２０１１年４月 第２８卷第２期 长治学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈａｎｇｚｈｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｐｒ．，２０１１ Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．２ 分子生物学实验教学改革的研究与实践 雷海英 ，张建国 ，赵玉芳 ，王志军 ，王 琦 （１．长治学院生物科学与技术系，山西长治０４６０１１；２．山西大同市矿区马脊梁矿中学，山西大同０３７０２７） 摘要：文章从优化教学内容、改变实验教学形式、改革实验教学方法三个方面入手，对分子生物学实 验教学改革进行了探索。实践证明上述教学改革在提高学生的获取知识能力和动手操作能力以及培养团队 意识方面取得了很好的效果。 关键词：分子生物学实验；教学改革；学生能力 中图分类号：Ｑ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—２０１４（２０１ １）０２—０１０１—０３ 分子生物学从开设到现在只有五十多年的时 验都认真做好，才能顺利完成整个实验，只有前一 间，在人类文明发展史上虽只是短暂的一段，却使 个实验结果合格，下一个实验才能继续进行（上一 生物学发生了巨大变化，其进展可谓极其迅猛ｌｌｌ。分 个实验是下一个实验的材料），这样学生做实验也 子生物学现已成为拥有技术最多的学科之一，逐渐 有了兴趣和动力，并且每一次的结果也会认真对待。 成为生物学各学科的前沿和生长点，并正在与其他 学科广泛交叉与渗透。大学本科的分子生物学实验课 作为生物专业非常重要的一门专业必修课，是一门 下面是对分子生物学实验的安排： 实验一、溶液的配置； 实验二、质粒ＤＮＡ（载体）的提取（验证性）； 实验性非常强的学科，是高技能生物类人才必须掌 实验三、植物基因组ＤＮＡ的提取（验证性）； 握的基本技术，能够为以后的科研活动打好基础［２１。 实验四、琼脂糖凝胶电泳检测ＤＮＡ（验证性）； 分子生物学实验技能的培养在本科阶段的学 实验五、ＰＣＲ基本原理及ＰＣＲ基因扩增目的 习显得尤为重要，因此，实验技能和科研意识的培 基因（验证与考试性）； 养也就更为重要。基于以上分子生物学实验教学现 实验六、大肠杆菌感受态细胞的制备及重组子 实验七、Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交（研究与考试性）； 实验八、植物总ＲＮＡ的提取（研究与考试性）。 ２从细节入手，建立完整的实验体系 状，为提高该课程的教学质量，提高教学的实际效 的转化（验证性）； 果，充分调动学生的积极性，实现教学目标，我们从 教学内容、教学形式和教学方法三个方面，对分子 生物学实验教学进行了初步的改革探索和实践。 １ 根据学科特点。优化整合实验内容 ２．１加强基本技能，提高教学效果 结合分子生物学实验学科的前后连贯、紧密结 实验大体分为了三种形式：第一种是验证性的 合等特性｝３１，我们对分子实验进行了改革实践，对实 实验，只要按照书上的标准程序认真去做就行，这 验精心选取，形成一个系列化的大实验，做到实验 也是对学生基本技能的锻炼；第二种采用了考试的 难度循序渐进；对实验内容进行了编排，使实验内 形式，这样使学生能够高度重视，也能考查到他们对 容前后贯穿，实验前后形成一个整体。 基本技能的掌握程度；第三种形式是研究性质的， 在教学过程中，使学生意识到只有把每一个实 让学生对一个还陌生的课题组成团队，自己去查阅 收稿日期：２０１ｌ＿＿０ｌ一１２ 基金项目：山西省高校开发项目（２００８１０４２），山西省长治学院校基金资助项目（２００８２０６）。 作者简介：雷海英（１９７８一），女，山西平遥人，硕士，主要从事分子生物学教学与研究。 长治学院学报 资料、讨论、理解并能够结合考核的形式讲解出来。 鉴于分子生物学的每一个实验几乎都需要同 用到的缓冲液及培养基，以及配置需要较长时间的 ３以技能和能力培养为主，完善教学方法 １ 利用有限资源，引导自主学习，形成科研思维 种的试剂，也考虑到学生往往眼高手低，我们把要 ３．