分子與基因工程綜合實驗的教學改革

張萬方，孫寅瑋

（新鄉(xiāng)學院生命科學技術學院，河南新鄉(xiāng)453003）

分子與基因工程綜合實驗的教學改革

張萬方，孫寅瑋

（新鄉(xiāng)學院生命科學技術學院，河南新鄉(xiāng)453003）

分析了傳統(tǒng)的課程設置中存在的問題，開設了獨立的分子與基因工程綜合實驗課，并從教學計劃、教學方法、實驗內容和考核方法四方面進行了一系列的改革。通過綜合實驗課教學，培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新、獨立分析問題和解決問題的能力，并取得了良好的教學效果。

分子生物學；基因工程；實驗教學；教學改革

分子生物學是在分子層面研究生命規(guī)律的重要學科［1］，基因工程是在分子生物學、分子遺傳學等基礎上產(chǎn)生的新興學科，基因工程技術已成為生物技術領域的核心內容［2］。為了培養(yǎng)學生的實驗操作能力和專業(yè)創(chuàng)新能力，很多高等院校的生物技術專業(yè)同時開設了分子生物學實驗課和基因工程實驗課［3］。

在教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)同時開設這兩門實驗課存在以下問題：首先，這兩門課的內容相似，實驗內容和實驗方法重復；其次，這兩門課的實驗設置中驗證性實驗較多，綜合性和設計性實驗較少［4-6］；最后，這兩門課中所有的實驗都是相對獨立的，缺乏系統(tǒng)性和整體性，學生難以得到系統(tǒng)和完整的專業(yè)技能訓練，這不利于培養(yǎng)學生的綜合創(chuàng)新能力［7］。為此，我們將分子生物學實驗與基因工程實驗整合成獨立的分子與基因工程綜合實驗，并進行了一系列教學改革。

1 改革教學計劃

開設綜合性實驗課的目的是為了培養(yǎng)學生的綜合創(chuàng)新能力。經(jīng)過該課程的學習，學生必須獨立完成一些系統(tǒng)和完整的實驗項目［8］。要學好綜合實驗課，就必須具備一定的分子生物學與基因工程方面的知識，為此，我們對教學計劃進行了改革：第一，將分子生物學理論課由第6學期調整到第5學期；第二，將分子與基因工程綜合實驗課安排在第6學期基因工程理論課教學結束之后，并要求學生在2周內完成實驗。

學習分子生物學與基因工程的理論之后，學生已學到一些與實驗相關的技術和原理。在此基礎上開設綜合實驗課有助于學生將理論與實踐相結合，還有助于培養(yǎng)學生做系統(tǒng)性和綜合性實驗的能力。

2 改革教學方法

傳統(tǒng)教學方法的特點是以教師講授為主，學生操作為輔。教師將實驗目的、實驗原理、實驗步驟、預期結果以及注意事項講清楚，并準備好實驗設備和實驗材料，學生只需按照事先確定的實驗步驟操作，完成實驗，寫出實驗報告。

在這樣的實驗過程中，學生不能發(fā)揮自己的主觀能動性，也不需要思考為什么要這樣做和為什么會得到這樣的結果，即使實驗做得很好，也無法取得理想的學習效果。

改革后的分子與基因工程綜合實驗的教學方法是以學生為主體、以教師為指導的教學方法。

改革教學方法后，學生做實驗變成了做課題，其過程如下：在實驗開始前，教師給出實驗課題，學生根據(jù)課題查閱相關資料，設計實驗方案，撰寫開題報告，教師審核通過后，才能進行實驗；在實驗過程中，學生自己安排實驗時間和實驗內容，配制實驗所需的試劑，記錄每次實驗的結果。

在實驗過程中，教師要全程指導，糾正不正確操作，并幫助學生解決實驗中遇到的問題。

改革后的教學方法調動了學生做實驗的積極性和主動性。通過自己的設計和操作，學生不但掌握了實驗的方法和技巧，而且培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新能力、獨立分析問題和解決問題的能力。

3 改革實驗內容

實驗內容是實驗教學改革的核心，系統(tǒng)性和完整性是綜合性實驗的重要特征。因此，實驗內容的改革要遵循以下三點：1）實驗內容應盡量涵蓋該課程的知識點，并形成由多項實驗單元組成的完整實驗項目；2）實驗內容應盡量體現(xiàn)現(xiàn)代分子生物學的前沿研究成果；3）實驗內容應盡量滿足生產(chǎn)實踐以及科學研究的需要［9］。實驗內容的改革包括以下幾個方面。

3.1 實驗選題

分子生物學實驗課和基因工程實驗課中的實驗都是由獨立的小實驗組成的，學生即使做了這些實驗，也得不到有效系統(tǒng)的鍛煉。通過選題的改革，我們把分子與基因工程綜合實驗課中的實驗整合成項目或課題，強調了實驗內容的系統(tǒng)性和完整性。為了培養(yǎng)學生的學習興趣，讓學生了解現(xiàn)代分子生物學的前沿成果，我們還把教師最近研究的一些內容作為學生的實驗課題。例如，“雞PD-1基因的克隆與表達”“雞干擾素-α基因的克隆與表達”“小鼠USP2基因的克隆與表達”“豬血清蛋白基因的克隆與表達”等。

3.2 實驗設計

為了調動學生的學習積極性，改革后的綜合實驗課改變了教師確定實驗內容和步驟、學生按部就班操作的教學模式，取而代之的是學生自己選擇實驗課題、自己查閱實驗資料、自己設計實驗方案、自己完成實驗的教學模式。

