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关键词：分子生物学实验；生物科学师范专业；实践周教学；教学改革
中图分类号：G642.423文献标志码：A文章编号：1674-9324（2018）12-0268-03
生物科学是21世纪的领先学科，大多数高校都设有生物科学学科，该学科的基本理论是在实验基础上建构起来的，理论与实践紧密结合。而作为生命科学的基础学科，《分子生物学实验》是一门应用广泛的学科，涵盖生物学、医学、农学乃至药学，是从事生命科学研究的必备研究技能。分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物大分子（核酸、蛋白质）的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。《分子生物学实验》是生命科学研究领域中融技术前沿性、创新性、挑战性于一体的大型专业实验课程，是学生直接接受分子生物学基本技能和前沿技术训练，培养学生科研技能、科研思维，进而提升学生研究素质。《分子生物学实验》是生物科学专业的一门重要专业能力实践课，为必修课程。为了使生物科学专业人才能够更好地掌握分子生物学的理论知识和实验操作能力，长江师范学院生物科学专业在很早就开展了《分子生物学实验》课程，教学内容也随着学科发展不断进行改进，但随着分子生物学的快速发展以及硬件设施的不断改进，传统的《分子生物学实验》课程教学产生了不少问题急需解决。为此，本文以长江师范学院生物科学师范专业为例，针对《分子生物学实验》教学实践中存在的不足，根据学生培养目标和课时要求，对高校《分子生物学实验》教学进行改革，将课程教学改为实践教学周，以提高分子生物学实验教学质量，增强师范生的综合素质。
一、生物科学师范专业《分子生物学实验》实践周教学特色
生物科学师范专业《分子生物学实验》课程特色。分子生物实验技术自开设以来，成为当今研究生命科学各学科和医学领域中重要的研究工具，紧跟科学前沿，在分子生物学教学中，实验教学占有举足轻重的地位。为了使生物科学专业人才能够更好地掌握分子生物学的理论知识和实验操作能力，我校生物科学专业在很早就开展了“分子生物学实验”课程，教学内容也随着生物科学的发展而进行创新与改革。实验内容从起初的几个相互独立的简单实验项目，逐步演变成综合性分子生物学实验。目前的课程内容是依据遗传信息传递的规律及教师的科研内容进行设置，并进一步整合成为系统的综合性实验，实验内容包括基因克隆、遗传多样性检测、分子标记、DNA指纹图谱构建、基因功能验证等实验项目。因此课程实验所需仪器比较昂贵，实验周期也相对较长。通过本课程实验教学的学习，使学生获得核酸物质的提取、分离、纯化与鉴定、电泳技术、引物设计、PCR扩增、分子标记、基因克隆等方面的独立实验能力或职业技能。强化学生创新思维、独立解决问题的能力和分子生物学领域基本操作技能，提高学生在分子生物学领域综合运用实验技能或职业技能分析和解決问题的能力，培养学生发现问题、分析和解决问题的创新精神。通过学习本课程使学生从分子水平认识生命现象和生物学规律，能够对学生的毕业课题研究设计和今后的科研生涯提供极大的帮助，为今后从事相关专业的研究、教学工作奠定坚实的基础。
二、生物科学师范专业《分子生物学实验》教学中存在的主要问题
（一）实验条件差，实验经费不足
由于《分子生物学实验》相关仪器和药品都较昂贵，仪器设备往往有限。而经费是限制《分子生物学实验》课程教学的重要因素，缺乏经费直接导致设备套数、药品、耗材数量不足，学生动手机会减少。上课人数较多，但仪器设备等有限，必定影响预期的实验教学效果，如多组学生共用一套移液器，有的学生上完《分子生物学实验》，连移液器都不能正确使用。另外，由于缺乏计算机机房，《分子生物学实验》中生物信息学方面的实验无法开展。
（二）教学方式单一、学生学习积极性不高
传统的教学老师讲原理和步骤，学生按老师指导进行操作，学生思考和主动参与的过程就被省略了，动手完全与动脑脱节。动手能力的培养是实验教学的一个重要内容，但不经思考地完成实验根本谈不上能力的培养。另外，实验室缺乏多媒体设备，许多教学图片及视频无法展示。由于被动参与实验、为了混学分或对分子生物学较陌生，多数学生参与实验的积极性不高，甚至有的在一旁观看别人操作自己根本就不动手，最后照抄别人的实验结果。
（三）实验教学安排、管理不合理
一是，课时安排少，随着课程改革及新培养方案的实施，长江师范学院《分子生物学实验》课程只有18个学时，如此少的课时要学生学习分子生物学实验技术，给课程教学带来了新的挑战。二是，《分子生物学实验》项目所需实验时间较长，有时需要较长时间的等待，如PCR扩增，需要3—4小时，而许多实验可以连续做完。传统《分子生物学实验》教学按周和学时划分实验，使实验连贯性差，学生在实验中不知道做的实验有什么用。而老师为了在规定时间或更短时间完成实验，往往选择简单的实验，或一些实验过程老师只向学生进行讲解，不要求学生进行操作，学生不参与实验的全部过程，导致学生只知其一、不知其二。三是，实验分组不合理，一般4—5个人一组共同完成一个实验，而实验仪器相对较少，有些仪器或实验只有部分同学进行操作，其他学生只能观望，严重影响实验的效果。
（四）课程考核单一
教师对实验教学要求较低，考核方式一般是通过学生的平时成绩结合期末实验理论及操作考试进行考核。其中，平时成绩包括：验预习报告、原始记录和实验态度；实验技能；实验报告。各部分成绩的比例如下：实验预习报告、原始记录、实验态度和实验技能占20%，实验报告占40%，实验理论及操作考试占40%。这种单一的考核方式不易调动学生的学习积极性，靠抄取他人实验结果和实验报告、临时反复操作仪器和背诵实验原理，一样可以取得较好的实验成绩，使实验课程在促进学生能力发展方面的作用有限。
三、生物科学师范专业《分子生物学实验》实践周教学建设与改革
（一）加强实验室建设，增加实验经费
实验室依托中央与地方共建特色优势学科实验室——作物遗传育种实验室、武陵山特色植物资源保护与利用重庆市重点实验室以及武陵山片区绿色发展协同创新中心的建设，购置了大量分子生物学仪器设备，教学与科研共用相关仪器设备，以科研促进教学的提升，如购置50套移液器，保证上课时每位学生人手一套移液器。建立生物科学专用机房、在实验室安装多媒体设备，可以进行生物信息学相关实验及实验课多媒体教学。同时向学校申请《分子生物学实验》实践周专用经费，保证实验相关药品的购置。
（二）多元化教学，提高学生学习积极性
