分子生物學“3+1”實驗教學體系的探索與實踐

段瑞君++梁健

摘要：介紹了青海大學生態環境工程學院構建分子生物學“3+1”實驗教學體系的實踐體會，闡述了該實驗教學體系的建設思路與建設規劃，總結了該實驗教學體系在建設過程中的實踐與探索。

關鍵詞：分子生物學；實驗教學體系；建設思路

分子生物學學科是20世紀90年代初建立起來的一門學科，它是由遺傳學、細胞生物學和生物化學的深入發展而逐漸形成的一門獨立的學科體系，并迅速滲入到整個生物科學的各個學科當中。現已成為生命科學領域最為基礎、最為重要的主干課程之一。

分子生物學是一門理論與實驗緊密結合的學科。通過分子生物學實驗教學，既可以使學生更好地理解理論內容，又可以培養學生扎實的實驗能力和認真嚴謹、實事求是的精神[1]。為了突出實踐教學在學生素質培養方面的重要地位，青海大學生態環境工程學院在分子生物學實驗教學中建立了課堂教學與實驗教學分離的“3+1”實驗教學體系（即基礎性試驗、綜合性實驗、創新性實驗和科研訓練），單獨開設了分子生物學綜合性大實驗，增加了分子克隆等開放性和綜合性的實驗。這種模式改變了實驗教學依附于理論教學的現狀，有益于培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。

一、分子生物學實驗課程建設現狀

青海大學生態環境工程學院《分子生物學》課程自2003年開設以來，學院先后選派教師赴浙江大學、清華大學等院校進行了學習培訓。2004年在清華大學生命科學與技術系的指導和幫助下，建立分子生物學實驗室，專門承擔“分子生物學”的本科和研究生教學和科研工作。2010年青海大學教學計劃修訂時分子生物學課程被定為生物類、農牧類相關專業的學科平臺課。短短的9年期間，該課程已經成為生物科學及相關專業本科生、碩士生的核心課程。通過教學人員的不斷進修學習，研究方向的不斷凝練，儀器設備的不斷更新，已在青海省內形成鮮明特色并確立了相應的地位。

2007年根據分子生物學的飛速發展，借鑒清華大學研究型大學實踐教學體系的建設經驗[2-4]，進一步修訂了課程計劃，從2006級生物技術專業開始理論課教學調整為48學時，實驗課單獨開設16學時，同時開設了2周的分子生物學綜合性大實驗，建立了分子生物學“3+1”實驗教學體系，優化了課程的結構，增加了實驗教學的環節，豐富了分子生物學的實驗教學，同時提高了學生的動手能力和對學生綜合實驗能力的培養。

二、“3+1”實驗教學體系的建設思路

實驗教學內容和方法的改革是實驗教學改革的重點和難點，也是適應知識經濟和創新教育的關鍵[5]。借鑒清華大學研究型大學實踐教學體系的建設經驗[2，3]，初步設計了基礎性（技能性訓練）、綜合性和研究創新性三個層次以及本科生進入科研實驗室參與的科研訓練的“3+1”實驗教學體系。其中，3是指將實驗課程分為3大類，第1類是基礎性（技能性）實驗課程，訓練學生的基本專業技能；第2類是綜合性實驗課程，提高學生的綜合能力；第3類是研究創新性實驗課程，加強學生的創新能力和探索精神；1是指本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。

實驗操作是掌握分子生物學精髓的主要途徑，而且在學習上能起到事半功倍的效果。因此，我們通過一系列的實驗從基因的分離、純化、轉化、鑒定等方面，幫助學生掌握分子生物學基本的實驗方法和技能，使學生進一步鞏固和掌握有關分子生物學的相關理論。同時在條件許可的情況下在分子生物學綜合性大實驗中提供多種實驗材料讓學生自行設計和準備實驗，培養學生獨立科研能力。設計思想和目的在于：（1）驗證課本知識；（2）掌握基本的操作技能；（3）學習先進的系統的實驗操作方法；（4）培養獨立工作的能力；（5）形成研究型思維；（6）學習撰寫研究論文。

