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研究生分子生物学实验教学改革及思考

研究生分子生物学实验教学改革及思考

【实验平台】

研究生分子生物学实验教学改革及思考
(北京林业大学 刘雪萍, 汪晓峰 生命科学与技术学院, 北京 100083 )

摘要: 研究生分子生物学实验技术课程是当今高校生物类专业研究生必修的课程, 它在研究生后续的科研工 本文在作者具有多年实验教学改革经验的基础上, 针对当前研究生在分子生物学实验课学 作中起着重要的作用。 习过程中存在的问题, 进行了大胆改革, 将分子生物学实验课程的内容按照科研思维从整体上设计为一个完整的 综合大实验, 并将我校分子生物学研究领域所采用的成熟的实验手段及技术引入到研究生教学, 改革后的实验体 系中各个实验既有独立性, 又存在连贯性, 从而提高实验教学质量。并就所取得的成绩阐述了如何从科研理念角 度探索出一套适应生物类研究生分子生物学实验的教学思想和教学方法,为研究生今后的科研工作奠定了良好 的基础。 关键词: 分子生物学; 实验教学; 教学改革 中图分类号: G642.423 文献标志码: A 文章编号: 1674- 9324 (2012 03- 0186- 02 )

目前,分子生物学实验技术已广泛应用到各类生 物学专业的科研工作中,成为生物学领域科学研究的 基本实验技能。分子生物学实验课程是各大院校生物 类研究生入学的必修课,此门课程掌握的程度影响着 研究生后续科研工作的开展。所以如何让研究生在学 习分子生物学理论知识后尽快掌握扎实的实验技能成 为分子生物学教学实践的研究热点。 近年来,针对如何提高我校研究生实验教学质量 的问题, 我们曾经走访考察了北京大学、 清华大学和北 京师范大学等国内著名大学,学习领会重点知名学校 的教学思维和教学内容,结合北京林业大学实际情况 和教学特点, 在教研室集体多次讨论的基础上, 本着注 重培养研究生科研素质和科研思维、提高研究生实际 动手能力的目的, 我们优化了为全校生物科学、 生物技 林学、 园林等专业开设的研究生分子生物学实验技 术、 术课程体系, 对改革教学内容和教学方法进行了尝试, 并取得了较好的教学效果。 一、 分子生物学实验教学存在的问题 我校原来的分子生物学实验教学内容比较简单。 实验内容主要包括一些基本的实验操作技术:如植物

DNA和质粒DNA的提取、 RNA分离纯化、 DNA酶切鉴定 PCR扩增技术、 感受态细胞制备、 目的基因连接 及重组、 与转化等等。这些单项实验彼此间缺乏内在联系, 学生 往往会在认真做好了实验, 并得到理想的实验结果后, 反过来请教老师这个实验的用途是什么。可见由于实 验内容之间存在的不连贯性,学生就可能没有真正理 解和掌握分子生物学实验课程中的核心问题。后续课 程效果调查表明,虽然研究生抱着很大的热情和期待 认真地学完该课程, 但实验结束后, 留在学生脑海中的 印象模糊, 到实验室进行后续的科研工作时, 还是感到 无所适从、 无处下手。即实验的效果并没有充分发挥出 来。此外, 由于受实验课时和经费的影响, 传统教学中 任课教师会在实验前为学生做好一切准备工作,如试 仪器调试, 甚至把药品分装成小份分发到每个 剂配制、 小组。这种做法严重地限制了学生上课学习的积极性。 由于研究生缺乏学习的主动性,在实验前没有做充分 准备的预习, 产生的后果是实验结果出来后, 学生不知 如何分析, 实验中出现的问题也不知如何解决。这种现 象严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手 能力和创新能力的培养。实验教学的目标不仅要传承

---------------------------------------------不到应有的效果的。而解决这一问题, 势必要通过大量 的习题来练习, 一般来说, 数学课必须要有一定的作业 让学生在课外完成, 这显然与减负是不相符的。平心而 论, 难道数学老师给学生批改大量作业是一种享受么? 其实, 数学作业无非是巩固课堂知识的内容, 如果运用 多媒体技术辅助教学, 情况将发生前所未有的变化, 由 于数学知识形象直观了, 课堂信息量大, 抽象的知识容 易理解了, 教学内容及时巩固了, 学生学会内容了, 课 下功课少了, 学生的负担也相对减轻了。 在数学课堂教学中恰如其分地运用多媒体技术, 能形象生动地从不同角度不同方式展现知识的内在原 理, 不但激发了学生兴趣, 抓住课堂重点, 还在一定程 度减轻了学生的负担,培养了学生的四维空间和创新 所有的这一切, 都很好地开发了数学教学课 性。总之, 堂的新局面。
参考文献: [1] 数学课程标准》 《 [S].人教版数学教材 《圆面积公式、 圆柱体 积公式》 .部分内容. [2]蒋华明.多媒体和网络技术在中学数学教学中的应用[J].中 国校外教育, 2009, ) 20. (12 : (理论 [3]侯贺敏.新课改数学教学中的媒体优势[J].教育前沿 版 , ) 2008, ) 15. (9 : [4]申海波.合理使用多媒体教学, 提高课堂教学效率—— —教学 初中数学体会[J].新课程 (中学版 》 ) 2008, ) 5. (10 : [5]陈红兰.信息技术与中学数学课堂教学整合初探[J].中国科 技信息, 2006, ) 1. (4 :

