本科生分子生物學實驗課程的教學改革①

摘 要：分子生物學實驗技術是現代生命科學研究領域中最常見的手段之一。為了提高本科生對分子生物學的興趣，增加他們對分子生物學實驗課程的重視程度，提升他們的實踐操作能力，本校分子生物學教學團隊在借鑒兄弟院校經驗的基礎上，結合自身辦學特色，將本科生分子生物學實驗課程獨立開課，并對課程的教學模式、教學內容及考核方式進行了改革。此次教學改革充分體現了本校“實踐育人”的教育理念，著力培養學生的創新精神和實踐能力，為他們今后從事科學研究和各種檢驗檢測工作奠定良好的基礎。

關鍵詞：分子生物學 實驗教學 教學改革

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0050-01

分子生物學技術廣泛應用于現代生命科學研究中的各個領域，它的高速發展推動了整個生命科學知識的快速更新。分子生物學是一門在實驗基礎上發展起來的學科，實驗素質的培養及實驗技能的訓練對學生快速、準確吸收現代生物學的新成果、新知識、新發展及今后從事科研和實踐工作都有著重要的意義。因此，“實踐教育”在高校生物專業本科生的培養過程中尤為重要，無論是教授者還是受教者都應該重視分子生物學的實驗課程。本科生分子生物學實驗課程的合理安排和設計可提高學生的學習興趣，促進他們對理論知識的理解和實驗技能的提高。基于實驗課的理論及實踐在整個分子生物學教學過程中的重要性，及該學科高速發展的現狀，有必要對實驗課程的教學內容、授課方式等進行教學改革。

20世紀90年代，北京師范大學分子生物學教研組正式將分子生物學實驗作為一門獨立的課程，并作為生命科學各專業學生的專業必修課。單獨開設分子生物學實驗這門課后，在原有的基礎上又增加了許多新的分子生物學技術和實驗內容，學生通過此課程既學到了適應時代前沿的技術，又大大增加了他們的實踐和動手能力[1]。這門課程的開設，從根本上轉變了生命科學學生的知識結構，推動了教學內容現代化的進程。目前，國內一些高校已開設了分子生物學實驗課[2]。通過對兄弟院校此門課程教學經驗的借鑒以及在教授該課過程中的體驗，本校分子生物學教學團隊將原來的分子生物學課（雙語）分成了兩門獨立的課程，即分子生物學原理（理論，雙語）和分子生物學實驗課。對分子生物學實驗課程進行了以下教學改革。

1 分子生物學實驗獨立開課的必要性

在分子生物學的教學過程中，越來越多的教學工作者意識到，把實驗教學內容從理論教學內容中剝離下來，形成一門獨立的課程，設置固定的學分，更能夠引起學生對該課程的重視。獨立開課不僅讓學生溫習已學過的知識，而且還能接觸到更多的分子生物學實驗內容。例如，在實驗教學與理論教學合并的情況下，由于教學時間和學分的限制，只能開設6個“驗證性”的實驗；而實驗教學作為獨立的課程之后，可以開設由2～3個“綜合性”實驗“牽頭”，幾個“子”實驗組成的“實驗類”。這種教學方式為學生創造了更多的操作機會，提高他們觀察、分析問題的能力，加深他們對理論知識的理解，以及這些知識和技能如何在科研實踐中應用。實驗課的教學效果直接學生影響后續專業課程的學習。

2 實驗課程的授課模式

經過教學團隊的研討，分子生物學實驗課安排在分子生物學理論課后的學期開設，即大三下半學期，并采用2周集中實踐的方式。這樣安排有利于學生消化、吸收和鞏固前面已學的分子生物學的知識，還有利于他們充分利用時間，系統性的完成綜合實驗，掌握分子生物學的實驗操作技術。

3 實驗內容的選擇

實驗內容是此門課程的核心和靈魂。合適的實驗內容不僅能夠引起學生的學習興趣，還能夠讓他們更好的掌握相關的知識與技能，關系到學生是否真正具備將課堂上學到的實驗技能應用到科研實踐中[3]。因此，在實驗內容的選擇上應遵循以下三點：（1）盡量涵蓋分子生物學基礎實驗領域；（2）體現現代分子生物學研究前沿的技術；（3）實驗順序的安排要符合科學研究由表及里，由淺及深的思路。在設計實驗時，我們將整個實驗課歸納成三類綜合大實驗，每類綜合大實驗下設與其相關的基礎實驗內容。以下將針對實驗設計及講解方式進行詳細介紹。

如，綜合大實驗一：克隆基因。實驗目的為理解并掌握分子克隆基因的實驗流程及原理。在實驗理論部分講解時，需引導學生思考該實驗的整體流程是什么？將會用到哪些基礎實驗？如，如何獲得DNA（DNA的提取方法）？如何獲得目的基因（PCR等技術）？根據思路，實驗內容做如下安排：實驗一，基因組DNA的提取以及DNA濃度和純度的鑒定（第一天）；實驗二，PCR體外擴增基因及擴增產物的檢測（第二天）；實驗三，PCR產物的純化（第二天）；實驗四，重組質粒的構建和篩選（第二天，第三天）；實驗五，質粒DNA的提取（第四天）；實驗六，重組質粒的酶切鑒定（第四天）。在第一天將綜合大實驗一的總體目標，實驗流程及基本原理進行介紹。通過這樣安排，學生不僅容易理解實驗的總體目的和每個基礎實驗之間的聯系，還容易掌握每個基礎實驗的原理及其在科研實踐環節中的作用。

4 考核方式

此次教改的目的是全面培養學生分子生物學實踐技能，因此，側重實驗操作方面的考核內容。這部分內容可以通過以下兩種方式考核：（1）通過實際操作的方式考核。挑選一些較為基礎，且耗時不長又便于操作的實驗如瓊脂糖凝膠的制作，電泳上樣，PCR反應體系的制備，藍白斑平板挑陽性克隆，DNA濃度的檢測等進行操作能力考核。（2）通過閉卷考試的方式考核。在考試中大大引入與實驗操作相關的題目，如計算PCR反應體系或酶切體系中各組分的含量等。此外，生物實驗室的安全管理尤為重要。因此，實驗室安全知識如使用DNA染料時的注意事項，帶菌培養皿及廢液的處理，監管類生化試劑的存放及使用要求等也是該課程考核的重要內容。除此之外，還要通過學生的實驗態度，實驗報告等全方面考核學生，目的是為了讓他們認真的參與這門課程。

分子生物學實驗技能是學生今后從事科研和實踐所需的必要基礎技能之一。當今，社會和高校越來越注重實踐型復合人才的培養，加強實踐教育正切合了當代高校培養人才的主題。希望該課程的教學改革能夠拋磚引玉，為本校或兄弟院校其它實驗課程的教學改革提供參考。

參考文獻

[1] 向本瓊，桑建利.北京師范大學生命科學與技術實踐教學創新體系：高校生命科學基礎課程報告論壇文集[M].高等教育出版社，2007：338.

[2] 楊亦櫻，張曼，喬為平，等.生物化學與分子生物學實驗教學改革[J].山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2009，11（5）：577-579.

[3] 倪郁.分子生物學綜合實驗課程的設計和實踐[J].西南師范大學學報：自然科學版，2012（2）：147-149.