实验七是Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交实验。这一实验是做完 试剂，从计算、称量、配制等集中起来作为同一个实 前几个实验后，进行的一个综合性大实验，涵盖了 验，让学生独立完成。实验二是材料的准备实验，先 前几个实验所有的技术，所需时间很长，且实验耗 告知学生这个实验结果在后面实验是要作为材料 材昂贵，实验条件要求高，一般实验室根本无法满 用到的，这样他们会尽可能的认真对待每一步。第 三个实验是对实验二的补充。在这一环节中应尽量 避免有的同学因实验二的结果不理想，而产生下一 个实验就没有材料可用的想法，同时这也是对实验 器具、：疗法的应用和巩固。实验四是对前两个实验 结果的检测，同时也是分子生物学必不可少的分离 技术。通过以上环节，学生不仅可以提高实验技能， 而且加深了对理论知识的理解，使学生能轻松自如 地描述分子克隆的原理及过程，不再认为分子生物 学实验是一门枯燥的实验课。 ２．２教与考相结合，提高教学质量 结合笔者从事科研＿Ｔ作的经验，对实验五的内 容做了 修改。由于近几年来ＰＣＲ实验应用非常广泛， 为调动学生的积极性，采用了考试的形式。考试之 前先给学生讲解实验的原理、程序、过程、注意事 项及结果分析等；而后将ＰＣＲ实验所用到的材 料、用量做好记录；确定ＰＣＲ的五种材料所要达到 的最终浓度；每种材料设计四种不同的初浓度（一 种浓度代表从不同厂家买来的一个初始浓度，这 样也可以避免学生相互抄袭），分别写在小纸条上， 分类放置；接着每位同学每个材料抽取一个小纸 条，要求学生首先计算出各个材料所需用量，并把 计算公式写在纸上，完成后独立操作每个样品的加 样过程。 由于分子实验是对生物在分子层次上的研究， 是极小单位（通常是微克、微升、甚至是纳克）数量 级的研究，实验的精确度要求非常高，所以要求学 生做到尽量精准。而且个人认为科研做记录是一个 很好的习惯，这样可以培养学生严谨的科研态度， 同样减少了每次合作偷懒依赖他人的可能性。 本次实验过程简单，完全能够在三个课时内顺 利完成，而且经济有效。这样的实验可以算作一个 基本技能的综合考察，既有前几个实验中具体试剂 的实际配置，也有移液枪的使用，这样也可以检验 每个学生对前面实验是否认真对待，并一对一加以 及时纠正 足所有同学参与的要求，很难在三个课时的时间里 完成。为了能让所有同学都参与并掌握，我们采用 了研究性学习方法，即提前布置预习，同时播放相 关视频，学生对实验有初步了解后，将他们按五个 人一组进行分组，分工合作共同查资料，共同探讨 实验原理及过程；要求学生做到了解实验的每一步 骤，掌握每一个试剂、每一步骤的作用，并做到能够 按照自己认为最标准的模型顺利完成的程度，再进 行的提问考查式的实验课。五个人一组分工合作进 行实验，两位同学操作，一位同学辅助，还有一位同 学讲解实验内容，另一位同学记录老师的提问以及 过程中遇到的问题。开始实验之前给他们半个小时 的准备时间，除了所用试剂、时间上可以替代或缩 短外，其他形式都依据标准的实验程序进行；同时 所做的每一步骤都解释它的用途，这样直至完成 整个程序。期间老师对以前学过的或者现在需要掌 握的一些知识进行提问（比如：酶切的方法、琼脂糖 凝胶电泳结果分析、探针标记法等），最后老师对实 验进行总结和点评。 实验八的初衷是加强学生的研究意识。实验的 难度比较大，在现有实验条件的基础上，上一个实验 顺利完成后，继续培养学生独立的科研能力。自己 查资料，把所有的要求都做到熟练掌握，再进行操 作。由于实验本身条件要求比较苛刻，结果总是不尽 人意，因此这个实验仍在继续改进当中，但学生的反 应都认为挺好，重在掌握知识的过程，不在结果本身。 一般实验教学基本上是“三步走”的模式：老师 自己做好准备工作，学生按部就班完成实验，写个 实验报告交了完事。如今，一改往日的方法，先提前 布置实验内容，以积极调动学生主观能动性，努力 培养学生实事求是的科学态度为准则；实验结束 后，要求学生认真书写总结报告，而不仅是实验报 告，还要对实验的方法提出宝贵的意见，对教学效 果做出评价。