劉冬梅，洪權(quán)春，朱曉琴，裴冬麗

(商丘師范學(xué)院 生物與食品學(xué)院，河南 商丘 476000)

分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互間作用的一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科[1].隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)廣泛滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，它已成為生命科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科教學(xué)與科研不可或缺的部分.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物類學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)課程.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)屬于微觀層面，與其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)相比直觀性較差；而使用的藥品和儀器都很昂貴，因此分子實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的要求更高.在多年的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在修過分子實(shí)驗(yàn)課后，還是不能熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能，很少能單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn).為了提高分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)高校教學(xué)體制改革的需要，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況和本科生特點(diǎn)，我們對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了教學(xué)改革和實(shí)踐.

1 目前分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的主要問題

1.1 分次實(shí)驗(yàn)打斷了分子實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性

分子實(shí)驗(yàn)前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，為其提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料和保障,若不能按質(zhì)完成，則無法進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn).以前是每個(gè)實(shí)驗(yàn)逐個(gè)進(jìn)行，由于藥品購買和放假等原因，導(dǎo)致試驗(yàn)間隔較長，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物放久了就會(huì)影響下一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終結(jié)果不理想嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性.在實(shí)驗(yàn)課過程中，我們還發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)常規(guī)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用存在問題.例如，對(duì)可調(diào)式微量移液器的使用.部分學(xué)生總是不能利用它吸量準(zhǔn)確的液體體積，液體要么多，要么少，直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.可調(diào)式微量移液器的使用是分子生物學(xué)最基本的實(shí)驗(yàn)室常規(guī)技能，若連液體都不能準(zhǔn)確量取，如何能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和科研.另一方面，儀器的不熟練也會(huì)加長試驗(yàn)的時(shí)間，影響試驗(yàn)效果.造成這些結(jié)果的原因是：實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，學(xué)生無法經(jīng)常練習(xí)使用，且每次實(shí)驗(yàn)間隔時(shí)間長，往往在上一次實(shí)驗(yàn)中剛剛學(xué)會(huì)，還沒有完全掌握，就得再隔一周后才能接觸，那時(shí)學(xué)生已經(jīng)記不清該如何使用，也忘記了分子實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性.

1.2 教師為主體的教學(xué)引發(fā)了學(xué)生的惰性

由于實(shí)驗(yàn)課與理論課同時(shí)進(jìn)行,致使上實(shí)驗(yàn)課時(shí)學(xué)生還未接觸到相關(guān)理論知識(shí)，而且學(xué)生沒有上課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣，課堂上依然是以老師為主體,每次上課只會(huì)坐等老師講授相關(guān)理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)原理和操作，“等、靠、要”依賴思想嚴(yán)重[2].老師在課堂上占用了至少三分之一的時(shí)間，在課時(shí)有限的條件下，致使每個(gè)實(shí)驗(yàn)都匆忙結(jié)束，沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行討論和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，致使學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)還不明就里.

每次上課實(shí)驗(yàn)課標(biāo)準(zhǔn)班人數(shù)都在20個(gè)左右，由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限，而分子生物學(xué)試劑和儀器都比較昂貴，無法滿足每一位學(xué)生都能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的需求.其結(jié)果就變成一部分學(xué)生經(jīng)常動(dòng)手操作，其他學(xué)生就坐等結(jié)果，久而久之，導(dǎo)致他們對(duì)實(shí)驗(yàn)課興趣降低，沒有上課動(dòng)力.

1.3 實(shí)驗(yàn)成績構(gòu)成單一，不能如實(shí)反映學(xué)生真實(shí)情況

目前，我校本科生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成績包括30%平時(shí)成績和70%的末考成績.平時(shí)成績主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績上，實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析及思考題幾個(gè)部分.我在批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)發(fā)現(xiàn)：同批報(bào)告，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作照搬實(shí)驗(yàn)講義的達(dá) 90%；實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析及思考題的回答相同率達(dá)到 80%，甚至有些實(shí)驗(yàn)報(bào)告出現(xiàn)了連錯(cuò)字都一模一樣的情況.如此實(shí)驗(yàn)報(bào)告如何能讓人相信其真實(shí)性.而這樣單一的實(shí)驗(yàn)成績體系，完全無法正確評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況.另外，末考成績所占比例過大，也不能完全反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況.