三、“3+1”實驗教學體系的建設規劃

根據分子生物學實驗課程的性質、類型和具體要求，對實驗內容進行整合，結合現有分子生物學相關課程，將分子生物學實驗課程和實驗內容整合為基礎性（技能性訓練）、綜合性和研究創新性三個層次以及本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。本課程的實踐性教學由“分子生物學實驗”、“生物化學與分子生物學綜合性大實驗”和“基因工程實驗”三門實驗課程組成。其中分子生物學課程實驗重在基礎性教學，生物化學與分子生物學綜合性大實驗重在綜合性訓練，基因工程課程實驗重在研究性層次訓練，而本科生畢業論文重在本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。

四、“3+1”實驗教學體系的實驗教學效果

由于“分子生物學”具有理論與實踐結合極為緊密的特點，因此該課程在教學過程中不僅要系統地講授重要的基礎理論，及時反映學科前沿和最新進展，而且要開設涵蓋核酸的分離、提取、純化、檢測等實驗技術的綜合實驗課程。學生通過實際操作，不僅實際動手能力得到明顯提高，而且有助于對課程理論部分的理解。經過幾年的分子生物學“3+1”實驗教學體系的探索與實踐，我們逐步實現了將分子生物學實驗從驗證性實驗向綜合性、創新性和研究型實驗的轉變。

實驗體系建立要注意到各個實驗內容之間銜接與關聯[6]，因此在2010版的教學大綱制定和修訂工作中，我們充分加強課程實驗和綜合性大試驗之間的聯系，增強了學生分解實驗、合理安排實驗時間的能力，對一些特別常用和重要的技術也起到重復訓練的作用。

具體講授中，鑒于分子生物學實驗技術內容發展迅速、內容廣泛，我們將分子生物學實驗教學重點放在分子克隆技術內容上，在分子生物學實驗課程教學中充分加強專項實驗技術，以利于分子生物學綜合性大試驗的開展。

通過以上實驗的改革，開闊了同學們的視野，激發了學生學習的積極性和創造性，培養了同學們獨立分析問題和解決問題的能力，增強了學生的科學意識和創新意識，大大提高了實驗教學效果，對學生接受科研訓練、完成畢業論文、進入研究生階段的學習和實驗研究以及畢業后從事相關技術研究工作奠定了基礎。

五、今后進一步建設的發展思路

實踐教學對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有特殊作用[7]。這一指導思想下，我們提出了今后進一步建設的發展思路，進一步深化分子生物學“3+1”實驗教學體系的改革，采用現代教學理論，創新實驗教學方法，為學生提供良好學習環境，注重在學生實驗課程教學內容的調整、基本實驗過程的安排及設計實驗的實施上的銜接，將個別典型的設計作為重點普及，使學生們依托高原資源背景，應用基本理論和實驗技能，提高創新能力，培養團隊協作精神，進一步提高生物學及相關專業本科生的實踐能力。

參考文獻：

[1]周曉馥，勾暢，未曉薇，等.教學科研一體化在分子生物學實驗教學中的研究與探索[J].安徽農業科學，2013，41（4）：1852-1853，1878.

[2]屠萍官，張榮慶，王喜忠.研究型大學實踐教學體系的改革與創新[J].實驗技術與管理，2005，22（1）：1-4.

[3]屠萍官，陳堅剛.現代生命科學實驗教學示范中心建設的實踐[J].實驗技術與管理，2006，23（3）：1-4.

[4]劉進元等：分子生物學實驗指導[M].北京：清華大學出版社，2002.

[5]黃永蓮，孫世軍.高校生物學實驗教學改革初探[J].湛江師范學院學報，2004，25（3）：122-125.

[6]張寶珠，陳德富.培養學生綜合能力的“分子生物學實驗”課程體系的建立[J].高等理科教育，2005，（04）：90-92.

[7]王洪君，趙輝.創新教育思想在實驗室建設和實驗教學中的體現與實踐[J].實驗技術與管理，2003，20（5）：93-95.endprint