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分子生物学实验本科教学改革探索[摘要]目前对于生物应用型技术人才的培养主要由各类工程院校的生命科学相关专业来完成。
其中，分子生物学实验相关技能的掌握无疑占据主导地位，这对分子生物学实验课教学提出了更大的挑战。
本文探讨了在有限的学时条件下如何精化教学内容、改革教学方法、注重情感教育等，教学实践引发了学生动手操作的兴趣，加深了对理论知识的理解，培养锻炼了初步的科研思维能力，更重要的是传播了快乐科研、快乐实验的理念。
[关键词]分子生物学实验教学本科生工程院校近年来，伴随着以基因工程为主导的生物技术的飞速发展，分子生物学成为现代生命科学的“共同语言”和深入研究的工具[1]，与生物化学、遗传学、细胞生物学、病理学、生理学以及农林、医药、生态环境等多学科多领域形成高度交叉，相互渗透、相互推动。
因此我们说要培养适应21世纪生命科学的合格人才，不但要求对分子生物学的基础理论和基础知识的准确掌握，更重要的是基本技能和基本科研思维的训练引导，只有如此才能为生物应用型高级人才的培养和输送奠定坚实的基础。
由于分子生物学实验教学中需要学生掌握的内容较多，而大多数工程院校对该课的课时安排均有限，因此采用突出实验技术本身的单元式教学的较多[2]，可是这样无疑就产生了实验单元间连贯性较差，学生缺乏对课程的整体把握。
那么如何使学生在短时间内既对理论课程的内容有较好地理解，又可从中得到科研技能和科研思维的强化，成为分子生物学实验教学的难点。
笔者的授课对象是生物技术和生物工程专业的本科生，分子生物学实验安排在大学三年级第二学期，通常是该专业本科学习中最后的一次实验培训内容。
也就是说在先期经过细胞生物学或生物化学实验的基础培训后，这些学生已形成了初步的实验习惯和分析问题的意识，但大多运用所学解决问题的能力欠佳，这更促使我们将授课重点转为突出科研能力和良好科研作风的培养。
明确了教学重点和难点后，笔者开展了较多创新教育的探索，充分发挥学生的主观能动性，在有限的教学时间中，结合该年龄段的学生的独立、好玩、自我和彰显个性的特点，在课堂上引入竞争机制，从积极性调动、讨论式教学、设问式引导和团队式合作等方面进行了积极的探索，现将自己的教学体会总结如下：一、调动科研兴趣，激发求知欲瑞士著名教育家皮亚杰说过：“所有智力方面的活动都要依赖于兴趣。
分子生物学实验教学改革的探索摘要：文章从改善教学条件、丰富教学内容、引入先进的教学理念等方面对分子生物学实验教学进行了改革，在提高学生的分析和解决问题的能力、培养学生创新能力上取得了较好的效果。
关键词：分子生物学实验；教学改革；教学内容中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2018）22-0123-02收稿日期：2018-02-05基金项目：西北农林科技大学教育教学改革研究项目《分子生物学大实验教学体系的改革》（项目编号：JY1703104）作者简介：傅晶（1982-），女（汉族），湖北武汉人，西北农林科技大学生命科学学院，讲师，博士，研究方向：生物化学与分子生物学。
通讯作者：傅晶。
分子生物学是在分子层面上解析生命现象的科学，其主要研究内容围绕着生物大分子的复制、转录、翻译和调控的过程展开。
分子生物学是高等教育中生物学专业的学生接触到的第二门专业课，其理论与生物化学、遗传学紧密地交织。
全面系统地掌握分子生物学知识为进一步学习基因工程、细胞生物学、发育生物学、结构生物学、生物信息学等前沿学科奠定基础。
分子生物学实验课程与分子生物学理论课程相配套，力求让学生通过实验操作过程更好地理解分子生物学的理论知识。
然而现实中的实验教学的效果并不理想，本文将就如何解决分子生物学实验教学中出现的问题进行探讨和改革。
一、分子生物学实验课程的目标和定位分子生物学是旨在阐明生物体内的核酸、蛋白质等生物大分子物质的结构与功能、遗传信息传递途径以及基因表达调控方式的一门学科，能从分子水平揭示生物体产生遗传、发育、生长、变异等现象的机制[1]。
分子生物学领域的任何新的发现都为生物学的发展带来新突破。
目前分子生物学技术已经成为了揭示生物界奥秘、动植物和微生物改良、控制和治疗疾病的重要手段。
