分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

孫林 張彪 潘志明 周福才

摘要：分子生物學(xué)是生命科學(xué)的重要組成部分，是生命科學(xué)快速發(fā)展的基石。針對(duì)當(dāng)前分子生物學(xué)教學(xué)過程中教學(xué)效率不高、質(zhì)量差、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃、學(xué)生動(dòng)手操作能力差等現(xiàn)象，作者對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式及教學(xué)方法做了大膽的改革嘗試，取得了顯著的效果，并將積累的經(jīng)驗(yàn)歸納總結(jié)，完成了此篇文章。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）30-0058-02

分子生物學(xué)這門學(xué)科具有發(fā)展速度快、對(duì)生物的生存及自身發(fā)展意義遠(yuǎn)大等特點(diǎn)，是生命科學(xué)中最具影響力的學(xué)科之一，其研究領(lǐng)域也十分寬泛，包括核酸類、蛋白類等生物體中所有的大分子結(jié)構(gòu)、表達(dá)、調(diào)控及其功能，將人們對(duì)生物體的認(rèn)知水平由表觀提升到分子水平，其發(fā)展程度因現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步而變得越來越活躍。對(duì)于生命科學(xué)這門學(xué)科及相關(guān)專業(yè)的本科生而言，對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握及相關(guān)原理的熟練運(yùn)用是必備的基本功，這也造就了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課不同于其他生命學(xué)科實(shí)驗(yàn)課的重要地位。

一、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重要性

隨著分子生物學(xué)在教學(xué)過程中的不斷推進(jìn)，越來越多的教學(xué)實(shí)踐者意識(shí)到為了能夠引起學(xué)生們對(duì)這門課的足夠重視需要把實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容從單純的理論教學(xué)中剔除出來，獨(dú)立形成一門課程，設(shè)置與之相匹配的學(xué)分。這種做法不僅能讓學(xué)生加固對(duì)理論知識(shí)的掌握，而且能讓學(xué)生接觸到更多的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。相比之下，在原來理論教學(xué)囊括實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況下，由于學(xué)分的限制及課時(shí)的約束，往往只能開設(shè)6個(gè)有代表性的演示實(shí)驗(yàn)；而實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫離理論教學(xué)獨(dú)立成科之后，則可以2～3個(gè)“綜合性”實(shí)驗(yàn)來牽頭，“綜合性”實(shí)驗(yàn)又下設(shè)幾個(gè)“子”實(shí)驗(yàn)組成完善的實(shí)驗(yàn)課體系。這就為學(xué)生創(chuàng)造了更多的實(shí)際操作機(jī)會(huì)，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生動(dòng)手能力及分析解決問題的能力，為以后的科研實(shí)踐及專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

二、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀

由于各學(xué)校的教學(xué)硬件設(shè)施不同及實(shí)驗(yàn)課所具有的特殊性（周期性、成本大）等原因，一些較為重要的科研實(shí)驗(yàn)不好與教學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，實(shí)踐中的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課存在著一些不足：教學(xué)形式過于單調(diào)，學(xué)生只能被動(dòng)接收，不能發(fā)揮其積極性及主動(dòng)性；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，實(shí)驗(yàn)方式單一，很難培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)不夠合理，過于單一，不能形成一個(gè)完整體系，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。此外，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較高，實(shí)驗(yàn)材料過于昂貴，導(dǎo)致好多很有必要的實(shí)驗(yàn)不能順利開展。這種教學(xué)模式將嚴(yán)重阻礙教學(xué)質(zhì)量的提升，改革是大勢(shì)所趨。

三、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革方法

1.完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)教材進(jìn)行更新。分子生物學(xué)是一門升級(jí)換代較快的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)也不斷在更新完善，急需將陳舊的內(nèi)容剔除并建立周期性更新的機(jī)制。在教學(xué)實(shí)踐過程中有必要?jiǎng)h除一些過時(shí)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，引進(jìn)一些現(xiàn)在常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。對(duì)于新的實(shí)驗(yàn)教材編寫原則應(yīng)是：可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)加深理解，提高動(dòng)手能力，分析、解決問題的能力等綜合素質(zhì)，可以讓學(xué)生了解當(dāng)前分子生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)及系統(tǒng)地學(xué)習(xí)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理及方法。

2.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作要充分。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門精致的學(xué)科，其對(duì)實(shí)驗(yàn)條件如環(huán)境、儀器及材料等要求非常高，實(shí)驗(yàn)儀器的操作不當(dāng)及實(shí)驗(yàn)試劑的略微偏差都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的失敗。對(duì)此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師的預(yù)先實(shí)驗(yàn)是必不可少的。準(zhǔn)備工作內(nèi)容有：實(shí)驗(yàn)材料的制備（耗材、試劑、生物材料），器皿的洗滌，試劑的配制，儀器的準(zhǔn)備及檢查。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)，教師可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題提前有所準(zhǔn)備，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所掌握。