在整个过程中，同学们学会了如何去 查阅资料，变被动学习为主动学习。在做实验的同 时学会了主动思考，初步了解了科研的方法，加强 雷海英，张建国，赵王芳，王志军，王琦分子生物学实验教学改革的研究与实践 了获取知识的能力，学生学习的积极性明显提高。 科院校开设的时间都在１９９８年以后［４１。为提高实验 课教学质量，以寻求更加合适的教学内容、教学方 ３．２重视实验教学，培养团队意识 实验过程中的合作形式丰富，既培养独立的意 法与形式，只有通过不同层次的教学方式的实施， 识，同时也培养相互协作的精神，比如自己计算，两 在获取知识的同时，既锻炼学生的科研思维与创新 人共用一套移液枪，五人组成一个团队查阅资料讨 意识，也培养团队合作意识，使学生能更好地掌握 论，所有同学共用一台离心机。由于仪器不可能做 和应用所学的实验技能，提高学生独立思考问题和 到每组一台，但是如果实验不能同步进行，很多同 解决问题的能力。因此，在今后的实验课中，分子生 学处于等待状态，这不仅会造成仪器设备的高度消 物学实验教学效果还有待进一步探索。 耗，而且不能按照正常程序安排完成实验，也就会 导致整个实验的失败。这就要求学生协调好分工 参考文献： 和合作，科学实验的分工与协作是一个科研工作者 ［１］王文娟，朱俊华，尹芳，张雪丹．分子生物学实验 应具备的素质，养成良好的科研习惯，为将来从事 科学研究打下良好的基础 。 ４结语 课程教学改革的实践与探索［Ｉ］．北京城市学院 学报，２０１０，（３）：６６—７０． ［２］朱俊华，尹芳．“分子生物学实验”课程体系的 建立和考核方法的改革［『］＿北京城市学院学报， ２００７，（２）：３７—３９． 本科教学具有学时少和学生人数多的特点，所 操作。分子生物学实验开设的时间又较短，一般本 以对于本科阶段的实验而言学生不可能全部进行 ［３］张彦定，黄义德，胡雪锋．本科分子生物学实验教学 的思考［１］．新课程研究，２００８，１２６（９）：１１５—１１６． Ｔｈｅ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ＬＥＩ Ｈａｉ—ｙｉｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ—ｇｕｏ ，ＺＨＡＯ Ｙｕ—ｆａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｚｈｉ－ｊＨＢ ，ＷＡＮＧ Ｑｉ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｈａｎｇｚｈｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｉ Ｓｈａｎｘｉ ０４６０ １ １； ２．ｔｈｅ Ｍａｊｉｌｉａｎｇ Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｏｎｇｍｅｉ Ｇｒｏｕｐ，Ｄａｔｏｎｇ Ｓｈａｎｘｉ ０３７０２７） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ ｏｆ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ｆ０ｒｍｓ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｉｓ ｒｅｓｕｌｔ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｅｌ－ ｆｅｃｔｉｖｅ ｉｎ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ．ｉｔｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｔｅａｍ ｓｐｉｒｉｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ；ｓｔｕｄｅｎｔｓ ａｂｉｌｉｔｙ （责任编辑王瑕琳） ・１０３・