细胞分子生物学技术

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细胞分子生物学技术范文第1篇

关键词 动物科学专业；细胞分子生物学；实验教学改革；能力培养

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0270-02

Exploration on Experimental Teaching Reform of Cell Molecular Biology for Animal Science Major

ZHAO Jia-fu 1，2 DUAN Zhi-qiang 1，2 ZHANG Yi-yu 1，2 NI Meng-meng 1，2 RUAN Yong 1，2

（1 Key Laboratory of Animal Genetics Breeding and Reproduction in the Plateau Mountainous Region，Ministry of Education，Guiyang Guizhou 550025； 2 College of Animal Science，Guizhou University）

Abstract As an essential course，cell molecular biology plays an important role in the training of high-quality innovative talents in the field of life science.Along with the rapid development of life science，more and more attention to the cultivation of students′ ability to operate experiments need to be improved，especially as an agricultural subject with extensive application.In order to improve students′ interest in experiment course of molecular biology and promote the students′ ability of experiment operation，this paper discussed the reform of experiment teaching content，experiment teaching methods，teaching evaluation ways of animal science，and put forward the concrete reform plan，based on the experimental teaching experiences of cell molecular biology.In conclusion，this article has important guiding significance to the cultivation of the students′ practical ability and research quality.

Key words animal science major；cell molecular biology；experimental teaching reform；ability training

细胞分子生物学是研究细胞内核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述它们之间相互作用的关系及基因表达调控机理的学科[1]，现已广泛应用于生物医学、农林牧渔等学科领域。我国是畜牧业生产和消费大国，需要大量基础理论扎实、创新实践能力强的畜牧科技人才。因此，重视畜牧兽医类本科生细胞分子生物学的理论与实践教学工作，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，并进一步加强其动手能力和创新能力的培养，对培养畜牧兽医领域的复合型创新人才具有重要意义。动物科学专业作为生命科学领域一门实践性较强的学科，毕业生应具备牢固的专业理论知识和较强的实践动手能力[2]。以贵州大学为例，该校动物科学专业一直以来没有分子生物学这门基础课程，然而为培养学生基本的分子生物学实验操作能力，又区别于生物学相关专业，因而学校增加了细胞分子生物学这门课程供学生选修。P者结合具体实践教学经验，从实验教学内容、教学方法、组织形式、考核方式等方面进行论述。

1 实验教学内容的改革

1.1 增加实验教学课时比例

在贵州大学2016版动物科学专业培养方案中，与分子生物学实验相关的专业课程只有动物分子遗传学和细胞分子生物学2门课程。动物分子遗传学为专业个性选修课，占2学分，共36学时，其中理论课28学时，实验课8学时；细胞分子生物学为学科大类选修课，占4学分，其中理论课72学时，实验课时。从基本的课时设置上不难看出，细胞分子生物学实验课时与理论课时比例严重失调，许多重要的实验难以开设，培养学生分子生物学实践操作能力的效果大大折扣。因此，亟须调整本校动物科学专业教学方案，增加细胞分子生物学实验课时所占比例。

1.2 编写适于动物科学专业的实验教学指导

目前，大部分高校细胞分子生物学课程均采用现成的实验教学指导，实验内容大同小异，并未体现出生物科学、生物技术、生物工程等理学类相关专业和动物科学、动物医学、水产养殖、草业科学等农学类相关专业在教学对象上的区别，均以大肠杆菌这类模式生物为实验对象，没有体现出不同专业研究对象的区别。因此，需要编写适合动物科学专业的细胞分子生物学实验教学指导，将动物组织中RNA的提取、不同组织中mRNA的表达差异检测、细胞中总蛋白的提取与分离鉴定等实用性、针对性强的实验编入教学指导。

1.3 改单个实验为综合性设计实验

根据贵州大学动物科学专业细胞分子生物学培养方案中实验课时的规定，同时为加强贵州大学动物科学专业细胞分子生物学实验课程的针对性和实用性，目前该实验课程只能安排4 个单个实验项目共时，分别是目的基因的扩增与连接、细胞的培养与冻存、细胞蛋白的提取与鉴定、细胞蛋白的免疫荧光染色。由于每节课只有2 h，所以对于许多实验项目学生只能参与其中的部分内容，有些实验的来龙去脉很多学生还没有搞清楚。为达到开设这门课程的目的，尝试将单个实验全部设计为综合性实验，每个综合性实验融合了多个单个实验[3]，如猪GH基因原核表达载体的构建及表达、猪LPL基因的亚细胞定位研究、猪MSTN基因在不同组织的表达差异研究、猪APOA1基因在HEK-293T细胞中的免疫荧光检测、HEK-293T细胞总蛋白的提取、纯化与鉴定等综合性实验，这些实验学生只要参与完成其中一个项目，就基本上掌握了分子生物学的常用实验操作技能。

2 实验教学方法的改革

2.1 现有实验教学方法的弊端

一是教师课堂上讲授，学生到实验室验证，这种教学方式没有发挥学生的主观能动性，学生处于被动接受的状态，很难引起学生学习的积极性；二是教师准备好实验，学生只完成验证的那部分实验，这种方法无法培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，更难以培养学生基本实验的操作能力；三是针对部分实验，存在教师操作、学生观看的现象，如与细胞培养相关的实验，由于本科教学与研究生教学相比，参加实验人数多，易造成细胞室污染，所以很多实验都由任课教师亲自完成，学生基本上采用观摩的形式参与其中。以上教学方法上的弊端，严重影响了本专业学生实验动手能力的培养，不利于学生自身的发展。