实验教学以大组单位，每大组人数不超过30人，将学生分成1人1小组，独立完成实验内容。实验教学采用实验现场操作、多媒体课件教学、专题讲座、专题讨论及机房上机的方式。第一次上课时可以组织学生观看相关科幻电影或进行专题讲座，以提起学生的学习兴趣，实验中等待的过程可以组织学生就大家关心的分子生物学技术进行讨论，如转基因及安全性、你能否接受克隆人和生物武器等。“任务驱动和问题导向”，鼓励学生自主进行课前学习、独立思考，发现问题，积极解决问题，再通过课堂与教师交流，完成知识的内化。并且全天候开放实验室，作为实验教学的课外延伸，增加学生实验训练的机会，实验结果不理想时，也有机会利用课外时间快速重做，提升学生学习积极性，增强学生的动手能力，提高教学质量。实施教学科研一体化，将教师最新的课题研究内容引入实验教学。同时鼓励部分优秀学生参与教师科研项目，教师指导学生开展分子生物学方面的创新创业训练项目和科研项目。
（三）实践周教学，提升实验的连贯性
实验教学改为实践周，实验共40个学时，在一周之内完成一个综合性实验，如“玉米rDNAITS序列克隆及分析”、“胭脂萝卜花青素生物合成结构基因克隆”、“榨菜种质资源遗传多样性的SSR分子标记检测”、“胭脂萝卜新品种DNA指纹图谱构建”、“胭脂萝卜DFR基因过量表达效应分析”和“参与调控胭脂萝卜花青素生物合成转录因子MYB的筛选”等来源于教师科研的实验，提高实验的连贯性和教学质量。每学期开学之前相关老师必须讨论制定好详细的分子生物学综合实验实践周的实施方案。
（四）加强教师指导和课程考核，提高教学质量
教学需要4—5名相关教师，将学生分成两大组交叉进行相关教学。1人一个小组进行实验，多环节评价学生实验操作的过程，注重实验基本操作能力的评价。考核内容包括实验预习及原始记录、实验操作、实验报告、实验态度和学术报告5个部分，其中实验预习及原始记录占10%，实验操作占30%，实验报告占30%，实验结果占20%，学术报告占10%，实验成绩总分100分。新的考核方式更注重实验过程的考核，能有效地保证教学的质量。
四、结语
关键词：分子生物学实验；教学改革；教学手段
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0272-03
分子生物学课程是现代生物科学的前沿和交叉学科。分子生物学实验是分子生物学研究的重要手段和组成部分，是分子生物学教学的有力补充，学好分子生物学实验课程对于培养学生的动手能力，强化理论教学效果具有重要作用。分子生物学与其他学科的交叉也主要体现为分子生物学实验技术的应用[1]。分子生物学实验技术涉及很多现代生物技术中的核心技术，掌握分子生物学实验技术已成为农学、林学、医学、生物学等各学科的基本需要[2-5]，因此各个高校一般都将分子生物学实验课程作为生物类专业学生的专业基础课，紧抓教学质量，以期培养出更适应社会需求的人才。我国也早在2007年1月，由教育部财政部下发了教高[2007]1号《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》、教高[2007]2号《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》等相关文件，明确提出要高度重视实践环节，提高学生实践能力，加强实验、实习等教学环节，着力培养学生创新精神和创新能力[6]。四川大学作为全国最早开设分子生物学实验课程的学校之一，对该课程一直非常重视，每年投入大量的经费
改善实验室的教学条件，为了适应新时代的需求，经过多年的教学实践，分子生物学实验课程也不断在教学内容，教学方法、考核方式等方面进行大力的改革。
一、分子生物学实验教学改革前现状分析
（一）教学内容系统性、完整性不够强
分子生物学实验课程改革前实验教学内容多为验证性实验，如：植物基因组DNA、总RNA及质粒的提取、琼脂糖凝胶电泳、目的基因的PCR扩增、目的基因的酶切及与载体的连接、感受态细胞的制备、重组子的转化与鉴定等实验，实验内容虽然都是现代生物前沿基础技术，而且具有一定的连贯性，但每次实验都是单独授课，学生只需按照步骤完成实验即可。这样授课的弊端就是学生上完课后并不能把理论知识与实验技术有机结合，缺乏思考，遇到实际科研问题时不能运用所学技能解决，缺乏拓展性、创新性思维的训练。
（二）教学手段简单，学生学习积极性差，教学效果不明显
改革前实验课程采用的教学形式单一，很难调动学生学习的积极性。一般是教师确定实验的目的和方案，实验员准备好实验所需试剂和仪器，学生只需在规定的时间内进行操作，完成实验方案，上交实验报告。这种程序化、被动式的教学导致学生对分子生物学实验课程教学目的不明、学习兴趣不高，产生学习上的倦怠心理。
分子生物实验课程开设在本科二年级下学期，实验操作中用到的仪器精密度较高，价格昂贵，实验试剂加入的量均为微量级别，这与学生在此之前所做的实验完全不同。虽然在上课时教师反复强调实验的操作步骤和注意事项等方面，但很多细节学生不能及时掌握，实验中容易出现试剂种类加错，试剂加入量不准确或错误操作仪器等，导致实验失败甚至仪器损坏等问题。此外，实验课程一般设置是每周一次或隔周一次，学生不能经常练习，巩固加深实验技术，有些知识刚学会，还没完全掌握，到下一次实验时已记不清如何操作，导致教学效果不明显。
（三）考核方式相对单一，不能全面反映学生学习的真实情况。
改革前该课程的学生学习成绩的评定标准为课堂上实验操作考核只占总成绩的20%，考勤占10%，实验报告占70%。但教师在对学生成绩评定过程的研究中发现由于分子生物学实验课程是生命科学学院全体学生的专业必修课，开设的班级多，每次课学生人数较多，课堂上老师并不能关注到每个学生，学生成绩的评定主要还是根据实验报告中结果的好坏与报告的质量来定，以至于学生中形成一种思维：只要实验报告写的页数多，图片精美，讨论深刻就能得高分，实验过程中操作是否规范，是否动作标准并不重要。这使得很多学生对实验技术的学习流于应付，不能达到学习该课程的目的。
这些问题严重影响了分子生物学实验课程的教学质量，也使得学生忽视实验技能的提高，思维趋于懒惰，缺乏科研的自主性、创新性。分子生物学实验课程作为一门实践性的专业基础学科，教师不只要注重学生动手能力的锻炼，也要培养学生勤于思考的习惯和分析处理问题的能力。
二、分子生物学实验教学改革方式
为了改变以上的缺点，改进教学模式，提升教学质量，提高学生学习的积极性、主动性和创造性，达到分子生物学实验课程的学习目的，在学校及学院的支持下我院分子生物学实验课程组对本门课程进行了全面改革，以学生为本，开发多样化学习方式[7]，学生由被动式学习转为自主探究性学习[8]，改进课程考核方式等。经过近两年的试验，效果明显。实验课程的主要改革内容如下：
（一）学校加强经费投入和师资力量建设，提高教师教学能力
四川大学生命科学学院历来重视实验中心的建设，目前分子生物学实验室设备固定资产达到300多万元，实验教师均具有博士学位，教辅人员的学历也在硕士研究生及以上。学院鼓励教师积极参加国际、国内各种教学研讨会，与全国的同行进行教学交流，学习其他兄弟院校的先进经验，提高教学能力。此外，该课程每年还给教师配备了研究生助教，多人同时在课堂上进行指导，及时发现并纠正学生实验操作中的错误，帮助其形成良好的实验习惯，掌握正确的实验操作方式。
