农业院校研究生“分子生物学及实验技术”教学改革与实践

崔喜艳，陈艳慧，杨 雪，李 勇

(1.吉林农业大学生命科学学院，吉林长春 130118；2.吉林农业大学研究生院，吉林长春 130118)



农业院校研究生“分子生物学及实验技术”教学改革与实践

崔喜艳1，陈艳慧2，杨 雪1，李 勇2

(1.吉林农业大学生命科学学院，吉林长春 130118；2.吉林农业大学研究生院，吉林长春 130118)

分子生物学是农业院校作物学等一级学科开设的一门专业课。根据吉林农业大学新时期对硕士研究生创新人才培养方案的调整，强化教学决定生存、科研决定水平、质量决定兴衰的教学理念，阐述了“分子生物学及实验技术”课程在教学内容、教学方法、教学方式、教材建设和考核方法等方面的改革与实践，加强“分子生物学及实验技术”课程建设，充分发挥课程教学改革成果在研究生创新人才培养模式中的作用。

农业院校；研究生教学；分子生物学；实验技术；教学改革

分子生物学是从分子层次阐明生命现象本质的科学，主要研究生物大分子(核酸和蛋白质)的结构、功能及其互作关系。近年来，分子生物学技术在生物学等各个领域被广泛应用，部分国内外院校也把分子生物学作为研究生的必修或选修课程。研究发现，硕士研究生的分子生物学课程在一些院校是全程理论授课，部分是由理论和实验两部分构成，部分仅完成分子生物学实验内容[1]。分子生物学理论内容比较抽象，而作为其辅助的分子生物学实验教学不仅是课堂教学的延伸和巩固，而且是培养研究型创新性人才的重要途径[2-3]。在吉林农业大学，“分子生物学”课程是作物学、园艺学、植物保护等一级学科从2008年开始开设的通开课。9年来，开设该门课程的专业由9个增加到15个，学生由每年50人增加到170人。根据2014年《教育部关于加强学术学位研究生课程建设的意见》以及新研究生培养方案的要求，“分子生物学”课程于2014年更名为“分子生物学及实验技术”，在研究生培养过程中加大了实验技术教学的权重。

1 “分子生物学及实验技术”教学面临的问题

近年来，分子生物学的发展日新月异，其理论、实验技术不断更新，使得研究生分子生物学教学面临很大考验。总结多年以来的教学实践，我们发现“分子生物学”理论和实验教学中均存在着一些问题：理论内容专业性强，较为枯燥，有的不属于学生的研究方向，学生学习积极性不高；教师教学手段单一，学生自主学习平台、交互式学习的模块少，学生未能养成参与式学习的习惯；教授对象是全校不同专业的研究生，各专业研究生分子生物学理论和实验知识基础参差不齐，课堂讲授难度较大；目前缺乏适合本校学生使用的分子生物学理论及实验教材，相关领域的最新研究进展涵盖不全面；闭卷考试的单一性限制了对研究生综合能力的考察，同时也不利于对创新人才创新思维的培养；分子生物学发展突飞猛进，投入到分子生物学实验课程建设中的经费不足。

结合吉林农业大学硕士研究生创新意识和创新能力培养的实际特点，从教学内容、教学方法、教学方式、教材建设和考核方法等方面对“分子生物学及实验技术”课程进行改革与实践，加强课程建设，充分发挥课程教学改革在研究生创新人才培养模式中的作用。

2 “分子生物学及实验技术”教学内容改革

原分子生物学的理论内容(30学时)，注重的是基本知识讲解，与本科教学有很多重复的内容；目前本门课程理论部分(16学时)主要讲授DNA与基因、核酸生物合成及调控、蛋白质生物合成及调控、核酸与蛋白质的相互作用、DNA或蛋白质的化学修饰与基因表达、常用分子生物学研究技术及方法。以上理论课程的内容，为分子生物学课程的核心，同时也是所有学科研究的基本内容。以往的分子生物学实验课(15学时)的教学方式基本与本科生相同，按照实验指导，每次实验只做单一内容。学生基本是按照实验操作步骤进行，所学习的各个实验在内容上毫无联系，实验性质多为验证性。为了适应21世纪对科研人才培养的需要，对实验的教学内容进行了改革，改变了传统实验教学方式，将实验内容进行了整合。实验性质均为综合性实验(16学时)，实验项目包括质粒DNA的提取、质粒DNA的双酶切验证、质粒DNA的PCR验证、核酸的琼脂糖凝胶电泳。要求学生掌握分子生物学基本实验技能，如无菌操作、蛋白质及酶制剂使用及保存、分子生物学常用的仪器操作等(表1)。改革只是从实验内容、实验材料以及授课方式等方面进行了调整，没有增加教师的工作量，但能全面锻炼研究生的动手能力。

表1 “分子生物学及实验技术”课程改革前后理论及实验内容的对比

3 “分子生物学及实验技术”教学方法改革

传统课堂往往成为教师播放PPT和讲解的“一言堂”。培养学术研究生，在教学中更应注重创新能力的培养，促进课程学习和科学研究的有机结合。教学内容不仅要新颖，更要求方法和手段与时俱进。扩大招生后，“分子生物学及实验技术”授课对象整体水平参差不齐，甚至有的学生没有接触过该门课程。本课程在教学方法、教学手段等方面进行了改革尝试，教学方法以引导式、参与式、讨论式为主，翻转课堂，让学生讲解专题，加强师生的互动，使学生由被动接受到主动学习。

