分子生物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和探索

曹正宇　朱國萍

摘 要：分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的前沿學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其重要組成部分。安徽師范大學(xué)借助教育部“國家級(jí)雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項(xiàng)目”的機(jī)遇，對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)與改革進(jìn)行了探索。該文介紹了安徽師范大學(xué)分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)改革的背景、理念及目標(biāo)，提出了綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)，這種改革方式不僅能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與度和關(guān)心度，還能將理論知識(shí)系統(tǒng)化，并形成一種整體思維方式。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；綜合性實(shí)驗(yàn)；改革

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）10-126-03

綜合性實(shí)驗(yàn)也稱為復(fù)合型實(shí)驗(yàn)，是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種大實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容組合了多項(xiàng)單個(gè)實(shí)驗(yàn)，是一個(gè)系統(tǒng)的、連續(xù)的過程，類似于一個(gè)比較完整的科研過程，前一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為后一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)間聯(lián)系性強(qiáng)。它一方面要求對(duì)理論知識(shí)有較強(qiáng)的綜合能力，可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合能力及應(yīng)變能力，另一方面其復(fù)雜性也可以極大地提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)注度，提升實(shí)踐操作的興趣和能力[1]。2001 年8月，教育部印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，要求各高等學(xué)校積極推動(dòng)使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)[2]。安徽師范大學(xué)分子生物學(xué)雙語教學(xué)于2009年獲得教育部“國家級(jí)雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項(xiàng)目”，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是建設(shè)內(nèi)容之一。本文總結(jié)了安徽師范大學(xué)在分子生物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)改革中的背景、目標(biāo)和建設(shè)體系等內(nèi)容。

1 分子生物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)改革背景

分子生物學(xué)是在分子水平研究生命本質(zhì)的一門學(xué)科，是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并與其他學(xué)科廣泛交叉及相互滲透的前沿學(xué)科[3]，是生物科學(xué)、生物技術(shù)和應(yīng)用生物科學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在此基礎(chǔ)上開設(shè)其他專業(yè)方向課程，如基因工程、酶工程、發(fā)酵工程和分子免疫學(xué)等。

以往我校分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置是選取相對(duì)經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，忽略了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的內(nèi)在聯(lián)系，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)孤立、缺乏知識(shí)邏輯、項(xiàng)目間的邏輯順序不合理等問題，一般采用理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)穿插的方式進(jìn)行教學(xué)，每次實(shí)驗(yàn)間隔的時(shí)間較長，不利于學(xué)生知識(shí)的系統(tǒng)化；且由于各課程間缺乏交流，導(dǎo)致不同課程間的某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相同或相似，如分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上均出現(xiàn)同質(zhì)化現(xiàn)象，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在不同實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材中反復(fù)出現(xiàn)。

近年來，我校雖然多次對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式進(jìn)行了調(diào)整，目前考核方式為平時(shí)成績占60%，期末考試成績占40%，但是對(duì)各部分的具體要求未有明確說明。這種考核方式對(duì)學(xué)生的激勵(lì)作用不大，不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。以上這些問題影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣及主動(dòng)性，甚至出現(xiàn)學(xué)生輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)象，不僅不利于教學(xué)質(zhì)量的提高，也不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。

2 綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)置的理念及目標(biāo)

2.1 設(shè)置理念 分子生物學(xué)涉及面廣、知識(shí)更新快，在我校其理論課程以雙語為教學(xué)手段，學(xué)生在理論素養(yǎng)和專業(yè)外語方面具有較好的基礎(chǔ)。通過設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生形成良好的整體思維，將理論課程中學(xué)習(xí)到的知識(shí)系統(tǒng)化，增強(qiáng)實(shí)踐能力，使學(xué)生在理論素養(yǎng)、專業(yè)外語、思維模式和實(shí)踐能力等方面的能力均得到提高，培養(yǎng)出能適應(yīng)生物學(xué)專業(yè)突飛猛進(jìn)的高素質(zhì)人才。

2.2 設(shè)置目標(biāo) 一是摒除現(xiàn)有問題，改變我校以往以“點(diǎn)”形式為設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程，重點(diǎn)突出課程內(nèi)和課程間知識(shí)的系統(tǒng)性和整體性。先將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置為綜合性實(shí)驗(yàn)，將單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的“點(diǎn)”串聯(lián)成“線”，再通過在基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)上設(shè)置專業(yè)方向課程實(shí)驗(yàn)，逐步形成“面”。二是使學(xué)生掌握扎實(shí)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)實(shí)踐能力，并最終使學(xué)生將知識(shí)系統(tǒng)化，學(xué)會(huì)整體思維方式。三是提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視度、參與度和興趣度。

3 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)

3.1 建立整體貫通的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 根據(jù)我院分子生物學(xué)在各專業(yè)的定位、學(xué)科特點(diǎn)、存在的問題及課程設(shè)置目標(biāo)，為學(xué)生設(shè)計(jì)一套完整的分子克隆技術(shù)實(shí)驗(yàn)作為分子生物學(xué)基礎(chǔ)綜合性實(shí)驗(yàn)，后繼的高級(jí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)將在專業(yè)方向課程中以此為基礎(chǔ)繼續(xù)開設(shè)，如在基因工程中學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)表達(dá)及檢測技術(shù)，在酶工程中學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)純化技術(shù)和酶學(xué)性質(zhì)分析技術(shù)等。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)共設(shè)36學(xué)時(shí)，7d內(nèi)完成教學(xué)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成整個(gè)操作流程，所有操作均由學(xué)生完成，提高學(xué)生的參與度，改變學(xué)生以往只按步驟做實(shí)驗(yàn)，不參與前期準(zhǔn)備的狀況。流程如圖1所示。