這種模式的具體做法為：在實驗前一周，每兩個學生組成一組，選擇自己感興趣的課題，并在教師的指導下自己查閱相關資料，設計實驗方案，撰寫開題報告。在這一過程中，教師對學生進行指導，審查開題報告，確定實驗的可行性。開題報告通過審查后，學生才能進行實驗。

3.3 實驗結果呈現(xiàn)方式

為了提高學生分析問題、解決問題的能力，我們改革了傳統(tǒng)的實驗結果提交方式，將提交實驗報告改為提交課題論文，課題論文與畢業(yè)論文的格式和要求是完全一致的。

通過撰寫課題論文，學生學會了科學研究的技巧和方法，也提前了解了做畢業(yè)設計、寫畢業(yè)論文的方法。

通過撰寫課題論文，培養(yǎng)了學生如何檢索和收集資料、如何分析和總結問題的能力，培養(yǎng)了學生的科研理念和科學精神。

4 改革考核方式

考核方式是檢驗教學效果的有效手段。傳統(tǒng)的實驗課考核常常用實驗報告衡量學生做實驗的效果，卻忽視了學生在實驗過程中的表現(xiàn)。即使沒有做過實驗的學生只要提交了合格的實驗報告，該學生的實驗成績也算合格了。

改革后的分子與基因工程綜合實驗課的考核方式為全程考核?？己藘热莅ㄩ_題報告、實驗論文、實驗記錄和平時表現(xiàn)。

考核開題報告應包含以下內容：選定這個課題的依據(jù)是什么；針對選定的課題，準備采用什么樣的實驗方法；實驗的技術方法和步驟是什么。開題報告的分數(shù)占考核總分的30%。

考核實驗論文應包含以下內容：論文背景是否清楚，格式是否正確，結構是否完整，論述是否全面，實驗結果是否正確，對結果有沒有進行討論。實驗論文的分數(shù)占考核總分的40%。

考核實驗記錄應包含以下內容：實驗記錄是否清楚、完整、有條理。實驗記錄的分數(shù)占考核總分的20%。

考核平時表現(xiàn)應包含以下內容：實驗操作是否規(guī)范、認真，是否按照規(guī)定清洗實驗儀器和處理實驗用品，實驗過程中儀器操作是否標準。平時表現(xiàn)的分數(shù)占考核總分的10%。

全程考核既能反映學生的理論水平和實際能力，又能提高學生參與綜合實驗的積極性，并為將來從事科學研究奠定基礎。

5 實驗教學改革的效果

兩門實驗課的整合優(yōu)化了實驗室的配置，避免了實驗室的重復建設和儀器設備的重復購置；兩門實驗課的整合優(yōu)化了課程體系，避免了教學內容的重復，提高了綜合實驗的教學效率。

分子與基因工程綜合實驗的教學改革極大地調動了學生的主動性和積極性，學生變成了實驗的 “參與者”。為了順利完成實驗課題，學生投入了更多的精力和時間，這有效地培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新能力和分析解決問題的能力。

對于生物技術專業(yè)的學生來說，掌握分子生物學的實驗技術是今后從事科研活動或生產(chǎn)實踐必備的基本功，分子與基因工程綜合實驗的教學改革滿足了當前社會對高校培養(yǎng)人才的需求。

在改革過程中，也遇到了一些問題，但我們相信，隨著改革的進一步深入，這些問題都會得到解決的。

［1］ 高利臣，肖璐，馮濤.分子生物學實驗教學改革的幾點思考［J］.實驗室研究與探索，2010（4）：99-102.

［2］ 邢萬金，扈延茂.本科基因工程大實驗教學改革的實踐和體會［J］.生物學通報，2007（2）：48-50.

［3］ 王忠華，斯越秀，俞超，等.“基因工程實驗技術”教學改革與探索［J］.中國電力教育，2013（4）：136-140.

［4］ 王晶妍，趙秀娟，鞏東輝，等.生物技術綜合實驗教學改革的初步探索［J］.科技視界，2013（35）：57.

［5］ 遲彥，許崇波.基因工程設計性實驗教學改革探索［J］.中國科技信息，2008（13）：236-237.

［6］ 何鋼，葉翠層，王義強，等.分子生物學綜合實驗教學改革研究［J］.實驗室研究與探索，2006（11）：1401-1404.

［7］ 王文娟，朱俊華，尹芳，等.“分子生物學實驗”課程教學改革的實踐與探索［J］.北京城市學院學報，2010（3）：66-69.

［8］ 李曉玉，江海洋，馬慶，等.基因工程實驗教學模式改革探索［J］.高校實驗室工作研究，2013（2）：9-10.

［9］ 許崇波，遲彥，高鳳山.基因工程實踐教學改革的探索［J］.實驗科學與技術，2008（4）：109-112.

【責任編輯 王云鵬】

The Teaching Reform of M olecular and Genetic Engineering Experiments

ZHANG W anfang,SUN Yinwei
（School of Life Science and Technology,Xinxiang University,Xinxiang 453003,China）

The problems existing in the traditional curriculum were analyzed in this paper.An independent comprehensive experimental course of molecular and genetic engineering was set up.A series of reform on the four aspects-teaching programs, teaching methods,experiment contents and assessmentmethods were carried out.Through comprehensive experiment teaching,the students'research and innovation ability,the ability to analyze and solve problems independently were cultivated.Good teaching effectwas achieved.

molecular biology；genetic engineering；experimental teaching；teaching reform

G642.423；Q78

A

2095-7726（2015）06-0074-03

2015-03-31

河南省教育廳高等學校重點科研項目（15A180055）；河南省科技廳計劃項目(142300410100)

張萬方（1982-），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，博士，研究方向：分子與基因工程技術。