（二）拍摄实验操作视频，便于学生课前课后反复学习
为了让学生更清楚实验操作的方式及仪器的正确使用方法，教师将分子生物学实验中涉及的实验内容和仪器使用按照模块化的方式分别进行视频拍摄，并结合多年教学经验，在视频中增加了学生实验中易错环节的提示，对初学者进行指导。学生在上课前就能清楚知道每个实验的正确操作方法及注意事项，上课时有意识地加强学习，降低实验失败率，提高课程训练效率。
（三）建立课程网站和虚拟实验室，加强师生间及学生间的联系，提高学习的积极性
为了有效整合教学资源，拓展教师的教学方式、教学空间，提升教学质量，提高学生的学习兴趣和自主学习能力，培养学生的独立能力及科研素质，加强师生之间的互动，使课程教学内容与教学活动完整呈现，我们建立了分子生物学实验的课程网站，将实验操作视频、动画、图片、PPT等资料放置其上，供学生自由学习。此外，我们还注重师生间课后的联系与互动，利用网络平台收集和批改学生作业，对学生学习中遇到的问题及时在网上作答，方便学生的学习，促进其对相关知识的理解与把握。
随着社会新形势的发展对人才要求的提高，传统的实验教学受课程开设的时间、地点、人力和财力等问题的限制，不能显著提高教学质量，设计型和探究型实验更难以开展。为解除此类限制课程教师还建立了虚拟实验室，提供可操作的虚拟实验仪器和试剂，学生既可通过实验仿真平台动手操作，又可自己设计实验，利于培养学生的实验设计能力，分析解决问题的能力，科学探究精神和创新意识，学生对于科学知识的学习、探究、运用更有自主性[9，10]。
（四）重视实验内容的系统性，提高大学生的创新能力
教学内容上整合原有的分子生物学课堂小实验，创建系统分子生物学综合大实验[11]，给定选择题目后由学生自行选择并设计综合大实验流程。第一次上课教师只需要讲解进入实验室的要求与注意事项，给定几个备选大实验题目，提供模块化实验视频，由学生课后学习视频，自行选择题目并设计大实验流程。第二次课程为实验设计的展示，学生分别用PPT展示、讲解自己的设计，由其他同学对其设计的流程进行提问，讨论其设计是否合理，是否能继续优化，最后确定最终流程。第三次课程开始动手能力的培养，是前期课程知识的应用与实践。对于实验中出现的问题，首先要学生自己设法提出解决方案，并于实验完成后师生共同讨论实验中的得失与感悟。实验内容的系统化后整个过程学生都参与其中，将学到的理论知识运用到实际的科研问题中，充分强调学生在实验中的主体地位，不仅使学生养成总结和反思的习惯，也大大提高学生的创新能力。因此，综合大实验能够充分挖掘学生的潜能，对培养学生独立思考能力，实验动手能力以及解决实际问题的能力具有重要的意义。
（五）加强课程考核方式改革，提高学习积极性，科学检验学习效果
实验课程中提高学生的主动性和积极性，不仅需要教学内容和手段的提高，还要有科学合理的考核方式的配合[12]。为了充分检验学生的学习效果，改变学生“轻操作重报告”的观念，避免出现“高分低能”的现象，我们将课程考核方式变为：实验流程设计占总成绩的30%，实验操作占40%，实验结果占10%，实验报告占20%。实验流程的设计充分考核了学生对实验目的，原理等的认识及对整个课程系统性的把握，能正确地将分子生物学实验涉及的方法有机结合，真正达到课前自学的目的。这部分内容是作为作业在第二次上课讨论各自的实验设计前上交，教师及时评定成绩。讨论后学生便清楚自己所获得的分数，督促其后续工作认真努力，也有利于教师及时了解学生自学情况和对实验整体的把握情况，可以有针对性地对学生进行辅导。
在实验操作课程中，由于学生在课余时间自学教学视频，因此在课堂上教师的主要角色由知识的传授者转变为实验操作过程的监督者，实验的讲授时间缩短，有针对性地增加实验技能的指导时间。为了公平评价每个学生，在实验中教师为学生准备了胸牌，上面清楚地记录了每个学生的姓名及学号，方便教师监督其操作过程是否符合规范，及时纠正错误。该过程成绩由于在总成绩中所占比例较重，激发了学生在课前的学习热情，提高了学习效果。
在实验完成后，分子生物学实验课程还增设了实验内容相关问题的讨论和抢答环节，鼓励学生积极思考，提升了学习的趣味性，巩固学习效果。
三、分子生物学实验教学改革效果
经过两届学生的实验教学，分子生物学实验教师对两个年级349名学生进行了调查，学生的实验技能与实验素质普遍提高，科研能力明显增强。学生普遍认为新的课程形式更能调动其实验积极性，锻炼其科研思维能力，提高实验操作的动手能力，并改变其“做的好不如写的好”的错误观念，全面客观体现学生的学习效果，学生在课程中收获较多。
四、结束语
高等教育肩负着培养数以万计的高素质专门人才和一大批拔尖创新人才的重要使命。提高高等教育质量，既是高等教育自身发展规律的需要，也是办好让人民满意的高等教育、提高学生就业能力和创业能力的需要，更是建设创新型国家，构建社会主义和谐社会的需要。分子生物学发展迅速，为了培养高素质人才，适应社会需求，实验课程的教学方法应不断更新。改革是一个需要不断摸索与改进的过程，希望在此基础上我们不断总结工作中的得失，开创新的方法，培养更多具备创新精神、科学思维及实践动手能力的人才。
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文章指出研究生分子生物学实验中存在的问题，提出从注重各个实验内容之间的衔接与关联、根据学生实验技能设置相关实验内容、充分利用网络教学资源等几个方面的教学改革措施，以期增强学生的学习信心和兴趣，提高学习效率。
关键词：
研究生；分子生物学；实验技能；教学改革
分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机制的一门学科[1]。该学科前沿性强、发展迅速、对生命科学领域各分支学科具有广泛和深入影响，是学习和学好专业课程的必要前提。针对生命科学专业学生而言，分子生物学是一门重要的（专业）基础课程，是普通生物学、生物化学、有机化学等课程的后续课程，同时为基因工程、微生物工程、细胞工程等课程的后续实践环节奠定了理论基础[2]。分子生物学作为新疆农业大学农学院农学、生物技术、种子科学与工程等本科专业普遍开设的重要专业基础课程，在学生由基础课转向专业课的学习中占有重要的地位。同时对分子生物学基本原理和基本实验技术的掌握是本校生物学、作物学、草学、林学、食品科学与工程等学科研究生站在新的高度和视野揭示生命奥妙的共同需求。虽然本校生命科学类和食品科学与工程等学科研究生都在上这门课程，但是由于研究生是来自于全国各地的各个大学，每个大学对相关专业所设置的专业课程也不一样，加上一些转专业的学生，所以加大了我们开设分子生物学实验课的难度。
一、研究生开展分子生物学实验存在的问题
