摘要：开放式实验教学通过开设培养计划及课程教学计划中非必修实验，给学生提供一个自主锻炼实践能力的平台，从而提高理论教学与实践教学的衔接性和系统性。以“生物化学”开放实验为例，分析了高校开设开放实验的必要性，介绍了在本科阶段开设“生物化学”开放实验的一些成果及经验，提出了目前存在的问题及解决方案，为高校开放实验教学的改革提供参考。
关键词：生物化学;开放实验;创新能力;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2019.06.036
Abstract：Open experimental teaching provides students with a platform for independent exercise practice through the establishment of non-required experimental courses in the teaching plan，thus improving the connection between theoretical and practical teaching. Taking the open experimental teaching of biochemistry as an example，this paper analyzed the necessity of open experimental teaching in universities，introduced some achievements and experiences of open experimental teaching in the undergraduate stage，and figured out some problems and solutions to provide a reference for teaching reform.
Key words：Biochemistry;open experiment;innovation ability;teaching neform
“生物化学”是食品专业的一门必修课程，对应的实验教学是其理论教学的重要组成部分。“生物化学”内容涵盖食品的理化性质、功能，贮运过程中品质变化规律等内容，同时涉及食物在人体内的代谢、营养物质的吸收等内容。因此，“生物化学”实验课的课程设计和学习效果，对食品学科的学生就业和科研素质的培养至关重要。
大学生的实践能力、综合运用知识解决问题的能力和创新能力等的培养是高校教学研究永恒的课题[1]。目前，我国大部分高校由于理论课教学的需要，实践教学环节所安排的学时较少，学生的实践综合能力很难得到充分的锻炼。根据教育部《2003-2007 年教育振兴行动计划》“推动高等学校加强学生实践能力和创新能力的培养，加快实验教学改革和实验室建设，促进优质资源整合和共享，提升办学水平和教育质量”的精神，开放实验的作用和地位日益显现[2]。国内各高校开展了开放实验，加强实践教学，培养大学生发现问题和解决问题的能力、培养操作能力和创新意识等综合素质。近年来，笔者在“生物化学”的实验教学规定的大纲基础上，开设了一些综合性、实验操作时间较长，在本科生教学中实施比较困难的实验作为开放实验，供学生们选择，从而更好地提高学生的实践能力和创新能力。开设过程中，积累了一些经验，研究将这些经验和运行模式进行总结，为高校开放实验教学的开设提供参考。
1 开放实验的必要性
对于食品专业的学生来说，实践教学是其专业学习的重要组成部分。食品专业的学生不仅需要具有食品行业相关的理论知识，同时还需要掌握相关的操作技能。食品专业的发展目标是培养出大量理论与实践能够有机结合的应用技术型人才，服务于食品行业，为我国食品行业的健康发展提供保障。然而，在实际教学中，由于不同课程的衔接及课程本身的理论教学与实践教学的设计规划上，缺少一些合理性，实际中存在理论教学与实践教学内容脱节;另外，由于有些生物化学实验的时间比较长，不适合安排在本科生实验教学中，所以这类综合性实验在本科生实验教学中是不开设的，因此，这些因素不利于应用型人才的培养。
因此，学校开设了“生物化学”开放实验，鼓励学生在实验室中进行培养计划及课程教学计划中没有的实验项目，让学生根据自己的兴趣，利用课余时间和寒暑假时间进行开放实验，给学生提供一个自主锻炼实践能力的机会和平台。开放实验教学实现了理论教学与实践教学的衔接性和系统性，实现了实验空间和时间的开放，给学生提供了更好的学习机会[3-4]。
2 实验项目的类型
不同年级学生所掌握的实验技能不同，根据不同的学生层次，开设了不同类型的开放实验供学生选择;当然，学生也可以自己设计实验，或者参与教师的科研项目，这些实验都属于开放实验。把这些实验总体分为三大类，即基础实验、综合实验和科研实验。
2.1 基础实验
该层次的實验主要针对大学一年级和二年级的学生进行开设，是以专业理论知识为基础的验证性实验，重点在于训练学生的基础实验技能。例如，在“生物化学”的理论课学习中，学生了解到蛋白质变性后空间结构发生改变，蛋白质内部的疏水基团暴露在溶液中的数量会发生改变，其表面疏水性就会发生改变，所以学校开设了“蛋白质表面疏水性的测定实验”，将蛋白质经过不同方法处理后，学生测定蛋白质处理前后疏水性变化，让学生更加直观地通过实验数据看到蛋白质表面疏水性的变化，也为今后学生研究蛋白质变性相关研究做准备。
