農(nóng)業(yè)院校研究生“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教學(xué)改革與實(shí)踐

崔喜艷，陳艷慧，楊 雪，李 勇

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院，吉林長(zhǎng)春 130118)

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農(nóng)業(yè)院校研究生“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教學(xué)改革與實(shí)踐

崔喜艷1，陳艷慧2，楊 雪1，李 勇2

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院，吉林長(zhǎng)春 130118)

分子生物學(xué)是農(nóng)業(yè)院校作物學(xué)等一級(jí)學(xué)科開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)課。根據(jù)吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)新時(shí)期對(duì)碩士研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案的調(diào)整，強(qiáng)化教學(xué)決定生存、科研決定水平、質(zhì)量決定興衰的教學(xué)理念，闡述了“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)方式、教材建設(shè)和考核方法等方面的改革與實(shí)踐，加強(qiáng)“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程建設(shè)，充分發(fā)揮課程教學(xué)改革成果在研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中的作用。

農(nóng)業(yè)院校；研究生教學(xué)；分子生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)技術(shù)；教學(xué)改革

分子生物學(xué)是從分子層次闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)，主要研究生物大分子(核酸和蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)、功能及其互作關(guān)系。近年來(lái)，分子生物學(xué)技術(shù)在生物學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，部分國(guó)內(nèi)外院校也把分子生物學(xué)作為研究生的必修或選修課程。研究發(fā)現(xiàn)，碩士研究生的分子生物學(xué)課程在一些院校是全程理論授課，部分是由理論和實(shí)驗(yàn)兩部分構(gòu)成，部分僅完成分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[1]。分子生物學(xué)理論內(nèi)容比較抽象，而作為其輔助的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是課堂教學(xué)的延伸和鞏固，而且是培養(yǎng)研究型創(chuàng)新性人才的重要途徑[2-3]。在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，“分子生物學(xué)”課程是作物學(xué)、園藝學(xué)、植物保護(hù)等一級(jí)學(xué)科從2008年開(kāi)始開(kāi)設(shè)的通開(kāi)課。9年來(lái)，開(kāi)設(shè)該門(mén)課程的專業(yè)由9個(gè)增加到15個(gè)，學(xué)生由每年50人增加到170人。根據(jù)2014年《教育部關(guān)于加強(qiáng)學(xué)術(shù)學(xué)位研究生課程建設(shè)的意見(jiàn)》以及新研究生培養(yǎng)方案的要求，“分子生物學(xué)”課程于2014年更名為“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”，在研究生培養(yǎng)過(guò)程中加大了實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)的權(quán)重。

1 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教學(xué)面臨的問(wèn)題

近年來(lái)，分子生物學(xué)的發(fā)展日新月異，其理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷更新，使得研究生分子生物學(xué)教學(xué)面臨很大考驗(yàn)?？偨Y(jié)多年以來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)“分子生物學(xué)”理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中均存在著一些問(wèn)題：理論內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)，較為枯燥，有的不屬于學(xué)生的研究方向，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高；教師教學(xué)手段單一，學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺(tái)、交互式學(xué)習(xí)的模塊少，學(xué)生未能養(yǎng)成參與式學(xué)習(xí)的習(xí)慣；教授對(duì)象是全校不同專業(yè)的研究生，各專業(yè)研究生分子生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)知識(shí)基礎(chǔ)參差不齊，課堂講授難度較大；目前缺乏適合本校學(xué)生使用的分子生物學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)教材，相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展涵蓋不全面；閉卷考試的單一性限制了對(duì)研究生綜合能力的考察，同時(shí)也不利于對(duì)創(chuàng)新人才創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；分子生物學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn)，投入到分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)中的經(jīng)費(fèi)不足。

結(jié)合吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)際特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)方式、教材建設(shè)和考核方法等方面對(duì)“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程進(jìn)行改革與實(shí)踐，加強(qiáng)課程建設(shè)，充分發(fā)揮課程教學(xué)改革在研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中的作用。