1.4 現(xiàn)有教材存在缺陷

目前所使用的教材是高等教育出版社出版，魏群主編的《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》.本書的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器材料與試劑、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這也是目前所有的分子實(shí)驗(yàn)教材的基本框架，存在共同的問題.首先，教材缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)基本安排的指導(dǎo)，學(xué)生只知道照著做，不知道為什么這樣做，導(dǎo)致對(duì)試驗(yàn)背后的準(zhǔn)備工作一無所知，嚴(yán)重影響了學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力；其次，教材中沒有對(duì)試劑的作用給出明確的注釋，學(xué)生也不懂為什么非要用這種試劑，是否可以替代，出現(xiàn)問題不知道如何調(diào)整，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展.另外，對(duì)于結(jié)果中可能出現(xiàn)的問題沒有進(jìn)行總結(jié)，導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

2 具體改革內(nèi)容、改革目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問題

教學(xué)改革是教學(xué)方式去舊立新的過程，本項(xiàng)目的核心任務(wù)是：改變?cè)械膯渭兘邮苁降膶W(xué)習(xí)方式，建立形成旨在充分調(diào)動(dòng)、發(fā)揮學(xué)生主體性的學(xué)習(xí)方式.改革目標(biāo)是:與創(chuàng)新性研究相結(jié)合，提高學(xué)生的主體地位，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能.根據(jù)我校現(xiàn)階段本科生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出以下改革方案：

2.1 重新編排實(shí)驗(yàn)保證分子實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性

通過對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不斷改革和摸索,我們以基因工程DNA重組技術(shù)為主線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并把教研室完成的省教育廳項(xiàng)目“棉花雄性不育基因的克隆與克隆表達(dá)”中的部分研究成果用于其中.通過重新編排和增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使6個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前后聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣.

表1 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)度表

表2 重新編排后實(shí)驗(yàn)進(jìn)度表

從表1、表2中可以看出，重新編排后，將所有的實(shí)驗(yàn)都集中在第16周進(jìn)行，即第16周為分子實(shí)驗(yàn)周，這樣就將分次的實(shí)驗(yàn)變成了連續(xù)的完整的實(shí)驗(yàn).同時(shí)通過前面泛雅平臺(tái)的學(xué)習(xí)，學(xué)生們可以隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過理論和技能的考核，要求每個(gè)同學(xué)都對(duì)實(shí)驗(yàn)有準(zhǔn)確的把握，能大大降低學(xué)生的惰性，如有遺忘，可以隨時(shí)觀看視頻復(fù)習(xí).同時(shí)節(jié)省了教師在課上的講解時(shí)間，改變了教師為主體的狀況，真正地使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師在學(xué)習(xí)過程中起到指導(dǎo)和考核的作用.通過第14、15周的學(xué)生自己動(dòng)手準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)過程，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，也有助于學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)背后隱藏的知識(shí)內(nèi)容，提高學(xué)生的科研素質(zhì).

從實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容看，去掉了2個(gè)內(nèi)容相近的實(shí)驗(yàn)(“植物基因組DNA的提取”和“哺乳動(dòng)物基因組DNA的提取”)，增加了“質(zhì)粒酶切回收”和“連接”，去掉了拖沓冗余，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的連貫性和完整性.