2.2 实验教学方法改革的具体方案

“翻转课堂”是一种新型的教学理念，最早由教育学者萨尔曼・汗创造性地提出，该模式提出了混合使用技术和亲自动手活动的教学环境[4]。它把传统的“灌输式”教学完全翻转，转变成学生课前预习、提前领会知识要点的教学方式，是一种强调自主性和针对性的教学理念[5-6]，对提高实验教学水平，培养出基础知识扎实、具有应用性和开拓性的创新型人才具有重要意义。为达到培养学生实践动手能力的目的，细胞分子生物学实验课程也引进“翻转课堂”的教学理念，转变师生角色，以学生为主体，发掘学生的个人潜力，培养学生的团队协作精神。按照“翻转课堂”的教学模式，在充分发挥学生主观能动性的前提下，制定细胞分子生物学实验教学方法改革具体方案。一是教师设计好综合性实验项目名称，提前供学生选择（至少10个综合性性实验项目名称）；二是按项目分组（每组7～10人），选出组长，分工进行资料查询、方案设计和PPT制作；三是每组20 min进行PPT汇报，任课教师随堂对方案进行点评修改；四是参照实验方案开展研究，学生不必受实验课程时间的限制，在实验教师的参与下，根据各自时间安排完成整个实验项目；五是撰写实验项目报告，并写出个人体会和相关收获。

3 实验教学考核方式的改革

3.1 现有实验教学考核方式的弊端

以往的实验教学考核方式过于简单，且没有统一的标准，只注重是否来上课、是否交了实验报告、实验结果是否合理等方面，忽略了学生在发现问题、主动思考、团队协作、解决问题和语言表达等环节综合能力的考核。因此，实验教学考核方式的改革，应更重视学生综合运用所学知识分析问题和解决问题等方面能力的考察[7]。

3.2 实验教学考核方式改革的具体方案

考核标准和考核方式对教师和学生都具有指挥棒的作用。考核什么、怎么考核直接影响到教师如何教、教什么和学生怎么学、学什么的问题。本实验课本着对学生发现问题、分析问题、解决问题及实验操作等方面能力的培养，特制定如下考核方案：按百分制，其中实验方案设计和PPT报告占40%，实验技能操作和实验报告占30%，实验技术提问和团队协作占20%，考勤和纪律占10%。这样的考核标准不仅可以公正、公平地衡量学生的实验成绩，更重要的是调动了学生学习的积极性和自主性，锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

4 结语

通过对动物科学专业细胞分子生物学实验内容、教学方法和考核方式的改革，进一步打破了实验教学与科学研究之间的界限，使学生能够根据自己的兴趣开展实验研究，充分体现了学生作为实验教学的主体地位，不仅锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，还锻炼了学生实验操作、文献检索、PPT制作、团队协作及语言表达等方面的能力，达到了实验教学与科研素质培养的有机结合，为其今后从事相关研究工作或进一步深造奠定了坚实基础。

5 参考文献

[1] 聂俊，杨冬芝，杨晶.细胞分子生物学[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2] 孙淑霞，闫峰，杨月春，等.动物科学专业实践教学模式研究与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2014（10）：188-190.

[3] 郑小坚，何俊，贡成良，等.多学科融合分子生物学实验网络教学平台的设计与实现[J].实验技术与管理，2016（1）：140-142.

[4] 吴玲.融合翻转课堂理念教学凸显创新高效[N].中国教育报，2015-04-29（007）.

[5] 王丽君，李萌，阳小华.翻转课堂中学习绩效提升研究[J].扬州大学学报（高教研究版），2016（2）：80-84.

细胞分子生物学技术范文第2篇

关键词：分子生物学；教学改革；实验教改

中图分类号： G642.0 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2013）-08-92-2

引言

分子生物学是在分子水平研究生命现象本质及其规律的一门新兴学科，它是研究核酸等生物大分子功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，是人类从生物分子水平上真正揭开生物世界奥秘，由被动适应自然界转向主动地改造和重组自然界的学科[1]。近些年来分子生物学已日益渗透到生物学的各个领域之中，并产生了巨大的影响。而分子生物学实验技术也已成为生物学、医学、农学等学科站在新的高度和角度揭示生命奥秘的重要手段。分子生物学的理论掌握和实验操作是掌握分子生物学精髓的重要途径。因此，从培养学生能力出发科学地创建分子生物学理论和实验体系、选择适当的实验教学方法及客观地评定学生实验课成绩，会对分子生物学理论课理解和实验教学的效果产生重要的影响。高等学校传统的分子生物学实验教学[2]往往只是结合各自的实验室条件开展有局限的分子生物学实验教学，缺乏科学的实验体系，忽略合适实验方法的选择，缺少对实验教学效果全面、客观、系统的评估，这些都不利于学生学习兴趣和创新能力的培养。而高校是孕育和培养创新型人才的摇篮。实验教学作为高校教学体系的一个重要组成部分，是培养学生科学思维、创新意识的重要途径[3]。本文就分子生物学课程教学的改革阐述一些观点和体会，以期为提高分子生物学教学质量及培养创新型和素质型人才提供一定的参考。

1 分子生物学教学改革具体的措施

1.1 教学体系的优化

分子生物学是在生物化学和遗传学的基础上发展而来[4]。随着分子生物学研究的快速发展，分子生物学已经成为一门独立的学科。很多分子生物学教材的内容与生物化学、细胞生物学、分子遗传学、遗传学等课程重复较多，例如DNA 和染色体的结构，RNA转录和蛋白质翻译等课程内容在分子生物学、生物化学和分子遗传学方面都有一定篇幅的介绍，重复的课程内容占用了大量的教学课时。因此，为了避免课程教学的重复，通过与生物化学、遗传学，细胞生物学，分子遗传学等课程的教师交流与研讨，对相关课程内容进行了具体而系统的优化，明确课程之间的有机衔接，突出了分子生物学的教学重点。在“RNA转录和蛋白质翻译”这部分的教学内容中进行了相应的优化，生物化学注重讲述转录和翻译的基本过程、而分子生物学则注重介绍具体的分子机制，又如原核和真核转录起始复合物的形成过程及分子机制的教学内容生物化学和分子生物学也进行了相应的侧重。