2 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容改革

原分子生物學(xué)的理論內(nèi)容(30學(xué)時(shí))，注重的是基本知識(shí)講解，與本科教學(xué)有很多重復(fù)的內(nèi)容；目前本門(mén)課程理論部分(16學(xué)時(shí))主要講授DNA與基因、核酸生物合成及調(diào)控、蛋白質(zhì)生物合成及調(diào)控、核酸與蛋白質(zhì)的相互作用、DNA或蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾與基因表達(dá)、常用分子生物學(xué)研究技術(shù)及方法。以上理論課程的內(nèi)容，為分子生物學(xué)課程的核心，同時(shí)也是所有學(xué)科研究的基本內(nèi)容。以往的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課(15學(xué)時(shí))的教學(xué)方式基本與本科生相同，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，每次實(shí)驗(yàn)只做單一內(nèi)容。學(xué)生基本是按照實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行，所學(xué)習(xí)的各個(gè)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上毫無(wú)聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)性質(zhì)多為驗(yàn)證性。為了適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)科研人才培養(yǎng)的需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了整合。實(shí)驗(yàn)性質(zhì)均為綜合性實(shí)驗(yàn)(16學(xué)時(shí))，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括質(zhì)粒DNA的提取、質(zhì)粒DNA的雙酶切驗(yàn)證、質(zhì)粒DNA的PCR驗(yàn)證、核酸的瓊脂糖凝膠電泳。要求學(xué)生掌握分子生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能，如無(wú)菌操作、蛋白質(zhì)及酶制劑使用及保存、分子生物學(xué)常用的儀器操作等(表1)。改革只是從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)材料以及授課方式等方面進(jìn)行了調(diào)整，沒(méi)有增加教師的工作量，但能全面鍛煉研究生的動(dòng)手能力。

表1 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程改革前后理論及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的對(duì)比

3 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)課堂往往成為教師播放PPT和講解的“一言堂”。培養(yǎng)學(xué)術(shù)研究生，在教學(xué)中更應(yīng)注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促進(jìn)課程學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的有機(jī)結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容不僅要新穎，更要求方法和手段與時(shí)俱進(jìn)。擴(kuò)大招生后，“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”授課對(duì)象整體水平參差不齊，甚至有的學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)該門(mén)課程。本課程在教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革嘗試，教學(xué)方法以引導(dǎo)式、參與式、討論式為主，翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生講解專題，加強(qiáng)師生的互動(dòng)，使學(xué)生由被動(dòng)接受到主動(dòng)學(xué)習(xí)。

教學(xué)手段是保證教學(xué)任務(wù)順利完成的先決條件之一。充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的良好教學(xué)資源，在教學(xué)中采用在線教學(xué)方式，使課堂教學(xué)直觀化、動(dòng)感化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。分子生物學(xué)內(nèi)容較為抽象，教學(xué)以圖像、聲音、文字等并存的方式進(jìn)行，使得學(xué)生易于理解，明顯提高了教學(xué)效果。在傳授前沿知識(shí)、增加信息量等方面，在線課堂和多媒體教學(xué)具有重要的作用，已成為理論課的主要教學(xué)手段之一。對(duì)于一些難以理解的實(shí)驗(yàn)，如質(zhì)粒DNA的提取、質(zhì)粒的雙酶切等，使用多媒體能夠動(dòng)態(tài)地展示整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，有助于加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和記憶，將抽象的原理變得形象化。另外，使用多媒體對(duì)分子生物學(xué)技術(shù)的成果進(jìn)行展示，讓沒(méi)有分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)背景、初次接觸分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)常規(guī)儀器的使用方法和用途，正確掌握實(shí)驗(yàn)操作手段，讓所有學(xué)習(xí)本門(mén)課程的研究生在基本理論和技能提高方面受益，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教學(xué)方式改革

