分子生物学实验教学改革的研究与实践

雷海英，张建国，赵玉芳，王志军，王 琦

（1.长治学院 生物科学与技术系，山西 长治 046011；2.山西大同市矿区马脊梁矿中学，山西 大同 037027）

分子生物学实验教学改革的研究与实践

雷海英1，张建国1，赵玉芳2，王志军1，王 琦1

（1.长治学院 生物科学与技术系，山西 长治 046011；2.山西大同市矿区马脊梁矿中学，山西 大同 037027）

文章从优化教学内容、改变实验教学形式、改革实验教学方法三个方面入手，对分子生物学实验教学改革进行了探索。实践证明上述教学改革在提高学生的获取知识能力和动手操作能力以及培养团队意识方面取得了很好的效果。

分子生物学实验；教学改革；学生能力

分子生物学从开设到现在只有五十多年的时间，在人类文明发展史上虽只是短暂的一段，却使生物学发生了巨大变化，其进展可谓极其迅猛[1]。分子生物学现已成为拥有技术最多的学科之一，逐渐成为生物学各学科的前沿和生长点，并正在与其他学科广泛交叉与渗透。大学本科的分子生物学实验课作为生物专业非常重要的一门专业必修课，是一门实验性非常强的学科，是高技能生物类人才必须掌握的基本技术，能够为以后的科研活动打好基础[2]。

分子生物学实验技能的培养在本科阶段的学习显得尤为重要，因此，实验技能和科研意识的培养也就更为重要。基于以上分子生物学实验教学现状，为提高该课程的教学质量，提高教学的实际效果，充分调动学生的积极性，实现教学目标，我们从教学内容、教学形式和教学方法三个方面，对分子生物学实验教学进行了初步的改革探索和实践。

1 根据学科特点，优化整合实验内容

结合分子生物学实验学科的前后连贯、紧密结合等特性[3]，我们对分子实验进行了改革实践，对实验精心选取，形成一个系列化的大实验，做到实验难度循序渐进；对实验内容进行了编排，使实验内容前后贯穿，实验前后形成一个整体。

在教学过程中，使学生意识到只有把每一个实验都认真做好，才能顺利完成整个实验，只有前一个实验结果合格，下一个实验才能继续进行（上一个实验是下一个实验的材料），这样学生做实验也有了兴趣和动力，并且每一次的结果也会认真对待。

下面是对分子生物学实验的安排：

实验一、溶液的配置；

实验二、质粒DNA（载体） 的提取（验证性）；

实验三、植物基因组DNA的提取（验证性）；

实验四、琼脂糖凝胶电泳检测DNA（验证性）；

实验五、PCR基本原理及PCR基因扩增目的基因（验证与考试性）；

实验六、大肠杆菌感受态细胞的制备及重组子的转化（验证性）；

实验七、Southern杂交（研究与考试性）；

实验八、植物总RNA的提取（研究与考试性）。

2 从细节入手，建立完整的实验体系

2.1 加强基本技能，提高教学效果

实验大体分为了三种形式：第一种是验证性的实验，只要按照书上的标准程序认真去做就行，这也是对学生基本技能的锻炼；第二种采用了考试的形式，这样使学生能够高度重视，也能考查到他们对基本技能的掌握程度；第三种形式是研究性质的，让学生对一个还陌生的课题组成团队，自己去查阅资料、讨论、理解并能够结合考核的形式讲解出来。

鉴于分子生物学的每一个实验几乎都需要同种的试剂，也考虑到学生往往眼高手低，我们把要用到的缓冲液及培养基，以及配置需要较长时间的试剂，从计算、称量、配制等集中起来作为同一个实验，让学生独立完成。实验二是材料的准备实验，先告知学生这个实验结果在后面实验是要作为材料用到的，这样他们会尽可能的认真对待每一步。第三个实验是对实验二的补充。在这一环节中应尽量避免有的同学因实验二的结果不理想，而产生下一个实验就没有材料可用的想法，同时这也是对实验器具、方法的应用和巩固。实验四是对前两个实验结果的检测，同时也是分子生物学必不可少的分离技术。通过以上环节，学生不仅可以提高实验技能，而且加深了对理论知识的理解，使学生能轻松自如地描述分子克隆的原理及过程，不再认为分子生物学实验是一门枯燥的实验课。

2.2 教与考相结合，提高教学质量

结合笔者从事科研工作的经验，对实验五的内容做了修改。由于近几年来PCR实验应用非常广泛，为调动学生的积极性，采用了考试的形式。考试之前先给学生讲解实验的原理、程序、过程、注意事项及结果分析等；而后将PCR实验所用到的材料、用量做好记录；确定PCR的五种材料所要达到的最终浓度；每种材料设计四种不同的初浓度（一种浓度代表从不同厂家买来的一个初始浓度，这样也可以避免学生相互抄袭），分别写在小纸条上，分类放置；接着每位同学每个材料抽取一个小纸条，要求学生首先计算出各个材料所需用量，并把计算公式写在纸上，完成后独立操作每个样品的加样过程。

由于分子实验是对生物在分子层次上的研究，是极小单位（通常是微克、微升、甚至是纳克）数量级的研究，实验的精确度要求非常高，所以要求学生做到尽量精准。而且个人认为科研做记录是一个很好的习惯，这样可以培养学生严谨的科研态度，同样减少了每次合作偷懒依赖他人的可能性。

