.

基金项目：海南医学院教育科研项目（HYZ201305）；海南省高等学校教育改革项目（Hnjg2015-44）。