本科生分子生物学实验课程的教学改革①

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摘 要：分子生物学实验技术是现代生命科学研究领域中最常见的手段之一。为了提高本科生对分子生物学的兴趣，增加他们对分子生物学实验课程的重视程度，提升他们的实践操作能力，本校分子生物学教学团队在借鉴兄弟院校经验的基础上，结合自身办学特色，将本科生分子生物学实验课程独立开课，并对课程的教学模式、教学内容及考核方式进行了改革。此次教学改革充分体现了本校“实践育人”的教育理念，着力培养学生的创新精神和实践能力，为他们今后从事科学研究和各种检验检测工作奠定良好的基础。

关键词：分子生物学 实验教学 教学改革

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（b）-0050-01

分子生物学技术广泛应用于现代生命科学研究中的各个领域，它的高速发展推动了整个生命科学知识的快速更新。分子生物学是一门在实验基础上发展起来的学科，实验素质的培养及实验技能的训练对学生快速、准确吸收现代生物学的新成果、新知识、新发展及今后从事科研和实践工作都有着重要的意义。因此，“实践教育”在高校生物专业本科生的培养过程中尤为重要，无论是教授者还是受教者都应该重视分子生物学的实验课程。本科生分子生物学实验课程的合理安排和设计可提高学生的学习兴趣，促进他们对理论知识的理解和实验技能的提高。基于实验课的理论及实践在整个分子生物学教学过程中的重要性，及该学科高速发展的现状，有必要对实验课程的教学内容、授课方式等进行教学改革。

20世纪90年代，北京师范大学分子生物学教研组正式将分子生物学实验作为一门独立的课程，并作为生命科学各专业学生的专业必修课。单独开设分子生物学实验这门课后，在原有的基础上又增加了许多新的分子生物学技术和实验内容，学生通过此课程既学到了适应时代前沿的技术，又大大增加了他们的实践和动手能力[1]。这门课程的开设，从根本上转变了生命科学学生的知识结构，推动了教学内容现代化的进程。目前，国内一些高校已开设了分子生物学实验课[2]。通过对兄弟院校此门课程教学经验的借鉴以及在教授该课过程中的体验，本校分子生物学教学团队将原来的分子生物学课（双语）分成了两门独立的课程，即分子生物学原理（理论，双语）和分子生物学实验课。对分子生物学实验课程进行了以下教学改革。

1 分子生物学实验独立开课的必要性

在分子生物学的教学过程中，越来越多的教学工作者意识到，把实验教学内容从理论教学内容中剥离下来，形成一门独立的课程，设置固定的学分，更能够引起学生对该课程的重视。独立开课不仅让学生温习已学过的知识，而且还能接触到更多的分子生物学实验内容。例如，在实验教学与理论教学合并的情况下，由于教学时间和学分的限制，只能开设6个“验证性”的实验；而实验教学作为独立的课程之后，可以开设由2～3个“综合性”实验“牵头”，几个“子”实验组成的“实验类”。这种教学方式为学生创造了更多的操作机会，提高他们观察、分析问题的能力，加深他们对理论知识的理解，以及这些知识和技能如何在科研实践中应用。实验课的教学效果直接学生影响后续专业课程的学习。

2 实验课程的授课模式

经过教学团队的研讨，分子生物学实验课安排在分子生物学理论课后的学期开设，即大三下半学期，并采用2周集中实践的方式。这样安排有利于学生消化、吸收和巩固前面已学的分子生物学的知识，还有利于他们充分利用时间，系统性的完成综合实验，掌握分子生物学的实验操作技术。

3 实验内容的选择

实验内容是此门课程的核心和灵魂。合适的实验内容不仅能够引起学生的学习兴趣，还能够让他们更好的掌握相关的知识与技能，关系到学生是否真正具备将课堂上学到的实验技能应用到科研实践中[3]。因此，在实验内容的选择上应遵循以下三点：（1）尽量涵盖分子生物学基础实验领域；（2）体现现代分子生物学研究前沿的技术；（3）实验顺序的安排要符合科学研究由表及里，由浅及深的思路。在设计实验时，我们将整个实验课归纳成三类综合大实验，每类综合大实验下设与其相关的基础实验内容。以下将针对实验设计及讲解方式进行详细介绍。

如，综合大实验一：克隆基因。实验目的为理解并掌握分子克隆基因的实验流程及原理。在实验理论部分讲解时，需引导学生思考该实验的整体流程是什么？将会用到哪些基础实验？如，如何获得DNA（DNA的提取方法）？如何获得目的基因（PCR等技术）？根据思路，实验内容做如下安排：实验一，基因组DNA的提取以及DNA浓度和纯度的鉴定（第一天）；实验二，PCR体外扩增基因及扩增产物的检测（第二天）；实验三，PCR产物的纯化（第二天）；实验四，重组质粒的构建和筛选（第二天，第三天）；实验五，质粒DNA的提取（第四天）；实验六，重组质粒的酶切鉴定（第四天）。在第一天将综合大实验一的总体目标，实验流程及基本原理进行介绍。通过这样安排，学生不仅容易理解实验的总体目的和每个基础实验之间的联系，还容易掌握每个基础实验的原理及其在科研实践环节中的作用。

4 考核方式

此次教改的目的是全面培养学生分子生物学实践技能，因此，侧重实验操作方面的考核内容。这部分内容可以通过以下两种方式考核：（1）通过实际操作的方式考核。挑选一些较为基础，且耗时不长又便于操作的实验如琼脂糖凝胶的制作，电泳上样，PCR反应体系的制备，蓝白斑平板挑阳性克隆，DNA浓度的检测等进行操作能力考核。（2）通过闭卷考试的方式考核。在考试中大大引入与实验操作相关的题目，如计算PCR反应体系或酶切体系中各组分的含量等。此外，生物实验室的安全管理尤为重要。因此，实验室安全知识如使用DNA染料时的注意事项，带菌培养皿及废液的处理，监管类生化试剂的存放及使用要求等也是该课程考核的重要内容。除此之外，还要通过学生的实验态度，实验报告等全方面考核学生，目的是为了让他们认真的参与这门课程。

分子生物学实验技能是学生今后从事科研和实践所需的必要基础技能之一。当今，社会和高校越来越注重实践型复合人才的培养，加强实践教育正切合了当代高校培养人才的主题。希望该课程的教学改革能够抛砖引玉，为本校或兄弟院校其它实验课程的教学改革提供参考。

参考文献

[1] 向本琼，桑建利.北京师范大学生命科学与技术实践教学创新体系：高校生命科学基础课程报告论坛文集[M].高等教育出版社，2007：338.

[2] 杨亦樱，张曼，乔为平，等.生物化学与分子生物学实验教学改革[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2009，11（5）：577-579.

[3] 倪郁.分子生物学综合实验课程的设计和实践[J].西南师范大学学报：自然科学版，2012（2）：147-149.