研究生分子生物学实验教学改革的几点思考*

2016-03-18李月刘晓东朱爱荣代培红张桦新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐83005新疆农业大学研究生管理处新疆乌鲁木齐83005

高教学刊 2016年12期

关键词：实验技能分子生物学研究生

李月　刘晓东　朱爱荣　代培红　张桦（、新疆农业大学农学院，新疆乌鲁木齐83005 、新疆农业大学研究生管理处，新疆乌鲁木齐83005）

李月1刘晓东1朱爱荣2代培红1张桦
（1、新疆农业大学农学院，新疆乌鲁木齐830052 2、新疆农业大学研究生管理处，新疆乌鲁木齐830052）

摘要：文章指出研究生分子生物学实验中存在的问题，提出从注重各个实验内容之间的衔接与关联、根据学生实验技能设置相关实验内容、充分利用网络教学资源等几个方面的教学改革措施，以期增强学生的学习信心和兴趣，提高学习效率。

关键词：研究生；分子生物学；实验技能；教学改革

Abstract:According to the problems existing in the post graduate students'molecular biology experiments，the paper proposes several aspects of teaching reform measures，such as paying attention to the connection of each experiment content，setting up the relevant experiment according to the experimental skills of the students，making full use of network teaching resources in order to enhance students'learning confidence and interest and improve the learning efficiency.

Keywords:graduate student；molecular biology；experimental skill；teaching reform

分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机制的一门学科［1］。该学科前沿性强、发展迅速、对生命科学领域各分支学科具有广泛和深入影响，是学习和学好专业课程的必要前提。针对生命科学专业学生而言，分子生物学是一门重要的（专业）基础课程，是普通生物学、生物化学、有机化学等课程的后续课程，同时为基因工程、微生物工程、细胞工程等课程的后续实践环节奠定了理论基础［2］。分子生物学作为新疆农业大学农学院农学、生物技术、种子科学与工程等本科专业普遍开设的重要专业基础课程，在学生由基础课转向专业课的学习中占有重要的地位。同时对分子生物学基本原理和基本实验技术的掌握是本校生物学、作物学、草学、林学、食品科学与工程等学科研究生站在新的高度和视野揭示生命奥妙的共同需求。虽然本校生命科学类和食品科学与工程等学科研究生都在上这门课程，但是由于研究生是来自于全国各地的各个大学，每个大学对相关专业所设置的专业课程也不一样，加上一些转专业的学生，所以加大了我们开设分子生物学实验课的难度。

一、研究生开展分子生物学实验存在的问题

（一）资金投入有限和实验耗资较大相互矛盾

由于分子生物学是20世纪中期才兴起的一门新兴学科，研究对象主要是围绕着核酸和蛋白质这两大分子，因此实验室开展相关的实验对仪器和实验条件都要求很高，相应实验的试剂和耗材也比较贵，尤其是实验耗材不能重复利用，这大大增加了实验成本［3］。研究生分子生物学实验课要体现出与本科教学的区别和高层次的特点，但经费的限制确实使实验可选择的余地不多，而且分子生物学技术每年都在持续发展，新的技术和研究手段层出不穷，使研究水平不断向广度和深度发展，但耗材和试剂也在成倍上涨，要使实验项目与学科发展相适应，就要不断增加的实验经费预算，这笔增加的预算如何合理的解决，是影响分子生物学实验教学改革的矛盾之一［4］。

（二）实验内容设置和专业及学科特点相矛盾

分子生物学是横跨我校生物学、作物学、草学、林学、食品科学与工程等学科研究生的一门专业课程。因此开设分子生物学实验课程，必须与这些相关学科紧密渗透，只有因材施教地开展实验教学，才能更好地理论联系实际。虽然分子生物学设计的实验内容很多，但是目前以我校的实验条件和经费条件，对分子生物学实验操作环节，主要是围绕以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容开展实验课对理论知识验证，主要以大肠杆菌为研究对象进行、基因的克隆和转化，载体构建，基因的表达和检测实验，中间贯穿讲解以中心法则为理论主线的各个理论知识点［5］。这些基本实验内容是我校生物学、作物学、草学、林学、动医和动科等学科本科生生物技术引论与实践课程的教学内容，对研究生的实验教学而言，显然开展所有的实验内容无论是时间还是实验经费上都是不可能完成的。新疆农业大学的研究生主流群体是我校本科生，由于他们本科阶段已经做过相关实验了，所以再开展相关的实验内容，恐难激发他们的兴趣。而对于校外考入农大的研究生来说，他们可能对分子生物学这些基本的实验内容是完全陌生的，因此需要针对不同学科背景的研究生设置不同的实验内容［6］。

二、分子生物学实验教学的改革

为了克服上述实验教学环节中存在的问题，我们应加深对分子生物学实验改革措施的探索，努力营造有利于学生创新能力的培养的实验环境，作者认为应该从以下几方面进行着手，以此加快创新人才培养的步伐。

（一）注重各个实验内容之间的衔接与关联

由于研究生实验学时的限制，要开展一个完整的分子生物学实验具有一定的难度，结合实际情况，我们建立分子生物学实验体系时，尽量做到充分利用教学学时，集中在一起利用，开展一个具有关联度和衔接性的实验，而不是一个个独立的实验内容，这样有利于学生系统科学思维的培养。比如我们制定的两个实验方案，一个是基因表达，模拟植物干旱胁迫下基因的表达情况，这中间涉及到植物总RNA的提取，反转录，RT-PCR，内参基因的调平，目的基因的表达，这部分实验内容对应我们理论教学中真核生物基因表达的理论知识，这样通过实际应用加深对理论知识的理解，同时又能做到学习致用，让学生觉得所学的分子生物学知识是有用的，而不是一些晦涩难懂的语言；另一个是围绕基因亚克隆，涉及的实验内容包括、植物DNA的提取、以DNA为模板进行PCR扩增目的基因、回收目的片段、连接T载体、转化感受态细胞、提取质粒酶切鉴定。这两个实验每个内容之间都是彼此承接和关联的，这就要求学生在做实验时每个实验都要认真完成，否则会影响下一个实验的进行，这样有助于培养学生做事的认真性和耐心，培养日后科研的系统性和逻辑性。

（二）根据学生实验技能设置相关实验内容

把握专业特点，根据我校生物学、作物学、草学、林学、食品科学与工程等学科专业特点，在开展实验时，我们既注重分子生物学常规实验内容的选取，又要结合农大研究生的学科背景和自身教育背景选择更能体现和反应专业特点的实验内容。学生根据自己实验技能，在两个实验中进行选择，例如，我校本科生考入研究生们考虑选择开展实验主要是围绕基因表达进行，这样避免了和本科阶段的基因克隆实验重复，而校外学生考入农大研究生同时又没有一点专业相关知识的学生，选择进行基因克隆为主线的相关实验。学生对这些分子生物学实验最常用实验技术的掌握，使其具备未来科研工作需求所必须具备的基本素养。

（三）充分利用网络教学资源

受制于实验仪器和相关试剂耗材等实验条件和上课人数多因素的影响，因此无法满足每个学生都能操作实验的要求，这样就达不到预期的实验效果。为此，我们建立了分子生物学网络课程中心，这其中包含教学课件，每个实验的教学视频，这样即使上课期间没能操作实验观看进行学习，形象直观地掌握该实验的操作过程，避免浪费时间，达到在有限的时间内完成实验任务的要求，增强他们科研的成就感，更有效地开展科研工作。