分子生物学综合性实验教学改革和探索

曹正宇　朱国萍

摘 要：分子生物学是一门实践性较强的前沿学科，实验教学是其重要组成部分。安徽师范大学借助教育部“国家级双语教学示范课程建设项目”的机遇，对分子生物学实验教学的建设与改革进行了探索。该文介绍了安徽师范大学分子生物学综合实验改革的背景、理念及目标，提出了综合性实验教学体系的设计，这种改革方式不仅能提高学生对实验的参与度和关心度，还能将理论知识系统化，并形成一种整体思维方式。

关键词：分子生物学；综合性实验；改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）10-126-03

综合性实验也称为复合型实验，是对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种大实验，其内容组合了多项单个实验，是一个系统的、连续的过程，类似于一个比较完整的科研过程，前一实验内容作为后一实验内容的基础，实验间联系性强。它一方面要求对理论知识有较强的综合能力，可以培养学生对知识的综合能力及应变能力，另一方面其复杂性也可以极大地提高学生对实验结果的关注度，提升实践操作的兴趣和能力[1]。2001 年8月，教育部印发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，要求各高等学校积极推动使用英语等外语进行教学[2]。安徽师范大学分子生物学双语教学于2009年获得教育部“国家级双语教学示范课程建设项目”，其实验教学也是建设内容之一。本文总结了安徽师范大学在分子生物学综合性实验改革中的背景、目标和建设体系等内容。

1 分子生物学综合性实验改革背景

分子生物学是在分子水平研究生命本质的一门学科，是当前生命科学中发展最快并与其他学科广泛交叉及相互渗透的前沿学科[3]，是生物科学、生物技术和应用生物科学等专业的基础课程，在此基础上开设其他专业方向课程，如基因工程、酶工程、发酵工程和分子免疫学等。

以往我校分子生物学实验内容设置是选取相对经典的验证性实验，忽略了实验项目之间的内在联系，导致实验项目相对孤立、缺乏知识逻辑、项目间的逻辑顺序不合理等问题，一般采用理论教学与实验教学穿插的方式进行教学，每次实验间隔的时间较长，不利于学生知识的系统化；且由于各课程间缺乏交流，导致不同课程间的某些实验项目相同或相似，如分子生物学、遗传学、生物化学、基因工程、细胞生物学等学科，在实验项目上均出现同质化现象，同一个实验项目在不同实验指导教材中反复出现。

近年来，我校虽然多次对实验教学考核方式进行了调整，目前考核方式为平时成绩占60%，期末考试成绩占40%，但是对各部分的具体要求未有明确说明。这种考核方式对学生的激励作用不大，不能很好地调动学生学习的积极性和主动性。以上这些问题影响了学生对实验的兴趣及主动性，甚至出现学生轻视实验教学的现象，不仅不利于教学质量的提高，也不利于学生能力的培养。

2 综合性实验设置的理念及目标

2.1 设置理念 分子生物学涉及面广、知识更新快，在我校其理论课程以双语为教学手段，学生在理论素养和专业外语方面具有较好的基础。通过设置综合性实验让学生形成良好的整体思维，将理论课程中学习到的知识系统化，增强实践能力，使学生在理论素养、专业外语、思维模式和实践能力等方面的能力均得到提高，培养出能适应生物学专业突飞猛进的高素质人才。

2.2 设置目标 一是摒除现有问题，改变我校以往以“点”形式为设置实验课程，重点突出课程内和课程间知识的系统性和整体性。先将基础实验课程设置为综合性实验，将单个实验项目的“点”串联成“线”，再通过在基础课程实验上设置专业方向课程实验，逐步形成“面”。二是使学生掌握扎实的分子生物学基础技术实践能力，并最终使学生将知识系统化，学会整体思维方式。三是提高学生对实验的重视度、参与度和兴趣度。

3 综合性实验教学体系的设计

3.1 建立整体贯通的实验内容 根据我院分子生物学在各专业的定位、学科特点、存在的问题及课程设置目标，为学生设计一套完整的分子克隆技术实验作为分子生物学基础综合性实验，后继的高级实验技术将在专业方向课程中以此为基础继续开设，如在基因工程中学习蛋白质表达及检测技术，在酶工程中学习蛋白质纯化技术和酶学性质分析技术等。分子生物学实验共设36学时，7d内完成教学，学生在实验指导教师的指导下完成整个操作流程，所有操作均由学生完成，提高学生的参与度，改变学生以往只按步骤做实验，不参与前期准备的状况。流程如图1所示。