1.2教材的优化选择

通过多年的教学实践过程，选取适合本科生学习的分子生物学教材，对于学生系统的掌握本课程的理论知识及最新研究动态至关重要。课程设置之初选取阎隆飞主编的《分子生物学》第二版，之后开始侧重理论课与实验课的有机结合，选用朱玉贤等主编的《现代分子生物学》，它的知识体系较为完整，内容较前沿，尤其是第三版将分子生物学研究法分为了两章，分别讲述了DNA、RNA及蛋白质操作技术和基因功能研究技术，突出强调了分子生物学实验技术和原理，同时对基因组与比较基因组学也做了较大幅度的修改和充实[5]。这些内容均体现分子生物学的最新技术和研究成果，同时也满足学生了解分子生物学最新进展和考研的需要。为避免教材单一的局限性，还为学生推荐阎隆飞编著的《分子生物学》（第二版），LewinB主编的《Gene Ⅷ》，吴乃虎主编的《基因工程原理》（第二版）等书籍作为参考教材，并在教师的指导下有针对性地学习，这样不仅满足了大多数学生考研的需求，同时也加深了学生对分子生物学学习的兴趣及教学难点和重点的理解，取得了较好的教学效果。

1.3教学方法与教学手段的改善

在教学方法上，除了采用传统的教师讲授方法之外，为发挥学生作为教学主体的能动性，根据具体的教学内容安排启发式，讨论式等多种教学方法，让学生参与到教学过程中。如在讲授分子生物学研究法时，在班级内以各个学习小组为单位进行研究讨论会，以学生为主体讨论他们感兴趣的分子生物学实验技术，鼓励学生主动思考，自由发表他们的观点，通过讨论的方式测试相应的知识，以学生乐于接受的方式完成对知识的学习。本课程通过多种教学方法的有机结合，充分调动了学生的学习兴趣，分子生物学课程也因此受到学生的好评。近几年来学生考研选择生物化学及分子生物学作为专业课的人数日益增加并且考研专业课成绩逐年上升。

在教学手段上，采用传统教学与计算机辅助教学 CAI相结合的方法。计算机辅助教学 CAI 应用于高等学校教育已成为主流趋势，它的优势在于可以通过文本、图形、动画、音频、视频、仿真软件等多种媒体最大限度地整合教学资源，形象直观地进行教学内容的呈现[6]，使学生通过多种展示方法理解并掌握课程的难点。如在“DNA高级结构” 这部分教学内容中，学生对DNA的分子结构感觉很抽象，在教学过程中通过图片和视频等手段使学生对此结构有了具体的感知。又如在“DNA复制，RNA转录，翻译和真核和原核生物的基因表达调控”的教学内容中，仅通过传统课堂讲解，学生无法理解，通过多媒体的方法，利用动画、视频和图片对其涉及的微观机制进行相应的演示，使学生理解其具体过程和分子机制，提高了学生学习的积极性。

2 分子生物学实验教学的改革措施

2.1加强实验教学条件建设，构建良好的实验教学平台

分子生物学是20世纪中期随着核酸的发现及结构和功能的研究发展起来的新兴学科，研究基础较为薄弱。我校前身是师范类院校，对物理、化学、数学、计算机等传统学科侧重较多。自2004年我校升级为本科院校，由师范类院校转变为综合类院校，学校增加了对各学科的实验教学投入。分子生物学实验室先后配备了Eppendorf PCR扩增仪、Eppendorf梯度PCR扩增仪、高效制冰机、UVP凝胶成像系统、Millipore超纯水系统、Eppendorf台式高速离心机、sigma大型高速冷冻离心机、日本三洋超低温冰箱、分子杂交仪等先进仪器，满足了分子生物学基础实验和综合性实验课程的开设要求，为学生的实验教学与科研构建了一个良好的平台，为我院分子生物学实验课教学改革提供了有力的支持。通过上述平台由我院学生参与的分子生物学方向科研实验在国家级挑战杯竞赛中取得了良好的成绩。

2.2 实验教学体系的优化

之前由于实验条件的限制，我院分子生物学实验教学主要以基础性和验证性实验为主。随着实验条件的改善，逐步在实验设计上加大综合性、设计性实验、所占的比例。实验内容的选取也根据生物科学、生物技术专业的不同专业特点设置相应的实验教学内容。根据生物科学师范类专业的特点，在注重分子生物学基础验证实验的同时开设与分子生物学快速发展相结合的综合性实验。在生物技术专业的实验教学上则注重选取以实践操作为主的操作性和设计性实验。

在实验教学体系的优化中应注意各个实验内容之间的衔接与关联[7]。实验教学内容中建立好各实验之间的衔接对学生系统思维的培养具有重要意义，有利于学生对所学实验操作内容的理解和熟练掌握以及实验技术逻辑体系的建立。我院在实验课内容开设的顺序为基因组DNA的提取，聚合酶链式反应获得目的片段，电泳检测，大肠杆菌活化、感受态细胞的制备，质粒 DNA 提取，DNA 片断酶切，目的片段与载体的连接，转化等，当学生预习实验时，会注意到各实验内容之间彼此承接与关联。前面实验效果的好坏直接影响到下一个实验的正常进行，以此来培养学生在分子生物学实验操作过程中的系统性与逻辑性。

2.3分子生物学实验教学方法的探索

合理的实验教学方法可以使实验内容取得预期的实验效果，在实验教学方法上注重深入浅出的阐述原理，重点在实验环节的解析。针对学生的兴趣特点在教学方法上做了以下几点改进。一、把学生分成多个实验小组，每组选出一人辅助实验教师完成实验的准备工作。在学生准备实验的过程中发现问题。二、发现问题后，在实验课讲授的过程中，教师对问题有针对的讲解与演示，强调标准的操作方法及实验中各环节的注意事项。并将实验过程做成电子课件指导学生正确操作。三、在实验过程中注意实验操作主体的差异性指导。教师在实验课讲授和演示结束后，注意观察学生的操作过程，针对学生存在的普遍问题，给予及时纠正和指导；对于少数同学存在的个别问题个别指导。这样既保证学生实验操作的准确性，又达到在有限的时间内完成实验教学任务的要求。

