新建本科院校農(nóng)林生物專業(yè)分子生物學(xué)實驗教學(xué)探索論文

　　摘要：

　　為提高新建本科院校農(nóng)林生物專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)效果，應(yīng)注重實驗教學(xué)組織方式的創(chuàng)新。強(qiáng)化實驗前準(zhǔn)備與實驗后討論，進(jìn)行實驗教學(xué)改革探索。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的獨立性、主動性。

　　關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；實驗教學(xué)；本科

　　當(dāng)今生命科學(xué)飛速發(fā)展，分子生物學(xué)已滲透到生命科學(xué)的各個學(xué)科，發(fā)揮著不可替代的重要作用。分子生物學(xué)技術(shù)也成為生物相關(guān)學(xué)科研究的主要方法和手段。分子生物學(xué)在絕大多數(shù)生物本科課程體系中被設(shè)為必修課程[1]。分子生物學(xué)實驗是生命科學(xué)研究領(lǐng)域中融技術(shù)前沿性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性于一體的大型專業(yè)實驗課程。重點大學(xué)生物專業(yè)培養(yǎng)的是世界一流生物學(xué)家的后備軍，在分子生物實驗教學(xué)改革方面具有廣闊的國際視野，時刻跟蹤學(xué)科前沿動態(tài)。地方本科院校由于學(xué)術(shù)底蘊、實踐能力與重點大學(xué)有很大的差距，在分子生物學(xué)實驗教學(xué)的實施過程、開設(shè)實驗項目的選擇上不能機(jī)械的挪用照搬。

　　新建本科院校在設(shè)備、經(jīng)費等有限的條件下，如何高校利用各種資源，提高分子生物學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量是個值得探討的課題。

　　1、實驗教學(xué)革新定位。

　　實驗對于自然科學(xué)來說，是科學(xué)認(rèn)識的一種最基本的方法。高水平實驗教學(xué)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高效載體。突出實驗教學(xué)，利于學(xué)生主動建構(gòu)科學(xué)的知識體系。目前實驗體系常見的3層次包括驗證性實驗、綜合型提高性實驗、研究創(chuàng)新性實驗。新建本科院校分子生物學(xué)實驗在實驗學(xué)時比上不能依照重點大學(xué)的1∶1∶1比例分配標(biāo)準(zhǔn)，而是應(yīng)該把重心放在第一個層面基礎(chǔ)實驗上。

　　目前分子生物學(xué)實驗存在以下不足：有效針對性不強(qiáng)，規(guī)定實驗多，自選空間��；深層次指導(dǎo)不足；重技術(shù)、缺思想；重結(jié)果、輕分析。實驗教學(xué)的革新包括實驗內(nèi)容設(shè)計改革、實驗技術(shù)方法的創(chuàng)新和實驗教學(xué)組織方式的創(chuàng)新。

　　新建本科院校分子生物學(xué)實驗教學(xué)在現(xiàn)有設(shè)備、經(jīng)費的條件下，有效利用現(xiàn)有資源，多在加大學(xué)生的自主能動性下功夫，力爭在實驗教學(xué)組織方式上面的創(chuàng)新。筆者認(rèn)為實驗深層次指導(dǎo)體現(xiàn)在兩個方面：一是實驗難度要緊跟學(xué)科前沿動態(tài)，二是在實驗過程中老師引導(dǎo)方面要深挖，多下功夫，而不只是實驗前講解、實驗后總結(jié)。所以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生從思想認(rèn)識對實驗上加以重視，并不等于要丟掉教師的主導(dǎo)地位，而是要在怎么指導(dǎo)上下工夫，指導(dǎo)不等于大包大攬。

　　2、實驗教學(xué)組織方式革新。

　�。�1）引導(dǎo)學(xué)生端正實驗態(tài)度。

　　培養(yǎng)學(xué)生建立正確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度、養(yǎng)成正確實驗操作的習(xí)慣、以及為以后的實驗學(xué)習(xí)樹立信心至關(guān)重要。在每門實驗課的第一次課中，任課老師都會給學(xué)生這么講解。筆者認(rèn)為在具體實施過程中，教師不單要說，更重要的是合理引導(dǎo)。讓絕大多數(shù)學(xué)生愉快的完成實驗。主觀能動性決定學(xué)生自身的態(tài)度。

