張科貴，戎 紅，王順昌(淮南師范學(xué)院生命科學(xué)系，安徽淮南232001)

分子生物學(xué)是生命科學(xué)專業(yè)的一門(mén)必修課，是在分子水平研究生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué)，主要研究?jī)?nèi)容是核酸蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用。隨著分子生物學(xué)日新月異的發(fā)展，分子生物學(xué)研究技術(shù)貫穿于生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，成為重要的研究工具［1］。高等學(xué)校生命科學(xué)各專業(yè)的學(xué)生除學(xué)習(xí)分子生物學(xué)理論和分子生物學(xué)技術(shù)的基本知識(shí)以外，必須學(xué)習(xí)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的基本素養(yǎng)和動(dòng)手能力?；茨蠋煼秾W(xué)院以往開(kāi)設(shè)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容不連貫，各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間不具備上下承接關(guān)系，學(xué)生被動(dòng)地按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮受到較大的抑制，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)科學(xué)的興趣［2］?？己朔绞降膯我换彩共糠謱W(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度不高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量受到極大影響。鑒于此種情況，根據(jù)淮南師范學(xué)院生命科學(xué)系的實(shí)驗(yàn)條件和科研情況，筆者在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了改革，建立了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和評(píng)價(jià)體系。

1 優(yōu)化完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置直接影響學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)基本理論的理解程度，對(duì)激發(fā)學(xué)生的求知欲、培養(yǎng)科學(xué)作風(fēng)和思維能力、建立研究問(wèn)題解決問(wèn)題的科學(xué)方法都具有重要的影響［3］。根據(jù)之前分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，筆者對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，改革后的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目為完整的、系統(tǒng)的細(xì)菌16S rRNA基因的分子克隆實(shí)驗(yàn)。

該系在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)初期的內(nèi)容屬經(jīng)典的基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，包括動(dòng)植物及細(xì)菌基因組DNA的提取、質(zhì)粒DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化等(表1)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生掌握基本的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和操作，但是由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的相對(duì)獨(dú)立性，學(xué)生很難從整體水平上理解分子生物學(xué)研究技術(shù)在科研中的應(yīng)用。因此，筆者剔除了一些簡(jiǎn)單重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，例如植物及細(xì)菌基因組DNA的提取實(shí)驗(yàn)只保留細(xì)菌基因組DNA的提取;合并了一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA在整個(gè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)多次使用，不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)。調(diào)整后的分子克隆模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表2。

表1 改革前的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

表2 改革后的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及運(yùn)行方式

改革后的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)完整的分子克隆實(shí)驗(yàn)，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)是后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，其產(chǎn)物用于后一個(gè)實(shí)驗(yàn)，后一個(gè)實(shí)驗(yàn)是前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的延續(xù)，使學(xué)生明白只有把每一個(gè)實(shí)驗(yàn)做好，才能順利完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與改革前相比，課時(shí)增加了6個(gè)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置更加合理，學(xué)生普遍反映，在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架下，更容易理解分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理，更容易把分子生物學(xué)理論課上學(xué)到的藍(lán)白斑篩選、質(zhì)粒、連接酶、限制性內(nèi)切酶等知識(shí)點(diǎn)結(jié)合到實(shí)驗(yàn)中，更能從整體上理解分子克隆實(shí)驗(yàn)。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的運(yùn)行方式

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行采用每周幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組平行、開(kāi)設(shè)同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的模式，學(xué)生每周做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，割裂了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間系統(tǒng)連貫的關(guān)系，學(xué)生不能從整體上理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此改變了傳統(tǒng)的運(yùn)行模式，根據(jù)研究生分子克隆實(shí)驗(yàn)的安排，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中每組安排在周四至周日(表2)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目連貫運(yùn)行，每組學(xué)生按照教學(xué)計(jì)劃安排教學(xué)時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行中可根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度做出適當(dāng)調(diào)整。上一組學(xué)生連續(xù)的做完全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，下一組的實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行時(shí)間安排在下一周。

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常有長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)的等待時(shí)間，如PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)、電泳實(shí)驗(yàn)、連接實(shí)驗(yàn)、酶切實(shí)驗(yàn)等，所以在傳統(tǒng)的教學(xué)運(yùn)行方式下，多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并不能在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)完成。而在改革后的連續(xù)運(yùn)行模式下，可以合理的利用實(shí)驗(yàn)等待的時(shí)間。如做完“細(xì)菌基因組DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)”時(shí)，利用電泳等待時(shí)間講解PCR實(shí)驗(yàn)原理，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，根據(jù)電泳結(jié)果選好樣品做為PCR反應(yīng)的DNA模板，晚上將PCR各體系分裝好置于PCR儀中反應(yīng)，結(jié)束第一天的實(shí)驗(yàn)安排;第二天早晨就可以電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物，根據(jù)PCR的結(jié)果，安排PCR純化實(shí)驗(yàn)。再如，最后2個(gè)質(zhì)粒的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的安排，可以先做PCR驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在等待PCR結(jié)束的2個(gè)小時(shí)時(shí)間內(nèi)安排酶切實(shí)驗(yàn)，最后PCR驗(yàn)證和酶切驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的材料統(tǒng)一做電泳檢測(cè)。改革后的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行方式緊張有序，不僅能夠提高學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)的理解，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的鍛煉，還能使學(xué)生領(lǐng)略科研工作的魅力，提高對(duì)科學(xué)研究的興趣，受到學(xué)生一致好評(píng)。