2.4分子生物学实验课成绩评定方式的改进

科学、有效评价学生实验理论及操作技能是提高实验教学质量强有力的措施[8]。在分子生物学实验成绩评定中采用多样化考核手段，主要从两个方面评定：一、实验理论的评定，主要通过实验报告考察学生对实验原理和步骤的掌握和理解。通过结果分析考查学生对整个实验的理解与掌握。二、实验操作技能的评定。在实验过程中，各实验小组不同学生实验态度以及对实验教学内容的理解思考差异很大。鼓励那些大胆对实验步骤提出疑问的同学，同时激励其他的同学，在成绩评定中不同学生的评定会有所区别。

3 结语

如何教好分子生物学课程，提高学生的学习兴趣，改变学生为了考试而学习的观念，提高教学效果，是摆在所有分子生物学理论及实验教学工作者面前的一个共同问题[9-10]。通过以上的改革和探索。无论及教学，考研，科研还是就业都取得了一定的成效。为了更好地提高分子生物学的教学效果，希望能够与各高校的分子生物教师进行交流和合作，进一步优化分子生物学理论和实验教学的课程体系及教学方法和手段。从学生作为教学主体出发，发挥学生的主动性和能动性，以期培养出更高质量的高校毕业生。

参考文献

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[7] 张宝珠， 陈德福. 培养学生实验能力“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育， 2005， 4（62）：90-92.

[8] 杨晓杰， 刘质纯. 利用多媒体技术促进生物学教学改革[J]. 黑龙江高教研究， 2001， 103（5） ： 112-113.

[9] 张宝珠， 陈德福. 培养学生实验能力“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育， 2005， 4（62）：90-92.

细胞分子生物学技术范文第3篇

关键词：分子生物学；教学；探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0094-02

分子生物学创立于20世纪50年代，是从分子水平阐述细胞活动的规律、揭示生命本质的一门新兴学科，是生命科学深入发展到一定阶段的必然产物，是人类了解生命活动规律的必经阶段，对生命科学领域的各分支学科都具有广泛而深远的影响[1]。随着DNA的结构与功能、RNA在蛋白质合成中的作用、蛋白质的结构与功能、遗传密码及基因调控的本质等被相继阐述，几乎所有的生命现象都可以深入到分子水平去寻找本质。所以分子生物学诞生后迅速与细胞学、微生物学、动物遗传育种学、兽医药理学、兽医传染病学、兽医免疫学、动物营养学、人畜共患病学等学科融合，形成了一系列的交叉学科，其研究手段和方法已成为现代畜牧业发展的核心技术[2]。

我国作为畜牧业生产和消费大国，迫切需要具有专业理论知识、创新能力和实践能力强的复合型人才，这就使得高等农业院校教育的使命转移到培养理论和应用并重的复合型人才上。因此，重视和加强畜牧兽医类本科生《分子生物学》的理论及实践教学，对培养在畜牧业领域既有理论又有实验技能的优质毕业生具有重要意义。为了实现这一目标，《分子生物学》理论和实验教学的改革势在必行。下面就结合河南农业大学牧医工程学院《分子生物学》的教学现状，对理论及实践教学的改革问题做一些粗浅的探讨。

一、理论改革

1.选择合适教材、优化教学内容。教材是学生获取知识的最直接来源，合适课程教材的选取对于学生入门分子生物学尤为重要。我院的分子生物学课程开设于第三学年第一学期，在此之前已经教授过动物生物化学和动物遗传学，而这两门课程在部分内容上与分子生物学有交叉，学生们对于核酸、蛋白质以及遗传信息的传递等基础知识已经有一定的了解；并且，相当一部分的大三学生已经进入到实验室，开始接触到PCR、质粒构建、蛋白表达等基础的分子实验操作。因此，对于此门课程的学习则应偏重于帮助学生了解分子生物学的研究方法，如：DNA、RNA、蛋白质的操作技术和基因功能的研究技术等，真正满足学生的现实需要，最大限度地避免重复学习和资源浪费。

现代分子生物学发展飞速，各种新知识、新技术不断涌现，国内外教材版本更新极快。虽然我院的分子生物学推荐教材为朱玉贤等主编的第3版《现代分子生物学》，但这个版本出版于1997年，不能满足学生对于新知识的渴求。因此，通过对多种分子生物学教材的分析和比较，我们最终选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》第4版。该教材除了系统讲解遗传物质的复制、转录、翻译以及调控机制外，还着重介绍了分子生物学常用的研究方法，和当前热门的基因组测序技术，具有内容紧凑、逻辑性强、图文并茂等特点。在此基础上，通过征询学生意见并结合畜牧专业的特点，有针对性地调整授课内容：对学生学过的章节进行简单回顾；详细介绍现代分子生物学的一些新内容、新技术；重点介绍与生产实验相关章节，使整个内容不仅理论联系实际，又紧临当今生物科学发展的前沿。

2.丰富教学形式、调动学生积极性。生物学的研究对象是一个丰富多彩、充满活力的世界，但在表述内容上却稍显抽象、复杂和较难理解。单纯依赖书本的介绍和教师的讲述难以在色彩、形象、质感、尤其是动态上给学生一个准确的印象。现代化多媒体课件的出现很好地解决了这一问题，它能够将文字、图像、声音和动画等信息同时输出，形象化理论的、抽象的东西，具体化空间的、难以想象的内容，还可以在课件中展示自然界的直观现象、重现研究过程并模拟微观反应，创造出愉悦的教学情景，极大地激发学生的学习兴趣，增强学习的积极性[3]。如：先向学生讲述真核生物的DNA通过转录形成mRNA、出细胞核并在核糖体等的协助下翻译出蛋白质的内容，再给学生放映国外专业网站下载的堪比好莱坞大片效果的此过程模拟动画，便很容易在学生脑中留下深刻印象，有助于理解和记忆。

