張科貴，戎 紅，王順昌(淮南師范學院生命科學系，安徽淮南232001)

分子生物學是生命科學專業(yè)的一門必修課，是在分子水平研究生命活動及其規(guī)律的科學，主要研究內(nèi)容是核酸蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用。隨著分子生物學日新月異的發(fā)展，分子生物學研究技術(shù)貫穿于生命科學的各個領(lǐng)域，成為重要的研究工具［1］。高等學校生命科學各專業(yè)的學生除學習分子生物學理論和分子生物學技術(shù)的基本知識以外，必須學習分子生物學實驗技術(shù)，培養(yǎng)學生在分子生物學實驗方面的基本素養(yǎng)和動手能力。淮南師范學院以往開設(shè)的分子生物學實驗項目多以驗證性實驗為主，內(nèi)容不連貫，各實驗項目間不具備上下承接關(guān)系，學生被動地按照實驗步驟進行操作，學習主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮受到較大的抑制，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和對科學的興趣［2］?？己朔绞降膯我换彩共糠謱W生實驗參與度不高，實驗教學質(zhì)量受到極大影響。鑒于此種情況，根據(jù)淮南師范學院生命科學系的實驗條件和科研情況，筆者在分子生物學實驗教學項目設(shè)置、實驗教學運行方式、實驗教學考核評價體系等方面進行了改革，建立了分子生物學實驗教學體系和評價體系。

1 優(yōu)化完善實驗教學項目

實驗項目是實驗教學的核心，實驗教學項目的設(shè)置直接影響學生對分子生物學基本理論的理解程度，對激發(fā)學生的求知欲、培養(yǎng)科學作風和思維能力、建立研究問題解決問題的科學方法都具有重要的影響［3］。根據(jù)之前分子生物學實驗教學中存在的問題，筆者對分子生物學實驗項目進行了調(diào)整優(yōu)化，改革后的分子生物學實驗教學項目為完整的、系統(tǒng)的細菌16S rRNA基因的分子克隆實驗。

該系在分子生物學實驗開設(shè)初期的內(nèi)容屬經(jīng)典的基礎(chǔ)性驗證實驗，包括動植物及細菌基因組DNA的提取、質(zhì)粒DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA、大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備及質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化等(表1)。這類實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學生掌握基本的分子生物學實驗原理和操作，但是由于實驗項目之間的相對獨立性，學生很難從整體水平上理解分子生物學研究技術(shù)在科研中的應(yīng)用。因此，筆者剔除了一些簡單重復的實驗，例如植物及細菌基因組DNA的提取實驗只保留細菌基因組DNA的提取;合并了一些實驗項目，例如瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA在整個分子生物學實驗中會多次使用，不需要單獨開設(shè)。調(diào)整后的分子克隆模塊實驗項目見表2。

表1 改革前的分子生物學實驗項目

表2 改革后的分子生物學實驗項目及運行方式

改革后的分子生物學實驗是一個完整的分子克隆實驗，前一個實驗是后一個實驗的基礎(chǔ)，其產(chǎn)物用于后一個實驗，后一個實驗是前一個實驗的延續(xù)，使學生明白只有把每一個實驗做好，才能順利完成整個實驗。改革后的實驗教學內(nèi)容與改革前相比，課時增加了6個，實驗項目設(shè)置更加合理，學生普遍反映，在這樣的實驗教學框架下，更容易理解分子生物學實驗的原理，更容易把分子生物學理論課上學到的藍白斑篩選、質(zhì)粒、連接酶、限制性內(nèi)切酶等知識點結(jié)合到實驗中，更能從整體上理解分子克隆實驗。

2 優(yōu)化實驗教學的運行方式

傳統(tǒng)的實驗教學運行采用每周幾個實驗小組平行、開設(shè)同一實驗項目的模式，學生每周做一個實驗，割裂了實驗項目之間系統(tǒng)連貫的關(guān)系，學生不能從整體上理解實驗?zāi)康暮鸵饬x，不利于學生創(chuàng)新思維的開發(fā)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此改變了傳統(tǒng)的運行模式，根據(jù)研究生分子克隆實驗的安排，結(jié)合實驗教學內(nèi)容，將實驗教學過程中每組安排在周四至周日(表2)。每個實驗項目連貫運行，每組學生按照教學計劃安排教學時間做實驗，運行中可根據(jù)實驗進度做出適當調(diào)整。上一組學生連續(xù)的做完全部實驗項目后，下一組的實驗教學運行時間安排在下一周。

