◆劉文胡巍

(山東理工大學生命科學學院)

創(chuàng)新人才培養(yǎng)是時代賦予大學的歷史使命和義不容辭的歷史責任。只有培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型人才，才能適應(yīng)社會發(fā)展的需要。實驗教學作為高校重要的實踐環(huán)節(jié)，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面應(yīng)當發(fā)揮重要的作用，傳統(tǒng)的教學模式和教學方法，有些內(nèi)容已經(jīng)不符合現(xiàn)代教育思想的要求，新的教學理念和教學模式值得研究和探索。

一、兩種實驗教學模式

過去常規(guī)的實驗教學一般是以知識的鞏固驗證以及實驗技術(shù)的學習掌握為目的，讓學生通過不同的實驗項目驗證理論知識，獲得感性認識，學習實驗方法，掌握實驗技術(shù)和儀器設(shè)備使用。這種實驗教學模式可以稱之為“知識引導的實驗教學”。

把科學研究成果移植到實驗教學中，設(shè)計綜合性的實驗課題項目，將教學內(nèi)容更新重組，融入課題項目之中，使學生帶著需要探究的問題開展實驗，此種實驗教學模式可稱為“課題引導的實驗教學”。學生在“實戰(zhàn)”中得以提高素質(zhì)、培養(yǎng)能力、學習創(chuàng)新。

二、課題引導的分子生物學實驗教學改革實踐

(一)分子生物學實驗教學概況分子生物學是二十一世紀的前沿

學科，迅速發(fā)展的分子生物實驗技術(shù)是分子生物學的一個重要組成部分。普通本科院校生物工程、生物技術(shù)、生物科學等專業(yè)均開設(shè)分子生物學實驗課程，一般包括幾個相對獨立的實驗項目，每周完成一個實驗項目，學習質(zhì)粒提取、PCR、DNA重組、轉(zhuǎn)化、電泳檢測等實驗技術(shù)以及離心機、微量移液器、PCR儀、電泳系統(tǒng)等儀器的使用。

(二)用于實驗教學的課題設(shè)計

用于實驗教學的課題要符合大綱要求、與教師科研結(jié)合、綜合性強、難度適中。例如，課題“目的基因原核表達載體的構(gòu)建及目的蛋白誘導表達和檢測”，所需教學課時為32學時，內(nèi)容包括:目的基因及載體的獲得與檢測、DNA酶切與連接、感受態(tài)制備與重組DNA轉(zhuǎn)化、陽性克隆篩選與鑒定、目的蛋白誘導表達與檢測等，約十幾個分項目連貫在一個相對完整的研究課題中，成為一個綜合性的分子生物學實驗。

課題每一個環(huán)節(jié)都相互關(guān)聯(lián)，學生進行的每一步實驗都是為下一步打基礎(chǔ)。課題包含了分子生物學技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容(基因工程中的基因操作和產(chǎn)物檢測)和分子生物學發(fā)展前沿性知識(研究項目中涉及到的背景知識)，強調(diào)了實驗的綜合性、連貫性和探索性，也便于教師根據(jù)實驗室條件、計劃教學課時、學生情況等在每個分項目中添加實驗新的技術(shù)、擴充實驗內(nèi)容。

(三)“課題引導的實驗教學”組織方式

1.每組一題。為了豐富研究內(nèi)容，將學生按20人左右分成大組，每個大組的課題題目有所不同。可以選擇不同的表達載體，不同的目的基因，不同的酶切位點，不同的重組載體的檢測方法等。例如，目的基因可為白細胞介素基因或丙肝病毒C抗原基因;載體可選用溫度誘導型的表達載體pBV220、化學誘導型表達載體pQE－30及用于目的基因測序的T 載體;鑒定重組質(zhì)?？捎镁wPCR檢測、酶切檢測或藍白斑檢測。除此之外，還可以進一步對表達產(chǎn)物進行分離純化、功能鑒定等深入研究。每組完成一個完整課題，但是遇到的問題不完全相同，有了更多分析問題、解決問題的機會。在每個大組中，2～4名同學組成實驗小組進行實驗，分工協(xié)作。

2.集中實驗。每組用連續(xù)幾天(如4天、32學時或更多)集中完成整個課題。集中實驗與課題研究的連續(xù)性和完整性相配合。改變以往每周完成一個實驗項目，學習一個單一實驗技術(shù)的分散教學模式。

3.編寫配套教材。編寫的《分子生物學實驗指導》包含常規(guī)實驗操作方法、常用儀器使用、常用試劑配制、實驗注意事項、問題思考等內(nèi)容，科學和全面地反映分子生物學實驗教學新模式的要求，可為學生進行實驗提供有針對性的指導，同時還可以作為學生課外探究活動的參考。

