分子生物学“3+1”实验教学体系的探索与实践

段瑞君++梁健

摘要：介绍了青海大学生态环境工程学院构建分子生物学“3+1”实验教学体系的实践体会，阐述了该实验教学体系的建设思路与建设规划，总结了该实验教学体系在建设过程中的实践与探索。

关键词：分子生物学；实验教学体系；建设思路

分子生物学学科是20世纪90年代初建立起来的一门学科，它是由遗传学、细胞生物学和生物化学的深入发展而逐渐形成的一门独立的学科体系，并迅速渗入到整个生物科学的各个学科当中。现已成为生命科学领域最为基础、最为重要的主干课程之一。

分子生物学是一门理论与实验紧密结合的学科。通过分子生物学实验教学，既可以使学生更好地理解理论内容，又可以培养学生扎实的实验能力和认真严谨、实事求是的精神[1]。为了突出实践教学在学生素质培养方面的重要地位，青海大学生态环境工程学院在分子生物学实验教学中建立了课堂教学与实验教学分离的“3+1”实验教学体系（即基础性试验、综合性实验、创新性实验和科研训练），单独开设了分子生物学综合性大实验，增加了分子克隆等开放性和综合性的实验。这种模式改变了实验教学依附于理论教学的现状，有益于培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。

一、分子生物学实验课程建设现状

青海大学生态环境工程学院《分子生物学》课程自2003年开设以来，学院先后选派教师赴浙江大学、清华大学等院校进行了学习培训。2004年在清华大学生命科学与技术系的指导和帮助下，建立分子生物学实验室，专门承担“分子生物学”的本科和研究生教学和科研工作。2010年青海大学教学计划修订时分子生物学课程被定为生物类、农牧类相关专业的学科平台课。短短的9年期间，该课程已经成为生物科学及相关专业本科生、硕士生的核心课程。通过教学人员的不断进修学习，研究方向的不断凝练，仪器设备的不断更新，已在青海省内形成鲜明特色并确立了相应的地位。

2007年根据分子生物学的飞速发展，借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2-4]，进一步修订了课程计划，从2006级生物技术专业开始理论课教学调整为48学时，实验课单独开设16学时，同时开设了2周的分子生物学综合性大实验，建立了分子生物学“3+1”实验教学体系，优化了课程的结构，增加了实验教学的环节，丰富了分子生物学的实验教学，同时提高了学生的动手能力和对学生综合实验能力的培养。

二、“3+1”实验教学体系的建设思路

实验教学内容和方法的改革是实验教学改革的重点和难点，也是适应知识经济和创新教育的关键[5]。借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2，3]，初步设计了基础性（技能性训练）、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练的“3+1”实验教学体系。其中，3是指将实验课程分为3大类，第1类是基础性（技能性）实验课程，训练学生的基本专业技能；第2类是综合性实验课程，提高学生的综合能力；第3类是研究创新性实验课程，加强学生的创新能力和探索精神；1是指本科生进入科研实验室参与的科研训练。

实验操作是掌握分子生物学精髓的主要途径，而且在学习上能起到事半功倍的效果。因此，我们通过一系列的实验从基因的分离、纯化、转化、鉴定等方面，帮助学生掌握分子生物学基本的实验方法和技能，使学生进一步巩固和掌握有关分子生物学的相关理论。同时在条件许可的情况下在分子生物学综合性大实验中提供多种实验材料让学生自行设计和准备实验，培养学生独立科研能力。设计思想和目的在于：（1）验证课本知识；（2）掌握基本的操作技能；（3）学习先进的系统的实验操作方法；（4）培养独立工作的能力；（5）形成研究型思维；（6）学习撰写研究论文。

三、“3+1”实验教学体系的建设规划

根据分子生物学实验课程的性质、类型和具体要求，对实验内容进行整合，结合现有分子生物学相关课程，将分子生物学实验课程和实验内容整合为基础性（技能性训练）、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练。本课程的实践性教学由“分子生物学实验”、“生物化学与分子生物学综合性大实验”和“基因工程实验”三门实验课程组成。其中分子生物学课程实验重在基础性教学，生物化学与分子生物学综合性大实验重在综合性训练，基因工程课程实验重在研究性层次训练，而本科生毕业论文重在本科生进入科研实验室参与的科研训练。

四、“3+1”实验教学体系的实验教学效果

由于“分子生物学”具有理论与实践结合极为紧密的特点，因此该课程在教学过程中不仅要系统地讲授重要的基础理论，及时反映学科前沿和最新进展，而且要开设涵盖核酸的分离、提取、纯化、检测等实验技术的综合实验课程。学生通过实际操作，不仅实际动手能力得到明显提高，而且有助于对课程理论部分的理解。经过几年的分子生物学“3+1”实验教学体系的探索与实践，我们逐步实现了将分子生物学实验从验证性实验向综合性、创新性和研究型实验的转变。

实验体系建立要注意到各个实验内容之间衔接与关联[6]，因此在2010版的教学大纲制定和修订工作中，我们充分加强课程实验和综合性大试验之间的联系，增强了学生分解实验、合理安排实验时间的能力，对一些特别常用和重要的技术也起到重复训练的作用。

具体讲授中，鉴于分子生物学实验技术内容发展迅速、内容广泛，我们将分子生物学实验教学重点放在分子克隆技术内容上，在分子生物学实验课程教学中充分加强专项实验技术，以利于分子生物学综合性大试验的开展。

通过以上实验的改革，开阔了同学们的视野，激发了学生学习的积极性和创造性，培养了同学们独立分析问题和解决问题的能力，增强了学生的科学意识和创新意识，大大提高了实验教学效果，对学生接受科研训练、完成毕业论文、进入研究生阶段的学习和实验研究以及毕业后从事相关技术研究工作奠定了基础。

五、今后进一步建设的发展思路

实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用[7]。这一指导思想下，我们提出了今后进一步建设的发展思路，进一步深化分子生物学“3+1”实验教学体系的改革，采用现代教学理论，创新实验教学方法，为学生提供良好学习环境，注重在学生实验课程教学内容的调整、基本实验过程的安排及设计实验的实施上的衔接，将个别典型的设计作为重点普及，使学生们依托高原资源背景，应用基本理论和实验技能，提高创新能力，培养团队协作精神，进一步提高生物学及相关专业本科生的实践能力。

参考文献：

[1]周晓馥，勾畅，未晓薇，等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学，2013，41（4）：1852-1853，1878.

[2]屠萍官，张荣庆，王喜忠.研究型大学实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理，2005，22（1）：1-4.

[3]屠萍官，陈坚刚.现代生命科学实验教学示范中心建设的实践[J].实验技术与管理，2006，23（3）：1-4.

[4]刘进元等：分子生物学实验指导[M].北京：清华大学出版社，2002.

[5]黄永莲，孙世军.高校生物学实验教学改革初探[J].湛江师范学院学报，2004，25（3）：122-125.

[6]张宝珠，陈德富.培养学生综合能力的“分子生物学实验”课程体系的建立[J].高等理科教育，2005，（04）：90-92.

[7]王洪君，赵辉.创新教育思想在实验室建设和实验教学中的体现与实践[J].实验技术与管理，2003，20（5）：93-95.endprint