高校的生物学专业开设分子生物学实验课程的目的是为了让学生掌握基本的分子生物学实验技能，形成良好的科研素质，为今后从事科学研究打下坚实的基础。
分子生物学实验课的改革与探索北京大学生物学实验是整个教学体系中重要的组成部分，实验教学经过长期的课程建设和经验积累，共为学生开设220个实验，内容涉及13个门类，实验学时是理论学时的2～3倍。
除了基础生物学实验外，还在专业生物实验中采用模块式的教学方式，进一步提高了教学质量。
随着生命科学迅速发展，实验技术水平不断提高，学生对实验教学有更高要求。
特别是近几年来，“211工程”和世行贷款生物基地建设资金对实验教学的投入，使实验室建设迈上了新台阶。
为适应新形势，改革传统的教学方式，分子生物学实验课改革先行一步，取得经验后在生物学实验中进一步扩展。
分子生物学实验课是生命科学学院本科生重要的实验课之一，目前我们采取以每一个实验为单位，实验与实验间相互独立的授课方式。
这样的教学突出实验技术的本身，而学生上完课后不能完全掌握知识的连贯性，遇到课题时不清楚何时运用和怎样运用这些技术解决问题。
改革后分子生物学大实验给定一个题目，由学生自主设计一个全新的教学实验流程，改变以前分子生物学各实验之间割裂无联系的状况，使综合实验更具有自主性、趣味性，更有利于培养学生的科研能力的培养，包括口头表达能力和写作能力。
综合性实验包含了实验室现有的分子生物学实验技术，各个实验之间紧密相连，每一部分实验结果都会直接影响最后的实验结果，这样学生都很有责任感。
当他们通过每一步的不懈努力，最后观察到预期的实验成果时，学生非常有自信和成就感。
改革后分子生物学实验包括以下十个步骤：一、给定题目在实验开始前一周举行报告会，内容包括：目前分子生物学实验的现状，本次实验课改革的意义以及实验题目——绿色荧光蛋白(GFP)的基因克隆及表达。
二、明确实验室提供的条件1．最初始的两个质粒pEGFP-N3质粒，pET—28a质粒。
2．完成题目的仪器设备，试剂(学生提计划)。
三、根据现有的知识和技能来设计进行实验1．学生首先资料查询两个质粒的特点pEGFP-N3质粒编码野生型GFP的红移(荧光波长较大)变异体蛋白，具有更强的荧光(在485nm激发下比野生型强35倍)和在哺乳动物细胞中有较好的表达。
分子生物学实验课程的改革与探索
摘要:文章从优化实验内容、实行开放实验室、建立与科研课题结合的分子生物学实验教学新模式、建立完善的成绩评定体系、加强师资队伍建设等几个方面总结了分子生物学实验教学的探索与改革,充分发挥了实验室的潜能,培养了学生的创新意识和科研技能,从而达到提高学生综合素质的目的。
关键词:分子生物学实验教学教学改革
当今,分子生物学已渗透到医学、农业、工业等各个领域,分子生物学技术也成为各个学科研究的方法和手段。
本文对分子生物学实验教学进行了改革探索与实践,以提高分子生物学教学质量,增强本科生的创新意识、动手能力及科研能力。
1 分子生物学实验课程现状分析
由于各学校的实际教学条件不同及实验课时的周期性、仪器的特殊性等原因, 一些具有代表性的科研实验不能转化为教学实验,分子生物学实验教学存在着种种缺陷:实验教学模式单调,学生处于被动地位,难以激发其积极性和主动性;实验内容陈旧,多是验证性实验,难以培养学生的创新能力;实验内容单一,实验项目之间相对孤立、缺乏内在联系,不利于学生综合素质的培养[1]。
另外,分子生物学的实验课内容要求实验设备条件高,加之试剂价格昂贵,由于受实验经费的限制,大多数实验项目很难开[2]。
随着教学形势和任务的改变,这种教学模
式的弊端更加明显,严重影响了该学科教学质量的提高,改革成为必然趋势。
2 分子生物学实验教学改革方案
2.1 优化实验教学内容,培养学生创新能力
分子生物学发展速度非常迅速,新方法新技术不断出现。
实验内容应当将经典的基本方法与现代技术有效地结合起来,以适应时代的需要。
我们分子生物学课程组对教学计划做了几次大的调整和修订,更新了实验内容,增加了现代分子生物学新技术和新方法,开设了由学生自己设计的创新性实验。
实验内容包括了植物基因组DNA提取、质粒DNA提取与酶切、DNA重组、大肠杆菌感受态细胞的制备及重组子的转化、转化子的筛选及鉴定、PCR扩增及产物回收、植物转基因等,整个实验过程前后衔接自然,上一个实验的结果是下一个实验的材料,系统性和综合性和研究性更强,改变了传统实验教学的内容前后脱节的状况。