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【实验平台】 课堂所学的知识及增强实验技能的训练,更要在实验 教学中培养学生的科研素质、 科研技能和创新能力。为 了使研究生真正得到分子生物学实验技术的锻炼, 有 必要对现有的实验教学体系进行改革,以便真正达到 培养研究生的目的。 二、 分子生物学实验教学改革的探索 1.实验内容的改革。 教学体系主要体现在要以科研 的理念教育学生, 即在教学中首先提出问题, 然后引导 学生可以用哪些方法和实验技术来解决问题,而不是 在学生学会了实验技术后,往往会迷惑这些技术可以 解决什么问题。基于上述问题, 我们教学改革的出发点 为注意结合研究生教学以及分子生物学技术的特点, 优化原来较为分散的教学内容,以实验体系要求完整 性、 系统化、 实用性为原则, 在原有分子生物学实验教 学工作基础上, 针对我校研究生科研工作的特点, 对分 子生物学实验教学体系与教学方法进行了改革的初步 我们把改革后的分子生物 探索。在充分调研的基础上, 学实验课程重点放在主要围绕 “绿色荧光蛋白 (GFP 基 ) 因” 展开, 整个实验内容包括原核生物细胞转化、 质粒 DNA的分离纯化、限制性内切酶对质粒DNA的酶切与 琼脂糖凝胶电泳鉴定、 重组技术、 PCR基因扩增、 蛋白质 电泳分离表达蛋白、 蛋白质转移技术、 蛋白质分离纯化 技术等。这些实验的内容不仅涵盖了之前所开设的所 有基础验证性实验, 而且其连贯性和综合性大大提升。 实验方案初步确定后,老师和相关实验室的研究生开 始预作实验, 发现不适合的地方及时修改, 经过反复实 验、 讨论, 我们完成了综合实验方案。通过综合设计性 实验的开设,不仅可以使学生强化课堂所学分子生物 学的相关知识, 在此基础上, 牢固掌握相关的实验技能 和实验手段,在注重提高了学生的实践动手能力的同 时,更要注重提高研究生对所学实验技术的应用能力 和分析实验问题的能力。现在的整个实验内容涵盖了 分子生物学的基本实验技术,每个实验之间都有着非 常紧密的联系,改变了以前分子生物学实验之间割裂 无联系的状况。各项实验相对独立, 但无论在逻辑上还 是在时间上, 前后都是紧密关联的。 2.教学方式的改革。在教学方式上, 我们做了如下 工作:①在每次实验前,老师都要应集中讲解实验原 理, 把基础知识和实验中要遇到的问题讲解透彻, 带领 学生仔细分析实验步骤, 并针对关键操作、 技术难点或 容易误解之处进行详解, 有必要时进行演示, 使学生能 更好地掌握实验原理和技术,并要求学生重视实验课 实验课集中在二 程的预习。②为了保证实验的连续性, 周内完成; 实验课全天安排。由于有的分子实验需要等 待的时间较长, 为了有效利用研究生的时间, 实验前我 们合理安排实验内容和时间,在开课前把实验安排和 进度告诉学生, 使研究生可有效的利用时间。这种安排 可使学生在操作时目标明确,也因其与科研的节奏和 气氛相符,而使学生体验到科研的乐趣而对未来的科 研工作产生了向往。③我系的研究生从入学开始就参 加了课题组相关实验技能的培训。在实验技能上优于 其他专业选课的学生。根据这一优势条件, 我们每年都 要安排2~3名学生参加到实验教学中来, 研究生参与实 验教学的好处为: 一是学生之间更便于交流; 二是同时 提高了我专业学生的实验基本理论和实验技能,提高 了研究生的综合素质, 起到了一举两得的作用。④由于 其独特的优势,多媒体教学在理论教学中已经成为不 可缺少的教学工具,而在实验教学中的优势却因条件 生物科学与技术学院的实验中心 所限制。自2005年起, 开始为各个实验室安装多媒体系统。经过几年的实践 证明,实验课程采用多媒体网络教学与实验教学相结 合, 利用了教学课时, 拓宽了实验教学的知识面, 提高 了实验教学效果, 得到了师生的一致认可。使用多媒体 实验课件后,我们可以将复杂的实验原理以生动的图 像加以简练的文字表达出来,可以很便捷地控制实验 过程和时间, 便于与学生课堂交流, 取得了很好的实验 效果。在课堂上, 我们经常引导学生到网上检索实验中 的问题,进一步引申在科研中如何利用网站寻找解决 实验问题的方法,帮助研究生提高在科研中检索文献 的能力, 增加他们的学习兴趣。这种实验方式可以提高 研究生解决科研中出现问题的能力,为进入实验室进 行科研研究做好技术上和心理上的准备。在授课过程 中, 老师要经常有针对性地提出一个问题, 引导学生寻 找解决这个问题的方式方法。 虽然在分子生物学实验改革中,我们经过摸索探 讨取得了一定的成绩,但对于大幅度提高学生的综合 能力的目标仍存在很大差距,这就要求我们实验课教 师要在教学过程中不断进行总结和思考,本着作为教 师培养学生的高度责任感,把培养学生作为我们首要 的任务, 就能将分子生物学实验教学不断得以完善。
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通讯作者: 汪晓峰。

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