从知识“被动接受者”到“主动介绍者”身份的转变，会最大限度调动学生的学习积极性，鼓励学生动手动脑，发表不同看法，质疑问难，有利于培养学生探索创新精神。因此，在教学中我们抽出两次的授课时间，让学生自主选择分子生物学实验技术、癌症与肿瘤、病毒或基因与发育等不同主题制作PPT，然后每个学生花5～10分钟介绍PPT。整个过程锻炼了学生查找资料、获取信息、制作多媒体课件和演讲的能力，由于知识是由学生自己通过探究获得的，所以理解记忆更加深刻，掌握起来较为容易，不易被遗忘，还锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。

二、实践改革

分子生物学是一门实践性极强的学科，实验教学是分子生物学课程非常重要的组成部分，一些实用性很强的技术：核酸的提取与纯化、PCR扩增、电泳分离与鉴定、限制性内切酶切、质粒构建、细菌转化、蛋白质表达等等，这些都是畜牧兽医专业学生在之后的学习、研究和工作中经常用到的基础专业技能。此外，在实际操作过程中同学们可以将学到的理论知识与实践相结合，增强学生的学习兴趣，提高学习效率并促进学生分子生物学理论知识和实验操作技能的全面发展。

1.设计针对性强的实验课程，注重实际应用。高等农业院校的教育宗旨是培养与社会实践接轨、具有实用技能的新型农业人才。为使分子生物学实验课程更有针对性、注重实际应用，建议增加实验课时数并分阶段安排实验课程。首先，掌握最基本的基础性实验，包括：DNA提取、RNA提取及反转录、PCR、酶切连接转化、感受态制备、蛋白质表达纯化等。通过基础性实验的练习，使学生达到理论与实验熟练于心的效果；然后，针对畜牧兽医的专业要求及社会需要，开展具有实际应用的实验项目[4]。例如兽医传染病学，需要学生对病例的实验室诊断具有一定的掌握。在学生熟练掌握基础实验技能的基础上，通过设计病原引物、基因扩增及测序等应用性实验来确诊病原，这样不仅让学生了解分子生物学技术在本学科的应用价值，同时提高学生动手实践能力，将所掌握的基础实验技能应用于实践中[5]。

2.培养扎实操作技能，调动学生积极性。由于分子生物学实验过程长、所用试剂及操作仪器较多，传统实验课模式为：教师做好准备工作、讲解演示、学生实验。这样的授课方式存在学生的参与度不够、基础的操作技能掌握不扎实、良好的实验习惯养不成等弊端。建议将实验的整个准备工作，包括EP管、移液器枪头和玻璃器皿的灭菌，试剂的配制以及实验室规范使用和卫生清理等，全部交由学生在教师的指导下完成。此过程以让学生更好地融入实验，发现问题，深入理解规范实验的重要性。逐渐让学生在循序渐进、潜移默化中养成良好的实验习惯。此外，对于简单的实验步骤，让学生自己设计、讨论并验证，最后对比前人做的工作，得出结论。使学生从被动的接受者转变为主动的学习者，增加了学生对实验课的参与程度，同时也可激发学生对实验科学的探索热情。

三、结语

作为高等农业类院校，搞好教育工作、培养优质专业人才是学校的头等大事，而好的教育模式需要教育工作者们不断地提高自身专业水平、改革高校教育理念、建立科学的教学实验管理模式、不断完善和创新，充分调动学生自主学习分子生物学的兴趣，为国家培育出更多、更优秀的符合现代化畜牧兽医发展需求的高质量毕业生。

参考文献：

[1]朱玉贤，李毅.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]岳阳，孙静，石达友，姚德昌.基于共词分析的兽医分子生物学领域研究热点分析及初步展望[J].广东畜牧兽医科技，2015，（2）：1-4.

[3]李市场.本科分子生物学教学改革的初步探讨[J].科技创新导报，2013，（21）：161-162.

细胞分子生物学技术范文第4篇

关键词：分子生物学；课程教学；改革研究；创新生物学人才

分子生物学的目标是在分子水平上阐明细胞活动的规律，从而揭示生命的本质[1]。虽然它在生物类专业课程体系中充当着重要角色，对生命科学的发展起着至关重要的作用，但是分子生物学的教学却因为课程内容多，学科交叉广，理解难度高，信息量大，知识更新快而使教学效果差强人意，集中表现为教师授课难和学生学习难。这种现状不但困扰着老师和同学，也与大学培养高素质创新型人才的目标不相适应。如何克服分子生物学课堂教学的“瓶颈”？本人在从事十多年的分子生物学教学过程中，努力研究和探索多种形式的教学改革，力求提升教学效果和教学质量。

