張慶琛，朱曉琴，韓 霜，曹 靜，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)等所有生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學(xué)，是人類從分子水平真正揭開生物世界的奧秘，由被動(dòng)適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動(dòng)改造和重組自然界的基礎(chǔ)學(xué)科[1]。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是分子生物學(xué)教學(xué)體系中一個(gè)重要組成部分，是學(xué)生運(yùn)用技術(shù)原理錘煉技能的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、科研能力等發(fā)揮著重要的作用。針對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，結(jié)合本團(tuán)隊(duì)多年來(lái)教學(xué)的實(shí)際情況，本團(tuán)隊(duì)對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革與探索。

1 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式一定程度上限制了學(xué)生主動(dòng)性、創(chuàng)新性

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師的教為中心，學(xué)生的學(xué)只有被動(dòng)學(xué)習(xí)。整個(gè)教學(xué)流程為教師按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目先講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、試劑與儀器、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等內(nèi)容，學(xué)生聽完教師講解后照葫蘆畫瓢進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告幾乎以相同的內(nèi)容提交給教師[2]，學(xué)生也因缺乏如課前主動(dòng)預(yù)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等學(xué)習(xí)的必需環(huán)節(jié)，課后不能再現(xiàn)課堂場(chǎng)景[3]，很快就會(huì)遺忘課上所做實(shí)驗(yàn)。這種“以教師為中心”的教學(xué)方式不利于發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、科研能力等。

1.2 教學(xué)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)性

傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般是參照分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(如魏群主編)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行的，且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。例如質(zhì)粒DNA的提取及其定性定量分析、植物基因組DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA等，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)定相對(duì)簡(jiǎn)單，不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間相互獨(dú)立、缺乏系統(tǒng)性，這導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程不能很好地將分子生物學(xué)的各項(xiàng)技術(shù)手段串聯(lián)一起形成完整的體系架構(gòu)，更不能舉一反三，最終影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。

1.3 考核方式不太合理

目前，高校本科生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要采用以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試成績(jī)作為成績(jī)?cè)u(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)。本校前期對(duì)其實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革時(shí)，將實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)O(shè)置為30%平時(shí)成績(jī)和70%的期末考試成績(jī)，平時(shí)成績(jī)又包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、出勤，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中收到了一些成效。但是，前期的實(shí)驗(yàn)課教改仍存在考核體系的單一化和期末考試成績(jī)比重較大的問(wèn)題[4]，這也一定程度上致使無(wú)法完全客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的真實(shí)實(shí)驗(yàn)情況。

2 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革

2.1 以“學(xué)生為中心”基于學(xué)習(xí)通的混合式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)新思維

打破“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，本團(tuán)隊(duì)開展以“學(xué)生為中心”并輔以“教師的教”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的主體地位?，F(xiàn)以基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)(亦稱泛雅平臺(tái))開展線上線下混合式的教學(xué)模式為例進(jìn)行介紹(表1)。

表1 基于學(xué)習(xí)通開展混合式的教學(xué)模式

線上教師負(fù)責(zé)建課并發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，除了能讓學(xué)生更加直觀地觀看到實(shí)驗(yàn)操作視頻和動(dòng)畫而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性外，還可以觀看到平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不常見到的內(nèi)容，如試劑的配置、試劑功能的介紹等，這可以讓學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中為何使用該試劑，什么試劑可以相互替代，從而更利于理解實(shí)驗(yàn)原理；學(xué)生通過(guò)線上預(yù)習(xí)可能會(huì)提出一些問(wèn)題，線下學(xué)生帶著問(wèn)題做實(shí)驗(yàn)，從而激發(fā)了學(xué)生對(duì)未知問(wèn)題的探索、創(chuàng)新思維和培養(yǎng)了學(xué)生從事科研的基本素養(yǎng)。

線下教師只講授實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重難點(diǎn)，學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程通過(guò)小組協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論并把討論的結(jié)論歸納成報(bào)告，學(xué)生操作和結(jié)果討論過(guò)程中教師對(duì)規(guī)范性、正確性進(jìn)行引導(dǎo)和評(píng)價(jià)，這培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為科研能力的提升奠定基礎(chǔ)。

2.2 設(shè)置綜合大實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的系統(tǒng)性

針對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)且缺乏系統(tǒng)性的問(wèn)題，本團(tuán)隊(duì)整合思維習(xí)慣，以基因重組技術(shù)“分-連-轉(zhuǎn)-篩”為主線，將單個(gè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)地整合成一個(gè)完整的綜合大實(shí)驗(yàn)，也從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(見圖1)。

圖1 系統(tǒng)性的綜合大實(shí)驗(yàn)流程圖

現(xiàn)以Gus目的基因?yàn)槔?亦可設(shè)計(jì)為感興趣的目的基因如熒光蛋白基因等)進(jìn)行介紹。即根據(jù)目的基因Gus已知序列，設(shè)計(jì)特異性引物，將帶有Gus基因載體的大腸桿菌進(jìn)行活化，提取含有Gus基因的載體并以此載體為模板利用PCR技術(shù)擴(kuò)增獲得目的基因；經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行膠回收、純化獲得Gus基因；將T載體與Gus基因連接構(gòu)建重組子，同時(shí)制備DH5α感受態(tài)細(xì)胞，通過(guò)熱擊轉(zhuǎn)化將重組子轉(zhuǎn)化至宿主細(xì)胞；利用T載體上的抗生素基因和Lac基因進(jìn)行抗藥性和藍(lán)白斑篩選，挑取白斑單克隆進(jìn)行LB液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，提取質(zhì)粒并保存菌株，通過(guò)PCR技術(shù)和酶切進(jìn)行驗(yàn)證，最終獲得含有重組子的菌株。

課時(shí)安排采用4學(xué)時(shí)連排方式，保證實(shí)驗(yàn)的順利開展，本團(tuán)隊(duì)擬在下學(xué)期采用“實(shí)驗(yàn)周”，即連續(xù)一周時(shí)間內(nèi)完成分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合大實(shí)驗(yàn)。這種綜合大實(shí)驗(yàn)類似于一個(gè)完整的科研試驗(yàn)，更注重各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系和前后編排，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的連貫性、系統(tǒng)性，這有利于學(xué)生對(duì)前后知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析及解決問(wèn)題的能力，創(chuàng)新思維和科研的基本素養(yǎng)。

2.3 細(xì)化考核方式，調(diào)整考核占比

本校前期對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教改時(shí)，將成績(jī)構(gòu)成分為30%平時(shí)成績(jī)和70%期末考試成績(jī)兩部分，近些年本團(tuán)隊(duì)將平時(shí)成績(jī)占比調(diào)整為50%并進(jìn)行了細(xì)化，期末考試成績(jī)的占比調(diào)整為50%并采用技能+理論測(cè)試相結(jié)合的方式(見表2)。這套細(xì)化的考核方式和考核占比，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，學(xué)生更能自主學(xué)習(xí)、注重團(tuán)隊(duì)合作、提升創(chuàng)新能力，同時(shí)更能客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況。無(wú)記名調(diào)查問(wèn)卷中獲得了94%的學(xué)生的肯定。

表2 考核方式及分?jǐn)?shù)分布情況

綜上所述，以“學(xué)生為中心”基于學(xué)習(xí)通的混合式教學(xué)模式，設(shè)置系統(tǒng)性的綜合大實(shí)驗(yàn)，細(xì)化考核方式和考核占比的三大項(xiàng)措施，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和科研的水平，本研究可為其他院校的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作提供一定的參考價(jià)值。