（一）资金投入有限和实验耗资较大相互矛盾由于分子生物学是20世纪中期才兴起的一门新兴学科，研究对象主要是围绕着核酸和蛋白质这两大分子，因此实验室开展相关的实验对仪器和实验条件都要求很高，相应实验的试剂和耗材也比较贵，尤其是实验耗材不能重复利用，这大大增加了实验成本[3]。研究生分子生物学实验课要体现出与本科教学的区别和高层次的特点，但经费的限制确实使实验可选择的余地不多，而且分子生物学技术每年都在持续发展，新的技术和研究手段层出不穷，使研究水平不断向广度和深度发展，但耗材和试剂也在成倍上涨，要使实验项目与学科发展相适应，就要不断增加的实验经费预算，这笔增加的预算如何合理的解决，是影响分子生物学实验教学改革的矛盾之一[4]。
（二）实验内容设置和专业及学科特点相矛盾分子生物学是横跨我校生物学、作物学、草学、林学、食品科学与工程等学科研究生的一门专业课程。因此开设分子生物学实验课程，必须与这些相关学科紧密渗透，只有因材施教地开展实验教学，才能更好地理论联系实际。虽然分子生物学设计的实验内容很多，但是目前以我校的实验条件和经费条件，对分子生物学实验操作环节，主要是围绕以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容开展实验课对理论知识验证，主要以大肠杆菌为研究对象进行、基因的克隆和转化，载体构建，基因的表达和检测实验，中间贯穿讲解以中心法则为理论主线的各个理论知识点[5]。这些基本实验内容是我校生物学、作物学、草学、林学、动医和动科等学科本科生生物技术引论与实践课程的教学内容，对研究生的实验教学而言，显然开展所有的实验内容无论是时间还是实验经费上都是不可能完成的。新疆农业大学的研究生主流群体是我校本科生，由于他们本科阶段已经做过相关实验了，所以再开展相关的实验内容，恐难激发他们的兴趣。而对于校外考入农大的研究生来说，他们可能对分子生物学这些基本的实验内容是完全陌生的，因此需要针对不同学科背景的研究生设置不同的实验内容[6]。
二、分子生物学实验教学的改革
为了克服上述实验教学环节中存在的问题，我们应加深对分子生物学实验改革措施的探索，努力营造有利于学生创新能力的培养的实验环境，作者认为应该从以下几方面进行着手，以此加快创新人才培养的步伐。
（一）注重各个实验内容之间的衔接与关联由于研究生实验学时的限制，要开展一个完整的分子生物学实验具有一定的难度，结合实际情况，我们建立分子生物学实验体系时，尽量做到充分利用教学学时，集中在一起利用，开展一个具有关联度和衔接性的实验，而不是一个个独立的实验内容，这样有利于学生系统科学思维的培养。比如我们制定的两个实验方案，一个是基因表达，模拟植物干旱胁迫下基因的表达情况，这中间涉及到植物总RNA的提取，反转录，RT-PCR，内参基因的调平，目的基因的表达，这部分实验内容对应我们理论教学中真核生物基因表达的理论知识，这样通过实际应用加深对理论知识的理解，同时又能做到学习致用，让学生觉得所学的分子生物学知识是有用的，而不是一些晦涩难懂的语言；另一个是围绕基因亚克隆，涉及的实验内容包括、植物DNA的提取、以DNA为模板进行PCR扩增目的基因、回收目的片段、连接T载体、转化感受态细胞、提取质粒酶切鉴定。这两个实验每个内容之间都是彼此承接和关联的，这就要求学生在做实验时每个实验都要认真完成，否则会影响下一个实验的进行，这样有助于培养学生做事的认真性和耐心，培养日后科研的系统性和逻辑性。
（二）根据学生实验技能设置相关实验内容把握专业特点，根据我校生物学、作物学、草学、林学、食品科学与工程等学科专业特点，在开展实验时，我们既注重分子生物学常规实验内容的选取，又要结合农大研究生的学科背景和自身教育背景选择更能体现和反应专业特点的实验内容。学生根据自己实验技能，在两个实验中进行选择，例如，我校本科生考入研究生们考虑选择开展实验主要是围绕基因表达进行，这样避免了和本科阶段的基因克隆实验重复，而校外学生考入农大研究生同时又没有一点专业相关知识的学生，选择进行基因克隆为主线的相关实验。学生对这些分子生物学实验最常用实验技术的掌握，使其具备未来科研工作需求所必须具备的基本素养。
（三）充分利用网络教学资源受制于实验仪器和相关试剂耗材等实验条件和上课人数多因素的影响，因此无法满足每个学生都能操作实验的要求，这样就达不到预期的实验效果。为此，我们建立了分子生物学网络课程中心，这其中包含教学课件，每个实验的教学视频，这样即使上课期间没能操作实验观看进行学习，形象直观地掌握该实验的操作过程，避免浪费时间，达到在有限的时间内完成实验任务的要求，增强他们科研的成就感，更有效地开展科研工作。
三、结束语
分子生物学实验课是我校生命科学领域一门十分重要的实验课程，如何在学时减少和学生基础参差不齐的情况下，完成教学任务，对我们老师来说是一个考验，希望我们提出的实验教学改革对我校生命科学相关专业分子生物学的实验教学产生积极而深远的影响。
参考文献
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关键词：分子生物学；实验教学；教学改革
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0186-02
目前，分子生物学实验技术已广泛应用到各类生物学专业的科研工作中，成为生物学领域科学研究的基本实验技能。分子生物学实验课程是各大院校生物类研究生入学的必修课，此门课程掌握的程度影响着研究生后续科研工作的开展。所以如何让研究生在学习分子生物学理论知识后尽快掌握扎实的实验技能成为分子生物学教学实践的研究热点。
近年来，针对如何提高我校研究生实验教学质量的问题，我们曾经走访考察了北京大学、清华大学和北京师范大学等国内著名大学，学习领会重点知名学校的教学思维和教学内容，结合北京林业大学实际情况和教学特点，在教研室集体多次讨论的基础上，本着注重培养研究生科研素质和科研思维、提高研究生实际动手能力的目的，我们优化了为全校生物科学、生物技术、林学、园林等专业开设的研究生分子生物学实验技术课程体系，对改革教学内容和教学方法进行了尝试，并取得了较好的教学效果。
一、分子生物学实验教学存在的问题