　　（2）問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法。

　　在實驗教學(xué)中的應(yīng)用 為了保證實驗的預(yù)期效果，引導(dǎo)學(xué)生就實驗項目涉及的背景知識、實驗方案、相關(guān)的實驗設(shè)備與方法、時間安排、疑問等幾個方面自己提出問題，自己分析、解決。避免學(xué)生盲目的實驗、稀里糊涂的實驗。分子生物學(xué)實驗試劑用量很少，在一些步驟上看不見明顯的實驗現(xiàn)象。如果學(xué)生不清楚整個實驗流程及相關(guān)的實驗知識，在實驗結(jié)果的分析、判定上不知所措。

　　目前我們?yōu)楸究粕�開設(shè)了32學(xué)時的實驗，內(nèi)容包括DNA提取、PCR、感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取、重組質(zhì)粒的鑒定。如何才能利用有限的經(jīng)費、資源、時間讓學(xué)生最大限度的掌握相關(guān)的知識。以往的實驗教學(xué)中注重教師講解基本實驗原理及操作注意事項等內(nèi)容，演示實驗過程，就事論事，學(xué)生掌握的知識面非常局限，學(xué)習(xí)缺乏積極主動性�，F(xiàn)在，我們在實驗教學(xué)前分專題、讓學(xué)生分組集中討論理論知識，拿出實驗設(shè)計方案，并對實驗課所要涉及的實驗技術(shù)進(jìn)行講解。

　　例如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)專題中包括實驗原理，反應(yīng)體系，結(jié)果分析，方法拓展及應(yīng)用。通過討論、講解、自行設(shè)計實驗，可以了解到多種PCR方法，知道PCR廣泛的用途。再比如DNA提取實驗：背景知識包括細(xì)胞破碎的方法及各種方法的原理和優(yōu)缺點、基因組DNA的提取、從植物組織提取DNA、從動物組織提取DNA、細(xì)菌DNA的制備、DNA的檢測、DNA的不同提取方法及比較；實驗準(zhǔn)備有絞股藍(lán)葉片基因組DNA的提取中所用到的實驗材料、儀器、耗材；注意事項包括葉片磨得越細(xì)越好；移液器的使用；由于植物細(xì)胞中含有大量的DNA酶，因此，除在抽提液中加入EDTA抑制酶的活性外，第一步的操作應(yīng)迅速，以免組織解凍，導(dǎo)致細(xì)胞裂解，釋放出DNA酶，使DNA降解。

　　實驗教學(xué)組織流程：實驗項目—分組、分專題—問題提出—相關(guān)資料的獲取（圖書、教材、網(wǎng)絡(luò)）—討論—預(yù)見可能遇到的問題—學(xué)生自己講授—學(xué)生自行準(zhǔn)備實驗—實驗—實驗報告的書寫—老師總結(jié)、回顧。老師總結(jié)、回顧放在最后，有利于加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力、避免學(xué)生被動接受。提高學(xué)生對實驗設(shè)計、具體操作的總體規(guī)劃、先后次序、時間安排合理。通過全方位的講解，使學(xué)生站在一個比較高的平臺上，對所做實驗心中有數(shù)，知道所學(xué)實驗的應(yīng)用。

　　當(dāng)然這種以學(xué)生為主體的教學(xué)組織形式也是有風(fēng)險的，可能由于學(xué)生預(yù)習(xí)不足導(dǎo)致實驗過程的失敗。教師可以在做預(yù)實驗的時候，備份實驗結(jié)果留做展示，幫助學(xué)生理解實驗過程、以便更好的學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識。

　�。�3）適當(dāng)增加實驗的趣味性。

　　為了提高實驗的趣味性，可以選擇人類的性別決定因子TDF基因的擴(kuò)增、FMR1基因CGG重復(fù)性，推算個體CGG重復(fù)次數(shù)，同時，借助這個實驗可以讓學(xué)生理解DNA多態(tài)性。

