謝 青，周愛文，楊廣笑

（華中科技大學 生命科學與技術(shù)學院，湖北 武漢 430074）

隨著生命科學研究的不斷發(fā)展，生命科學關(guān)注的范圍越來越大，涉及的問題越來越復(fù)雜，采用的技術(shù)越來越高。這一切使得科學界興起了一個數(shù)學、物理、化學、工程學、計算機科學等非生物學學科與生命科學相互交叉、融合、共同發(fā)展的新時代[1]。由于學科交叉的復(fù)雜化和科技知識更新的頻繁化，對交叉學科學生如何掌握專業(yè)知識和實踐能力提出了新的要求[2－4]。我校是一所有較強工科背景的學校，生命科學與技術(shù)學院設(shè)有4個專業(yè)，其中的生物醫(yī)學工程和生物信息學專業(yè)屬于工科專業(yè)。這2個專業(yè)學生對數(shù)學和物理等相關(guān)學科要求較高，而化學及其相關(guān)課程的實驗技能訓(xùn)練較少，而且沒有開設(shè)微生物學及其實驗課，學生生物學方面的基礎(chǔ)較弱[5]。在如何結(jié)合工科專業(yè)學生和學科特點，讓學生通過生物科學相關(guān)實驗課的學習加強對生物科學相關(guān)理論知識的理解、掌握基本的生物實驗技能，并結(jié)合學生較強的工科知識及計算機應(yīng)用能力，提升學生的學習興趣，按照專業(yè)培養(yǎng)計劃，培養(yǎng)出合格的具有生物科學和工科交叉知識結(jié)構(gòu)的復(fù)合型人才，我們經(jīng)過多年的工作實踐總結(jié)出了一套行之有效的實驗教學方式 。

1 根據(jù)專業(yè)特點安排實驗內(nèi)容

針對不同專業(yè)的學生，充分考慮到學生有關(guān)化學和生物學基礎(chǔ)知識與技能比較薄弱的問題，在實驗學時和內(nèi)容順序的安排上做了調(diào)整。由于學生要學習的知識比較多，課程安排很緊張，因此將“生物化學”與“分子生物學”兩門課合并為“生物化學分子生物學”一門課，實驗課也做了相應(yīng)的合并。這門課的實驗課安排有48學時。第1學期24學時，主要是學習生物化學方面的相關(guān)知識和實驗技能，第2學期的24學時是學習分子生物學的相關(guān)知識和實驗內(nèi)容。我們針對每個實驗內(nèi)容都做了視頻錄像，這對實驗教學很有幫助。

在生物化學實驗內(nèi)容中，我們第1個實驗安排了“3，5二硝基水楊酸法測定還原糖和總糖”的實驗內(nèi)容。由于學生化學實驗做得少，我們就安排了4個學時的時間，讓學生有充分的時間學習移液管和分光光度計的使用，以及一些基本的實驗技能。經(jīng)過反復(fù)練習，學生的實驗技能普遍得到提高，為后續(xù)實驗內(nèi)容的順利開展打下了很好的基礎(chǔ)。第2個實驗我們安排了一些有關(guān)蛋白質(zhì)和氨基酸性質(zhì)方面的實驗內(nèi)容。蛋白質(zhì)和氨基酸是生物化學中的重點和難點內(nèi)容，通過這些定性的實驗內(nèi)容，學生對蛋白質(zhì)和氨基酸的性質(zhì)印象深刻，而且實驗材料都是學生自己的指甲、頭發(fā)，以及蛋清等熟悉的物質(zhì)，學生學習興趣很高。經(jīng)過幾次嚴格的訓(xùn)練，學生完成以后的酶的性質(zhì)、核酸分離以及酶活性測定方面的實驗就比較容易了[6]。

