研究生分子生物學實驗教學改革范文

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摘要：

文章指出研究生分子生物學實驗中存在的問題，提出從注重各個實驗內容之間的銜接與關聯、根據學生實驗技能設置相關實驗內容、充分利用網絡教學資源等幾個方面的教學改革措施，以期增強學生的學習信心和興趣，提高學習效率。

關鍵詞：

研究生；分子生物學；實驗技能；教學改革

分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的結構與功能，并從分子水平上闡述蛋白質與核酸、蛋白質與蛋白質之間相互作用的關系及其基因表達調控機制的一門學科[1]。該學科前沿性強、發展迅速、對生命科學領域各分支學科具有廣泛和深入影響，是學習和學好專業課程的必要前提。針對生命科學專業學生而言，分子生物學是一門重要的（專業）基礎課程，是普通生物學、生物化學、有機化學等課程的后續課程，同時為基因工程、微生物工程、細胞工程等課程的后續實踐環節奠定了理論基礎[2]。分子生物學作為新疆農業大學農學院農學、生物技術、種子科學與工程等本科專業普遍開設的重要專業基礎課程，在學生由基礎課轉向專業課的學習中占有重要的地位。同時對分子生物學基本原理和基本實驗技術的掌握是本校生物學、作物學、草學、林學、食品科學與工程等學科研究生站在新的高度和視野揭示生命奧妙的共同需求。雖然本校生命科學類和食品科學與工程等學科研究生都在上這門課程，但是由于研究生是來自于全國各地的各個大學，每個大學對相關專業所設置的專業課程也不一樣，加上一些轉專業的學生，所以加大了我們開設分子生物學實驗課的難度。

一、研究生開展分子生物學實驗存在的問題

（一）資金投入有限和實驗耗資較大相互矛盾由于分子生物學是20世紀中期才興起的一門新興學科，研究對象主要是圍繞著核酸和蛋白質這兩大分子，因此實驗室開展相關的實驗對儀器和實驗條件都要求很高，相應實驗的試劑和耗材也比較貴，尤其是實驗耗材不能重復利用，這大大增加了實驗成本[3]。研究生分子生物學實驗課要體現出與本科教學的區別和高層次的特點，但經費的限制確實使實驗可選擇的余地不多，而且分子生物學技術每年都在持續發展，新的技術和研究手段層出不窮，使研究水平不斷向廣度和深度發展，但耗材和試劑也在成倍上漲，要使實驗項目與學科發展相適應，就要不斷增加的實驗經費預算，這筆增加的預算如何合理的解決，是影響分子生物學實驗教學改革的矛盾之一[4]。

（二）實驗內容設置和專業及學科特點相矛盾分子生物學是橫跨我校生物學、作物學、草學、林學、食品科學與工程等學科研究生的一門專業課程。因此開設分子生物學實驗課程，必須與這些相關學科緊密滲透，只有因材施教地開展實驗教學，才能更好地理論聯系實際。雖然分子生物學設計的實驗內容很多，但是目前以我校的實驗條件和經費條件，對分子生物學實驗操作環節，主要是圍繞以現代生物技術的核心“基因工程技術”為主要內容開展實驗課對理論知識驗證，主要以大腸桿菌為研究對象進行、基因的克隆和轉化，載體構建，基因的表達和檢測實驗，中間貫穿講解以中心法則為理論主線的各個理論知識點[5]。這些基本實驗內容是我校生物學、作物學、草學、林學、動醫和動科等學科本科生生物技術引論與實踐課程的教學內容，對研究生的實驗教學而言，顯然開展所有的實驗內容無論是時間還是實驗經費上都是不可能完成的。新疆農業大學的研究生主流群體是我校本科生，由于他們本科階段已經做過相關實驗了，所以再開展相關的實驗內容，恐難激發他們的興趣。而對于校外考入農大的研究生來說，他們可能對分子生物學這些基本的實驗內容是完全陌生的，因此需要針對不同學科背景的研究生設置不同的實驗內容[6]。

