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[摘要]分子生物學實驗是鍛煉本科學生掌握并運用相關實驗技術的有效途徑,本文就分子生物學實驗課程改革及授課方式對學生實踐能力的作用進行了分析探討,教學效果表明改革后的課程體系能更好地提高學生動手及解決實際問題的能力,實踐結果可為進一步的課程改革提供研究基礎。
[關鍵詞]分子生物學;實驗教學改革;實踐能力
分子生物學實驗是本科生掌握分子生物學相關實驗技術的最佳途徑,也是培養學生動手能力的主要環節。隨著分子生物學的發展,近年來各個高校逐漸重視對學生進行分子生物學實驗技能的培訓,不斷對分子生物學實驗進行改革。近幾年的實驗教學改革一般都是針對實驗項目的整合和優化,在滿足基礎實驗技能培訓之外,考慮整個實驗項目的完整性和聯系性,對實驗的考核制度進行了完善。北京城市學院王文娟等人提出分子生物學實驗課程教學改革,在教學改革中更注重單個實驗之間的聯系,健全了分子實驗的考核制度[1]。2016年浙江農林大學、山東濰坊學院先后對分子實驗進行了改革和優化,在實驗設計中增加了綜合性實驗的設計、預習環節及實驗的考核環節[2-3]。四川大學在分子生物學實驗課改過程中增加了網絡課程和虛擬實驗室,促進學生提前預習和了解實驗內容[4]?;茨蠋煼秾W院、安徽師范大學、河南城建學院等高校改革原有的基礎實驗項目,設計完整性實驗,涵蓋基礎實驗內容,實驗課程集中進行,一方面鍛煉學生的基礎實驗技能,另一方面提高學生運用基礎實驗技術解決實際問題的能力[5-9]。
本校原有分子生物學實驗課程共開設5個大實驗,計30學時,其主要目的是帶領學生了解分子領域相關的實驗儀器設備和經典的實驗技術,但經過幾個教學循環之后發現學生不能有機地將各個實驗技術聯系起來,缺乏解決實際問題的能力。因此,教研組通過提出實驗目的,設計連續性的實驗項目。實驗項目以大腸桿菌16SrDNA基因克隆及T-16SrDNA載體構建為目的,包括大腸桿菌基因組提取、大腸桿菌16SrDNA基因克隆及電泳、PCR產物回收及電泳、16SrDNA與T-載體連接及轉化、質粒提取及目的基因鑒定。新的實驗項目可以鍛煉學生基礎實驗操作技能,包括電泳、PCR、質粒提取及酶切等技術,并增加實驗的目的性及關聯性。在整個實驗項目實踐過程中改變了原有的授課模式。學生根據實驗目的分組設計實驗流程,并自行準備藥品及儀器。教師及教輔人員在實驗過程中起到輔助作用,對實驗設計合理性、藥品配置、儀器使用安全性等方面進行把關,具體課程實施流程如圖1所示。教師先提出最終的實驗目的,并提供給學生相關實驗材料,如大腸桿菌基因組、TaqDNA聚合酶、T-載體及相關限制性核酸酶切酶等,由學生分組設計實驗整體流程。實驗教師針對學生的設計流程提出意見及建議。學生按照實驗流程擬定所用的實驗方法及操作步驟,實驗操作過程中教師輔導并監督各個環節,及時進行考核,具體考核標準包括實驗設計是否合理;實驗準備工作是否完善;儀器使用及操作是否規范及實驗結果等。
2分子生物學實驗課程自主實驗設計教學改革的效果
2.1提高了學生學習的主動性
此次課程改革通過實驗項目的調整增加了實驗的目的性,相當于給學生布置了最終任務,增加了學生學習的主動性,使學生自主查找解決問題的技術方法和途徑,進一步加深學生對理論知識的理解。通過課前由學生自主設計實驗流程,加大了學生實驗前預習知識的比重;由學生自主準備藥品及相關實驗儀器,鍛煉了學生準備基礎實驗工作的能力。
2.2使考核制度更具科學性及合理性
通過實驗改革健全考評制度,使其更具科學性及合理性。以往的考核更多地依據實驗報告的完成情況、學生出席情況等。實驗改革后,考核內容更多地關注過程考核,更能客觀地考察學生的能力。
2.3提高學生的學習效率
課程改革后實行小班分組授課,避免了排隊等儀器、等藥品的情況。通過優化實驗室條件,提高了學生的學習效率。
2.4提高教學滿意度
經過一輪課程實踐之后,對教學效果滿意度進行了問卷調查,學生普遍認為課改后的教學方式助于其更好地理解相應的理論知識;97.6%的學生認為由學生參與藥品及儀器的準備工作能夠更好地理解實驗過程;95.3%的學生認為小組設計實驗流程有助于學生更好地理解各個實驗項目之間的連續性、整體性;100%的學生認為此種教學方式更能幫助學生理解實驗技術方法在解決具體問題中的作用。
3結語
教學實踐結果及問卷調查結果表明課改后的教學方式更能促進學生提高自主學習的能力、動手實踐的能力,有助于培養學生實驗設計能力、解決問題的能力。在后續的教學過程中,將繼續實施課改后的實驗項目及教學方式,進一步發現實驗課程存在的問題并不斷地加以改進及完善。
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作者:范亞軍 鄭梅竹 宋相偉 章有知 單位:長春師范大學生命科學學院