4.教學輔助系統(tǒng)的建設(shè)。制作實驗教學課件、利用學校的網(wǎng)絡(luò)課程平臺建設(shè)分子生物學實驗網(wǎng)絡(luò)課程，網(wǎng)絡(luò)課程平臺包括教學大綱、教案、多媒體課件、教學資源、教師答疑、網(wǎng)上討論等幾個模塊，并提供動畫、圖表和視頻等素材，豐富的形式和內(nèi)容為學生提供更便利的課堂外學習條件，便于學生自主學習、拓展視野和相互交流。

5.撰寫科技論文形式的實驗報告。實驗結(jié)束后，教師指導學生就整個課題研究寫一份標準論文格式的實驗報告。通過寫論文，學會科學規(guī)范地闡述和展示自己的研究過程和結(jié)果，以及對實驗結(jié)果的分析討論。而不是以往一樣在每個項目后僅寫一份簡單實驗報告。

幾屆學生的教學實踐表明，新的教學模式很好地調(diào)動了學生的興趣和積極性，收到了良好的教學效果。很多同學交出了不錯的論文，從中可以看到學生認真扎實的實驗過程和深入細致的思考。

三、“知識引導的實驗教學”與“課題引導的實驗教學”的比較

(一)兩種實驗教學模式凸顯不同的教學理念

“知識引導的實驗教學”其特點是實驗項目大多是驗證性的、相互孤立的、為了讓學生掌握知識和技術(shù)而去做實驗。探究和創(chuàng)新的成分較少，前后項目沒有因果聯(lián)系，實驗過程和結(jié)果非常明確，一般不會出現(xiàn)問題也不需要學生進行深入的思考，學生在教師指導下被動地完成學習過程。

“課題引導的實驗教學”模式中，學生需要根據(jù)具體的課題自己或與小組成員一起設(shè)計具體實驗流程或判定實驗流程的合理性，為完成課題學習新的實驗方法，掌握相關(guān)儀器的使用，對遇到的問題進行分析和思考，對實驗結(jié)果進行判斷和討論，在實驗過程中獨立思考、獨立操作、主動求知。突出實驗教學的能力和素質(zhì)培養(yǎng)目標，知識和技術(shù)的學習始終圍繞課題的解決進行。

(二)兩種實驗教學模式達成不同教學效果

“知識引導的實驗教學”和“課題引導的實驗教學”兩種模式所用的教學課時相同或相似，但是:前者教學的主體是教師，學生圍繞教師的教學進行學習，后者的主體是學生，學生圍繞探究的課題主動展開研究和學習，教師只起輔助指導作用。

前者教學內(nèi)容往往是一成不變的，幾個實驗項目可能教幾屆甚至幾十屆學生，后者可以根據(jù)學科發(fā)展、教師科研項目、學生興趣等靈活變換不同的課題題目或探究方向。

前者的教學過程由于缺乏探究的實戰(zhàn)訓練，學生遇到實際問題時往往不知道怎樣靈活運用所學知識，而后者的教學過程是學生解決實際問題的過程，實踐過程中技術(shù)方法的掌握及能力的養(yǎng)成往往是非常牢固的。

前者以知識和技術(shù)的掌握為教學目標和終點，而后者以課題的解決為目標，在課題研究的過程中自然會激發(fā)學生主動求知的積極性，引發(fā)深入的思考、產(chǎn)生更多思想火花，甚至學生會把探究的習慣延伸到以后的學習生活中，課堂上的實驗教學成為一種創(chuàng)新能力的引導，是創(chuàng)新和探究的起點。

四、“課題引導的實驗教學”要點和展望

(1)精心設(shè)計。課題選擇應(yīng)限定在教學大綱要求、教學課時和學生實際能力范圍之內(nèi)，同時，提出實驗時間安排的建議。不能盲目和隨意，以免影響正常的教學秩序。

(2)過程把握。備課階段要分析學生實驗可能遇到的問題，并做好充分準備，避免因一個實驗環(huán)節(jié)出問題影響后續(xù)實驗。準備好相應(yīng)的備份材料，以補救學生可能出現(xiàn)的實驗失敗。

(3)組織有序。教師隨時了解、指導各個小組的實驗進度，并充分調(diào)動和發(fā)揮學生的積極性。組織一部分學生參與前期準備，培養(yǎng)熟悉實驗室工作的骨干，使他們在課題研究中起到教學助手的作用。

(4)不斷創(chuàng)新。鼓勵學生勇于置疑、勤于思考、善于發(fā)現(xiàn)問題、習慣分析討論找到解決問題的方法。鼓勵探索、引導創(chuàng)新，在探究實踐中學習是新的教學模式的精髓。

五、結(jié)語

生物學發(fā)展迅速，新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)，實驗教學應(yīng)當跟上學科發(fā)展和技術(shù)的進步。“課題引導的分子生物學實驗教學”把大學的專業(yè)實驗教學與教師的科研課題有機結(jié)合，增加了實驗教學的綜合性和創(chuàng)新性，解決了新知識新技術(shù)進課堂的問題，同時在建立新的實驗教育理念和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式方面也進行了初步的探索和實踐。

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