生物化学与分子生物学实验课程优化效果探讨

王婷 王庆怡 王磊 王明星 韩骅 贾林涛 (第四军医大学: 基础医学部生物化学与分子生物学教研室; 基础医学部外语教研室，陕西 西安 700; 唐都医院胸腔外科，陕西省 西安 7008)

生物化学与分子生物学实验课程优化效果探讨

王婷1王庆怡2王磊1王明星3韩骅1贾林涛1
(第四军医大学:1基础医学部生物化学与分子生物学教研室;2基础医学部外语教研室，陕西 西安 710032;3唐都医院胸腔外科，陕西省 西安 710038)

目的探讨生物化学与分子生物学实验课程优化后的教学效果。方法通过更新教学实验平台仪器设备器材，重组实验课程安排和改进实验课内容的方法提高生物化学与分子生物学实验课教学效果。结果解决生物化学与分子生物学实验课中出现的主要矛盾，均衡学员实验课授课时间，提高实验课授课质量。结论改善和优化生物化学与分子生物学实验课程实验条件及实验内容能够大大提高学员实验成功率，提升平均成绩，提高教学质量。

生物化学; 分子生物学; 实验课程; 教学方法; 教学改革

生物化学和分子生物学是生命科学研究的基础学科，也是医学发展的前沿领域。生物化学和分子生物学课程已成为医学院校专业必修的基础课程。生物化学与分子生物学是实践性学科，发展于实践基础之上而又不断推动着生物化学和分子生物学学科的发展，学习生物化学和分子生物学课程需要实验课辅助，才能得以更好的理解和学习理论课程[1]。然而，陈旧的教学实验条件和落后的实验课程设计很大程度上影响学员的学习热情和教学效果。国外的生物化学与分子生物学专业实验课程采用整合方式加强生物化学与分子生物学概念的理解[2,3]。本教研室在以往生化学与分子生物学实验课的基础上，通过在实验硬件平台，实验课程安排和实验内容三个方面的更新和变化，提高了学员实验课操作成功率，提升了学员的科研实验热情，提高了生物化学与分子生物学实验课的教学质量。

一、实验课硬件设备升级换代，加强实验设备管理，提升实验平台水准

严谨的实验是检验科学理论的唯一标准。实验课程的开设也是为了让学员更加深刻和直观的认识和理解《生物化学》和《分子生物学》理论课上学习的理论知识，切实的将外在的理论内化为学员的智慧储备[4]。教学实验中心承担着我校大部分实验课程的教学任务，学校为其配备了基本的实验用仪器设备装置来满足实验课的准备，本科实验课教学，以及部分研究生的科研活动的需要。

“工欲善其事，必先利其器”。近年来，为了进一步加强我校教学设施的建设，提高教员教学水平和提升学员教学效果。我校针对教学实验中心一批陈旧、老化及损坏的仪器设备进行了更新换代。以我们教研室的《生物化学与分子生物学实验》课程为例，以往"蛋白质的定量实验"所使用的可见光分光光度计进行设备陈旧，比色皿卡槽锈蚀严重，光源不稳定，读值波动大，仪器容易发生故障，加之每个教室只配置一台分光光度计，每组学员需排队等候检测，经常因此而错过最佳检测时间。分子生物学部分的实验“基因组DAN的提取”、“质粒DNA的提取”、“质粒的酶切及电泳鉴定”、“聚合酶链式反应”均会使用到移液器，但更新前的移液器基本都存在着容量不准，旋钮卡死等问题，这些都极大的影响了学员的实验速度和实验精度，最终影响了学员的实验结果和实验课平时成绩，这对学员的实验热情造成了不小的打击，也最终影响生化实验课教学质量的评价。

实验设备更新换代后，每个教室分配的移液器数量翻番，使得每个教室的学员都有充足的移液枪可供使用。移液器实行随堂追踪管理，做到“一人一枪，责任到人”。使得学员对移液器的使用也更加认真负责。每个教室设置两台新的可见光分光光度计，提高了学员检测的效率，使学员得到了较为满意的实验数据，这些设备仪器的更新极大的提高了学员实验的成功率，保护了他们对科学实验的崇敬和热情，提高了学员实验课的平时成绩。