本次实验过程简单，完全能够在三个课时内顺利完成，而且经济有效。这样的实验可以算作一个基本技能的综合考察，既有前几个实验中具体试剂的实际配置，也有移液枪的使用，这样也可以检验每个学生对前面实验是否认真对待，并一对一加以及时纠正。

3 以技能和能力培养为主，完善教学方法

3.1 利用有限资源，引导自主学习，形成科研思维

实验七是Southern杂交实验。这一实验是做完前几个实验后，进行的一个综合性大实验，涵盖了前几个实验所有的技术，所需时间很长，且实验耗材昂贵，实验条件要求高，一般实验室根本无法满足所有同学参与的要求，很难在三个课时的时间里完成。为了能让所有同学都参与并掌握，我们采用了研究性学习方法，即提前布置预习，同时播放相关视频，学生对实验有初步了解后，将他们按五个人一组进行分组，分工合作共同查资料，共同探讨实验原理及过程；要求学生做到了解实验的每一步骤，掌握每一个试剂、每一步骤的作用，并做到能够按照自己认为最标准的模型顺利完成的程度，再进行的提问考查式的实验课。五个人一组分工合作进行实验，两位同学操作，一位同学辅助，还有一位同学讲解实验内容，另一位同学记录老师的提问以及过程中遇到的问题。开始实验之前给他们半个小时的准备时间，除了所用试剂、时间上可以替代或缩短外，其他形式都依据标准的实验程序进行；同时所做的每一步骤都解释它的用途，这样直至完成整个程序。期间老师对以前学过的或者现在需要掌握的一些知识进行提问（比如：酶切的方法、琼脂糖凝胶电泳结果分析、探针标记法等），最后老师对实验进行总结和点评。

实验八的初衷是加强学生的研究意识。实验的难度比较大，在现有实验条件的基础上，上一个实验顺利完成后，继续培养学生独立的科研能力。自己查资料，把所有的要求都做到熟练掌握，再进行操作。由于实验本身条件要求比较苛刻，结果总是不尽人意，因此这个实验仍在继续改进当中，但学生的反应都认为挺好，重在掌握知识的过程，不在结果本身。

一般实验教学基本上是“三步走”的模式：老师自己做好准备工作，学生按部就班完成实验，写个实验报告交了完事。如今，一改往日的方法，先提前布置实验内容，以积极调动学生主观能动性，努力培养学生实事求是的科学态度为准则；实验结束后，要求学生认真书写总结报告，而不仅是实验报告，还要对实验的方法提出宝贵的意见，对教学效果做出评价。在整个过程中，同学们学会了如何去查阅资料，变被动学习为主动学习。在做实验的同时学会了主动思考，初步了解了科研的方法，加强了获取知识的能力，学生学习的积极性明显提高。

3.2 重视实验教学，培养团队意识

实验过程中的合作形式丰富，既培养独立的意识，同时也培养相互协作的精神，比如自己计算，两人共用一套移液枪，五人组成一个团队查阅资料讨论，所有同学共用一台离心机。由于仪器不可能做到每组一台，但是如果实验不能同步进行，很多同学处于等待状态，这不仅会造成仪器设备的高度消耗，而且不能按照正常程序安排完成实验，也就会导致整个实验的失败。这就要求学生协调好分工和合作，科学实验的分工与协作是一个科研工作者应具备的素质，养成良好的科研习惯，为将来从事科学研究打下良好的基础[3]。

4 结语

本科教学具有学时少和学生人数多的特点，所以对于本科阶段的实验而言学生不可能全部进行操作。分子生物学实验开设的时间又较短，一般本科院校开设的时间都在1998年以后[4]。为提高实验课教学质量，以寻求更加合适的教学内容、教学方法与形式，只有通过不同层次的教学方式的实施，在获取知识的同时，既锻炼学生的科研思维与创新意识，也培养团队合作意识，使学生能更好地掌握和应用所学的实验技能，提高学生独立思考问题和解决问题的能力。因此，在今后的实验课中，分子生物学实验教学效果还有待进一步探索。

［1］王文娟，朱俊华，尹芳，张雪丹.分子生物学实验课程教学改革的实践与探索［J］.北京城市学院学报，2010，（3）：66-70.

［2］朱俊华，尹芳.“分子生物学实验”课程体系的建立和考核方法的改革［J］.北京城市学院学报,2007，（2）：37-39.

［3］张彦定，黄义德，胡雪锋.本科分子生物学实验教学的思考［J］.新课程研究，2008，126（9）：115-116.

The Teaching Reform and Practice of M olecular Biology Experiment

LEIHai-ying1，ZHANG Jian-guo1，ZHAO Yu-fang2，WANG Zhi-jun1，WANGQi1

（1.Department of Biological sciences and Technology Changzhi University，Changzhi Shanxi 046011；2.the Majiliang Middle School of TongmeiGroup，Datong Shanxi 037027）

This article explores the teaching reform ofmolecular biology experiment in the level in terms of teaching content，teaching forms，teaching approach.Through teaching practice，this result proved that it is effective in enhancing students'knowledge obtaining and operating ability.its well as cultivating students'team spirit.

molecular biology experiment；teaching reform and practice；students'ability

Q7

A

1673-2014（2011）02-0101-03

2011—01—12

山西省高校开发项目（20081042），山西省长治学院校基金资助项目（2008206）。

雷海英（1978一），女，山西平遥人，硕士，主要从事分子生物学教学与研究。

（责任编辑 王璟琳）