我校原来的分子生物学实验教学内容比较简单。实验内容主要包括一些基本的实验操作技术：如植物DNA和质粒DNA的提取、RNA分离纯化、DNA酶切鉴定及重组、PCR扩增技术、感受态细胞制备、目的基因连接与转化等等。这些单项实验彼此间缺乏内在联系，学生往往会在认真做好了实验，并得到理想的实验结果后，反过来请教老师这个实验的用途是什么。可见由于实验内容之间存在的不连贯性，学生就可能没有真正理解和掌握分子生物学实验课程中的核心问题。后续课程效果调查表明，虽然研究生抱着很大的热情和期待认真地学完该课程，但实验结束后，留在学生脑海中的印象模糊，到实验室进行后续的科研工作时，还是感到无所适从、无处下手。即实验的效果并没有充分发挥出来。此外，由于受实验课时和经费的影响，传统教学中任课教师会在实验前为学生做好一切准备工作，如试剂配制、仪器调试，甚至把药品分装成小份分发到每个小组。这种做法严重地限制了学生上课学习的积极性。由于研究生缺乏学习的主动性，在实验前没有做充分准备的预习，产生的后果是实验结果出来后，学生不知如何分析，实验中出现的问题也不知如何解决。这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣，不利于学生动手能力和创新能力的培养。实验教学的目标不仅要传承课堂所学的知识及增强实验技能的训练，更要在实验教学中培养学生的科研素质、科研技能和创新能力。为了使研究生真正得到分子生物学实验技术的锻炼，有必要对现有的实验教学体系进行改革，以便真正达到培养研究生的目的。
二、分子生物学实验教学改革的探索
1.实验内容的改革。教学体系主要体现在要以科研的理念教育学生，即在教学中首先提出问题，然后引导学生可以用哪些方法和实验技术来解决问题，而不是在学生学会了实验技术后，往往会迷惑这些技术可以解决什么问题。基于上述问题，我们教学改革的出发点为注意结合研究生教学以及分子生物学技术的特点，优化原来较为分散的教学内容，以实验体系要求完整性、系统化、实用性为原则，在原有分子生物学实验教学工作基础上，针对我校研究生科研工作的特点，对分子生物学实验教学体系与教学方法进行了改革的初步探索。在充分调研的基础上，我们把改革后的分子生物学实验课程重点放在主要围绕“绿色荧光蛋白（GFP）基因”展开，整个实验内容包括原核生物细胞转化、质粒DNA的分离纯化、限制性内切酶对质粒DNA的酶切与琼脂糖凝胶电泳鉴定、重组技术、PCR基因扩增、蛋白质电泳分离表达蛋白、蛋白质转移技术、蛋白质分离纯化技术等。这些实验的内容不仅涵盖了之前所开设的所有基础验证性实验，而且其连贯性和综合性大大提升。实验方案初步确定后，老师和相关实验室的研究生开始预作实验，发现不适合的地方及时修改，经过反复实验、讨论，我们完成了综合实验方案。通过综合设计性实验的开设，不仅可以使学生强化课堂所学分子生物学的相关知识，在此基础上，牢固掌握相关的实验技能和实验手段，在注重提高了学生的实践动手能力的同时，更要注重提高研究生对所学实验技术的应用能力和分析实验问题的能力。现在的整个实验内容涵盖了分子生物学的基本实验技术，每个实验之间都有着非常紧密的联系，改变了以前分子生物学实验之间割裂无联系的状况。各项实验相对独立，但无论在逻辑上还是在时间上，前后都是紧密关联的。
2.教学方式的改革。在教学方式上，我们做了如下工作：①在每次实验前，老师都要应集中讲解实验原理，把基础知识和实验中要遇到的问题讲解透彻，带领学生仔细分析实验步骤，并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行详解，有必要时进行演示，使学生能更好地掌握实验原理和技术，并要求学生重视实验课程的预习。②为了保证实验的连续性，实验课集中在二周内完成；实验课全天安排。由于有的分子实验需要等待的时间较长，为了有效利用研究生的时间，实验前我们合理安排实验内容和时间，在开课前把实验安排和进度告诉学生，使研究生可有效的利用时间。这种安排可使学生在操作时目标明确，也因其与科研的节奏和气氛相符，而使学生体验到科研的乐趣而对未来的科研工作产生了向往。③我系的研究生从入学开始就参加了课题组相关实验技能的培训。在实验技能上优于其他专业选课的学生。根据这一优势条件，我们每年都要安排2~3名学生参加到实验教学中来，研究生参与实验教学的好处为：一是学生之间更便于交流；二是同时提高了我专业学生的实验基本理论和实验技能，提高了研究生的综合素质，起到了一举两得的作用。④由于其独特的优势，多媒体教学在理论教学中已经成为不可缺少的教学工具，而在实验教学中的优势却因条件所限制。自2005年起，生物科学与技术学院的实验中心开始为各个实验室安装多媒体系统。经过几年的实践证明，实验课程采用多媒体网络教学与实验教学相结合，利用了教学课时，拓宽了实验教学的知识面，提高了实验教学效果，得到了师生的一致认可。使用多媒体实验课件后，我们可以将复杂的实验原理以生动的图像加以简练的文字表达出来，可以很便捷地控制实验过程和时间，便于与学生课堂交流，取得了很好的实验效果。在课堂上，我们经常引导学生到网上检索实验中的问题，进一步引申在科研中如何利用网站寻找解决实验问题的方法，帮助研究生提高在科研中检索文献的能力，增加他们的学习兴趣。这种实验方式可以提高研究生解决科研中出现问题的能力，为进入实验室进行科研研究做好技术上和心理上的准备。在授课过程中，老师要经常有针对性地提出一个问题，引导学生寻找解决这个问题的方式方法。
虽然在分子生物学实验改革中，我们经过摸索探讨取得了一定的成绩，但对于大幅度提高学生的综合能力的目标仍存在很大差距，这就要求我们实验课教师要在教学过程中不断进行总结和思考，本着作为教师培养学生的高度责任感，把培养学生作为我们首要的任务，就能将分子生物学实验教学不断得以完善。
参考文献：
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运用分子生物学实验技术探索生命科学的奥秘，构建完善的实验教学体系是分子生物实验学教学的重要任务，在传统的教学模式下，分子生物学实验教学需要配合实验室的建设以及实验资源的配置情况，既缺乏有效的实验教学方法，又没有形成独立的分子生物学实验教学体系，对分子生物学实验教学的效率也产生了较大的影响，所以需要通过有效的途径促进分子生物实验教学体系的完善，促进其教学效率的提升。
一、分子生物实验教学存在的问题
1.实验室以及实验资源有限
分子生物学是一门新兴学科，因此在高校教育活动的开展方面仍然会受到诸多因素的影响，其中最重要的就是资金的投入。当前，高校在分子生物学实验室的建设方面投入的资金十分有限，与其他经典学科相比显然更少，但是分子生物学实验对于实验室以及实验设备都有较高的要求，很多设备都需要从国外进口，价格十分昂贵，很多高校在资金的负担方面都有很大的压力，因此也影响了分子生物学实验教学的效率。
2.缺乏足够的实验技术人员
分子生物学在我国教育体系中的起步时间相对较晚，所以相关的教学人员和技术人员的数量十分有限，很多高校在分子生物学实验教学方面都需要聘请专门的技术人员，而人员的缺乏也成为了限制分子生物学实验教学的另一个重要因素。虽然我国教育机构也在积极培养分子生物学的专业技术人员，但是人员的数量以及其成长速度，都无法满足当前分子生物学实验教学的需求，不能保证分子生物学实验教学的有效开展。
3.教学内容的设置缺乏科学性