一、教学内容的合理组织

分子生物学的教学除了选用好的教材，制定完善的教学大纲，如何组织教学内容是教学的一个非常重要环节[2]。教学内容呈现给学生的应该是完整、清晰的、有层次、条理的知识。我们在组织教学的过程中，首先从提高自身学科素养着手。“一本教材书，数种参考书”，除分子生物学国内、国外各类版本外，与分子生物学相互交叉和渗透的其他学科，如细胞生物学、生物化学、遗传学，我们也都进行了系统的学习和强化，不断夯实专业知识、拓展专业领域，基本构建了分子生物学完整的知识体系，具备了对教材处理的前提。既避免了教学中各学科的重复，也进一步凝练了知识。此外，我们还通过网络教学平台向全国优秀教师学习，在不断的探索中总结出了教学内容合理组织的一些思路。1.思维导学模式。在DNA复制教学环节，知识点多，并且较分散，很容易在教学中造成学习困难和知识混淆的现象，针对这章教学的特点，我们采用了思维导学模式，收到了非常好的教学效果。2.重点、难点解读。本科教学形式多样化，也更提倡学生的自主学习，但并不是淡化了教师的教学，反而对教师提出了更高的要求[3]。教师必须围绕每堂课的教学目的，合理组织和引导学生理解并掌握教学的重点和难点内容。比如在讲解染色体端粒末端修复机制中，教师首先要从教材的知识结构中梳理出重点。染色体端粒末端修复机制的知识点包括：（1）引物切除造成的遗传信息缺失；（2）端粒末端的特点；（3）体细胞和性细胞末端修复机制的不同；（4）DNA结构的变化；（5）端粒酶的修复机制。梳理知识点后，总结教学重点：一是引物切除后损伤修复在体细胞和性细胞中的不同；二是四链DNA结构；三是端粒酶的修复机制。其中端粒酶修复机制的讲授是学生学习的难点。难点集中在端粒酶的性质和修复发生的过程。经过对教学内容中重点和难点的准确把握和合理组织，教师才能在课堂教学中突出重点、突破难点，让学生的课堂学习无障碍。

二、教学方法和手段的改进

教学方法的推陈出新，是教学改革的重要内容[4]。为发挥学生作为教学主体的能动性，我们根据具体的教学内容设置了启发式、联想式、探究式等多种教学方法[5]，让学生参与到教学过程中，不仅活跃了课堂气氛，而且在分享知识的同时，更注重教会学生灵活掌握学习的方法。

1.启发式教学。启发的目的在于举一反三，触类旁通。针对每一次的课堂教学，设计一些抛砖引玉的问题，供学生思考与讨论，这成为了分子生物学理论教学的重要组成部分。如进行到真核生物基因表达调控学习环节，提出甲基化修饰的生物学意义，这个问题覆盖范围广，涉及到了DNA复制的调节、蛋白质和DNA甲基化修饰对基因表达的调控，以及Epigenetic（表观遗传学）方面的知识。通过提出问题—讨论分析—不断启发—再讨论分析—归纳总结—解决问题这一系列的互动教学活动，充分调动了学生课堂学习的主动性和积极性，在不断的讨论分析中通过展示不同的思维、发表各自的观点，不但有利于促进学生在学习中发现问题、解决问题，而且有利于学生通过对基础知识的消化、理解来达到理论的升华、拓展[4]。

2.联想式教学。分子生物学是在生物化学、细胞生物学和遗传学的基础上发展而来[6]，因此知识相互交叉、相互渗透。在授课的过程中，教师一方面要避免重复，一方面要通过联想知识点适时培养学生的发散性思维，提高学生对知识的迁移能力和整合能力。如在讲解化学修饰对基因的表达调控时，将细胞生物学中的信号转导有机结合，使学生了解基因表达调控对细胞信号转导的作用机制。

3.探究式教学。在分子生物学教学中，每一个理论知识的背后都是科学研究的重大突破。如确定遗传物质是DNA的两大经典实验，我们以探究的形式呈现教学内容，从实验设计，到结果显示，再经过讨论分析并得出结论，以课题研究的角度，研究人员的身份引导学生进入学习角色，将学科概念、理论产生的起因和过程展示给学生，启发学生努力探索，走近科学，让学生从中领悟知识形成的探究性和科学性，逐渐培养具有创新意识和能力的高素质研究型人才。4.多媒体多样化教学。分子生物学的教学内容具有微观性、复杂性、抽象性和动态性。传统的教学手段无法满足教学的需求，而多媒体技术则具有声像俱佳、动静皆宜的特点[7]，是传统教学无法比拟的。多年来我们不断补充和完善教学手段，逐渐形成了独具特色的多媒体教学课件。多媒体图像处理清晰直观，文字表述简洁明了、主题突出。课件中的图像来源于国内外的网络数据平台。如讲述DNA半保留复制机理时[8]，首先将DNA可能存在的几种复制方式用图像展现，并利用Meselson和Stahl设计的DNA复制同位素示踪实验和密度梯度离心实验来进行结果验证，引导学生明确掌握DNA半保留复制特点，并结合文字，通过图文并茂的多媒体课件，将教学内容中的背景知识、基本概念、基本理论，以及静态、抽象的微观知识清晰讲解。多媒体课件动静结合、声像互动。对于生命过程中动态的知识点，比如DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译过程，可以将这些复杂的生命过程利用多媒体手段做成动画并配以文字和声像，形象直观地展现给学生，既加深了学生对知识的理解，也提高了其学习效率。

三、知识领域的拓展

分子生物学的教学内容除包含基础理论知识外，还有大量理论应用的研究方法部分。我们在教学中不仅仅将知识局限在教材中，利用课堂教学不断引导学生去了解本学科相关领域内的研究热点、最新进展、发展趋势[8]，以及生物技术在生产实践中的广泛应用。

1.专题讲座与专题讨论。专题讲座是教师根据教学内容，自己组织参考资料对教学内容的延伸与拓展。比如在讲授“SNP技术”时，先从遗传标记分析的发展着手，把一代、二代的标记分析做知识性的回顾，再将纳入教材的第三代标记分析“SNP”做详细的讲解，引导大家理解什么是单核苷酸多态性，核苷酸多态性研究的生物学意义以及在医学、农业、畜牧等多种领域的发展与应用。通过这种方式激发了学生的学习热情和求知欲，也使教师不断地进行知识的更新，及时了解本学科当前发展的趋势、研究的热点以及争论的问题。专题讨论则是以学生为主体，根据课程教学内容，组织学生就某一个专题自行查阅、组织文献资料，并在课堂上展开讨论[9]。比如在讲授基因重组的教学内容时，设计“转基因的利与弊”供学生讨论。引导学生思考基因工程药物和转基因动植物对社会产生的巨大影响，让知识离开课本走进生活，从而唤起学生学习的兴趣和探索未知领域的欲望。这不仅使学生更加深入、系统地理解所学知识，并且培养了学生灵活运用知识的能力[10]。

