食品專業(yè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李燦嬰，葛永紅，呂靜祎，密　更，勵(lì)建榮

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧錦州　121013）

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食品專業(yè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李燦嬰，葛永紅，呂靜祎，密更，*勵(lì)建榮

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧錦州121013）

摘要：“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)是食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對實(shí)驗(yàn)條件和操作技能要求較高。針對渤海大學(xué)食品專業(yè)本科生“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的主要問題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生反饋，從“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作技能和教學(xué)方法3個(gè)方面提出改革意見，為其他普通本科院校提高食品專業(yè)的“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：食品專業(yè)；“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

0　引言

“分子生物學(xué)”是一門研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，闡明生命本質(zhì)的課程，注重理論課程和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)合[1]。開設(shè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課，有助于學(xué)生鞏固分子生物學(xué)理論知識以及對分子生物學(xué)新發(fā)現(xiàn)的探索[2]。食品專業(yè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課，必須結(jié)合專業(yè)特色更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改革教學(xué)模式[3]。渤海大學(xué)作為省屬普通本科高校，在食品專業(yè)開設(shè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程，教學(xué)時(shí)數(shù)為34學(xué)時(shí)，旨在使食品專業(yè)的同學(xué)了解“分子生物學(xué)”的基本理論，學(xué)習(xí)“分子生物學(xué)”的基本操作和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，向基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、素質(zhì)高的復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)靠攏。本文在分析本校食品專業(yè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，建立并完善“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量體系，努力提高“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，從本科人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，提出相應(yīng)對策建議，以利于其他省屬普通高校食品專業(yè)推動“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量。

1存在的問題

1.1資金不足，資源配置不合理

“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中用到的耗材較多且藥品較為昂貴，對儀器設(shè)備等硬件條件要求較高，而學(xué)校整體投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)費(fèi)有限，很多實(shí)驗(yàn)無法開設(shè)，難以滿足讓學(xué)生做多個(gè)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)的要求。此外，由于該校近年才開始在食品專業(yè)開設(shè)該實(shí)驗(yàn)課，購買的大量先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備沒有得到充分利用，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備整體利用率不高。

1.2實(shí)驗(yàn)連貫性差，體系不科學(xué)，教學(xué)方式單一

“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)條件要求較高，且與食品專業(yè)其他基礎(chǔ)課（如生物化學(xué)、食品微生物學(xué)等學(xué)科）有著廣泛的學(xué)科交叉與聯(lián)系[4]。傳統(tǒng)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)注重實(shí)驗(yàn)技術(shù)的驗(yàn)證，每次實(shí)驗(yàn)用的材料不同，忽略了各實(shí)驗(yàn)間的結(jié)合性和連貫性，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)只是針對某一分子生物學(xué)現(xiàn)象開展的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式為講授式教學(xué)，側(cè)重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即教師講、學(xué)生做。這種教學(xué)方式造成學(xué)生自主探究能力較差，限制了學(xué)生的思維發(fā)展。

1.3學(xué)生對“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)興趣不大

本課程的授課對象為食品專業(yè)的本科生，“分子生物學(xué)”基礎(chǔ)比較薄弱，且“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以往實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、學(xué)生人數(shù)多，實(shí)驗(yàn)按每組幾人進(jìn)行，無法做到每個(gè)學(xué)生都能親自參與實(shí)驗(yàn)過程，且“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)所選取的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較抽象，部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)不是太感興趣，實(shí)驗(yàn)中走過場。

2“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1優(yōu)化資源配置、建立合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

首先是學(xué)校重視“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)并增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)投入。“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)用到的藥品和耗材一般都較為昂貴，在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和教師的努力下，學(xué)校能撥付較多的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，以確保實(shí)驗(yàn)材料有充足的保障。二是提高設(shè)備利用率。鼓勵(lì)教師多申請一些開放課題，在開放課題中教師依據(jù)各自的研究方向設(shè)計(jì)一些相關(guān)的“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)，有興趣的學(xué)生可以參與進(jìn)來，以此來提高儀器設(shè)備利用率，重視對學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

如何選取與食品研究領(lǐng)域密切相關(guān)的基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容尤為重要[5]，“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課要選擇有針對性且實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并要保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完整性[6]。該校食品專業(yè)本科生“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生已經(jīng)修完“生物化學(xué)”“食品微生物學(xué)”“食品生物技術(shù)”等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)，“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)中教師選取常用溶液配制及儀器的規(guī)范使用操作、植物總RNA提取、植物DNA提取及純度鑒定、瓊脂糖凝膠電泳、目的基因PCR擴(kuò)增等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。由淺入深、互相銜接的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本包括了生物學(xué)基礎(chǔ)研究的基本操作方法，還涉及到未來畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、開展課題研究中最常用的一些“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

2.2注重實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的培養(yǎng)

在“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)中，基本操作規(guī)范才能保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。如在植物基因組DNA提取實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生進(jìn)行TE緩沖液的配制，著重糾正微量加樣器、電子天平、pH計(jì)等設(shè)備使用的規(guī)范，達(dá)到了很好的效果。教師在講解過程中著重強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵環(huán)節(jié)上標(biāo)準(zhǔn)操作的方法以及實(shí)驗(yàn)中誤操作可能帶來的后果，這樣做既保證“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，也能避免實(shí)驗(yàn)材料不必要的損耗。實(shí)驗(yàn)過程中正確引導(dǎo)學(xué)生操作規(guī)范，不僅可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，也有利于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作習(xí)慣。

