農(nóng)業(yè)院校研究生“分子生物學及實驗技術(shù)”教學改革與實踐

崔喜艷，陳艷慧，楊 雪，李 勇

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，吉林長春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學研究生院，吉林長春 130118)

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農(nóng)業(yè)院校研究生“分子生物學及實驗技術(shù)”教學改革與實踐

崔喜艷1，陳艷慧2，楊 雪1，李 勇2

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，吉林長春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學研究生院，吉林長春 130118)

分子生物學是農(nóng)業(yè)院校作物學等一級學科開設(shè)的一門專業(yè)課。根據(jù)吉林農(nóng)業(yè)大學新時期對碩士研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案的調(diào)整，強化教學決定生存、科研決定水平、質(zhì)量決定興衰的教學理念，闡述了“分子生物學及實驗技術(shù)”課程在教學內(nèi)容、教學方法、教學方式、教材建設(shè)和考核方法等方面的改革與實踐，加強“分子生物學及實驗技術(shù)”課程建設(shè)，充分發(fā)揮課程教學改革成果在研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中的作用。

農(nóng)業(yè)院校；研究生教學；分子生物學；實驗技術(shù)；教學改革

分子生物學是從分子層次闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學，主要研究生物大分子(核酸和蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)、功能及其互作關(guān)系。近年來，分子生物學技術(shù)在生物學等各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，部分國內(nèi)外院校也把分子生物學作為研究生的必修或選修課程。研究發(fā)現(xiàn)，碩士研究生的分子生物學課程在一些院校是全程理論授課，部分是由理論和實驗兩部分構(gòu)成，部分僅完成分子生物學實驗內(nèi)容[1]。分子生物學理論內(nèi)容比較抽象，而作為其輔助的分子生物學實驗教學不僅是課堂教學的延伸和鞏固，而且是培養(yǎng)研究型創(chuàng)新性人才的重要途徑[2-3]。在吉林農(nóng)業(yè)大學，“分子生物學”課程是作物學、園藝學、植物保護等一級學科從2008年開始開設(shè)的通開課。9年來，開設(shè)該門課程的專業(yè)由9個增加到15個，學生由每年50人增加到170人。根據(jù)2014年《教育部關(guān)于加強學術(shù)學位研究生課程建設(shè)的意見》以及新研究生培養(yǎng)方案的要求，“分子生物學”課程于2014年更名為“分子生物學及實驗技術(shù)”，在研究生培養(yǎng)過程中加大了實驗技術(shù)教學的權(quán)重。

1 “分子生物學及實驗技術(shù)”教學面臨的問題

近年來，分子生物學的發(fā)展日新月異，其理論、實驗技術(shù)不斷更新，使得研究生分子生物學教學面臨很大考驗?？偨Y(jié)多年以來的教學實踐，我們發(fā)現(xiàn)“分子生物學”理論和實驗教學中均存在著一些問題：理論內(nèi)容專業(yè)性強，較為枯燥，有的不屬于學生的研究方向，學生學習積極性不高；教師教學手段單一，學生自主學習平臺、交互式學習的模塊少，學生未能養(yǎng)成參與式學習的習慣；教授對象是全校不同專業(yè)的研究生，各專業(yè)研究生分子生物學理論和實驗知識基礎(chǔ)參差不齊，課堂講授難度較大；目前缺乏適合本校學生使用的分子生物學理論及實驗教材，相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進展涵蓋不全面；閉卷考試的單一性限制了對研究生綜合能力的考察，同時也不利于對創(chuàng)新人才創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；分子生物學發(fā)展突飛猛進，投入到分子生物學實驗課程建設(shè)中的經(jīng)費不足。

結(jié)合吉林農(nóng)業(yè)大學碩士研究生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實際特點，從教學內(nèi)容、教學方法、教學方式、教材建設(shè)和考核方法等方面對“分子生物學及實驗技術(shù)”課程進行改革與實踐，加強課程建設(shè)，充分發(fā)揮課程教學改革在研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中的作用。