3.完善實(shí)驗(yàn)體系，開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)。與其他科目的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有所不同，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)有周期長(zhǎng)、緊密結(jié)合性、連貫性等特點(diǎn)，很難在2～3課時(shí)內(nèi)完成。因此，對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)要周密詳盡，建立完整的體系，集中在一個(gè)比較大的時(shí)間段來完成。結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐，建議把分子實(shí)驗(yàn)課安排在周五下午和星期六、日進(jìn)行，這樣2～3天的時(shí)間能夠給學(xué)生足夠的時(shí)間完成一個(gè)較大的綜合性實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生形成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)概念和對(duì)理論知識(shí)體系有一個(gè)深入的了解，并加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的印象，便于學(xué)生在短期內(nèi)形成對(duì)分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法及技能的認(rèn)知。對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編寫，我們強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的完整性和條理性。如在基因工程部分將DNA重組技術(shù)為主線貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)。教材在實(shí)驗(yàn)授課上的順序是以基因分離克隆，片段與載體的連接，載體選擇、酶切，質(zhì)粒重組及轉(zhuǎn)化，重組子表達(dá)及鑒定等，以基因工程的內(nèi)容為主線。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編排，不僅能將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富完整，而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)變得更加有調(diào)理，前后銜接緊密，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)安排中的不足，使學(xué)生在實(shí)踐過程中能對(duì)理論體系有更深的理解，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力及學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)接收為主動(dòng)探究，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新思維。

4.豐富分子生物學(xué)的教學(xué)方式。對(duì)于傳統(tǒng)的分子生物學(xué)教學(xué)模式，其中針對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容、原理、方法一般都是教師通過文字語言對(duì)其進(jìn)行描述，學(xué)生很難對(duì)其充分地理解和掌握，對(duì)于記憶也是死記硬背。若能將現(xiàn)代的多媒體設(shè)備廣泛地應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，可以使較為難理解的知識(shí)變得更加具體和形象，便于學(xué)生更好地理解和掌握。為了配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們初步建立了分子生物學(xué)二維虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，以動(dòng)畫的形式對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和步驟進(jìn)行展示。對(duì)于一些較為抽象和難理解的實(shí)驗(yàn)，教師可以借助動(dòng)畫演示來為學(xué)生講解，不僅可以讓學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還能活躍課堂氣氛，豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得到有效的提高。

5.重視和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及創(chuàng)新意識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)課程，可以很好地鍛煉學(xué)生的科研能力，并樹立良好的科研作風(fēng)。然而，由于學(xué)生人數(shù)較多，使得實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果并不是很理想。為此，我們將學(xué)生分為多個(gè)小組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣可以很好地讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理和操作技能。

6.重視實(shí)驗(yàn)過程，考核采取綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。鑒于對(duì)以前分子生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和總結(jié)，我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果考核視為工作的重點(diǎn)。具體的考核內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)態(tài)度、基本操作技巧、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)綜合效果，其成績(jī)分為兩個(gè)部分：采用百分制，平時(shí)成績(jī)占70%，考試成績(jī)占30%。其中，平時(shí)成績(jī)的1/3，主要是對(duì)學(xué)生的上課出勤率和實(shí)驗(yàn)課上表現(xiàn)進(jìn)行考核，如果曠課一次，則對(duì)其提出警告；如果次數(shù)達(dá)到兩次以上，取消該生平時(shí)成績(jī)；此外，平時(shí)成績(jī)剩余的2/3是對(duì)學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分進(jìn)行考核，如果在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)失誤或者沒有得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該生可向指導(dǎo)教師提出申請(qǐng)，可以跟著下一個(gè)班重新做實(shí)驗(yàn)，如果沒有重做的學(xué)生則沒有這部分相應(yīng)的成績(jī)。考試的形式，我們將根據(jù)課程特點(diǎn)將其分成操作考試和筆試兩個(gè)部分，均在所有教學(xué)實(shí)驗(yàn)都結(jié)束之后再進(jìn)行考試。其中，操作考試為學(xué)生在根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師提出的題目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)操作；筆試為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)上課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容出一些實(shí)驗(yàn)原理題。通過采用此種教學(xué)考核方式，不僅可以有效地控制實(shí)驗(yàn)過程，還能轉(zhuǎn)變學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，督促其能夠認(rèn)真仔細(xì)地完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，從而掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能。

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的技能是學(xué)生必須要掌握的技能之一，為以后從事科研工作奠定實(shí)踐基礎(chǔ)?，F(xiàn)如今，無論是社會(huì)還是高校，都越來越重視對(duì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)，而我們所提出的這種實(shí)踐教育理念與當(dāng)代高校培養(yǎng)各種人才的主題都是十分契合的。筆者還希望能夠通過對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革，可以拋磚引玉，給本院?；蛘咂渌盒５南嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革提供一些參考。

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