教学手段是保证教学任务顺利完成的先决条件之一。充分利用学校现有的良好教学资源，在教学中采用在线教学方式，使课堂教学直观化、动感化，提高学生的学习兴趣。分子生物学内容较为抽象，教学以图像、声音、文字等并存的方式进行，使得学生易于理解，明显提高了教学效果。在传授前沿知识、增加信息量等方面，在线课堂和多媒体教学具有重要的作用，已成为理论课的主要教学手段之一。对于一些难以理解的实验，如质粒DNA的提取、质粒的双酶切等，使用多媒体能够动态地展示整个实验过程，有助于加深学生对实验的理解和记忆，将抽象的原理变得形象化。另外，使用多媒体对分子生物学技术的成果进行展示，让没有分子生物学实验背景、初次接触分子生物学实验的学生了解实验常规仪器的使用方法和用途，正确掌握实验操作手段，让所有学习本门课程的研究生在基本理论和技能提高方面受益，极大地激发学生的学习兴趣。

4 “分子生物学及实验技术”教学方式改革

理论内容合班授课，采用学生参与式教学方法：设置专题，学生分组，按专题查阅文献，小组讨论后制作PPT，选择理论课的最后一节课，翻转课堂，让学生进行讲解、讨论、汇报；实验课采取小班(每班24人，每组2人)授课，教学中最大限度地让每名学生参与，培养学生动手能力及独立科研能力。学生实验过程包括检索文献、安排实验小组、实验操作、师生讨论、撰写实验报告(图1)。实验教学中，指导教师除了对每一步骤的原理进行必要的讲解外，更侧重于对注意事项、实验技巧进行提示。通过实验改革，全面锻炼研究生的创新能力、动手能力、表达能力和合作能力，对学生创新意识和创造性思维的提高有一定的帮助，有利于其今后独立开展科研工作[4-5]。

5 “分子生物学及实验技术”教材建设

研究生授课没有固定教材，本课程理论内容的讲授主要参考朱玉贤主编的《分子生物学》和Robert F.Weaver主编的MolecularBiology。实验教材使用崔喜艳教授的《生物化学与分子生物学实验》，该教材虽然能作为研究生学习分子生物学基础实验的参考，但缺乏适宜科学研究的专门技术[6]。随着生命科学的发展、生物技术手段的日新月异，生命的奥秘不断被认识和发现，分子生物学新概念和理论的出现、新实验技术的产生迫使我们要紧跟科技发展前沿，在强化理论基础的同时及时进行知识的更新，让学生及早了解和掌握分子生物学的动态、进展。因此，目前正在编写适合研究生学习的简明分子生物学理论及实验教程。

图1 分子生物学实验技术教学流程

6 “分子生物学及实验技术”考核方法

考试是高校教学工作的基本环节，是反映学校办学质量、了解教师教学效果、检查学生掌握知识程度的一种必要手段。闭卷考试形式单一，对研究生知识的考察具有一定的主观随意性、片面性和不规范性。完全放弃闭卷考试，有些学生可能会放松对课程基本理论知识的学习。为此，“分子生物学及实验技术”课程采取了闭卷考试、设计综合实验报告、学生讲解专题三部分相结合的综合成绩考核办法，分别考察研究生对分子生物学基本理论的掌握、综合实验与科研素养能力、翻转课堂讲解能力，还可使教师从中受益，为进一步提高教师教学能力，积极进行分子生物学研究生教学改革积累素材。

7 结语

随着生命科学技术的迅猛发展，科研人员不仅要具备较强的动手能力和相关的专业知识，而且要具有完整的实验思路、较强的科研创新精神。“分子生物学和实验技术”课程对农业院校各相关专业研究生实验技能、科研素养的提高具有积极作用。笔者在对6届不同专业研究生的“分子生物学及实验技术”课程的授课过程中取得了一些经验，使研究生能积极主动地掌握分子生物学基本理论和常用的技术，对研究生科研能力的提高有所裨益。但就目前来看，分子生物学实验成本过高，实验教学仪器较为落后等问题还束缚着高校研究生分子生物学课程的改革，因此需要进一步加强研究生分子生物学课程建设，提高教学质量。

[1]崔喜艳,姜秀云,余涛,等.“基础生物化学”课程建设与改革实践[J].高校生物学教学研究:电子版,2013(3):32-35.

[2]李莉云,张萃,巩校东,等.研究生分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].河北农业大学学报:农林教育版,2012(1):73-75,78.

[3]林家齐,李玲.深化高校实验教学改革 促进创新人才培养[J].科技与管理,2009(6):124-127.

[4]周晓馥,勾畅,未晓巍,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(4)：1852-1853,1878.

[5]郭婷婷,沈伟荣,何培民.硕士研究生分子生物学实验教学改革尝试[J].山西农业大学学报,2006(5):13-14.

[6]甘纯玑,崔喜艳.生物化学与分子生物学实验[M].北京:高等教育出版社,2014.

2016-07-25

吉林农业大学研究生核心课程建设项目“分子生物学及实验技术”(吉农研字[2015]6号)。

崔喜艳(1971- )，女，教授，博士，从事生物化学与分子生物学研究。

G643.0

A

2095-7602(2016)12-0143-04