2.3培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力

分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，而課堂上時(shí)間有限，僅能讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。例如，讓學(xué)生懂得分子生物學(xué)操作要注意避免環(huán)境以及人所攜帶的酶對DNA、RNA的降解作用；實(shí)驗(yàn)過程中用到的試劑極為微量，很小的失誤都有可能導(dǎo)致極大的誤差。這不僅可避免他們課堂上實(shí)驗(yàn)的失敗，在未來進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)時(shí)還可以事先設(shè)想出操作的注意事項(xiàng)，在有限的過程中，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，這對于學(xué)生的發(fā)展更有意義。

以植物總RNA提取為例，它是分子生物學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)，但操作流程復(fù)雜。教師給學(xué)生選擇Trizol法，在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)中用到的離心管、移液器槍頭、研缽等都要用DEPC水浸泡過夜，然后高溫滅菌烘干備用。但在具體的實(shí)驗(yàn)操作中，每個(gè)分組都有十幾個(gè)學(xué)生在一個(gè)大實(shí)驗(yàn)室同時(shí)提取植物RNA，要嚴(yán)格操作要求有一定的難度。學(xué)生在提取葉片總RNA時(shí)出現(xiàn)了以下問題：液氮研磨樣品時(shí)動作不夠迅速，做實(shí)驗(yàn)時(shí)忘記勤換一次性手套，通風(fēng)櫥中加溶液時(shí)手忙腳亂等。盡管實(shí)驗(yàn)開始前準(zhǔn)備很充分，但在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生出現(xiàn)各種問題，多給學(xué)生講解和示范，鼓勵(lì)學(xué)生多加練習(xí)，這對于培養(yǎng)學(xué)生的耐心和毅力以及臨場應(yīng)變能力很有好處。

2.4創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將以往學(xué)生完全按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和教師講解操作的實(shí)驗(yàn)授課模式，逐漸改變?yōu)樵趯?shí)驗(yàn)過程中較多鼓勵(lì)學(xué)生提問題，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中某些環(huán)節(jié)等啟發(fā)式教學(xué)模式。在授課過程中，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和動手能力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性[7]。

“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)經(jīng)常涉及反應(yīng)時(shí)間，筆者在實(shí)驗(yàn)過程中，將實(shí)驗(yàn)等待的時(shí)間用于與學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，以及學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)的各種問題，不僅加深了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的印象，而且有益于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，合理利用實(shí)驗(yàn)課時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神的教學(xué)目標(biāo)。

2.5建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核體系

制定科學(xué)合理、客觀公正的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系是“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有序運(yùn)行的重要保障[8]。該校從實(shí)驗(yàn)基本操作、綜合實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成和平時(shí)成績4個(gè)方面完成實(shí)驗(yàn)考核評價(jià)。實(shí)驗(yàn)基本操作考核比例占20％，主要考核學(xué)生基本操作的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，如微量移液器的正確使用、緩沖液的配制（如TE緩沖液、Tris- HCl緩沖液等）、跑膠點(diǎn)樣等常規(guī)內(nèi)容。綜合實(shí)驗(yàn)操作考核比例占40％，考核學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的能力，從實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察與分析、實(shí)驗(yàn)用品使用與整理等方面全面考核。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核比例占30％，要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、實(shí)驗(yàn)中試劑的作用、實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題的解釋及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性等方面做詳細(xì)說明，改變以往學(xué)生直接抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可的形式。平時(shí)成績占10％，主要考核學(xué)生出勤率、實(shí)驗(yàn)儀器使用和預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)儀器使用是指學(xué)生對高速離心機(jī)、電泳儀、移液器、紫外線可見分光光度計(jì)等儀器的使用保護(hù)情況；預(yù)習(xí)報(bào)告的好處是使學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)中需要用到的儀器、藥品及注意事項(xiàng)，增加課堂實(shí)驗(yàn)操作過程的熟練度和成功率，避免實(shí)驗(yàn)操作中不必要的失誤。改革后的考核體系突出對學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)綜合能力的考核，著重培養(yǎng)學(xué)生的求實(shí)精神和嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，讓每個(gè)學(xué)生都能積極參與實(shí)驗(yàn)過程，提高學(xué)生的動手能力和綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

3結(jié)語

“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革，使學(xué)生對抽象的“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)相關(guān)技術(shù)有了具體的初步理解，體會到驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，培養(yǎng)了實(shí)事求是、踏實(shí)認(rèn)真的科研精神，也體會到了科研工作的艱辛和試驗(yàn)成功后的喜悅。“分子生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)作為省屬高校食品專業(yè)的一門新開課，以充分調(diào)動學(xué)生積極性、培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才的標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性思維的能力，為該校培養(yǎng)新一代應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才打下良好基礎(chǔ)。

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Teaching Reform of Molecular Biology Experiment for Food Science Major

LI Canying，GE Yonghong，LV Jingyi，MI Geng，*LI Jianrong
（College of Food Science and Technology，Bohai University，Jinzhou，Liaoning 121013，China）

Abstract：Molecular Biology experiment is a professional basic course in food science major，which has higher requirements for experimental conditions and operation skills. This article points out the main problems in teaching of Molecular Biology experiment to the students who major in food science. According to the teaching experience and students feedback，teaching reform is proposed based on Molecular Biology experiment teaching content，experimental operation skills and teaching methods. It may be a reference to other universities to improve food Molecular Biology experiment teaching quality.

Key words：food science；Molecular Biology experiment；teaching reform

*通訊作者：勵(lì)建榮（1964—），男，博士，教授，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品貯藏加工與質(zhì)量安全控制。

作者簡介：李燦嬰（1981—），女，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)楣哔A藏與保鮮。

基金項(xiàng)目：遼寧省教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于‘協(xié)同創(chuàng)新中心’的食品科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”（UPRP20140035）的階段性成果。

收稿日期：2016- 01- 06

文章編號：1671- 9646（2016）03a- 0084- 03

中圖分類號：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.03.025