2.生物信息技术与数据库。生物信息技术已经发展成为分子生物学研究方法中不可分割的一部分，比如在“PCR技术”的专题讲座中，不仅要对实验目的、原理、操作以及应用进行讲解，还要特别对引物设计的生物信息技术进行补充，介绍学生对一些常规的生物信息技术软件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一个基本的认知度。在整个分子生物学的教学中，学生需要自行查阅和组织各种文献资料，因此，必须特别强调互联网资源运用的重要性。教师通过介绍中国知网、维普、清华同方、NCBI等几个常用资源库，使学生了解如何利用资源库进行查询，对互联网资源的熟练应用使学生的知识体系得以完善，学生通过自身的努力来提高信息收集和辨别的能力，培养了学生的自学能力。

四、教学改革中应该注意的问题

1.教师的专业修养与教学基本功。教师在教学中具有双重身份，既是一名导演，又是一名演员。作为导演，首先需要有最新的教学理念，整个教学过程中适时设问、适时讨论、适时启发。其次要有较强的课堂组织能力，根据学生的学习情况，把握课堂节奏，调动学生课堂学习激情，使教学有的放矢。否则会在教学中出现“启而不发”和论证条理不清的现象；作为演员，还要有良好的课程驾驭能力，通过教师扎实的专业知识、广泛的认知领域、全面的知识结构，呈现给学生的是一个丰盛的知识大餐，而不是一锅夹生饭。因此作为教师，必须从理论水平、科研水平、思维水平这3个方面提高教师自身的专业素质，此外，还要掌握适合自己的各项教学技能。

2.多媒体教学的合理应用。多媒体教学只是一种提高教学效果的辅助手段，是为教师的教学和学生的学习服务的，只有运用合理才可能达到好的效果。因此尽量避免在多媒体教学课件上出现过多的文字，否则多媒体成了教学活动中的主体，老师由照本宣科转变为扮演放映员和播音员的角色。学生的学习兴趣不高，教学效果也就适得其反。多媒体和传统教学只有合理地结合，取长补短，才能在课堂教学中体现出其真正的价值。总之，教学改革的目标是帮助学生建立学科知识体系，培养学生良好的科学素养，提升学生后继学习的能力。正如叶圣陶先生所说：“教师的教学，不在于给学生搬去可以致富的金子。而在于给学生点金的指头。”目前，我们关于分子生物学课堂教学改革还处于不断探索和实践阶段，除了需要不断地提高教师自身的学科修养和科研素质外，也以“夯实基础、拓展知识、增强能力、提高素质”[8]作为教学的目的和人才培养目标，努力在今后把教学工作开展得更加有生有色，为社会培养更多高素质创新型人才。

作者:武晓英 乔宏萍 张猛 吴丽华 郝雪峰 单位:太原师范学院

参考文献：

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[4]许崇波.《基因工程》课程教学改革初探[J].大连大学学报，2005，26（6）：41-43.

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[6]王荣，刘勇，姜双林.高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J].生物学杂志，2012，29（1）：100-102.

[7]张金岭.浅谈多媒体教学[J].教育与职业，2009，（30）：189-190.

[8]徐启江，李玉花.分子生物学教学改革与高素质人才培养[J].黑龙江高教研究，2007，158（6）：159-161.

细胞分子生物学技术范文第5篇

关键词：教学方法；分子生物学；实验教学

Discussion about educational reform on teaching of molecular biology for undergraduate major in biotechnology

Shen Xin

Beijing Forestry University， Beijing， 100083， China

Abstract： In this paper， teaching approach was probed in regards of content， method and experiment on the course of molecular biology for undergraduate major in biotechnology. In the reform of course content， we had reduced the content overlaid with other courses for instance the knowledge on genetic information transmission and meanwhile increased the content on updated knowledge. In reform of teaching method， we introduced guiding type educational approach. In reform of course experiment， open type experiment was established. Through the presented reform， students become more active in studying the correlated knowledge and become more capable on experiment. The teaching effect get improved.

Key words： teaching method； molecular biology； experiment teaching

分子生物学是生物类本科教育中一门主要的基础课，它以探究生命过程中生物大分子的结构与功能为主要内容，以解析基因组和蛋白组中生物大分子在各个生命过程中的作用、基因表达调控机制以及信号传递网络为主要研究目标[1-3]。生物大分子结构与功能的研究渗透于生理学、发育生物学等各学科研究中，相关的知识构成了基因组、转录组和蛋白组研究的重要基础。掌握分子生物学的原理和实验技术对生物类学生认识生命的本质，培养生命科学研究能力至关重要，也有助于后续专业课程的学习，为将来进一步深造奠定坚实的基础。从学科特点而言，分子生物学是一门新兴学科，理论体系处在一个不断发展和完善的阶段，研究方法也在不断创新。分子生物学课程知识点多而分散，实验涉及的内容较为复杂，要求我们在教学中一方面要适时地更新教学内容，满足学生掌握分子生物学发展动向的需要，另一方面要充分调动学生的学习积极性，培养学生的创新意识和从事科学研究的能力。我们在多年分子生物学课程的教学改革和课程建设中，针对生物技术专业的分子生物学教学分别从教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了探索，具体情况如下。