二、分子生物學實驗教學的改革

為了克服上述實驗教學環節中存在的問題，我們應加深對分子生物學實驗改革措施的探索，努力營造有利于學生創新能力的培養的實驗環境，作者認為應該從以下幾方面進行著手，以此加快創新人才培養的步伐。

（一）注重各個實驗內容之間的銜接與關聯由于研究生實驗學時的限制，要開展一個完整的分子生物學實驗具有一定的難度，結合實際情況，我們建立分子生物學實驗體系時，盡量做到充分利用教學學時，集中在一起利用，開展一個具有關聯度和銜接性的實驗，而不是一個個獨立的實驗內容，這樣有利于學生系統科學思維的培養。比如我們制定的兩個實驗方案，一個是基因表達，模擬植物干旱脅迫下基因的表達情況，這中間涉及到植物總RNA的提取，反轉錄，RT-PCR，內參基因的調平，目的基因的表達，這部分實驗內容對應我們理論教學中真核生物基因表達的理論知識，這樣通過實際應用加深對理論知識的理解，同時又能做到學習致用，讓學生覺得所學的分子生物學知識是有用的，而不是一些晦澀難懂的語言；另一個是圍繞基因亞克隆，涉及的實驗內容包括、植物DNA的提取、以DNA為模板進行PCR擴增目的基因、回收目的片段、連接T載體、轉化感受態細胞、提取質粒酶切鑒定。這兩個實驗每個內容之間都是彼此承接和關聯的，這就要求學生在做實驗時每個實驗都要認真完成，否則會影響下一個實驗的進行，這樣有助于培養學生做事的認真性和耐心，培養日后科研的系統性和邏輯性。

（二）根據學生實驗技能設置相關實驗內容把握專業特點，根據我校生物學、作物學、草學、林學、食品科學與工程等學科專業特點，在開展實驗時，我們既注重分子生物學常規實驗內容的選取，又要結合農大研究生的學科背景和自身教育背景選擇更能體現和反應專業特點的實驗內容。學生根據自己實驗技能，在兩個實驗中進行選擇，例如，我校本科生考入研究生們考慮選擇開展實驗主要是圍繞基因表達進行，這樣避免了和本科階段的基因克隆實驗重復，而校外學生考入農大研究生同時又沒有一點專業相關知識的學生，選擇進行基因克隆為主線的相關實驗。學生對這些分子生物學實驗最常用實驗技術的掌握，使其具備未來科研工作需求所必須具備的基本素養。

（三）充分利用網絡教學資源受制于實驗儀器和相關試劑耗材等實驗條件和上課人數多因素的影響，因此無法滿足每個學生都能操作實驗的要求，這樣就達不到預期的實驗效果。為此，我們建立了分子生物學網絡課程中心，這其中包含教學課件，每個實驗的教學視頻，這樣即使上課期間沒能操作實驗觀看進行學習，形象直觀地掌握該實驗的操作過程，避免浪費時間，達到在有限的時間內完成實驗任務的要求，增強他們科研的成就感，更有效地開展科研工作。

三、結束語

分子生物學實驗課是我校生命科學領域一門十分重要的實驗課程，如何在學時減少和學生基礎參差不齊的情況下，完成教學任務，對我們老師來說是一個考驗，希望我們提出的實驗教學改革對我校生命科學相關專業分子生物學的實驗教學產生積極而深遠的影響。

參考文獻

[1]朱玉賢，李毅.現代分子生物學[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]張樺，麻浩，石慶華.分子生物學原理與應用[M].北京：中國農業出版社，2013.

[4]李小潔，唐，童淑芬.本科生分子生物學實驗教改中存在的問題及對策[J].高校講壇，2011（9）：188-189.

[5]劉曉東，李月，葛杰，等.高等農業院校分子生物學教學改革新探索[J].高教學刊，2015（15）：89-90.

[6]王文娟，朱俊華，尹芳，等“．分子生物學實驗”課程教學改革的實踐與探索[J].北京城市學院學報，2010，97（3）：66-69.

作者：李月 劉曉東 朱愛榮 代培紅 張樺 單位：新疆農業大學 農學院 新疆農業大學 研究生管理處