亓文宝,贾伟新,罗开健
(华南农业大学兽医学院,广东广州510642)
分子生物学是在分子水平研究生命现象本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”,并促进了许多新学科的兴起和发展[1]。分子生物学实验技术作为一门操作性极强的实验性课程,具有理论与实验紧密结合、实验经费消耗大、动手操作能力和仪器设备要求高、学习难度大的特点[2]。因此,合理设置实验技术教学内容和教学方法,对于培养学生的科学作风和科学思维能力,建立研究问题的科学方法和实际动手操作能力都具有十分重要的意义。华南农业大学兽医学院预防兽医学是国家重点学科,研究生大部分来自省级以上重点农业院校,生源质量较高,通过本科阶段专业课的学习和毕业论文的完成,初步掌握了一定的分子生物学理论基础和实验操作技术。该课程的开设,为研究生课题研究的顺利开展打下了坚实的基础。本人自2009年以来,一直担任预防兽医学专业的硕士研究生(约30~35人/年)“分子生物学实验技术”课程的主讲教师,通过不断与学生和其他教师交流沟通,发现问题,探索解决办法,目前已经形成了一套较为成熟高效的教学模式。
针对学生水平和基础参差不齐的状况,在有限的实验经费和授课时数下,为了让学生掌握扎实的实验技术,结合学科特点和研究需要,将需要讲授的实验技术按表1中的分类方法进行了模块式组合。在第一次上课时,先跟学生详细讲解整门课的安排,然后让学生根据表1中的选项进行选择。在摸清本届学生的背景后,为了便于学生之间的交流和实验的顺利开展,将基础好的学生与基础弱的学生分在一组,每组3人。在模块五中,根据学生提出的想学习的其他实验的情况,如果人数较多,则实行集中教学;如少于5个人,则指定相关学生跟随高年级的开展相关实验的研究生学习。
在授课过程中,努力处理好“教”与“学”的关系,充分尊重学生学习的主体地位,培养学生严谨认真的科研态度,指导学生建立积极探索的科研兴趣,培养学生发现问题解决问题的科研能力,从而达到潜移默化地培养学生的实验技能、科研素养、创新思维和团结协作能力的目的[3]。
虽然攻读预防兽医学国家重点学科的学生在大学期间大部分选修过“分子生物学基础”等课程,但通过调查发现,理论知识掌握不到位或者遗忘的情况很严重,而且新的研究平台,跟以前接触的实验环境差别可能较大。鉴于此,在上课期间的等待时间里,如PCR扩增、酶切、电泳、抗体孵育等时间段,我们安排了讲授相关的理论知识、实验技巧和注意事项,或者播放与实验相关的视频,或者与学生共同讨论实验中观察到的现象和出现的问题。一方面提高了课堂教学效果和效率,另一方面增进了学生学习兴趣和信心,更重要的是大大提高了学生从事的科学研究的思维和实践操作能力。
表1 实验模块的划分及学生背景调查表Table 1 Division of experimental modules and students'background
早期研究生的分子生物学实验技术课是一周一次,每次4个学时的固定模式,但分子生物学实验大多是需要连续进行的,在一次课里难以完成,比如核酸提取-PCR扩增-电泳检测等都是一步接一步的,如保存时间较长,会严重影响实验的效果或结果,有的实验需要2~3d时间。实验设计受制于上课时间,难以让学生系统掌握相关技术。针对这一情况,我们将上课时间安排在学期的后半段,根据实验内容,具体实验安排周五全天或者周五与周末连排,可以系统的完成实验。此时学生已经基本适应了研究生生活和学习节奏,部分学生也参与了课题组的一些相关实验,学生可以更加积极主动的参与到课程实验教学中。
结合该校目前在研究生的管理体制中开展的“三助”活动,即设立“助教”“助研”“助管”岗位,每个小组聘请一名高年级的硕士生或博士生担任助教,研究生助教工作主要的内容是协助准备实验、指导实验操作、解答学生疑问、维护课堂秩序、课外辅导等。多年的实践与探索表明,推行研究生助教工作,既锻炼了助教研究生的工作能力,减轻了教师的负担,同时又强化了对一年级新生的指导力度,提高了课程教学效果。
