獨立學院分子生物學實驗教學改革與實踐

王亮 王顯赫 庹超 付晶 孟凡欣

摘要：針對獨立學院分子生物實驗改革和發展過程中存在的問題，在優化整合實驗室儀器和設備，建立科學的實驗教學體系，改革教學內容和方法，完善實驗考核方式等方面進行了探索與實踐。

關鍵詞：分子生物學；實驗教學；探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）14-0250-03

一、引言

分子生物學是從分子水平研究生命本質的一門新興邊緣學科，其核心內容是在核酸與蛋白質水平上研究基因的復制、表達及其調控，它的發展為人類認識生命現象帶來了前所未有的機會，也為人類利用和改造生物創造了極為廣闊的前景[1]。分子生物學實驗以生物化學、細胞生物學、藥理學為基礎，其基本理論知識和實驗技術已經融合到生命科學的各個領域，并帶動和推進了其他許多學科的發展。以吉林大學珠海學院化學與藥學系省級實驗教學示范中心為例，對分子生物學實驗進行探索和實踐。

二、傳統分子生物學實驗的現狀

（一）實驗課體系不夠完整

傳統的分子生物學實驗是將一個連續的實驗切割成多個獨立的實驗進行，如活化大腸桿菌、制備與轉化感受態細胞、DNA質粒提取、基因組DNA提取等，21世紀的今天分子生物學發展迅速，我們應該與實際相結合開展PCR、蛋白質印跡和Southern雜交實驗。訓練學生使其掌握每個實驗所涉及的理論知識、實驗操作技能，分子生物學實驗內容之間都有關聯度和銜接性，但是由于時間限制，連貫性差，不利于形成一個完整、科學、合理的實驗體系，不能對分子生物學實驗有全面的認識。

（二）教學方法過于單一

在大學中實驗課教學與理論課教學我們要區別對待，所以教師不能采用一味地灌輸、填充式的教學，要改變以教師為中心的教學方法，不能僅僅依靠黑板、粉筆為工具的教學手段。教師思想上也要相應地做出改變，改變單向傳遞信息的模式，要從多角度、多方面地實施教學，充分利用現代多媒體網絡技術，多種渠道傳遞信息。與學生課堂上討論問題是重要的教學環節。在實驗課堂引入分子生物學實驗相關問題，聯系身邊實踐和現代前沿的知識進行討論，是吸引學生學習積極性的重要措施，也是對實驗教師教學能力的考驗。實驗教學中進行的討論，最好是圍繞當天進行的實驗內容展開，而且是一環扣一環，以保證在討論中牢牢抓住學生的注意力，從而引發學生進一步的思考。

（三）分子生物實驗課成本高

分子生物實驗對設備性能要求高，大多數是進口的實驗儀器與實驗耗材，其價格偏高，巨大的資金預算會拖垮很多小型科研單位。實驗時間長，由于資源有限，實驗大部分以演示為主，由于分子生物學實驗內容比較抽象，實驗技術較難把握，學生沒有動手練習，實驗過程不能有真實的感受，降低了學生的動手能力。以“重組人白介素-18（rhIL-18）基因工程菌的構建”為例，涉及到的酶就有5種之多，如BglⅡ、PstⅠ、BamHⅠ、Taq酶、T4連接酶，相關的試劑盒：UNIQ-10柱式質粒抽提盒、DNA柱回收試劑盒。這些都無形中增加了實驗課的成本。

三、分子生物學實驗改革與實踐

（一）實驗資源優化分配

實驗資源的優化分配，需要從涉及到的學科和課程內容方面進行交叉對比，特別是以教學為目的開設的實驗室，要從學校學科發展的長遠角度考慮，將教學需要與科研需求進行整合，將一些單獨的、零散的規模較小的實驗室規劃為大型的、綜合性的實驗室，用這種方法來提高實驗資源的綜合利用效率。對于實驗資源需要建立共享平臺，合理分配各個專業的實驗資源和利用情況，并且根據實驗教學的需要進行合理的分配。例如風光光度計與藥學綜合實驗共享，無菌操作臺與發酵學實驗共享，通過手機app查看課程安排，將實驗室管理、資源管理、設備管理等信息共享，通過網絡這個平臺，加強教師和教師、教師與學生、學生與學生之間的信息資源共享，同時也有利于幫助管理人員更好地掌握實驗資源的建設和利用情況，并且根據需要進行適當的分配，以此實現實驗資源利用效率的最優化。同時，共享機制的建設也有利于消除專業之間的資源搶奪情況，有利于實現實驗資源的優化配置。

（二）實驗教學方法多元化

1.分子生物學實驗，具有實驗手段多元化，實驗過程精細化的特點，實驗中細節決定結果。而通過觀看錄像、虛擬仿真軟件等多媒體形式能夠把抽象的理論形象化，使實驗的整個過程變得真實、形象；利用多種感觀的刺激，使學生獲取更多的信息，給學生創造一個真實的學習情境，切實幫助學生獲得知識。

2.對實驗室無法開設的實驗，利用多媒體形式展示或操作軟件，拓展學生視野，使學生了解到更多較前沿的、先進的分子生物學實驗技術。

3.中心通過與本部（吉林大學）分子生物學精品課程網站進行實驗資源共享與交流，使學生可以在手機上與更多高水平的老師交流溝通，從而使學習的手段更加多元化、豐富化，發揮學校本部的資源優勢，從而達到資源共享的最優化。

4.實驗方法的優化。為了讓學生對分子生物學實驗能有一個整體的認識，將“重組人白介素-18（rhIL-18）基因工程菌的構建”實驗設計成一個連續4天的實驗：

（三）實驗考核體系的科學化、合理化

建立一個科學、合理的分子生物學實驗課考核體系，不僅可以客觀全面地評價學生成績，也可以更好地展示教學效果。實驗課的考核及評價體系可以分為4個方面：

1.平時成績（10分），包括實驗課平時表現、討論問題，課堂上的紀律，實驗藥品與器材的擺放。

2.實驗報告（25分），包括實驗的題目、實驗的原理、實驗的儀器、試劑、詳細的實驗步驟、實驗的注意事項等。通過上述的預習可以使學生對實驗的操作過程更加熟練，從而避免實驗中出現錯誤的、不規范的操作。實驗報告中要求學生體現出在實驗過程中存在的問題，實驗結果有否偏差。通過查找文獻資料、討論、分析，對這些問題做出合理解釋，并在教師的指導下得出正確的結論。

3.實驗操作（35分）。實驗操作的題目主要是對實驗過程中操作內容的高度總結；提問部分主要從實驗設計、實驗的過程、鑒定實驗結果等設計不同題目。

4.實驗理論考核（30分）。試卷類型多元化，如填空題、問答題、論述題等。

四、總結

分子生物學實驗課現在已經成為當今高等學校生命科學領域的一門十分重要的實驗課程，也是我們認識微觀世界與宏觀世界的一種方法，分子生物學技術在動物科學領域以及環境科學領域都發揮著重要作用。學生在分子生物學實驗中，要掌握相應的實驗原理、方法，形成一個完整的體系。

參考文獻：

[1]朱玉賢，李毅，鄭曉峰.現代分子生物學[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]趙曉剛.中學開展分子生物學實驗的探索與思考[J].生物學通報，2006，41（4）：37-38.

[3]孔董俊，穆崑.職院校實驗資源優化配置的探討[J].讀與寫（教育教學刊），2014，（6）：76.