生物技術專業分子生物學大實驗課程教學改革的探討

徐大慶 馬瑞娜 張新杰 崔興凱 邢繼紅 楊學舉 司賀龍

【摘要】實驗教學是生命類專業人才培養方案的重要組成部分。本文依據生物技術專業的培養目標，針對分子生物學實驗教學的獨特點，以培養具有創新精神的應用型人才為目的，探討該實驗教學課程中的改革思路，為該專業人才進一步深造從事科研、教學工作具有較強的實踐動手能力打下基礎。

【關鍵詞】生物技術 分子生物學大實驗 教學改革

分子生物學是從分子水平研究生命現象、本質、活動及其規律的科學，是當前生命科學中發展最快并與其他學科廣泛交叉滲透的重要的前沿學科。分子生物學是生命類專業的一門重要基礎課程，其基礎理論和實驗操作為后續專業基礎課及專業課打下堅實的基礎，對該大類學生學好、學精該課程相當重要。

美國教育普遍認為能力比知識更重要，而能力不是從理論知識中獲得的，而是在“實際操做”的過程中獲得的。實驗教學是高校培養大學生科學實踐能力、提高科學素質、培養創新精神的重要環節，“雙一流大學必須建設一個強大的實驗教學體系。

分子生物學大實驗課程教學不僅是學生對基礎理論知識深入理解的重要方式，更是培養當代學生科研素養能力和創新精神的有效手段。目前，我院分子生物學大實驗課程教學中仍存在一些問題：如實驗教學資源相對薄弱、實驗教學師資隊伍人員少、實驗內容系統性；實驗教學考核方式科學性等。因此，如何解決上述問題，提高該實驗課程教學效果，培養滿足社會需求的生命學科高級人才，是當務之急。為此，本文以生物技術專業為例，結合自己在擔任該門課程負責教師的探索與實踐，闡述分子生物學大實驗課程教學的改進措施，為培養高素質、應用型創新人才提供一定的參考。

1.充分利用實驗教學資源

2006年我院陸續實行了基礎實驗教學的管理人員、儀器設備、實驗經費、實驗內容全部整合到河北省生命科學實驗教學示范中心統一管理調配，2009年整合為國家級植物科學與技術實驗教學示范中心，做到資源共享，做到了經費開支、減少儀器設備的重復購置，又充分發揮了設備的作用。

2.建設高水平實驗教學隊伍

目前來說，生命科學技術日新月異的發展，對實驗教學隊伍提出了更高的要求，無論是學歷層次、知識結構、年齡結構、學緣結構都需要更高水平人才，才能培養出與時俱進、不斷創新的優秀人才。學院為該門課程引進中國農業大學相關專業博士2名。

3.系統化實驗內容

傳統分子生物學大實驗做的是驗證性的實驗，實驗內容陳舊單一，缺少創新性、啟發性，實驗之間獨立，缺乏系統性、連貫性。一般是實驗目的、實驗原理老師課前講解，強調掌握基本操作，驗證試驗結果，學生都是按部就班的操作，缺乏學生自主學習的環節。

針對上述情況，學院召集分子生物學系與生物化學系兩個教學系全體教師召開專門會議，就“生物化學”實驗與“分子生物學大實驗”課程內容進行了重新整合。調整后分子生物學大實驗內容括DNA的提取和檢測、PCR擴增、基因重組和表達、重組體的篩選及檢測、蛋白質提取與純化、聚丙烯酰胺凝膠電泳、考馬斯亮藍染色、Western Blotting、外源基因在原核中的誘導表達等。

為了使實驗內容更加整體和連貫性，學生能更系統地理解、掌握和熟練運用分子生物學實驗技術，該教學系設計出綜合性的實驗項目，要求該課程必須以實踐環節形式單獨成周連續實驗。該實驗設計的優點在于以上步驟實驗結果是下一次實驗的初始，實驗單元環環相扣，整體性和系統性更強，便于學生掌握必須的實驗技能。

4.調整實驗學時數

以前大部分學校分子生物學的實驗課時嚴重不足，對于生命類專業實踐性強的特色不能突出。

以前我院生物技術專業分子生物學的實驗課時只有16學時，經過學院學術委員會決定將實驗課時加至96個學時，分為實驗1和實驗2（分別在兩個學期上）。為了確保分子生物學大實驗的連貫性，在1周之內完成實驗，在安排課程的時候以實踐環節提前錄入，學習該課程的學生在該周不再安排任何其他理論和實驗課程。

5.多樣化教學方法

以前實驗教學采取灌輸式教學模式（即“教師講解一學生實驗一撰寫報告”）。這方法對于學生理解實驗目的和掌握實驗方法有一定的效果，但是缺乏啟迪性、引導性和創新性思維的培養。

為此，分子生物學與生物信息學系根據生物技術本科培養目標，結合該課的特點，改革教學模式，加入課前預習和討論環節。前20分鐘學生分組匯報自己小組的預習情況，形成“以學生為主體，以教師為主導”的師生互動的動態實驗教學模式，學生在老師的啟發引領下，各小組獨立完成實驗。

6.科學化考核方式

傳統教學中實驗教學的考核都是隸屬于理論課，實驗成績只占整門課程成績的小部分，考核方式單一，是教師根據實驗報告和出勤率給成績。沒有對實驗操作和內容的考察。分子生物學大實驗課成為了獨立的課程，進行單獨的考核。實驗教學考核不單純地依據實驗報告，實驗過程中的動手、分析、思考、解決問題能力是考核的重點。全面評定、評價學生掌握該課程實驗技能的水平。

學生的實驗成績由日常出勤率（30%）、實驗技能操作（40%）、實驗總結報告（15%）、和科研素養（15%）四個部分組成。日常出勤主要看學生對分子生物學大實驗課的重視程度；實驗技能操作主要考核學生在實驗過程中的規范性和嚴謹性以及科研技能的訓練；實驗報告主要考查學生對實驗結果的總結、分析及思考和撰寫能力；科研素養主要考核學生對實驗室學生守則遵守的情況，督促學生養成良好的科研態度，具備初級科研工作者必備的基本素質。

作者根據自己擔任分子生物大實驗1和2課程多年的教學經驗，提出的改革措施，隨著教研組的不斷改革創新，分子生物學大實驗課程教學必定會不斷地充實和完善，探索出一套適合于生物技術專業學生的大實驗課程教學模式。