高等農校分子實驗教學思路

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1《分子生物學》簡介

分子生物學作為農業院校生物專業的基礎課之一,是一門實踐性和應用性都很強的學科,在課程教學體系中處于承前啟后的地位,它以遺傳學、生物化學、微生物學等為基礎,同時又為學習育種學、基因工程等課程奠定了基礎。分子生物學主要研究生物大分子之間相互關系和作用,并從分子水平闡明生命現象和生物學規律,是目前生命科學的最前沿領域,克隆羊、抗蟲棉、轉基因玉米無一不是分子生物學發展的結果。同時,分子生物學又是技術性強的學科,實驗教學則是分子生物學理論聯系實際的重要環節,通過實驗教學可提升學生的實踐能力、創新能力和綜合分析解決問題的能力。

2《分子生物學》實驗教學中存在的問題

自安徽農業大學1998年開辦生物專業本科教育以來,分子生物學已開展了實驗教學,但是仍顯露出一些不足與亟待解決的問題,主要表現在以下4個方面。

2.1課時縮短自實行教學改革以來,該課程的理論教學和實驗教學時數大為縮減,要在有限課時內完成教學任務并保障教學質量穩中有進,則必須精選教學內容,達到整體優化的目的。

2.2教學內容缺乏連貫性傳統的分子生物學實驗課教學中,每個實驗都是相對獨立的,所以一段時間后學生就可能將所學的實驗遺忘,因此,分子生物學實驗內容的安排應該打破這種格局,讓學生所學的每個實驗技術既不一樣,又存在某種聯系,有利于加深印象,又能激起學生學習的興趣。

2.3學生的綜合能力得不到鍛煉傳統的實驗教學中驗證型實驗較多,學生被動地按照老師的思路和步驟來完成實驗,缺乏設計性和創造性,實驗結果基本上都完全相同,不利于學生創新思維和創新能力的培養。

2.4教學內容滯后,分子生物學發展緩慢不斷涌現新知識和新技術[2],像RNA的提取、分子標記等新方法都沒有安排在實驗內容上。鑒于以上幾點,傳統實驗教學必須進行相應地調整,以開拓學生的視野,提高學生綜合運用知識的能力。

3改進《分子生物學》實驗教學方法的對策與建議

3.1合理確定課程內容根據教學大綱和教學目標要求,該校設置了“植物基因組DNA的提取與DNA定量”、“植物RNA的提取與鑒定”、“PCR技術進行基因克隆”、“DN段的純化”、“隨機引物PCR”、“連接及酶切鑒定”、“RNA的反轉錄和RT-PCR”等7個實驗。通過精選安排實驗內容,既保障了實驗課與理論課、教學與實習的有機銜接,又避免了教學內容上不必要的重復,從而有效地利用了教學課時,增大了教學信息量,提高了實驗課的效率。

3.2培養學生創新能力,訓練扎實的基本功傳統的實驗教學一般由教師講解實驗內容和方法,學生再根據實驗指導書按部就班地進行實驗,這種教學方法中,學生被動地按照老師或教科書的思路和步驟來完成實驗,缺乏設計性和創造性,培養學生創新思維和創新能力有限,學生對實驗課的興趣也不大。近年來,生命科學學院在實驗教學改革中,相應減少驗證性實驗所占比例,適當增加了RNA的反轉錄和RT-PCR等環節。RNA的反轉錄和RT-PCR包含了RNA提取、反轉錄反應、PCR、引物設計等基本技能,因此,可將之前所學的驗證性實驗有機地結合起來。通過綜合性實驗,使學生可以對感興趣的片段進行克隆和分析,既培養了學生獨立地提出、分析和解決問題的創新能力,也培養學生團結協作、共同進取的精神,使學生初步建立了科學研究的意識,培養了對科研的興趣。

3.3利用現代化教學手段,使實驗內容變得更加生動形象、豐富多彩在分子生物學理論學習中,概念和技術都十分抽象,而分子生物學實驗課教學中,多媒體教學能解決教學中的可視化和動態過程。大量實拍的逼真和直觀的圖片(圖1),以及多媒體教學中可使用的動畫、音頻和視頻效果,使教學內容更加直觀、生動、形象[3],有助于學生加深對分子生物學抽象內容的理解,可以極大地豐富了實驗課內容,提高實驗課的質量,使實驗課內容變得更加生動、形象、引人入勝。

3.4嚴格要求,保障教學質量分子生物學實驗教學中會涉及到溴化乙淀、氯仿等有機試劑的使用,此類試劑如果使用不當會對人身安全產生較大的威脅。因此,實驗中要求學生要嚴格按照實驗要求動手操作,完成各項觀察和操作內容,并且建立溴化乙淀的回收處理制度,防止污染物擴散到環境中去。另外,按時按質按量地完成實驗報告,在實驗教學中建立起“引導—實驗—掌握—思考”的實驗教學模式[4-5]。

4實踐成效

4.1提高了學生的理解能力,激發了學生的學習興趣在實驗教學中通過多媒體應用、學生獨立設計實驗等多種教學方法的合理運用,提高了實驗效果,不僅使學生對分子生物學原理和技術有了深層認識,而且使學生初步建立了科學研究的意識,培養了對科研的興趣,特別表現在近幾年畢業實習和研究生報考中,選擇分子生物學及其相關專業的學生人數逐年遞增。

4.2增強了學生的動手能力,培養了學生的科學態度在實驗教學中強調“多問多做”、“獨立操作”、“獨立設計”、“團隊合作”,學生的相關基本技能(如RNA提取、引物設計等)得到了強化訓練,動手能力得到增強;同時,該校在實驗教學過程中,始終堅持實事求是、一絲不茍、理論聯系實際的科學態度,對學生嚴格要求,學生在該過程中受到潛移默化的影響,從而逐步確立了嚴謹的科學態度。

4.3培養了協作精神,提高了道德素質在分子生物學實驗教學中,有許多實驗儀器是多人共用,如離心機、凝膠成像系統、PCR等,而且有的實驗(如綜合性實驗)則需要幾個人做同一個實驗題目,因此大學生只有互相協調、合理分工、積極配合才能順利完成實驗項目。通過合作這種方式,不僅使學生熟練了實驗技能,而且培養了學生的團隊協作能力。

5結語

以上是安徽農業大學生命科學學院在分子生物學實驗課程教學改革中的一些初步探索和實踐成效。在今后的分子生物學實驗教學中,該院將繼續以培養學生創新能力、激發學生學習興趣、提高學生綜合素質為目的,不斷完善和更新教學模式,因地制宜、因時制宜地改進分子生物學的實驗手段和內容,力爭把最新的分子生物學技術應用到本科實驗課教學中來,為學生創造更好的實驗條件,以保證和提高實驗教學質量和效率,從而為培養創新性人才提供保障。