分子生物學實驗經(jīng)常有長達幾個小時的等待時間，如PCR擴增實驗、電泳實驗、連接實驗、酶切實驗等，所以在傳統(tǒng)的教學運行方式下，多個實驗項目并不能在規(guī)定的課時內(nèi)完成。而在改革后的連續(xù)運行模式下，可以合理的利用實驗等待的時間。如做完“細菌基因組DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳檢測”時，利用電泳等待時間講解PCR實驗原理，做好實驗準備，根據(jù)電泳結(jié)果選好樣品做為PCR反應(yīng)的DNA模板，晚上將PCR各體系分裝好置于PCR儀中反應(yīng)，結(jié)束第一天的實驗安排;第二天早晨就可以電泳檢測PCR產(chǎn)物，根據(jù)PCR的結(jié)果，安排PCR純化實驗。再如，最后2個質(zhì)粒的驗證實驗的安排，可以先做PCR驗證實驗，在等待PCR結(jié)束的2個小時時間內(nèi)安排酶切實驗，最后PCR驗證和酶切驗證實驗的材料統(tǒng)一做電泳檢測。改革后的實驗運行方式緊張有序，不僅能夠提高學生對綜合實驗的理解，加強實驗動手能力的鍛煉，還能使學生領(lǐng)略科研工作的魅力，提高對科學研究的興趣，受到學生一致好評。

3 改進實驗教學手段

綜合實驗是一個以學生為主體、學生與教師互動的教學過程，其主要內(nèi)容是設(shè)計性實驗。以前實驗課存在的學生參與度低、創(chuàng)新能力得不到訓練等現(xiàn)象的重要原因是很多學生認為實驗課就是“抄”教師提前寫在黑板上的實驗報告材料，“聽”教師講實驗流程，“看”教師或其他同學做實驗，不能參與到實驗過程中，不能充分理解實驗過程。實驗教學改革后，在實驗教學過程中突出學生的主體地位，放手讓學生負責準備實驗材料和配制試劑等工作，并獨立完成整個實驗操作，學習和體會實驗中的每一個環(huán)節(jié);教師的主要任務(wù)是監(jiān)督實驗過程、保障實驗完成，形成以學生為中心的教學氛圍。綜合實驗過程中，多留意觀察學生實驗過程中的操作細節(jié)，對于錯誤操作要及時輔導和糾正;實驗中出現(xiàn)的類似對PCR擴增電泳檢測無條帶、轉(zhuǎn)化涂平板后沒有陽性菌落或者有雜菌生長等問題，教師僅做必要的啟發(fā)，引導學生綜合運用所學的知識改進實驗方案，以獲得理想實驗結(jié)果。通過這些方式培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

4 改革實驗教學評價體系

實驗考核是實驗教學中不可缺少的環(huán)節(jié)，制定科學合理、客觀公正的實驗教學考核評價體系是分子生物學實驗課程教學的重要環(huán)節(jié)之一，是實驗教學改革得以健康有序運行的保障［4－5］。以前實行的以平時成績(學生的考勤、實驗報告的完成情況)和期末考試成績進行評定的評價模式，對學生的實驗操作能力沒有系統(tǒng)的考核評價;實驗改革后，實行的考評內(nèi)容多樣化和全面化，考核內(nèi)容包括平時成績、實驗操作能力和期末考試，提高了對學生的實驗基礎(chǔ)理論、實驗動手能力的考核比重。筆者建立的實驗考核評價指標分為實驗基本理論考試、實驗基本操作、綜合實驗操作和平時成績四個模塊。