2.2 以學(xué)生為主體調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

通過泛雅平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，只有通過理論測(cè)評(píng)和技能考核才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[3].準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以分組進(jìn)行，小組中的每個(gè)人必須分工明確，避免存在濫竽充數(shù)的情況.正式實(shí)驗(yàn)后，也是以小組為單位，便于實(shí)驗(yàn)討論，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果考核要以個(gè)人為單位，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想時(shí)，教師給予肯定，對(duì)于出現(xiàn)的問題，要及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，加以糾正.綜上所述，從細(xì)化考核和教師鼓勵(lì)2個(gè)方面幫助學(xué)生克服惰性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

2.3 增加考核的環(huán)節(jié)，改變考核的比例

以前分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成績包括30%平時(shí)成績和占70分的末考成績兩個(gè)部分，平時(shí)成績主要體現(xiàn)在考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，改革后，預(yù)將平時(shí)成績提高到80分，末考成績降低到占總成績的20分(見表3).

表3 考核方式及分?jǐn)?shù)分布表

2.4 建泛雅平臺(tái)，彌補(bǔ)教材缺陷

構(gòu)建泛雅平臺(tái)，給學(xué)生提供自助學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，同時(shí)進(jìn)行部分網(wǎng)絡(luò)測(cè)評(píng)(見表4)，減少教師工作量，也加大學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.完整的教學(xué)體系，彌補(bǔ)了原有教材在實(shí)驗(yàn)基本安排的指導(dǎo)、試劑的作用、對(duì)于結(jié)果中可能出現(xiàn)的問題等內(nèi)容的缺失.

表4 泛雅平臺(tái)的組成及表現(xiàn)形式

2.5 與學(xué)生畢業(yè)論文或創(chuàng)新項(xiàng)目結(jié)合提高主動(dòng)性和創(chuàng)新性

將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分相結(jié)合，設(shè)計(jì)課題；或者與有項(xiàng)目的老師合作，將項(xiàng)目與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)帶入課堂，既可以解決經(jīng)費(fèi)，又可以在討論過程中讓學(xué)生們更多了解實(shí)驗(yàn)的前沿，建立科研思維，提高其上課的積極性和主動(dòng)性.

3 可行性分析

3.1 時(shí)間上的可行性

將所有實(shí)驗(yàn)集中在第16周進(jìn)行，即整個(gè)第16周為實(shí)驗(yàn)周，將前15周的時(shí)間可以讓給其他課程的老師.另一方面，考慮第17周為全校的考查課考試時(shí)間，因此，該時(shí)間段較為合適，通過教學(xué)方案的改革和教學(xué)工作的合理安排是可以實(shí)現(xiàn)的.

3.2 從內(nèi)容上看實(shí)驗(yàn)課率先實(shí)現(xiàn)可行性更大

實(shí)驗(yàn)課知識(shí)點(diǎn)較理論課少，但多數(shù)都是操作，慕課的學(xué)習(xí)方式更加適合，效果會(huì)比理論課更顯著.正是因?yàn)閮?nèi)容相對(duì)較少，才更加容易制作精良，更易成功.

3.3 實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)超預(yù)算部分的解決途徑

要求每個(gè)同學(xué)都要實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必然會(huì)增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，對(duì)于超出的部分，可以從以下2個(gè)方面解決：一方面，積極申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)；另一方面，可以與有課題老師相結(jié)合，在他們提供部分實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的同時(shí)[4]，將課題帶進(jìn)課堂來做，既可以解決經(jīng)費(fèi)，又可以在討論過程中讓學(xué)生們更多了解實(shí)驗(yàn)的前沿，建立科研思維，提高其上課的積極性和主動(dòng)性.

3.4 先進(jìn)的項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)

團(tuán)隊(duì)中的成員均為博士學(xué)歷，都曾是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的老師，具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分子生物學(xué)有較深了解；其中2位承擔(dān)過校級(jí)教改項(xiàng)目，3位老師是省級(jí)精品課程“生物化學(xué)”的主要參與成員，對(duì)于材料的制作和泛雅平臺(tái)的建設(shè)較為熟悉，為項(xiàng)目順利進(jìn)行提供了保障.

綜上所述，對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了改革方案，以學(xué)生為主體，通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式，旨在提高學(xué)生的積極性動(dòng)手能力，使之熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能，做到單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)，也為同類教學(xué)改革提供了參考.