3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

綜合實(shí)驗(yàn)是一個(gè)以學(xué)生為主體、學(xué)生與教師互動(dòng)的教學(xué)過(guò)程，其主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以前實(shí)驗(yàn)課存在的學(xué)生參與度低、創(chuàng)新能力得不到訓(xùn)練等現(xiàn)象的重要原因是很多學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課就是“抄”教師提前寫(xiě)在黑板上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告材料，“聽(tīng)”教師講實(shí)驗(yàn)流程，“看”教師或其他同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，不能參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不能充分理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中突出學(xué)生的主體地位，放手讓學(xué)生負(fù)責(zé)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和配制試劑等工作，并獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)習(xí)和體會(huì)實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié);教師的主要任務(wù)是監(jiān)督實(shí)驗(yàn)過(guò)程、保障實(shí)驗(yàn)完成，形成以學(xué)生為中心的教學(xué)氛圍。綜合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，多留意觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作細(xì)節(jié)，對(duì)于錯(cuò)誤操作要及時(shí)輔導(dǎo)和糾正;實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的類(lèi)似對(duì)PCR擴(kuò)增電泳檢測(cè)無(wú)條帶、轉(zhuǎn)化涂平板后沒(méi)有陽(yáng)性菌落或者有雜菌生長(zhǎng)等問(wèn)題，教師僅做必要的啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，以獲得理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)這些方式培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

4 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié)，制定科學(xué)合理、客觀公正的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革得以健康有序運(yùn)行的保障［4－5］。以前實(shí)行的以平時(shí)成績(jī)(學(xué)生的考勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況)和期末考試成績(jī)進(jìn)行評(píng)定的評(píng)價(jià)模式，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力沒(méi)有系統(tǒng)的考核評(píng)價(jià);實(shí)驗(yàn)改革后，實(shí)行的考評(píng)內(nèi)容多樣化和全面化，考核內(nèi)容包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作能力和期末考試，提高了對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的考核比重。筆者建立的實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)分為實(shí)驗(yàn)基本理論考試、實(shí)驗(yàn)基本操作、綜合實(shí)驗(yàn)操作和平時(shí)成績(jī)四個(gè)模塊。

實(shí)驗(yàn)基本操作和綜合實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)改革后增加的兩個(gè)考核模塊。實(shí)驗(yàn)基本操作主要考核學(xué)生的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，如移液器的使用、電泳點(diǎn)樣操作、配制試劑、實(shí)驗(yàn)儀器操作等方面內(nèi)容，考核比重占20%。綜合實(shí)驗(yàn)操作考核學(xué)生獨(dú)自完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的能力，考核比重占30%。將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的最后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:酶切法驗(yàn)證重組質(zhì)粒和PCR擴(kuò)增方法驗(yàn)證重組質(zhì)粒，作為綜合實(shí)驗(yàn)的考核項(xiàng)目。從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察與分析、實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)用品整理等方面全面考核。實(shí)驗(yàn)基本理論考試形式上是實(shí)驗(yàn)改革前的期末考試，但考試內(nèi)容做了較大的改動(dòng)，改變以往學(xué)生直接抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可完成考試的考試形式，主要考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)中試劑的作用、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題的解釋、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀等方面，考核比重占30%。平時(shí)成績(jī)占實(shí)驗(yàn)考核的比重降低為20%，主要評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)態(tài)度是實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生的參與度和出勤率;實(shí)驗(yàn)習(xí)慣是指學(xué)生對(duì)離心機(jī)、凝膠成像儀、電泳儀、移液器等儀器的使用保護(hù)情況以及實(shí)驗(yàn)后的衛(wèi)生打掃情況;實(shí)驗(yàn)報(bào)告是指學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析［6］。改革后的評(píng)價(jià)體系突出對(duì)實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神及綜合能力的考核，培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的熱情，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)連續(xù)兩學(xué)年的改革與實(shí)踐，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量有了大幅的提高，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和專業(yè)綜合素質(zhì)。首先，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性得到了充分發(fā)揮，能積極參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，絕大部分學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)實(shí)施中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度和實(shí)驗(yàn)成功率較改革之前有了大幅提高。例如以往學(xué)生獨(dú)立做PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)等項(xiàng)目時(shí)經(jīng)常得不到陽(yáng)性結(jié)果，改革后實(shí)驗(yàn)的成功率達(dá)到80%以上。其次，全面科學(xué)的考核機(jī)制也使學(xué)生養(yǎng)成了積極的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、真實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析并解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。再次，近年來(lái)研究生復(fù)試越來(lái)越重視實(shí)驗(yàn)技能的考核，以前在復(fù)試階段分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是該系學(xué)生的短板，在2012年和2013年研究生復(fù)試中該系學(xué)生的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)較以往有了大幅的提高。

教學(xué)改革實(shí)踐表明，不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式會(huì)得到截然不同的教學(xué)效果。雖然筆者在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中進(jìn)行了有益的嘗試，取得了一定的成績(jī)，但是教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，需要不斷更新教育觀念，提高自身素質(zhì)，進(jìn)一步改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，以提高分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)創(chuàng)新型的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

［1］朱玉賢，李毅，鄭曉峰.現(xiàn)代分子生物學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2007:11－15.

［2］樓盛華，戴文戰(zhàn)，葉秉良.基于培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探索［J］.高等理科教育，2008(3):109－113.

［3］張學(xué)軍，王鎖萍.全面改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(1):4 －6.

［4］龍中兒，黃運(yùn)紅，付學(xué)琴.高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課考核內(nèi)容和方法的創(chuàng)新研究［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2007，34(3):595 －597.

［5］馬景蕃，黃素華，劉喜明，等.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(12):7589 －7590.

［6］王小麗，鐘有添，謝瓊珺.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革條件下醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建與實(shí)踐［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2012，39(12):1817 －1824.