實驗基本操作和綜合實驗操作是實驗改革后增加的兩個考核模塊。實驗基本操作主要考核學生的分子生物學實驗基本操作的準確性和規(guī)范性，如移液器的使用、電泳點樣操作、配制試劑、實驗儀器操作等方面內(nèi)容，考核比重占20%。綜合實驗操作考核學生獨自完成一個實驗項目的能力，考核比重占30%。將分子生物學實驗的最后兩個實驗項目:酶切法驗證重組質(zhì)粒和PCR擴增方法驗證重組質(zhì)粒，作為綜合實驗的考核項目。從實驗準備工作、實驗操作技能、實驗結(jié)果觀察與分析、實驗后實驗用品整理等方面全面考核。實驗基本理論考試形式上是實驗改革前的期末考試，但考試內(nèi)容做了較大的改動，改變以往學生直接抄實驗報告即可完成考試的考試形式，主要考核內(nèi)容包括實驗原理、實驗中試劑的作用、實驗過程中出現(xiàn)的問題的解釋、實驗結(jié)果的解讀等方面，考核比重占30%。平時成績占實驗考核的比重降低為20%，主要評價學生的實驗態(tài)度、實驗習慣和實驗報告。實驗態(tài)度是實驗課中學生的參與度和出勤率;實驗習慣是指學生對離心機、凝膠成像儀、電泳儀、移液器等儀器的使用保護情況以及實驗后的衛(wèi)生打掃情況;實驗報告是指學生的實驗數(shù)據(jù)的真實性、對實驗現(xiàn)象的描述和實驗結(jié)果的分析［6］。改革后的評價體系突出對實踐能力、創(chuàng)新精神及綜合能力的考核，培養(yǎng)學生求實意識和嚴謹治學的態(tài)度，調(diào)動了學生的主觀能動性，激發(fā)了學生對實驗技能訓練的熱情，提高了學生的動手能力和綜合實驗素質(zhì)。

5 結(jié)語

經(jīng)過連續(xù)兩學年的改革與實踐，分子生物學實驗課程教學質(zhì)量有了大幅的提高，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力，提高了學生的創(chuàng)新能力和專業(yè)綜合素質(zhì)。首先，學生的實驗積極性得到了充分發(fā)揮，能積極參與到實驗過程中。統(tǒng)計結(jié)果表明，絕大部分學生都參與到實驗方案設(shè)計和實驗實施中，學生的實驗參與度和實驗成功率較改革之前有了大幅提高。例如以往學生獨立做PCR擴增實驗、轉(zhuǎn)化實驗等項目時經(jīng)常得不到陽性結(jié)果，改革后實驗的成功率達到80%以上。其次，全面科學的考核機制也使學生養(yǎng)成了積極的實驗態(tài)度和良好的實驗習慣，鍛煉了學生獨立查閱文獻、設(shè)計實驗方案、真實記錄實驗結(jié)果和分析實驗現(xiàn)象、分析并解決實驗中出現(xiàn)的問題的能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維。再次，近年來研究生復試越來越重視實驗技能的考核，以前在復試階段分子生物學實驗操作是該系學生的短板，在2012年和2013年研究生復試中該系學生的分子生物學實驗成績較以往有了大幅的提高。

教學改革實踐表明，不同的實驗教學模式會得到截然不同的教學效果。雖然筆者在分子生物學實驗教學模式中進行了有益的嘗試，取得了一定的成績，但是教學改革是一個長期過程，需要不斷更新教育觀念，提高自身素質(zhì)，進一步改革實驗教學內(nèi)容、方法和手段，以提高分子生物學實驗教學效果，培養(yǎng)創(chuàng)新型的高素質(zhì)復合型人才。

［1］朱玉賢，李毅，鄭曉峰.現(xiàn)代分子生物學［M］.北京:高等教育出版社，2007:11－15.

［2］樓盛華，戴文戰(zhàn)，葉秉良.基于培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力的高校實驗教學體系改革探索［J］.高等理科教育，2008(3):109－113.

［3］張學軍，王鎖萍.全面改革實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力［J］.實驗室研究與探索，2005，24(1):4 －6.

［4］龍中兒，黃運紅，付學琴.高校微生物學實驗課考核內(nèi)容和方法的創(chuàng)新研究［J］.微生物學通報，2007，34(3):595 －597.

［5］馬景蕃，黃素華，劉喜明，等.分子生物學實驗教學改革探索［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40(12):7589 －7590.

［6］王小麗，鐘有添，謝瓊珺.實驗教學改革條件下醫(yī)學微生物學實驗考核評價體系的構(gòu)建與實踐［J］.微生物學通報，2012，39(12):1817 －1824.