助教研究生的选拔、培训、评价等工作直接影响到实验教学质量。选拔人员时,从高年级研究生中挑选责任心强、理论水平和实验技能高的学生,同时多挑选3名左右的机动助教,以备个别助教有事或达不到要求时替补。人员确定后,进行系统培训,明确教学责任、教学纪律、教学目标和教学任务,学习实验室安全知识和注意事项[4]。坚持助教研究生必须参加集体备课,任课教师要在每一个实验模块正式开课前详细介绍实验的重点、难点和注意事项,相关仪器设备的使用要领,实验中学生经常出现的问题等,帮助助教研究生提前做好充分的准备[4]。
选修分子生物学实验技术课程的预防兽医学专业的硕士研究生将来从事的课题涉及到了多个病原微生物[5],在完成学生实验技能教学的同时,我们允许学生自带和课题相关的实验材料,通过与学生自己的研究方向挂钩,提高了学生开展实验的积极性和责任心。例如在进行核酸提取和PCR扩增时,在满足生物安全要求的前提下,学生们带来了各种类型的材料,包括从猪、禽和宠物中分离的不同的细菌、病毒和寄生虫等,核酸类型有RNA,也有DNA。如此安排,不仅提高了学生学习实验的热情,而且通过实验中的相互交流,拓宽了学生的知识面,同时也为教师提出了更高的要求,进一步促进了实验教学质量的提高。
考核方法在课程教学中起到指挥棒的作用。在实验效果评价上,分子生物学实验应注重全面考查学生的综合素质,运用知识的能力和合作精神,以及严谨认真与实事求是的科学态度等[6]。
为了全面客观地考核学生的实验能力,我们不断改进分子生物学实验技术课考核的评分标准。重视过程考核,降低结果考核的比重,主要从以下几个方面进行综合评定:第一,学生平时的出勤率占总成绩的15%,考勤情况反映出学生对本门课程的重视程度以及责任感;第二,平时上课过程的综合表现占50%,教师和每位助教手中都有一份打分记录表,实时记录学生在实验过程中的表现,包括实验操作的投入程度、实验室规章制度的遵守情况、仪器设备的使用情况、团队协作的精神、解决问题的主动性等方面的表现,这就要求教师和每位助教都要认真观察,给出客观评价;第三,最后的实验报告占35%,学生的实验报告中除了对基本实验原理步骤和结果的描述外,还要着重写好报告的小结和讨论部分。实验报告在重视实验结果的同时,重点考查学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,以及提炼总结和文字表达的专业精神。加强过程考核的综合考核方式执行5年来,对实验教学起到了巨大的促进作用,教学效率和效果明显提高。
通过6届200多名研究生的教学实践,该校预防兽医学专业硕士研究生的“分子生物学实验技术”课程教学体系的改革与创新取得了显著的建设性成果,学生评价结果一直位于全校的前15%以内。随着学科和技术的发展,现有课程体系还需要进行不断的探索和改进,以更好提高教学效果和水平,满足社会发展和学生科研的需要。
[1] 邵 敏,王 燕,吕延成,等.硕士研究生分子生物学实验技术教学改革初探[J].基础医学教育,2012,14(4):284-286.
[2] 郑小坚,贡成良,薛仁宇.研究生分子生物学实验教学体系的创新建设[J].实验室研究与探索,2012,3(3):146-149.
[3] 张贺翠,杨 昆,刘文清,等.分子生物学实验教改中存在的问题及对策研究[J].安徽农业科学,2015,43(4):391-392.
[4] 文朝阳,马惠苹,孙 林,等.研究生担任生物化学与分子生物学实验课程助教的实践探讨[J].基础医学教育,2012,11(9):72-74.
[5] 樊惠英,郭惠霞,琚春梅.《动物传染病学》教学改革的必要性及设想[J].家畜生态学报,2014,35(7):91-93.
[6] 肖 靓,谢 青,李元斌,等.分子生物学实验课程考核方法探讨[J].实验科学与技术,2011,9(1):120-122.