理論內(nèi)容合班授課，采用學(xué)生參與式教學(xué)方法：設(shè)置專題，學(xué)生分組，按專題查閱文獻(xiàn)，小組討論后制作PPT，選擇理論課的最后一節(jié)課，翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生進(jìn)行講解、討論、匯報(bào)；實(shí)驗(yàn)課采取小班(每班24人，每組2人)授課，教學(xué)中最大限度地讓每名學(xué)生參與，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力及獨(dú)立科研能力。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括檢索文獻(xiàn)、安排實(shí)驗(yàn)小組、實(shí)驗(yàn)操作、師生討論、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(圖1)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，指導(dǎo)教師除了對(duì)每一步驟的原理進(jìn)行必要的講解外，更側(cè)重于對(duì)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)技巧進(jìn)行提示。通過(guò)實(shí)驗(yàn)改革，全面鍛煉研究生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、表達(dá)能力和合作能力，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維的提高有一定的幫助，有利于其今后獨(dú)立開(kāi)展科研工作[4-5]。

5 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”教材建設(shè)

研究生授課沒(méi)有固定教材，本課程理論內(nèi)容的講授主要參考朱玉賢主編的《分子生物學(xué)》和Robert F.Weaver主編的MolecularBiology。實(shí)驗(yàn)教材使用崔喜艷教授的《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》，該教材雖然能作為研究生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的參考，但缺乏適宜科學(xué)研究的專門(mén)技術(shù)[6]。隨著生命科學(xué)的發(fā)展、生物技術(shù)手段的日新月異，生命的奧秘不斷被認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)，分子生物學(xué)新概念和理論的出現(xiàn)、新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的產(chǎn)生迫使我們要緊跟科技發(fā)展前沿，在強(qiáng)化理論基礎(chǔ)的同時(shí)及時(shí)進(jìn)行知識(shí)的更新，讓學(xué)生及早了解和掌握分子生物學(xué)的動(dòng)態(tài)、進(jìn)展。因此，目前正在編寫(xiě)適合研究生學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)明分子生物學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)教程。

圖1 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)流程

6 “分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”考核方法

考試是高校教學(xué)工作的基本環(huán)節(jié)，是反映學(xué)校辦學(xué)質(zhì)量、了解教師教學(xué)效果、檢查學(xué)生掌握知識(shí)程度的一種必要手段。閉卷考試形式單一，對(duì)研究生知識(shí)的考察具有一定的主觀隨意性、片面性和不規(guī)范性。完全放棄閉卷考試，有些學(xué)生可能會(huì)放松對(duì)課程基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。為此，“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程采取了閉卷考試、設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告、學(xué)生講解專題三部分相結(jié)合的綜合成績(jī)考核辦法，分別考察研究生對(duì)分子生物學(xué)基本理論的掌握、綜合實(shí)驗(yàn)與科研素養(yǎng)能力、翻轉(zhuǎn)課堂講解能力，還可使教師從中受益，為進(jìn)一步提高教師教學(xué)能力，積極進(jìn)行分子生物學(xué)研究生教學(xué)改革積累素材。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著生命科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，科研人員不僅要具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力和相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，而且要具有完整的實(shí)驗(yàn)思路、較強(qiáng)的科研創(chuàng)新精神?！胺肿由飳W(xué)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程對(duì)農(nóng)業(yè)院校各相關(guān)專業(yè)研究生實(shí)驗(yàn)技能、科研素養(yǎng)的提高具有積極作用。筆者在對(duì)6屆不同專業(yè)研究生的“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程的授課過(guò)程中取得了一些經(jīng)驗(yàn)，使研究生能積極主動(dòng)地掌握分子生物學(xué)基本理論和常用的技術(shù)，對(duì)研究生科研能力的提高有所裨益。但就目前來(lái)看，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成本過(guò)高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器較為落后等問(wèn)題還束縛著高校研究生分子生物學(xué)課程的改革，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究生分子生物學(xué)課程建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量。

[1]崔喜艷,姜秀云,余濤,等.“基礎(chǔ)生物化學(xué)”課程建設(shè)與改革實(shí)踐[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究:電子版,2013(3):32-35.

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[6]甘純璣,崔喜艷.生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,2014.

2016-07-25

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生核心課程建設(shè)項(xiàng)目“分子生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”(吉農(nóng)研字[2015]6號(hào))。

崔喜艷(1971- )，女，教授，博士，從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究。

G643.0

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2095-7602(2016)12-0143-04