分子生物学是一门跨学科的综合性教育课程，因此其教学内容涉及到生物、医学以及药学等多个领域，这就涉及到知识的连接性与渗透性，因此在分子生物学实验教学的内容设置方面，需要考虑其综合性。但是从当前分子生物学实验教学的内容设置方面来看，显得较为单一，往往只是集中在某个领域，缺乏对实验教学系统的考虑，而且没有形成科学的实验教学评价体系，对于分子生物学实验教学的效果无法做出准确、科学的评价，无法为后续教学活动的开展提供必要的依据。
二、分子生物学实验教学的改进策略
1.加大实验室和实验设备的资金投入
高校现有的实验室设备和资源无法满足分子生物学实验教学的需求，因此需要加大实验室以及实验设备的资金投入，积极引进国外先进的实验设备，提高分子生物学实验的精准性，才能提高分子生物学实验教学的有效性。同时，为了保证分子生物学实验教学的有效开展，需要加大相关技术人员和实验教学人员的素质培养，为分子生物学实验教学的有效开展提供足够保障。
2.完善分子生物学实验教学的内容
根据分子生物学的特点以及教学大纲的要求，在注重分子生物学常规实验内容的基础上，适当加入更多可以凸显专业特色的实验教学内容，如大肠杆菌活化、质粒DNA提取等，注重分子生物学与其他相关学科的结合。同时在实验教学的选取方面，要考虑到学生对于知识的掌握程度，由浅入深、循序渐进，使学生可以参与到实验中，并且感受分子生物学的神奇，才能激发学生求知的欲望，获得良好的学习效果。
3.创新实验教学方法
为了提高分子生物学实验教学的有效性，需要改进传统的教学方法。分子生物学实验教学中包含很多复杂的实验，学生理解和记忆的难度都较大，如果教师仅仅采用示范和讲解的方法，显然无法给学生留下深刻的记忆，因此要对现有的实验教学方法进行必要的调整，使每个学生都可以参与到实验中，亲自操作和演示，也可以在教师的指导下由学生自行设计实验方案，这种方法可以激发学生的兴趣，同时也有利于培养学生的自主学习能力和研究能力，对于提高学生的综合实验能力有较大的帮助。
4.构建科学的实验教学评价体系
对实验教学的结果做出准确、客观的评价，可以了解学生的学习情况以及对知识的掌握情况，同时也可以为后续教学活动的调整提供必要的依据，有利于提高实验教学的针对性和可操作性，促进分子生物实验教学改革的不断深化。
关键词： 分子生物学 综合性实验 设计思路 教学内容 教学条件
分子生物学是生物技术及生物科学专业的一门必修课，它是在分子水平上研究生命活动及其规律的科学，主要研究的内容是核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互作用[1]。随着科技的突飞猛进的发展，遗传学、生理学、免疫学等基础领域的研究工作也已深入到分子水平，分子生物学成为各学科的领先学科，而且已逐渐渗透到农业、工业、医学等科学的各个领域之中[2]，[3]。在我国分子生物学已成为国家‘863’高新技术和‘十一五’、‘十二五’计划的一项重要内容，越来越得到广泛的发展和应用[4]。
分子生物学实验是进行各个学科研究、实践的基础，实验课的教学直接影响学生对分子生物学课程的理解程度；它不仅是学生掌握基本知识、基本理论和发展基本技能的重要手段，而且对培养学生的科技创新能力，探索科学的研究方法和唤起学生的求知欲望都有着重要的意义。但是由于本课程实验相对较抽象，难理解，对学生而言，如果不能充分激发其兴趣，就会导致厌学情绪。因此，分子生物学实验课的重要作用在高校生物技术及生物科学专业中日益凸显。近年来，衡水学院根据培养创新型、应用型人才的目标，结合学生特点，对分子生物学综合性实验教学进行了初步探索。
1.综合实验设计思路
1.1注重经典，结合先进。
分子生物学实验内容的设置既要保留基本的操作训练，又要不断更新，使学生尽可能多地接触新的前沿技术。基本的实验技术主要包括质粒DNA的提取、分光光度计检测、琼脂糖凝胶电泳技术、聚合酶链式反应、感受态细胞的制备及转化等，均需要学生在实验过程中熟练掌握原理和基本操作。同时对一些先进的仪器，要尽可能地使学生掌握基本的实验操作，为以后进一步开展科学研究奠定基础。对于一些新的实验技术，不能正常在实验课中开展的内容，可播放录像和示范，也可制成精美的多媒体课件，利用相关教学资源制成Flash[5]，使学生们在有限的学习条件下学到更多的知识。
1.2强调教学，结合科研。
实验教学的目标，不仅是知识的传承和实验技能的训练，更要在实验教学中培养学生的科研素质、科研技能和创新能力[6]。强调教学的同时，将教师的科研内容引入到学生的实验中来，不仅可增强学生的学习兴趣，也可以使学生了解到最新的科研动态和科研成果，为学生今后考研及发展提供有价值的参考。同时，将教师的科研成果进入教学，引导学生参与到教师的科研中去，以教学带科研，以科研促教学，让学生得到最大的实验收获。
1.3强调系统，侧重综合。
在强调分子生物学实验的综合性的同时，也要保持它的系统性，只有系统地完成一系列连续的实验，才能充分展示其综合性。所以实验内容要丰富，加强涵盖分子生物学基础技术的训练，每个系列实验由若干个小实验组成，各个实验之间紧密相连，注重强调实验的整体性和连贯性，这样有助于激发学生的实验学习兴趣，发展学生的观察分析能力及实验设计能力，从而全面提高学生的综合素质。
2.实验教学内容
实验课中实验内容的选择是体现综合性实验教学的重要方面，在优化实验教学内容的过程中，将教师科研中较成熟的内容开发为可供学生操作的实验，实验材料和内容均来源于实验教师的科研课题，例如植物DNA的提取，DNA的检测及纯化，基因的克隆、连接及转化，克隆的筛选等一系列的连贯性实验。从提取的方法、引物的设计到筛选，均让学生查阅教师提供的文献资料来设计，从而锻炼学生的实验设计能力，使学生对基因克隆的整个过程有清晰的认识，同时强调这些实验的连贯性和整体性，使学生充分认识到每个实验的重要性。
3.实验条件
分子生物学综合性实验涉及的实验内容多、实验方法和手段多、实验中使用的仪器设备多、实验材料和试剂较多，因此我们在进行实验方法选取时，应尽量使用经典的方法，避免使用昂贵的试剂盒操作，这样既可以使学生充分了解实验中药品的配置及作用，同时可节约药品的开销。此外，我们要合理利用实验室，充分利用实验学时，多个实验穿行，把相近的实验内容安排在一个单位时间内完成。通过这样的合理安排，在较少的课时计划下，尽可能多地安排实验，学生能够得到扎实的实验技能培训，从而充分锻炼学生的动手能力。
4.结语
近年来，随着分子生物学的发展，实验手段的不断增多，以及在人类社会中所发挥作用的日益凸显，使高校在讲授分子生物学理论的同时，需要对学生实验技能和科学的思维方法进行综合性的培养。高校综合性实验教学的开展及进一步实施正是这一理念的体现。我院分子生物学综合性实验教学的开展必将在一定程度上提高学生的实验动手能力、实验分析能力、数据处理能力和创新能力。
参考文献：
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[4]孙汶生，曹英林，马春红，等.基因工程学[M].北京：科学出版社，2004.