1 加强新知识点教学内容，深化对生命本质的认识

知识更新快是分子生物学一个鲜明的特点，如何将经典的基础知识与新知识点结合起来是分子生物学教学中需要探讨和解决的问题。在前期分子生物学教学中，我们以经典的遗传信息传递过程为主线，侧重对基础知识的介绍，新知识点虽有涉及，但远不能反映学科的发展。近年来，随着生命科学研究的不断深化，真核生物基因表达调控机制、信号传递网络、生物大分子在生命过程中的作用等方面科研成果不断涌现，转录调解因子的组合调控机制、组蛋白修饰与DNA甲基化、异染色质化、转录后基因沉默、细胞对环境信号的感知及信号转导机制等已经成为发育生物学、生理学及其他学科研究的热点[4-9]。了解和掌握这些知识对学生认识生命过程的本质具有重要意义。在已往的教学中，我们用较多的课时讲解以中心法为基础的遗传信息流的基本原理，但在教学实践中我们发现这部分内容与其他课程存在较大的重叠，一个主要的困惑是学生在学习过程中重复学习相同的知识点，这在很大程度上影响了学习的积极性。另一方面，在经典教材中真核生物组合调控、表观遗传学、基因转录后调控等内容篇幅明显偏低，而这些内容正是目前分子生物学发展的热点，对学生认识生命过程的本质尤为重要。如何更合理地安排学时，兼顾基础知识与科学发展新动向，是我们教学改革的重要环节。通过摸索，我们在教学实践中适当减少遗传信息传递的课时，压缩与其他学科重复的内容，增加了对真核生物组合调控机制、DNA甲基化修饰、组蛋白N端修饰、真核生物信号转导等内容。通过对教学效果的评估，我们观察到，教学内容的调整增强了学生学习的积极性，提高了他们对课程重要性的认识，同时也使学生对生命过程的本质有了更深刻的认识，为后续生理学和发育生物学的学习奠定了基础。

2 调整教学方法，培养创新意识

兴趣是学习的动力，充分调动学生的学习积极性是教好这门课的关键。多年的教学经验告诉我们，灌输式教育不利于学生学习兴趣和创新意识的培养，容易导致学生形成死记硬背的不良学习习惯。在灌输式教育模式下，学生处于被动学习状况，学习的积极性不高，思考问题的意识和分析问题的能力不强。为改变学生被动学习的现状，克服灌输式教育带来的不利影响，我们需要对教学方法进行改革，为此，我们在课程建设过程中尝试了导向性教学。在教学过程中，我们指定适量的文献作为课外阅读材料，以知识获得过程为主线，引导学生分析讨论前人发现问题与解决问题的过程，并帮助他们分析、总结相关实验方案。通过教学方法的改革，学生不仅学到了相关的基础知识，还学到了科学家发现问题、解决问题的思路和方法以及科学家为科学献身的精神。另外，搜集获取科学文献的能力是从事科学研究能力的重要方面。专业外语阅读能力对学生获取知识非常重要，我们在导向性教学中采取了双语教学的方式，结合导向性教学给学生布置英语阅读任务，让学生自己搜集资料，使学生既培养了创新意识也提升了搜集文献的能力。通过教学方法的改进，学生增强了对分子生物学的学习兴趣，也提高了他们的综合分析能力，更重要的是，通过导向性教学，学生逐步养成了独立思考的习惯并提高了创新意识。

3 强化实验基础，注重能力培养

分子生物学研究策略被广泛应用于当今的生物学研究中，分子生物学方法在科学研究创新中扮演着越来越重要的作用，分子生物学实验技能的培养对发展学生潜能，提高毕业生质量至关重要，在加强学生素质教育与培养创新能力方面有不可替代的作用。相对于理论教学，实验教学具有实践性、综合性和创新性的特点，对学生学习兴趣和科研能力的培养有很大帮助。为培养具备较强科研能力的生物科学专业和生物技术专业毕业生，我们在分子生物学教学实践中设置了开放性实验，内容包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、分子克隆、PCR扩增、原核表达及蛋白质亲和层析等实验。这些实验在当今生物学研究中被广泛应用，掌握这些研究方法对学生科学研究能力的培养大有益处，我们期待学生通过实验环节掌握分子生物学实验的基本原理和基本技能。为配合实验课开展，在教学中我们用较大篇幅介绍基本实验的原理和新技术，包括生物大分子的制备技术、PCR技术、杂交技术、RNAi技术等。在教学实践中我们发现学生对分子生物学实验表现出浓厚的兴趣，参与实验的积极性很高。通过实验，学生对科学研究过程有了深刻的感性认识，这对学生了解知识获得的途径和方法有很大帮助。在实验教学过程中，我们发现，前期的实验课存在明显的不足，主要表现为实验原理的相关基础知识不足和实验准备环节的欠缺。在前期教学实验中，实验准备由教师完成，学生用教师配好的缓冲液、培养液进行操作，虽然能够获得不错的实验结果，但对学生能力的培养不利，学生常常不了解缓冲液中各成分的作用，对培养液配制中需要注意的问题也缺乏了解，我们认为这些问题涉及学生的基本素质，关系到能力的培养，为此在教学中我们采取了一些针对性的措施。一方面在理论课中增加了与实验技术相关的基础知识的介绍，如对核酸提取缓冲液、蛋白提取中的细胞裂解液等作了详尽介绍[10-12]，通过讲解使学生对变性剂、抗氧化剂、缓冲剂、离子型与非离子型表面活性剂等成分的作用有了充分的认识与了解，对蛋白质和核酸纯化原理有了全面的掌握。另一方面，在教学环节中，我们将实验改为开放性实验，要求学生自己准备实验，教师做必要的指导，通过这些措施使学生将分子生物学论课上学到的知识与实际操作过程相互印证。开放性实验使学生分子生物学实验技能得到了显著提高，为学生独立操作实验和培养良好的科研能力打下坚实基础。

4 结束语

经过几年的教学实践，我们逐渐摸索出分子生物学教学的一些方法和技巧，并通过教学内容和教学方法的改革激发了学生的学习热情和主动性，不仅使他们掌握了分子生物学的基础理论，更重要的是培养了他们发现问题的意识和解决问题的能力，养成了独立思考的习惯，教学改革显示出良好的效果。今后，我们还将继续探索，让分子生物学理论和实验教学在生物科学与生物技术本科生培养过程中发挥更大的作用。

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