2 “分子生物學及實驗技術(shù)”教學內(nèi)容改革

原分子生物學的理論內(nèi)容(30學時)，注重的是基本知識講解，與本科教學有很多重復(fù)的內(nèi)容；目前本門課程理論部分(16學時)主要講授DNA與基因、核酸生物合成及調(diào)控、蛋白質(zhì)生物合成及調(diào)控、核酸與蛋白質(zhì)的相互作用、DNA或蛋白質(zhì)的化學修飾與基因表達、常用分子生物學研究技術(shù)及方法。以上理論課程的內(nèi)容，為分子生物學課程的核心，同時也是所有學科研究的基本內(nèi)容。以往的分子生物學實驗課(15學時)的教學方式基本與本科生相同，按照實驗指導(dǎo)，每次實驗只做單一內(nèi)容。學生基本是按照實驗操作步驟進行，所學習的各個實驗在內(nèi)容上毫無聯(lián)系，實驗性質(zhì)多為驗證性。為了適應(yīng)21世紀對科研人才培養(yǎng)的需要，對實驗的教學內(nèi)容進行了改革，改變了傳統(tǒng)實驗教學方式，將實驗內(nèi)容進行了整合。實驗性質(zhì)均為綜合性實驗(16學時)，實驗項目包括質(zhì)粒DNA的提取、質(zhì)粒DNA的雙酶切驗證、質(zhì)粒DNA的PCR驗證、核酸的瓊脂糖凝膠電泳。要求學生掌握分子生物學基本實驗技能，如無菌操作、蛋白質(zhì)及酶制劑使用及保存、分子生物學常用的儀器操作等(表1)。改革只是從實驗內(nèi)容、實驗材料以及授課方式等方面進行了調(diào)整，沒有增加教師的工作量，但能全面鍛煉研究生的動手能力。

表1 “分子生物學及實驗技術(shù)”課程改革前后理論及實驗內(nèi)容的對比

3 “分子生物學及實驗技術(shù)”教學方法改革

傳統(tǒng)課堂往往成為教師播放PPT和講解的“一言堂”。培養(yǎng)學術(shù)研究生，在教學中更應(yīng)注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促進課程學習和科學研究的有機結(jié)合。教學內(nèi)容不僅要新穎，更要求方法和手段與時俱進。擴大招生后，“分子生物學及實驗技術(shù)”授課對象整體水平參差不齊，甚至有的學生沒有接觸過該門課程。本課程在教學方法、教學手段等方面進行了改革嘗試，教學方法以引導(dǎo)式、參與式、討論式為主，翻轉(zhuǎn)課堂，讓學生講解專題，加強師生的互動，使學生由被動接受到主動學習。

教學手段是保證教學任務(wù)順利完成的先決條件之一。充分利用學?，F(xiàn)有的良好教學資源，在教學中采用在線教學方式，使課堂教學直觀化、動感化，提高學生的學習興趣。分子生物學內(nèi)容較為抽象，教學以圖像、聲音、文字等并存的方式進行，使得學生易于理解，明顯提高了教學效果。在傳授前沿知識、增加信息量等方面，在線課堂和多媒體教學具有重要的作用，已成為理論課的主要教學手段之一。對于一些難以理解的實驗，如質(zhì)粒DNA的提取、質(zhì)粒的雙酶切等，使用多媒體能夠動態(tài)地展示整個實驗過程，有助于加深學生對實驗的理解和記憶，將抽象的原理變得形象化。另外，使用多媒體對分子生物學技術(shù)的成果進行展示，讓沒有分子生物學實驗背景、初次接觸分子生物學實驗的學生了解實驗常規(guī)儀器的使用方法和用途，正確掌握實驗操作手段，讓所有學習本門課程的研究生在基本理論和技能提高方面受益，極大地激發(fā)學生的學習興趣。

4 “分子生物學及實驗技術(shù)”教學方式改革

理論內(nèi)容合班授課，采用學生參與式教學方法：設(shè)置專題，學生分組，按專題查閱文獻，小組討論后制作PPT，選擇理論課的最后一節(jié)課，翻轉(zhuǎn)課堂，讓學生進行講解、討論、匯報；實驗課采取小班(每班24人，每組2人)授課，教學中最大限度地讓每名學生參與，培養(yǎng)學生動手能力及獨立科研能力。學生實驗過程包括檢索文獻、安排實驗小組、實驗操作、師生討論、撰寫實驗報告(圖1)。實驗教學中，指導(dǎo)教師除了對每一步驟的原理進行必要的講解外，更側(cè)重于對注意事項、實驗技巧進行提示。通過實驗改革，全面鍛煉研究生的創(chuàng)新能力、動手能力、表達能力和合作能力，對學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性思維的提高有一定的幫助，有利于其今后獨立開展科研工作[4-5]。