　�。�4）學(xué)生自行準(zhǔn)備前期實驗。

　　在分子生物學(xué)實驗教學(xué)過程中，應(yīng)盡可能地讓學(xué)生自己準(zhǔn)備實驗試劑、材料。分子生物學(xué)實驗特點實驗耗時，很多實驗是環(huán)環(huán)相扣、一氣呵成。比如感受態(tài)細(xì)胞的制備前期要菌種劃線培養(yǎng)、挑取單菌落培養(yǎng)、轉(zhuǎn)接擴(kuò)大培養(yǎng)、CaCl2制備感受態(tài)細(xì)胞。整個實驗耗時2個工作日。如果老師準(zhǔn)備好一切，學(xué)生實驗中只動手加CaCl2的程序，學(xué)生對制備感受態(tài)細(xì)胞的實驗思路鏈條不完整，同時還很容易產(chǎn)生枯燥、厭倦的心理。分子生物學(xué)實驗中試劑的準(zhǔn)備也是至關(guān)重要的一環(huán)，有許多的注意事項，如提取RNA時，實驗材料需要用DEPC處理，瓊脂糖凝膠要用電泳緩沖液配制等。讓學(xué)生以組為單位自己配制，不僅使他們更好地學(xué)習(xí)實驗技術(shù)，還培養(yǎng)了他們的獨立工作能力和責(zé)任心。這也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)發(fā)展的潛力或者社會職場的競爭力的手段之一。

　　實驗準(zhǔn)備過程中有個等待的過程，如何有效利用這段時間，合理安排自己的實驗內(nèi)容，其中也蘊含著時間管理、有效路徑的理念。等待的過程還能讓學(xué)生體會實驗過程必須耐得住寂寞。

　　學(xué)生自行準(zhǔn)備前期實驗等于在時間、空間、設(shè)備上還學(xué)生實驗的主動權(quán)。這就要求實驗安排的時間上要相對集中，減少與其他課程教學(xué)的沖突。

　�。�5）idea—培養(yǎng)學(xué)生的想像力。

　　有學(xué)者說“當(dāng)你進(jìn)入實驗室時，要像脫掉外衣那樣放下你的想像力”是告訴我們在對待實驗操作、實驗結(jié)果不能想當(dāng)然。筆者認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的想像力應(yīng)該是實驗教學(xué)的靈魂，也是最難做到的。

　　一方面，引導(dǎo)學(xué)生從分子生物發(fā)展中體會，比如從pcr歷史體會Mullis的想象力。PCR確實是實驗中的一個小技巧，pcr is simple idea。再就是與教師科研項目對接，從教師相關(guān)的科研去提升學(xué)生創(chuàng)新能力。作為培養(yǎng)學(xué)生熟悉和掌握前沿技術(shù)的重要課程，分子生物學(xué)實驗教學(xué)有義務(wù)、也有能力在培養(yǎng)學(xué)生的科研意識、科研思維等方面做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

　　（6）考核———團(tuán)隊分。

　　教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，有的同學(xué)只是埋頭做實驗，有的同學(xué)不喜歡做實驗，但能想出一些好的點子改進(jìn)實驗過程，改變實驗具體流程，提升實驗速度。有的同學(xué)喜歡動手，有的同學(xué)喜歡思索。實驗中小組人員互補(bǔ)，各盡其能，愉快的接受實驗并順利實施實驗過程，也符合因材施教的教學(xué)理念�？己朔绞酵ㄟ^給團(tuán)隊分，可以培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)一協(xié)作的團(tuán)隊精神。實驗結(jié)果匯總和討論過程是實驗中一項必不可少的重要步驟[2]。團(tuán)隊討論完畢，統(tǒng)一匯報，形式可以多樣話，以ppt或小論文形式均可。

　　三、結(jié)語。

　　隨著新世紀(jì)對高素質(zhì)人才的知識、能力、技能等綜合素質(zhì)的要求，實驗實踐教學(xué)也越來越受到各高等校的重視[3]。針對新建本科院校農(nóng)林生物專業(yè)的特點，實驗教學(xué)組織方式革新無疑是提升分子生物實驗教學(xué)一種有效方式。

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