第2個學期的分子生物學實驗教學中，由于學生沒有學習過微生物的實驗技能，我們借助教學視頻從移液槍的原理、使用方法以及注意事項開始介紹，全面細致地介紹了實驗原理、每一步的操作規(guī)范、會得到怎樣的結(jié)果，以及將會觀察到什么樣的實驗現(xiàn)象等，重點強調(diào)實驗中的關(guān)鍵步驟，例如質(zhì)粒提取過程中添加溶液二和溶液三后應(yīng)小心混勻，不要用力振動等。在分子生物學實驗中有些步驟需要無菌操作，而學生又沒有受過相關(guān)訓(xùn)練，這就要求教師做耐心細致的講解，配合多媒體教學演示，讓學生掌握基本的操作要領(lǐng)。這樣讓學生在動手前對即將開展的實驗過程有一個大致的了解，特別是對關(guān)鍵操作步驟有足夠的重視。

教師在講解實驗的過程中，注意同時引導(dǎo)學生思考，讓學生結(jié)合所學過的相關(guān)理論知識來思考實驗設(shè)計思想以及有關(guān)步驟的注意事項。實際完成后，讓每位學生根據(jù)實驗課上教師的講解和所學的理論知識，對自己的實驗結(jié)果進行總結(jié)分析，并寫出詳細的實驗報告。在多媒體技術(shù)的配合下，不但可以使學生能夠更好地掌握實驗原理、正確操作每一個實驗步驟，而且還可以鍛煉和培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。

2 加強實驗內(nèi)容的完整性和連貫性

根據(jù)教學大綱的要求，將學生感興趣的研究性課題作為實驗內(nèi)容，努力在教學中營造一種讓學生充分發(fā)揮創(chuàng)新潛能的寬松環(huán)境，在實驗的整個過程中貫穿以學生為主體、教師為主導(dǎo)的教學思想[7－9]，培養(yǎng)和鍛煉學生的思維能力、實驗設(shè)計能力、分析和解決問題能力，提高教學質(zhì)量。為了較好地完成實驗教學，克服學生相關(guān)知識和基本技能的不足，在安排實驗時，我們充分考慮到實驗內(nèi)容的連貫性和未知性，增強對學生的吸引力，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，不僅讓學生掌握生物學相關(guān)的實驗技術(shù)、學會將這種現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到以后的科研實踐中，而且提高學生的創(chuàng)造能力。

分子生物學實驗就是一個連貫的實驗體系，實驗內(nèi)容包括質(zhì)粒提取、感受態(tài)細胞的制備及其轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒的酶切和電泳、基因重組、陽性克隆篩選、PCR擴增等。我們在“細胞生物實驗”中安排了“植物組織培養(yǎng)”的實驗內(nèi)容。學生對這種綜合性實驗課很感興趣，操作非常認真，大部分學生的愈傷組織都能發(fā)育成幼苗。在整個過程中，學生覺得其樂無窮，參與性極高。我們發(fā)現(xiàn)學生經(jīng)過這種實驗過程完整、前后銜接自然的大實驗訓(xùn)練后，不僅能掌握科學研究的基本程序和技術(shù)，形成完整的科研概念，而且由于實驗的連貫性，可以培養(yǎng)學生的求知欲。學生希望通過自己的親手實踐得到最終結(jié)果，因而有極大的興趣參與實驗。有些學生通過實驗課對生物科學產(chǎn)生了極大的興趣，轉(zhuǎn)到了我院生物科學或生物技術(shù)專業(yè)來繼續(xù)深造。

3 為學生發(fā)揮特長提供良好的平臺

我們在實驗內(nèi)容的安排上，還盡量考慮到學生的專業(yè)所長。例如在面向生物信息專業(yè)的“系統(tǒng)生物學實驗課”中“利用雙向電泳技術(shù)分離蛋白質(zhì)”這一實驗內(nèi)容中，我們就安排了學生將自己的實驗結(jié)果用計算機掃描、畫圖再進行分析這一選修實驗內(nèi)容[10]，還在有關(guān)分子生物學實驗的“PCR實驗”中鼓勵學生上網(wǎng)檢索特定生物材料的保守序列，并學會利用計算機程序自行設(shè)計引物。