5 “分子生物學及實驗技術(shù)”教材建設(shè)

研究生授課沒有固定教材，本課程理論內(nèi)容的講授主要參考朱玉賢主編的《分子生物學》和Robert F.Weaver主編的MolecularBiology。實驗教材使用崔喜艷教授的《生物化學與分子生物學實驗》，該教材雖然能作為研究生學習分子生物學基礎(chǔ)實驗的參考，但缺乏適宜科學研究的專門技術(shù)[6]。隨著生命科學的發(fā)展、生物技術(shù)手段的日新月異，生命的奧秘不斷被認識和發(fā)現(xiàn)，分子生物學新概念和理論的出現(xiàn)、新實驗技術(shù)的產(chǎn)生迫使我們要緊跟科技發(fā)展前沿，在強化理論基礎(chǔ)的同時及時進行知識的更新，讓學生及早了解和掌握分子生物學的動態(tài)、進展。因此，目前正在編寫適合研究生學習的簡明分子生物學理論及實驗教程。

圖1 分子生物學實驗技術(shù)教學流程

6 “分子生物學及實驗技術(shù)”考核方法

考試是高校教學工作的基本環(huán)節(jié)，是反映學校辦學質(zhì)量、了解教師教學效果、檢查學生掌握知識程度的一種必要手段。閉卷考試形式單一，對研究生知識的考察具有一定的主觀隨意性、片面性和不規(guī)范性。完全放棄閉卷考試，有些學生可能會放松對課程基本理論知識的學習。為此，“分子生物學及實驗技術(shù)”課程采取了閉卷考試、設(shè)計綜合實驗報告、學生講解專題三部分相結(jié)合的綜合成績考核辦法，分別考察研究生對分子生物學基本理論的掌握、綜合實驗與科研素養(yǎng)能力、翻轉(zhuǎn)課堂講解能力，還可使教師從中受益，為進一步提高教師教學能力，積極進行分子生物學研究生教學改革積累素材。

7 結(jié)語

隨著生命科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，科研人員不僅要具備較強的動手能力和相關(guān)的專業(yè)知識，而且要具有完整的實驗思路、較強的科研創(chuàng)新精神?！胺肿由飳W和實驗技術(shù)”課程對農(nóng)業(yè)院校各相關(guān)專業(yè)研究生實驗技能、科研素養(yǎng)的提高具有積極作用。筆者在對6屆不同專業(yè)研究生的“分子生物學及實驗技術(shù)”課程的授課過程中取得了一些經(jīng)驗，使研究生能積極主動地掌握分子生物學基本理論和常用的技術(shù)，對研究生科研能力的提高有所裨益。但就目前來看，分子生物學實驗成本過高，實驗教學儀器較為落后等問題還束縛著高校研究生分子生物學課程的改革，因此需要進一步加強研究生分子生物學課程建設(shè)，提高教學質(zhì)量。

[1]崔喜艷,姜秀云,余濤,等.“基礎(chǔ)生物化學”課程建設(shè)與改革實踐[J].高校生物學教學研究:電子版,2013(3):32-35.

[2]李莉云,張萃,鞏校東,等.研究生分子生物學實驗教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報:農(nóng)林教育版,2012(1):73-75,78.

[3]林家齊,李玲.深化高校實驗教學改革 促進創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].科技與管理,2009(6):124-127.

[4]周曉馥,勾暢,未曉巍,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(nóng)業(yè)科學,2013(4)：1852-1853,1878.

[5]郭婷婷,沈偉榮,何培民.碩士研究生分子生物學實驗教學改革嘗試[J].山西農(nóng)業(yè)大學學報,2006(5):13-14.

[6]甘純璣,崔喜艷.生物化學與分子生物學實驗[M].北京:高等教育出版社,2014.

2016-07-25

吉林農(nóng)業(yè)大學研究生核心課程建設(shè)項目“分子生物學及實驗技術(shù)”(吉農(nóng)研字[2015]6號)。

崔喜艷(1971- )，女，教授，博士，從事生物化學與分子生物學研究。

G643.0

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2095-7602(2016)12-0143-04