学校的“生物化学”课程是在大学二年级上学期开设，针对大学一年级和二年级的学生开设这类实验可以加深学生对专业知识的理解，有利于激发学生的学习兴趣，提高学习效率。学生通过这一阶段的训练，对相关学科的基础实验技能得到了很好的锻炼。
2.2 综合实验
“生物化学”是食品专业的基础课，所以该层次的实验主要安排一些与其他专业课相结合的实验，是以一个小科研项目为基础的设计性实验，重点在于巩固学生的专业基础知识，引导学生进行初步的实验设计，培养学生的专业实验技能。这类实验主要针对大学三年级的学生进行开设，在实施过程中，主要引导学生对食品加工与贮藏、食品摻伪等相关内容进行设计。例如，对一些快餐食品在贮藏期中品质的变化进行监测，学生设计的“软炸虾仁贮藏过程中蛋白质的变化”“软炸虾仁贮藏过程中水分的变化”，以及加工过程中其他营养成分的变化;在掺伪检测领域，学生利用所学的分子生物学实验，设计了羊肉中掺杂鸡肉、鸭肉等肉类检测的PCR实验，把大二学的动植物核酸的提取、电泳实验综合起来，很好地锻炼了学生的实践能力。
这类实验在开展过程中，以学生作为主导，指导教师辅助。指导教师帮助学生明确实验目的和实验要求，由学生自主完成实验方案的设计、实验仪器的操作和实验数据的分析，遇到问题时与指导教师进行讨论解决。因为这类实验都是一个小科研项目，实验结果要以结题报告的形式上交，学生在整理数据时需要查阅资料，对实验结果进行分析总结，这个过程很好地培养了学生整理和分析材料的能力，提升了学生运用基础理论知识解释实验原理的能力。
2.3 科研实验
这部分开放实验内容主要是教师的科研项目，鼓励动手能力较好的学生积极参与教师的科研项目，参与这类实验的学生主要是大学三年和四年的学生，这部分实验结果，可以作为学生的毕业论文。这类实验主要是在基础实验和综合实验的基础上锻炼学生使用大型仪器和一些分析软件的能力，为学生将来继续学习奠定基础。
3 建立开放实验管理体系和评价体系
3.1 生物化学开放实验的开放形式
“动态灵活”是开放实验教学的显著特征[5]。传统的实验室管理模式不能满足个性化实践教学的要求，所以采用了灵活的实验室管理模式，主要采用预约式开放，学生根据时间与实验教师预约，教师根据实际情况进行安排。这种开放模式，为需要强化训练的学生提供了更加合理的实验时间与实验场地，为学生实践操作能力的锻炼提供了更多机会。
3.2 开放实验管理体系的建立
开放实验室的管理与教学实验室管理原则基本一致。学生都要严格遵守《实验室管理制度》、《实验室安全守则》和《实验室仪器设备管理制度》，在此基础上根据开放实验的特殊性，明确了开放实验室与教学实验室管理和设备使用方面的区别，制定了《开放实验室预约制度》和开放实验室的申请和使用流程。同时针对开放实验的特点，明确了指导教师和学生的职责和义务，确保实验室安全、保持实验室卫生和仪器的合理使用等。
3.3 建立开放实验评价体系
开放实验教学和课堂实验教学对于学生实践能力的培养是相辅相成、相互促进的，二者的主要差异在于教学理念和教学方式的不同，前者以学生自主学习为主，后者以教师的引导启发为主。为了更好地调动学生积极性，建立一个合理的开放实验评价体系是非常重要的[6]。客观评价学生的操作能力和创新能力是对开放实验效果评价的重要内容之一，其目的是为了促进师生的共同发展。开设“生物化学”开放实验后，建立了开放实验教学质量评价指标内容，主要包括开放实验内容选题评价、开放实验过程评价和开放实验效果评价。实验内容评价，主要是根据专业特点，评价开放实验内容是否新颖，是否有助于提高本专业学生的创新与实践能力;实验过程和效果评价，主要对开放实验过程中，教师引导学生运用的信息资料收集技术、实验技术和软件技术等是否与时俱进，是否能够更好地提高实验效果进行评价。同时，对于学生实验方案的制定能力、实验操作过程熟悉程度及实验数据的处理等能力也进行考核。
4 存在的问题及策略
目前，“生物化学”开放实验主要以基础实验和综合实验为主，与企业紧密结合的开放实验还比较少。
大学实践教育与企业要求不对接的问题，是高校教育的一个比较明显的问题[7-8]。今后在实际教学中，多给学生创造与外界食品企业接触的机会，同时引导学生关注食品行业的新闻，开阔学生的视野，鼓励学生在开放实验和大创实验的选题上，紧跟企业发展需求，接近实际。另外，教师在教学中，有针对性的开设一些可以直接为食品企业服务的实验，让教学可以直接为企业提供技术支持，同时也鼓励学生与企业联合申报课题和开放实验，与企业形成良好的关系，为将来就业打基础，也可以为社会服务。
5 结语
开放实验的开设为实践教学提供有利的条件，为培养创新型人才提供了一个很好的平台，有助于提高实践教学质量，促进培养目标的实现。学校开设的“生物化学”开放实验取得了一些成绩，但是开放实验教学是一项艰巨的教学改革，随着网络信息化的发展，开放实验的形式需要不断更新、与时俱进，不仅要强调实验形式的开放，更要重视创新，才能进一步提高学生综合素质和实践能力，才能与食品专业总体培养目标相适应，进而提高学生的综合能力，适应食品产业的发展，为社会培养优秀的应用技术型人才，服务于食品行业，为我国食品行业的健康发展提供保障。
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