我们还根据改革后的实验教学内容,重新编写分子生物学实验教材,使之更适合农学专业本科生实验教学使用。
2.2 实行开放式实验教学
由于分子生物学属于农林科技学院学生考研的一个重点方向,对于部分将来想在本研究领域深造的同学,我们应该采取开放式教学方式,适时开展可供学生选择的综合性、设计性和探索研究性实验,使有兴趣、有能力的学生有更多的机会独立开展实验。
同时也激发学生对
原有实验方法的改进,对第二课题参与的积极性和主动性,以及参与到教师科研课题研究的欲望,学生可在查阅相关的文献资料,结合自己未来的发展方向,在教师的指导下自己设计实验题目,独立开展实验,为将来的科研奠定基础。
以此推进实验教学改革,使实验室和实验教学真正成为实践能力和创新能力的培养基地[3]。
2.3 建立与科研课题结合的分子生物学实验教学新模式
以科研促进教学是提高教学质量的重要途径[4]。
考虑到农学专业学生的学科特点,我们将科研方法和科研思路引入实验教学,将教师的基金研究课题移植到实验教学中,课程组教师主持的“抗除草剂谷子的遗传转化”项目是利用克隆技术构建谷子抗除草剂基因的表达体系,然后利用农杆菌介导法转化谷子愈伤组织,获得抗除草剂植株。
课题中另外的植物转基因试验中又涉及植物组织培养、转基因技术及转基因阳性植株的分子检测。
由于植物组织培养耗时过长,分子生物学实验中没有设计植物转基因实验,但由此而成立了学生科技小组。
学生以谷子叶片、幼茎、幼穗等为外植体进行植物组织培养,按照实验目的和材料种类设计出各种不同成分的培养基,然后接种培养,仔细观察,这些科研实验相结合的教学方式使学生经历了严格的科学训练,培养了学生严谨、诚信和求实的良好科研作风,为以后多种形式的创新性研究项目的申报、实施和完成奠定了良好的工作基础。
2.4 实施严格的实验考核评估体系
实验教学考核的目的之一是检验学生学习和掌握基本实验技能、科学研究方法和理论联系实际的能力。
科学、公正、客观地全面评价学习效果,对于调动学生学习的积极性起到相当重要的作用[5]。
为了引起学生对分子生物学实验课学习的重视,我们在期中和期末的理论课试题中实验内容占10%～15%的比例。
而实验课成绩则根据学生的考试成绩、平时成绩、出勤率、实验态度、团队协作精神、实验结果、实验报告或实验研究论文以及分析问题的能力来确定。
这种评价方式有效地激发了学习的积极性,促进了学生综合素质的提高。
2.5 加强师资力量建设,形成高素质教学梯队
实验课教学质量的高低与教师的业务素质、敬业精神和组织能力直接相关,与是否拥有一支高素质的教学梯队密不可分[6]。
目前,本校作物生产教研室分子生物学方向的教师队伍中,专职任课教师5人。
其中教授1人,硕士学位;副教授4人,1人为博士学位,3人为硕士学位;专职实验老师2人,均为实验师,学士学位。
为了进一步提高授课教师和实验人员的综合素质,一方面通过自身主观努力学习和摸索,不断地更新自己的知识,提高自身的能力;另一方面通过多种渠道和方式,为实验教师和技术人员提供学习提高的机会,不断提高自身素质。
3 实验教学改革的效果
近年来,我们对分子生物学实验课程进行的改革与实践,对学生综
合素质的提高起到了很大地推动作用,取得了良好的教学效果。
分子生物学实验室教学资源得到优化和高效率的利用。
学生对分子生物学实验教学反映也非常好,毕业生反映在做毕业论文和工作中受益非浅。
我们将继续探索、勇于实践,为国家培养高素质复合型人才而努力。
参考文献
[1] 张洪勤,李佩珍,应俊,等.分子生物学实验课程体系改革与实践[J].检验医学教育,2007,14(1):324.
[2] 余晓丽,李淑萍.分子生物学教学改革与实践[J].南阳师范学院学报,2005,4(6):95～96.
[3] 王锁明,丁喜峰,侯彬,等.开放实验教学模式深化教学体系改革[J].中国科教创新导刊,2007(16):36～38.
[4] 崔银秋,林凤,逯家辉,等.建立与科研课题结合的分子生物学实验教学新模式[J].实验室研究与探索,2009,28(11):109～111.
[5] 程瑛琨,孟庆繁,刘成柏,等.高校基础实验教学质量评估体系的研究[J].高教论坛,2006,5(2):116～118.
[6] 黄扬帆,谢礼莹,甘平.实验教师队伍建设的探索与实践[J].实验技术与管理,2007,24(9):148～149.。
