新建本科院校農林生物專業(yè)分子生物學實驗教學探索論文
摘要：
為提高新建本科院校農林生物專業(yè)分子生物學教學效果，應注重實驗教學組織方式的創(chuàng)新。強化實驗前準備與實驗后討論，進行實驗教學改革探索。培養(yǎng)學生學習的獨立性、主動性。
關鍵詞：分子生物學；實驗教學；本科
當今生命科學飛速發(fā)展，分子生物學已滲透到生命科學的各個學科，發(fā)揮著不可替代的重要作用。分子生物學技術也成為生物相關學科研究的主要方法和手段。分子生物學在絕大多數(shù)生物本科課程體系中被設為必修課程[1]。分子生物學實驗是生命科學研究領域中融技術前沿性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性于一體的大型專業(yè)實驗課程。重點大學生物專業(yè)培養(yǎng)的是世界一流生物學家的后備軍，在分子生物實驗教學改革方面具有廣闊的國際視野，時刻跟蹤學科前沿動態(tài)。地方本科院校由于學術底蘊、實踐能力與重點大學有很大的差距，在分子生物學實驗教學的實施過程、開設實驗項目的選擇上不能機械的挪用照搬。
新建本科院校在設備、經費等有限的條件下，如何高校利用各種資源，提高分子生物學實驗教學質量是個值得探討的課題。
1、實驗教學革新定位。
實驗對于自然科學來說，是科學認識的一種最基本的方法。高水平實驗教學是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高效載體。突出實驗教學，利于學生主動建構科學的知識體系。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實驗在實驗學時比上不能依照重點大學的1∶1∶1比例分配標準，而是應該把重心放在第一個層面基礎實驗上。
目前分子生物學實驗存在以下不足：有效針對性不強，規(guī)定實驗多，自選空間��；深層次指導不足；重技術、缺思想；重結果、輕分析。實驗教學的革新包括實驗內容設計改革、實驗技術方法的創(chuàng)新和實驗教學組織方式的創(chuàng)新。
新建本科院校分子生物學實驗教學在現(xiàn)有設備、經費的條件下，有效利用現(xiàn)有資源，多在加大學生的自主能動性下功夫，力爭在實驗教學組織方式上面的創(chuàng)新。筆者認為實驗深層次指導體現(xiàn)在兩個方面：一是實驗難度要緊跟學科前沿動態(tài)，二是在實驗過程中老師引導方面要深挖，多下功夫，而不只是實驗前講解、實驗后總結。所以發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生從思想認識對實驗上加以重視，并不等于要丟掉教師的主導地位，而是要在怎么指導上下工夫，指導不等于大包大攬。
2、實驗教學組織方式革新。
�。�1）引導學生端正實驗態(tài)度。
培養(yǎng)學生建立正確、嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度、養(yǎng)成正確實驗操作的習慣、以及為以后的實驗學習樹立信心至關重要。在每門實驗課的第一次課中，任課老師都會給學生這么講解。筆者認為在具體實施過程中，教師不單要說，更重要的是合理引導。讓絕大多數(shù)學生愉快的完成實驗。主觀能動性決定學生自身的態(tài)度。
（2）問題為基礎的教學方法。
在實驗教學中的應用 為了保證實驗的預期效果，引導學生就實驗項目涉及的背景知識、實驗方案、相關的實驗設備與方法、時間安排、疑問等幾個方面自己提出問題，自己分析、解決。避免學生盲目的實驗、稀里糊涂的實驗。分子生物學實驗試劑用量很少，在一些步驟上看不見明顯的實驗現(xiàn)象。如果學生不清楚整個實驗流程及相關的實驗知識，在實驗結果的分析、判定上不知所措。
目前我們?yōu)楸究粕_設了32學時的實驗，內容包括DNA提取、PCR、感受態(tài)細胞的制備及轉化、質粒提取、重組質粒的鑒定。如何才能利用有限的經費、資源、時間讓學生最大限度的掌握相關的知識。以往的實驗教學中注重教師講解基本實驗原理及操作注意事項等內容，演示實驗過程，就事論事，學生掌握的知識面非常局限，學習缺乏積極主動性�，F(xiàn)在，我們在實驗教學前分專題、讓學生分組集中討論理論知識，拿出實驗設計方案，并對實驗課所要涉及的實驗技術進行講解。