生物技术专业 分子生物学 实验教学 改革
分子生物学实验，是分子生物学理论的实践环节，也是培养创新型人才的重要途径，不仅在研究生教学中受到普遍重视，在本科生教学中也受到高度重视。但由于客观条件的限制，生物技术专业的分子生物学实验教学还存在诸多问题，比如现有教材不适合于本科教学、实验缺乏设计性和综合性等，严重影响了实验教学的效果。因此，分子生物学实验教学的改革势在必行。
一、完善实验教材建设
近年来，随着分子生物学技术的发展和出版业的发展，市场上涌现出大量相关的实验教材，但往往偏重于对实验步骤的编写，或者所选的实验项目过于专业化，不适合在本科教学中运用。实验指导教师应不断完善实验教材的建设，使之既适应于本科生实验教学平台，又注重与基因工程、酶工程、发酵工程等课程的实验项目的衔接，充分体现生物技术专业核心课程的关联性。在编写教材时，还要尽量做到图文并茂，通俗易懂，特别是要注重对实验原理的阐述。
二、加强实验的设计性和综合性
设计性实验和综合性实验有利于培养学生的创新能力。分子生物学实验课程主要围绕“DNA重组技术”展开，各个实验项目既具有一定的独立性，又具有很强的连贯性，这种连贯性表明，这一系列的实验在操作之前就带有较强的设计性，在学生进入实验教程之前，可以此作为范例，介绍DNA重组实验的设计思路和关键问题，积极引导学生查阅资料，独立设计全部或部分实验方案，并对这些设计进行剖析和点评。实验室网络的开通，能够更好地发挥计算机辅助实验教学的功能，为设计性实验的教学提供了极大的便利。比如，可以利用在线软件分析目的基因的酶切位点，或利用相关软件设计PCR引物等。综合性实验是培养学生独立操作能力和综合应用能力的重要环节。通过“质粒DNA的提取和检测”、“质粒的酶切分析”等实验，学生已基本掌握了相关原理和技术，而随后的“重组子的筛选与鉴定”实验，仍然需要使用质粒DNA提取、酶切、电泳等技术，带有很强的综合性，可借以培养和考核学生独立操作、综合应用的能力。此外，筛选和鉴定重组子又有多种方法，可设计不同的实验方案。因此，该实验在教学中又可作为一个设计性实验，只要学生设计的方案具有可行性，就应当尽量提供条件，让学生按照自己设计的方案完成实验。
三、优化实验教学方法
“教无定法，贵在得法”，但这“法”首先因立足于学科特点，并在教学实践中不断探索和优化。笔者结合实际工作经验，对分子生物学实验的教学方法作初步探讨。
1.集中时间，小班开课
“DNA重组技术”的各项实验相对独立，但无论在逻辑上还是在时间上，前后都是紧密关联的，如果像其他课程的实验那样每周做一个的话，很难取得理想的结果。因此，较为合理的安排就是集中时间授课，在两周内完成整个DNA重组实验。这种安排既使学生在操作时目标明确，也因其符合科研的节奏而使学生能更好地体验科研的氛围和乐趣。在本科生的分子生物学实验教学中，普遍面临着仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题，小班开课可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾，提高实验教学的质量。小班开课时，每批以10个左右学生为宜。
2.集中讲解，个别指导
在每次实验前，应集中讲解实验原理，把本质问题讲解透彻，也应分析实验步骤，并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示，使学生能更好地掌握实验原理和技术，并在实验前做到“胸有成竹”。尽管按照同样的实验手册操作，但每个学生可能会遇到不同的问题，这时指导教师应随时关注每个学生的状态，及时解答学生的疑问，或及时指出其错误的或不规范的操作，并予以纠正。上文所说的小班开课，可保证指导教师有足够的时间和精力来实现个别指导。
3.落实预习，及时总结
如果不作强调，学生很容易忽视实验课程的预习，在动手操作时看一步做一步，这样既容易出错，又看不到各个步骤之间的衔接，看不到实验的整体和精髓，致使实验结果和教学效果均不理想。因此，在每次实验前，应布置具体的预习任务，包括实验原理、实验步骤、注意事项等，并在实验讲解时随时提问，以检查预习效果，确保学生在进入实验室之前就熟悉相关内容，特别是应明确本次实验要做什么，明确本次实验在整个实验教程中所处的地位。在重视实验预习的同时，也要重视实验总结。实验的总结可安排在实验间隙，也可安排在实验结束之后，宜采用讨论的方式。可先由学生自己总结经验，提出实验中遇到的问题并进行分析，在此基础上再由指导教师进行概括和补充，分析实验中存在的普遍问题、特殊问题及其成因，以促进学生分析和解决问题能力的提高。此外，指导教师还应及时评价实验教学的效果，以期在下次开课时进一步完善。
4.拓宽思路，广开渠道
Southern杂交、DNA测序等技术，对设备要求高，实验流程长，难以作为本科生实验教学的内容，但是作为生物技术专业的学生，又有必要对这些重要技术有较为深刻的认识。因此，在实验教学中应拓宽思路，综合利用多种渠道，直接或间接地传授这些技术。多媒体是拓宽实验教学的重要手段，可用于演示那些重要的但不能开设的实验，拓宽学生的知识面。如果能参观本校或兄弟院校的实验室，并在现场讲解或演示实验，则可使学生形成更为直观的认识。此外，对于学有余力的学生，还需因材施教，积极引导，重点提拔，鼓励他们参与预实验，观摩教师的科研工作，或指导他们参与大学生科研立项，也即引导他们从课堂实验走向科学研究，为培养创新型人才打下坚实基础。
四、完善实验考核体系
实验教学的考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段，也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查学生的素质，不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能，还要考查学生独立思考和综合运用的能力，以及在实验操作中表现出来的认真的态度，实事求是的科学作风和团队合作精神等。因此，在教学中应以“公平、公正”为原则，不断探索和完善实验考核体系。
参考文献：
[1]杨清玲，陈昌杰等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2007.
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关键词:研究生培养;分子生物学;实验教学
分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学,是当前生命科学中发展最快并与其他学科交叉渗透最广泛的前沿学科之一.进入21世纪,分子生物学的实验技术与方法已经应用到了生物学各个分支学科的研究中[1].研究生教育是培养具有科学精神和创新能力高层次人才的主要方式,培养硕士研究生创新思维和科学研究能力,将是作为研究生阶段的研究工作和将来作为科研人员所必备的素质.近年来,很多高校在研究生的培养上采取了重大举措,如浙江大学、中国科技大学、西安交通大学、中国农业大学等,实现了研究生的理论教学、实验教学和学位论文研究三阶段的培养模式[2].在加强研究生理论教学和学位论文研究的同时,注重研究生实践能力的培养,增加了实验教学环节,实现研究生实践能力的宽领域培养,再通过学位论文的研究,形成研究生实践能力的立体全方位培养.作为一个生物学研究生,把本科所学的基础知识与科学研究的最新进展联系起来,学好、学通分子生物学是必需的一步.基于此,2012年起我校在生物学科研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,3年来虽然取得了明显的成效,得到了研究生与指导教师的认可,但在实际运行过程中也发现了一些问题,还需要通过不断的改革和实践,使生物学科的研究生更系统、更全面地掌握分子生物学的实验技术和技能,为后续的研究性实验工作和今后走上工作岗位提高科研水平打好一个坚实的基础.
1课程定位及理念
分子生物学在20世纪取得了理论和技术的飞速发展.分子生物学技术越来越广泛地应用于生命科学的各个研究领域当中.随着越来越多的理论突破,分子生物学技术也日新月异.在高等院校的生物相关学科的研究生教学中,越来越广泛地注重分子生物学的教学.分子生物学理论课教学内容多,范围广,有一定深度,学生很难透彻理解和掌握,如果不做实验,只学习理论,往往会事倍功半,理不出头绪.分子生物学实验课能给学生亲自动手参与实验全过程的机会,便于学生加深对相关理论的理解[3].研究生来自不同的院校,由于各院校课程设置不同,研究生接受的本科阶段的教育差别很大,这种差别在实验操作能力上体现最为明显.对于已经进入分子时代的生命科学来说,不熟练分子生物学实验操作的学生就很难快速适应课题研究的科研工作.在研究生学位课中设置分子生物学实验课,合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,是提升研究生实践能力的重要途径,同时也能为学生完成硕士学位论文及将来从事科研工作打下良好基础.内蒙古科技大学生物学硕士研究生学位点于2006年经批准设立,2007年起招收首批硕士研究生,近10年来,已为及全国输送了一批从事生物学研究与开发的优秀人才.“加强专业技术教学、紧跟学科发展前沿、全面提升研究生培养质量”一直是本学科研究生培养工作的重点和目标.为适应新形势下高等院校研究生教育与创新型人才培养的目标,对研究生分子生物学教学的改革势在必行.2012年以来,我们通过在研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,不仅显著地提高了研究生对分子生物学课程的学习热情,而且明显提升了研究生的科研能力.