為了保證綜合性實(shí)驗(yàn)的連貫性，我校實(shí)施了實(shí)驗(yàn)教學(xué)月來集中強(qiáng)化訓(xùn)練。將理論課設(shè)置在學(xué)期前段，上調(diào)理論課周學(xué)時(shí)，整個(gè)理論教學(xué)過程要在前13周內(nèi)完成，在后期設(shè)置了為期30d的實(shí)驗(yàn)教學(xué)月。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)月中，各年級(jí)的所有實(shí)驗(yàn)均在此期間完成，由于實(shí)驗(yàn)具有連貫性和整體性，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)環(huán)相扣，故將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)置在前，其他專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)設(shè)置在后，每門實(shí)驗(yàn)同時(shí)開設(shè)4個(gè)平行教學(xué)班。

3.2 完善基礎(chǔ)設(shè)施和教材建設(shè) 在上述實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我院對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了改造和建設(shè)，先期配置了4間多媒體公用實(shí)驗(yàn)室，共享了部分儀器設(shè)備，改變了以往為每門課程專門配備儀器設(shè)備的模式；同時(shí)在方案的基礎(chǔ)上，配備了空缺儀器，保證每4人能共有一套基礎(chǔ)儀器。

教材建設(shè)也是教學(xué)改革的一部分，教學(xué)效果設(shè)想和試驗(yàn)最終都要體現(xiàn)和落實(shí)在教材建設(shè)上，而作為教學(xué)改革的物化成果，教材的質(zhì)量對(duì)學(xué)校教學(xué)改革的效果有很大影響[4]。我校分子生物學(xué)在建設(shè)國家級(jí)雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項(xiàng)目時(shí)，已為理論課程選用和編寫了一批實(shí)用教材[5]。為了配合綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和雙語教學(xué)，首先應(yīng)將各課程的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化組合編寫一套符合各專業(yè)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教材，盡可能地使整個(gè)大學(xué)過程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系完整化、系統(tǒng)化，并分段實(shí)施教學(xué)，避免不同課程之間過于獨(dú)立，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)等問題；其次，在雙語教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的共同努力下編寫了一本分子生物學(xué)英文實(shí)驗(yàn)教材并投入使用；最后輔以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教材作為補(bǔ)充。endprint

3.3 運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是一門對(duì)操作要求極為嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)綜合性實(shí)驗(yàn)也要求學(xué)生對(duì)很多未接觸過的技術(shù)要有直觀的印象。運(yùn)用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是我院采用的主要教學(xué)手段，課件、操作錄像、網(wǎng)站資源和相關(guān)軟件都是綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一部分。課件和操作錄像是指導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)思路的必要條件，也是指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作的主要手段。網(wǎng)站資源對(duì)現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)有極大的參考作用，如文獻(xiàn)和基因序列查找時(shí)可以應(yīng)用NCBI等網(wǎng)站；在DNA雙酶切實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以使用試劑公司網(wǎng)站查找最佳反應(yīng)緩沖液、反應(yīng)時(shí)間和條件等；國內(nèi)外最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，既豐富了教學(xué)內(nèi)容，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；生物學(xué)軟件是現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中必不可少的，教學(xué)過程中應(yīng)用多媒體可以直接指導(dǎo)學(xué)生對(duì)部分軟件和網(wǎng)絡(luò)的使用，如引物設(shè)計(jì)軟件、序列比對(duì)軟件和統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件等。

3.4 組建高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì) 我院以國家級(jí)雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項(xiàng)目為依托，組建了一批高素質(zhì)的雙語教學(xué)師資隊(duì)伍[5]；課程組堅(jiān)持讓教授走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)本科生實(shí)驗(yàn)，并要求各位教師在實(shí)驗(yàn)過程中介紹自己的研究課題，激發(fā)學(xué)生的興趣；每個(gè)教學(xué)班級(jí)輔以2名相關(guān)專業(yè)研究生協(xié)助指導(dǎo)學(xué)生的操作過程，保證操作規(guī)范性；同時(shí)優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的基本保障。

3.5 建設(shè)綜合的評(píng)價(jià)體系 實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)體系是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵之一，構(gòu)建科學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核體系，可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的關(guān)注度與興趣度。實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定包括平時(shí)成績、操作考試和理論考試成績3方面內(nèi)容，其中平時(shí)成績占60%、操作考試占20%、理論考試占20%。平時(shí)成績包括出勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂態(tài)度、操作規(guī)范程度等。其中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告改變了單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的報(bào)告形式，而是要求學(xué)生按照整體思維，用科研論文的形式撰寫實(shí)驗(yàn)的思路，列舉實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)備，陳述實(shí)驗(yàn)步驟和方法、分析并討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，著重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫科研論文的能力；操作考試主要考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程是否規(guī)范，以及在沒有指導(dǎo)下的操作能力；理論考試主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)理論、方法原理及運(yùn)用等進(jìn)行閉卷考試，促使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）endprint