例如聚合酶鏈式反應專題中包括實驗原理，反應體系，結果分析，方法拓展及應用。通過討論、講解、自行設計實驗，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、細菌DNA的制備、DNA的檢測、DNA的不同提取方法及比較；實驗準備有絞股藍葉片基因組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越好；移液器的使用；由于植物細胞中含有大量的DNA酶，因此，除在抽提液中加入EDTA抑制酶的活性外，第一步的操作應迅速，以免組織解凍，導致細胞裂解，釋放出DNA酶，使DNA降解。
實驗教學組織流程：實驗項目—分組、分專題—問題提出—相關資料的獲�。▓D書、教材、網絡）—討論—預見可能遇到的問題—學生自己講授—學生自行準備實驗—實驗—實驗報告的書寫—老師總結、回顧。老師總結、回顧放在最后，有利于加強學生的自主學習能力、培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力、避免學生被動接受。提高學生對實驗設計、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)，知道所學實驗的應用。
當然這種以學生為主體的教學組織形式也是有風險的，可能由于學生預習不足導致實驗過程的失敗。教師可以在做預實驗的時候，備份實驗結果留做展示，幫助學生理解實驗過程、以便更好的學習相關的理論知識。
（3）適當增加實驗的趣味性。
為了提高實驗的趣味性，可以選擇人類的性別決定因子TDF基因的擴增、FMR1基因CGG重復性，推算個體CGG重復次數(shù)，同時，借助這個實驗可以讓學生理解DNA多態(tài)性。
（4）學生自行準備前期實驗。
在分子生物學實驗教學過程中，應盡可能地讓學生自己準備實驗試劑、材料。分子生物學實驗特點實驗耗時，很多實驗是環(huán)環(huán)相扣、一氣呵成。比如感受態(tài)細胞的制備前期要菌種劃線培養(yǎng)、挑取單菌落培養(yǎng)、轉接擴大培養(yǎng)、CaCl2制備感受態(tài)細胞。整個實驗耗時2個工作日。如果老師準備好一切，學生實驗中只動手加CaCl2的程序，學生對制備感受態(tài)細胞的`實驗思路鏈條不完整，同時還很容易產生枯燥、厭倦的心理。分子生物學實驗中試劑的準備也是至關重要的一環(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。讓學生以組為單位自己配制，不僅使他們更好地學習實驗技術，還培養(yǎng)了他們的獨立工作能力和責任心。這也是培養(yǎng)學生學術發(fā)展的潛力或者社會職場的競爭力的手段之一。
實驗準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生體會實驗過程必須耐得住寂寞。
學生自行準備前期實驗等于在時間、空間、設備上還學生實驗的主動權。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的沖突。
�。�5）idea—培養(yǎng)學生的想像力。
有學者說“當你進入實驗室時，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、實驗結果不能想當然。筆者認為培養(yǎng)學生的想像力應該是實驗教學的靈魂，也是最難做到的。
一方面，引導學生從分子生物發(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，從教師相關的科研去提升學生創(chuàng)新能力。作為培養(yǎng)學生熟悉和掌握前沿技術的重要課程，分子生物學實驗教學有義務、也有能力在培養(yǎng)學生的科研意識、科研思維等方面做出應有貢獻。
�。�6）考核———團隊分。
教學中發(fā)現(xiàn)，有的同學只是埋頭做實驗，有的同學不喜歡做實驗，但能想出一些好的點子改進實驗過程，改變實驗具體流程，提升實驗速度。有的同學喜歡動手，有的同學喜歡思索。實驗中小組人員互補，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理念�？己朔绞酵ㄟ^給團隊分，可以培養(yǎng)學生統(tǒng)一協(xié)作的團隊精神。實驗結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、結語。
隨著新世紀對高素質人才的知識、能力、技能等綜合素質的要求，實驗實踐教學也越來越受到各高等校的重視[3]。針對新建本科院校農林生物專業(yè)的特點，實驗教學組織方式革新無疑是提升分子生物實驗教學一種有效方式。
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