分子生物學實驗教學改革及綜合性實驗教學項目設計

摘要：設計綜合性的課題作為本科生分子生物學實驗項目，將課題探究融入學生實驗教學中，增加實驗內容的創新性和綜合性。學生在完成課題的過程中提高探究創新的能力。

關鍵詞：分子生物學；實驗教學；實驗改革

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）03-0226-02

分子生物學實驗課程是生物及相關學科領域本科學生的專業必修課[1]，一直以來，在實驗教學中存在著種種困難和問題，主要表現在：（1）實驗項目大多是驗證性的，相互孤立，缺乏創新性、綜合性和連貫性；（2）許多教材上列出的實驗項目條件要求較高、難度較大，在一般本科院校有限的教學條件和課時范圍內難以達到較好的教學效果；（3）教學內容與科研成果和學科發展脫節，學生探究能力和創新意識在實驗課中得不到鍛煉等。

一、分子生物學實驗教學改革思路

將實驗課教學的主要目的從驗證知識、學習操作技術改為課題探究。學生為了解決某個具體的課題項目開展實驗，在分析問題、解決問題的過程中學會相關的實驗技術和儀器設備的使用方法[2]。整個課題引導的教學過程限定在教學大綱要求、教學條件允許、教學課時限制和學生實際能力范圍之內。

二、實驗教學項目設計及分析

1.綜合性課題的設計。用“目的基因原核表達載體的構建及其誘導表達和檢測”作為學生實驗課題。其中包含了相互連貫的各個實驗項目（圖1）。同時課題實驗中融合了質粒的提取、電泳、酶切、重組、感受態制備、轉化、PCR擴增、轉化子鑒定、蛋白質表達和檢測等主要分子生物學實驗技術[3]，教學內容更連貫充實，更貼近科學研究的實際要求。

2.課題探究作為教學內容的可行性。（1）課題難度適宜，可操作性強。為了降低難度可用國內科學家自己組建并得到了廣泛應用的原核高效表達載體pBV220[4，5]。該載體的優點是：較小且具有強啟動子、可溫度誘導目的基因高效表達、產物以包含體形式存在、可用氨芐青霉素抗性篩選含質粒宿主、可在DH5α等大腸桿菌中表達等[6]。目的基因選擇可以是方便得到的功能蛋白基因、活性易檢測的酶基因、便于鑒定的抗原蛋白基因等[7]。例如白細胞介素IL1基因片段及丙型肝炎病毒C蛋白基因片段等[4，8]。（2）實驗過程可控，實驗成本合理。為了課題探究的連續性，每組學生用連續4天的時間（32學時）集中完成整個課題。教師事先給出實驗進度安排建議（表1），教師針對容易出現問題的實驗環節事先準備預案。選擇既節約成本，又能鍛煉學生能力的實驗方法。例如，整個實驗不用試劑盒而用自配試劑，采用多組聯合、分工合作統一配制和使用試劑等。

3.教學改革的創新性。（1）課題內容易于拓展，激發思考和創新。由于與教師的科研課題相結合，實驗流程中所用的材料和實驗方法可靈活調整，例如，重組子的鑒定方法包含了菌體PCR鑒定、酶切鑒定和藍白斑鑒定等，可以都做，也可以選做；表達蛋白的鑒定可以選用SDS-PAGE，還可以根據蛋白功能或活性鑒定等。課題內容有較大的拓展空間，例如可以換用教師比較熟悉的其他載體或基因，也可以讓不同的小組做不同的內容，或根據科研進展逐年改進和充實實驗教學。以課題探究為教學目標，自然會激發學生主動求知的積極性，激發創新的熱情，引發深入的思考、培養分析問題解決問題的習慣和能力。也使實驗教學能更好地與學生第二課堂探究活動及教師科研項目對接，進一步完善了創新人才培養體系。（2）學以致用，扎實全面。學生在課題探究的“實戰”中學習實驗技術，學會合理分配時間、思考、總結、設計、整理思路[9]。通過科技論文形式的實驗報告，鍛煉學生科學規范地闡述和展示研究過程、對結果進行科學分析討論的能力。

實驗教學是創新人才培養體系中的重要環節，各個學科實驗教學怎樣相互銜接、實驗教學與學生課外創新活動怎樣銜接、實驗教學與教師科研活動怎樣銜接等值得深入研究與探索。

參考文獻：

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[8]劉文，胡巍，等.HCV蛋白酶抑制肽的構建表達及活性的初步鑒定[J].中華微生物與免疫學雜志，2008，22（2）：119-122.

[9]AresM Jr.Interdisciplinary research and the undergraduate biology student[J].Nature Structural Molecular Biology，2004，11：1170-1172.

作者簡介：劉文（1966-），女，山東淄博人，碩士，副教授，碩士研究生導師。