二、优化课程设置，为学员减负

在教学过程中，我们注意到，导致学员对实验兴趣不高的原因之一，就是学员并不清楚为什么要做这个实验？做这个实验有什么用？课堂上理论讲解的“实验目的”“实验原理”等知识点并没有深入到学员脑海里。实验结果经常随着一次实验课结束而丢弃，并没有在学员脑海里形成整体的深刻的印象。

生物化学与分子生物学实验课开设的这几年来，我教研室为提高实验课教学质量，不断地对实验课程设置进行优化改革。从原来的独立，分割的若干实验，逐渐向几个相关，连续的实验群体集中靠拢，形成了具有一定逻辑性的生物化学与分子生物学实验课程。我们把实验课程分为三大实验部分，第一部分实验是蛋白质性质相关实验，包括“蛋白质变性凝固及沉淀反应”、“血清中白蛋白分离和纯化”及“蛋白质的定量分析”。学员从牛“血清中分离纯化”得到白蛋白，并将其作为“蛋白质定量分析”实验的样品，这样就让学员学习到蛋白质分离提取及相关实验的前后逻辑，能够在课后引起学员对实验间相关性的思考，将实验间的逻辑串联起来，有助加深学员对蛋白质性质的理解。第二部分实验是对蛋白质相关实验方法的应用。原本的“碱性磷酸酶的分离纯化和比活性的测定”实验内容较多，步骤繁杂，还需要大量的计算。学员极易混淆实验操作而导致实验失败，顺利完成实验则需要较长的时间，往往会导致拖堂或者影响学员上下一堂课。“碱性磷酸酶Km值的测定”实验则相对内容少一些，学员时间较为充裕。基于以上的情况，我教研室对课程设计进行了改良，将“碱性磷酸酶的分离纯化和比活性的测定”实验拆分为“碱性磷酸酶的分离纯化”和“碱性磷酸酶的比活性的测定”，并将后者与“碱性磷酸酶Km值的测定”合并为一次实验课。这样既缓解了学员实验压力，也均衡了两次课程的时间分配，让每节课都进行的充实而高效。第三部分实验是分子克隆相关的实验。包括了“基因组DNA的分离提取”、“质粒DNA的分离提取”、“质粒的酶切及电泳鉴定”及“PCR聚合酶链式反应及电泳鉴定”。其中“质粒的酶切及电泳鉴定”实验的实验材料来自于“质粒DNA的分离提取”的实验产物，PCR聚合酶链式反应及电泳鉴定的反应模板来自于“基因组DNA的分离提取”和“质粒DNA的分离提取”实验得到的基因组DNA和质粒。实验间保持了高度的逻辑连续性，有利于学员理解分子克隆技术的主要内容。

三、更新课程内容，与时俱进

生命科学领域的科学进展日新月异，实验技术也在不断进步。过于陈旧的实验课内容不利于学员对生物化学与分子生物学领域的研究及相关方法产生正确的认识。因此，教研室对其中方法较为陈旧的“基因组DNA的分离提取”实验内容和方法进行了改进，将“从动物肝脾中通过酚氯仿分离法提取基因组DNA”改为“利用基因组DNA提取试剂盒分离提取人口腔上皮细胞基因组DNA”。人口腔上皮细胞采自学员本人自己的口腔，最终得到的是学员本人的基因组DNA。这一改进极大地提高了学员对本次实验课的实验兴趣，也激发了他们对后续实验的期待和实验热情。另外，原来的酚氯仿法涉及多种有机试剂，实验操作环境空气质量较差，对于自我保护意识较弱的学员来说存在着潜在的健康威胁。变更实验内容后，学员实验环境的空气质量大大改善，实验操作也简单易行，并且改进后的实验如实的体现了现代分子生物学实验所使用的常规基因组DNA提取方法，让学员切实接触到真实的分子克隆技术，揭开分子生物学神秘的面纱，使学员们不再对生物化学与分子生物学抱有畏难情绪。