为了保证综合性实验的连贯性，我校实施了实验教学月来集中强化训练。将理论课设置在学期前段，上调理论课周学时，整个理论教学过程要在前13周内完成，在后期设置了为期30d的实验教学月。在实验教学月中，各年级的所有实验均在此期间完成，由于实验具有连贯性和整体性，实验项目环环相扣，故将基础实验设置在前，其他专业方向实验设置在后，每门实验同时开设4个平行教学班。

3.2 完善基础设施和教材建设 在上述实验目标和实验内容的基础上，我院对相关的基础设施进行了改造和建设，先期配置了4间多媒体公用实验室，共享了部分仪器设备，改变了以往为每门课程专门配备仪器设备的模式；同时在方案的基础上，配备了空缺仪器，保证每4人能共有一套基础仪器。

教材建设也是教学改革的一部分，教学效果设想和试验最终都要体现和落实在教材建设上，而作为教学改革的物化成果，教材的质量对学校教学改革的效果有很大影响[4]。我校分子生物学在建设国家级双语教学示范课程建设项目时，已为理论课程选用和编写了一批实用教材[5]。为了配合综合性实验教学和双语教学，首先应将各课程的实验进行优化组合编写一套符合各专业特点的实验教材，尽可能地使整个大学过程的实验教学体系完整化、系统化，并分段实施教学，避免不同课程之间过于独立，实验项目重复等问题；其次，在双语教师和实验技术人员的共同努力下编写了一本分子生物学英文实验教材并投入使用；最后辅以现有的实验教材作为补充。endprint

3.3 运用现代化的教学手段 分子生物学实验课程是一门对操作要求极为严格的实验，同时综合性实验也要求学生对很多未接触过的技术要有直观的印象。运用多媒体和网络技术是我院采用的主要教学手段，课件、操作录像、网站资源和相关软件都是综合实验教学的一部分。课件和操作录像是指导学生了解实验思路的必要条件，也是指导学生规范操作的主要手段。网站资源对现代分子生物学实验有极大的参考作用，如文献和基因序列查找时可以应用NCBI等网站；在DNA双酶切实验时，可以使用试剂公司网站查找最佳反应缓冲液、反应时间和条件等；国内外最新的实验技术，既丰富了教学内容，又可以提高学生的学习兴趣；生物学软件是现代分子生物学实验中必不可少的，教学过程中应用多媒体可以直接指导学生对部分软件和网络的使用，如引物设计软件、序列比对软件和统计学软件等。

3.4 组建高水平的教学团队 我院以国家级双语教学示范课程建设项目为依托，组建了一批高素质的双语教学师资队伍[5]；课程组坚持让教授走进实验室指导本科生实验，并要求各位教师在实验过程中介绍自己的研究课题，激发学生的兴趣；每个教学班级辅以2名相关专业研究生协助指导学生的操作过程，保证操作规范性；同时优秀的实验技术人员是实验顺利进行的基本保障。

3.5 建设综合的评价体系 实验课程评价体系是保证教学质量的关键之一，构建科学的实验考核体系，可以提高实验教学质量和学生对实验课的关注度与兴趣度。实验成绩评定包括平时成绩、操作考试和理论考试成绩3方面内容，其中平时成绩占60%、操作考试占20%、理论考试占20%。平时成绩包括出勤、实验报告、课堂态度、操作规范程度等。其中，实验报告改变了单个实验项目的报告形式，而是要求学生按照整体思维，用科研论文的形式撰写实验的思路，列举实验材料和仪器设备，陈述实验步骤和方法、分析并讨论实验结果，着重培养学生总结实验结果和撰写科研论文的能力；操作考试主要考察学生实验过程是否规范，以及在没有指导下的操作能力；理论考试主要是对实验理论、方法原理及运用等进行闭卷考试，促使学生将理论知识与实际操作相结合。

参考文献

[1]倪郁.分子生物学综合实验课程的设计和实践[J].西南师范大学学报（自然科学版），2012，37（2）： 147-149.

[2]教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见（Ministry of Education.Some views on how to strengthen undergraduate education and improve teaching quality），2001.

[3]葛亚东，葛雅丽，王鹏，等.分子生物学国家级双语教学示范课程的实践与思考[J].中国细胞生物学学报，2013，35（8）： 1 251-1 254.

[4]冯永平，吕守华，刘生梅.加强教材建设与管理，保证和提高教学质量[J].高等农业教育，2003，1（1）： 34-36.

[5]袁继红，李香花，朱意.分子生物学综合性实验教学的探讨与实践[J].生物学杂志，2011，28（3）： 99-102.

（责编：张宏民）endprint