生物醫(yī)學工程和生物信息專業(yè)都有一部分學生對生物學科很感興趣，我們就鼓勵他們報名擔當實驗課的“小老師”。我們每年從生物醫(yī)學工程和生物信息學專業(yè)選拔“小老師”，并和他們一道在實驗課開始前做多次的預(yù)備實驗，讓“小老師”充分了解實驗的每一個細節(jié)，這樣，這批學生不僅自己掌握了該門實驗課的實驗技術(shù)，還可以作為教師的助手，協(xié)助教師完成實驗課的教學。這種教學模式為對生物科學有濃厚興趣的學生提供了一個很好的學習和實踐的平臺。

“小老師”培養(yǎng)方法和制度是我院在多年的“生物化學”實驗教學改革中探索出的一種實驗教學模式，該制度有利于培養(yǎng)學生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和實驗技能。多年的實踐結(jié)果充分證明“小老師”教學模式有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和科研素質(zhì)的養(yǎng)成[11－12]。

4 以學生為主，保證實驗教學的效果

生物學相關(guān)實驗采取小班教學方式，每批學生人數(shù)不超過24名，這樣就可以保證學生能夠獨立完成每個實驗。

指導(dǎo)工科專業(yè)的學生完成生物科學相關(guān)實驗課的學習，的確難度要大些，這就需要教師在實驗指導(dǎo)過程中要做到腿勤、嘴勤、手勤。首先要腿勤。在學生做實驗過程中，要不停地巡視每一個實驗小組，邊走邊觀察，以便及時發(fā)現(xiàn)學生實驗中出現(xiàn)的問題并及時解決。其次還要做到嘴勤，嘴要不停地說。實驗中學生經(jīng)常會向教師詢問實驗過程中遇到的一些問題，教師要及時給予解答，回答的方式盡量避免直截了當?shù)卣f出答案，而是采取誘導(dǎo)啟發(fā)的方式。同時我們也會就實驗中的一些問題向?qū)W生提問，了解學生對該實驗從原理到操作步驟的掌握程度，并記下學生回答的情況，作為實驗成績的參考。同時，見到學生實驗中操作不規(guī)范的情況，要不厭其煩地及時提醒。

5 結(jié)束語

盡管我們在我院工科專業(yè)生物學實驗教學改革的實踐中積累了一些經(jīng)驗，也取得一定的成績，但我們的實驗教學工作還有待進一步的改進。

（1）進一步深化實驗教學改革和課程建設(shè)。隨著生命科學與技術(shù)的發(fā)展和教育理念的更新，我們將不斷深化實驗教學改革，進一步培養(yǎng)學生參與實驗的興趣，增加生物學與其他學科相交叉的實驗內(nèi)容，擴大設(shè)計性及創(chuàng)新性實驗的比例，同時以選修課或二課的方式提供一些自選實驗，培養(yǎng)學生的科學探索精神和創(chuàng)新能力。

（2）進一步加強實驗教學隊伍建設(shè)。實驗教師是承擔實驗課程教學、改革和建設(shè)的主體，因此制定相關(guān)的政策要充分調(diào)動和發(fā)揮廣大實驗教師的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

（3）加強教材建設(shè)。在不斷實踐的基礎(chǔ)上，修訂現(xiàn)有的實驗教材，重新編寫新的適用于工科專業(yè)的生物學相關(guān)實驗教材，通過教材建設(shè)凝練與推廣教學成果，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

（4）通過我院工科專業(yè)學生的生物學相關(guān)實驗課教學實踐，總結(jié)并摸索出一套比較完整的實驗教學方法，將某些生物學及其實驗課作為全校的公共平臺課，面向全校其他工科專業(yè)的學生開放，同時通過各種培訓(xùn)和交流活動，積極推廣我們的實驗教學經(jīng)驗和成果，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新能力的合格人才。

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