2课程建设及特色
2．1课程建设的过程与方法
每学年的秋学期初新录取的研究生入学,根据对新生分子生物学知识背景和实验动手能力的详细调研合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,并根据学科发展不断更新和完善,力求促进研究生科研工作的顺利开展.研究生分子生物学实验教学的改革分为3个阶段进行.
2．1．1准备阶段
组织相关人员成立课题小组,对小组人员进行具体分工,以2015年新入学的硕士研究生为研究对象,采用问卷调查方式对他们的分子生物学基础知识与实验操作能力进行摸底,撰写调查报告[4].
2．1．2实施阶段
(1)制定教学大纲.根据准备阶段的调查结果讨论研究生分子生物学实验课教学大纲,实验项目实行多层次、模块化管理,分为基础性、综合设计性、创新性3个模块.基础性实验项目以基本的分子生物学操作技术为主,如:质粒DNA的提取、限制性内切酶酶切DNA分子、琼脂糖凝胶电泳分离DN段、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组DNA分子的构建与转化等、PCR扩增目的基因等.对没有任何分子生物学常规操作基础的研究生要逐个开出;对本科阶段已经接触并熟悉这些基础性实验的研究生可直接开出综合设计性实验,如:多种方法获得目的基因、动植物中某关键基因的克隆、重组质粒的构建等.创新性实验项目全部由本学科教师承担的科研课题转化而来,研究生可根据自己的研究方向与兴趣爱好选择项目完成,包括植物细胞中MYB类转录因子的筛选、与人类遗传病相关的核苷酸重复序列的克隆等.
(2)学生选课.将全部实验教学内容及具体开出安排提前公布,学生根据实际情况与自己的研究方向进行实验内容的选择,这一环节须由指导教师协助完成.选课结束后根据每个项目的选课情况准备实验,包括学生分组、准备实验材料、仪器设备、耗材试剂和实验讲义与实验报告册分发等.
(3)预实验.指导教师根据学生分组情况,每组安排组长一名,副组长一名,在实验开出前协助指导教师完成预实验.
(4)实验课开出.按计划认真组织研究生开出实验.实验操作阶段,要求学生熟练掌握实验操作流程,严格按规范进行操作.同时指导教师要充分调动学生的学习积极性和主动性,增强学生独立完成实验的能力和实际动手能力,使学生能够尽可能主动地、独立地完成实验的整个过程,为以后独立从事科研设计和科学实验打下良好的基础.
(5)课程考核.实验课结束后进行成绩考核,综合学生的预习报告、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况给出实验课成绩.
(6)编写研究生实验教材.基于教学实践的积累,编写研究生实验教材“研究生现代分子生物学实验”,重点面向研究生的实验教学,将分子生物学基本实验技术和近年来发展起来的新技术、新方法有机融合.
2．1．3总结阶段
跟踪调查,了解研究生在分子生物学实验课结束进入课题研究后的情况,掌握他们在分子操作各个环节上的操作熟练程度,对取得的研究资料做全面的整理分析.在学科内部推出“研究生分子生物学实验”示范课,并完成相应的资料库与光盘制作,并进一步在全校范围内推广.同时课程改革小组的成员要不断讨论项目实施过程中存在的问题,并及时与兄弟院校沟通学习,提出切实可行的办法[5].
2．2指导教师队伍建设
自2012年生物学科硕士研究生开设分子生物学实验课以来,该课程的教学任务一直由我校外聘的留美分子生物学专家王建英教授负责,另配2名讲师作为助手.经过3年来的教学实践体会,加上学生与研究生导师的意见反馈,我们发现这种单一的指导教师模式是需要改进的,需要建设一支由长期工作在科研、教学一线教师组成的研究生实验课教学团队.教学任务分配上,根据团队内每位教师主要从事的科研领域和专业特长,分配相应的实验教学内容,每个项目安排2名指导教师,他们不仅熟悉所指导实验的技术要点,及时解决实验过程中出现的各种问题,还能将本领域相关的科研前沿、热点问题介绍给学生,以开阔学生视野,使每次实验均能获得预期结果.同时,指导教师在教学实践过程中也不断发现和审视自己,包括对自身专业知识的把握与实验技能熟练程度的反思,这样也能促使他们紧密跟踪学科发展前沿不断提高[6].本课程经各方面协调讨论,现已逐渐组建了一支人员稳定、业务基础全面、具有团结协作精神的教学团队.其中教授3人、副教授2人、讲师2人.其中大多数教师承担国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古高校基金等科研项目,在努力完成这些科研任务的同时,有意识地将许多科研工作中的思路和先进的技术转化到研究生分子生物学实验的教学实践中.实验课教学团队的建设极大地提高了研究生实验教学质量,并申请得到了我校研究生教学改革项目建设立项资助.
2．3实验课成绩考核与结果评价
经过教学团队的调研讨论,针对分子生物学实验考核形式的问题,提出实验课评价体系多层次评价的管理制度,包含预习报告、平时考勤、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况5个部分,分别所占比例为1∶2∶4∶1∶2;针对设计性与创新性实验,要加上实验方案制定与实验论文撰写环节.针对研究生各实验组人数较少、时间较灵活、学生专业多样化等特点,在考核中更加注重实验的具体操作过程.在课程开课初要将考核方案告知学生,让他们明确各环节的评分标准,在实际考核过程中如实记录作为评价依据.实验课结束后,通过“问卷调查与后期跟踪相结合”的模式及时对教学效果进行评价[7].通过发放问卷调查表的方式综合调查研究生对本门实验课的内容设置、教学方法及授课教师的教学效果等信息的评价.另外,在实验课结束一个学期后,我们对研究生指导教师进行问卷调查,对上一年度的实验教学效果进行了后期跟踪评价,对研究生进入到各自实验室工作后的科研思维、实验设计、操作能力等进行调研,综合评价实验教学效果[8].
3结语
分子生物学实验技术是生物学各分支学科科学研究必备的手段,在研究生入学后进入课题研究之前开设“分子生物学实验”课,熟练掌握基本的分子生物学操作技术,这是生物学研究生快速进入科研课题与顺利完成硕士学业的基本保证[9].研究生经过基本实验技能培训、全面综合实验及自主设计实验的锻炼及创新实验平台的全方位提升,科研能力得到大幅度提高.学生普遍反映研究生分子生物学实验为他们顺利进行课题研究、完成学位论文和未来的科研工作奠定了良好基础,一部分学生在硕士期间就发表了高水平的SCI论文.为生物学研究生开设分子生物学综合实验,在内蒙区内外兄弟院校进行此类设置的尚不多见,需要我们更加努力创立并逐步完善研究生实验教学平台,全面提升我校硕士研究生培养水平[10G12],及时将教师的科研成果提炼引入实验教学,提高指导教师的教学能力,使实验内容不断更新,为研究生进行课题研究及毕业以后从事相关的科研工作打下坚实的基础.
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