四、小结

生物化学与分子生物学是一门以实践为基础的学科，生物化学与分子生物学中的重大理论都是基于科学而严谨的实验提出的。生物化学与分子生物学实验课的目的不仅仅是为了培养学员的动手操作能力，巩固加深理论课所学的生化理论知识的理解，更重要的是帮助学员树立正确的科研观，培养学员理论联系实际的科学研究思维，形成严谨的科学态度[5]。然而，随着时代的发展，科学的进步，原本的生物化学与分子生物学实验课已经在多个方面不能满足现代生物化学与分子生物学实验教学需要。陈旧有限的实验设备不能满足数量日益增长的学员需要，传统的实验课程安排和实验内容也不能适应当下学员紧凑的课程时间安排。因此我们教研室和教学实验中心对实验室的实验教学仪器器材进行了更新，对实验课程组织和实验课内容做一改进调整，使得学员能以更多热情参与到实验课中，能以更加高效的方式完成实验，从而提高学员生物化学与分子生物学实验课成绩，使得实验课教学授课质量大幅改善。

一切事物都是在运动的变化的，我们要以动态的眼光去审视实验课教学工作，不断发现教学中的问题，解决问题，使得我们的实验课教学能够跟上科学发展的脚步，让学员能够汲取现代生物化学分子生物学最经典最精华的知识，成为满足社会需要的新一代创新人才。

1江渝, 彭家和, 钟小林, 等. 生物化学与分子生物学课程必须适应现代化要求 [J]. 山西医科大学学报: 基础医学教育版, 2004, 6(4): 355-356.

2Ouyang L, Ou L, Zhang Y. An integrated strategy for teaching biochemistry to biotechnology specialty students [J]. Biochem MolBiol Educ, 2007, 35(4): 267-271.

3Mattos C, Johnson M, White H, et al. Introduction: promoting concept driven teaching strategies in biochemistry and molecular biology [J]. Biochem Mol Biol Educ, 2013, 41(5): 287-288.

4余果宇, 冯维杨, 李树德. 提高生物化学与分子生物学教学质量的思考 [J]. 山西医科大学学报: 基础医学教育版, 2011, 13(2): 136-138.

5Scharfenberg FJ, Bogner FX, Klautke S. Learning in a genetechnology laboratory with educational focus: Results of a teaching unit with authentic experiments [J]. Biochem Mol Biol Educ, 2007, 35(1): 28-39.

Effectofoptimazationinlaboratorycourseofbiochemistryandmolecularbiology

WANGTing1,WANGQingyi2,WANGLei1,WANGMingxing3,HANHua1,JIALintao1

1DepartmentofBiochemistory&MolecularBiology;2DepartmentofForeignLanguages,FourthMilitaryMedicalUniversity;3DepartmentofThoracicSurgery,TangduHospital,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an,Shaanxi710032, China

ObjectiveThe effect of an optimized biochemistry and molecular biology lab course is discussed.MethodsThe methods including renewing the experiment instruments, modifying the syllabus and updating the content of lab courses were applied to improve the students' performance in the biochemistry and molecular biology lab course.ResultsThe major contradictory issues in the biochemistry and molecular biology lab course were solved, so the class hours were more reasonably distributed and the quality of teaching was promoted.ConclusionOptimizing the facilities and content of biochemistry and molecular biology lab courses can largely improve the success rates of experiment, students' score, as well as the quality of teaching.

Biochemistory; Molecular biology; Laboratory course; Teaching method; Teaching reformation

1671-2897(2016)15-256-03

·医学教育·

R 34

A

王婷，助教，E-mail: wtingbio@163.com

*通讯作者： 贾林涛，教授，博士生导师，E-mail: jialth@fmmu.edu.cn

2015-12-20；

2016-04-10)