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分子生物学实验

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分子生物学实验

分子生物学实验范文第1篇

关键词:分子生物学实验;生物科学师范专业;实践周教学;教学改革

中图分类号:G642.423文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)12-0268-03

生物科学是21世纪的领先学科,大多数高校都设有生物科学学科,该学科的基本理论是在实验基础上建构起来的,理论与实践紧密结合。而作为生命科学的基础学科,《分子生物学实验》是一门应用广泛的学科,涵盖生物学、医学、农学乃至药学,是从事生命科学研究的必备研究技能。分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学,通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。《分子生物学实验》是生命科学研究领域中融技术前沿性、创新性、挑战性于一体的大型专业实验课程,是学生直接接受分子生物学基本技能和前沿技术训练,培养学生科研技能、科研思维,进而提升学生研究素质。《分子生物学实验》是生物科学专业的一门重要专业能力实践课,为必修课程。为了使生物科学专业人才能够更好地掌握分子生物学的理论知识和实验操作能力,长江师范学院生物科学专业在很早就开展了《分子生物学实验》课程,教学内容也随着学科发展不断进行改进,但随着分子生物学的快速发展以及硬件设施的不断改进,传统的《分子生物学实验》课程教学产生了不少问题急需解决。为此,本文以长江师范学院生物科学师范专业为例,针对《分子生物学实验》教学实践中存在的不足,根据学生培养目标和课时要求,对高校《分子生物学实验》教学进行改革,将课程教学改为实践教学周,以提高分子生物学实验教学质量,增强师范生的综合素质。

一、生物科学师范专业《分子生物学实验》实践周教学特色

生物科学师范专业《分子生物学实验》课程特色。分子生物实验技术自开设以来,成为当今研究生命科学各学科和医学领域中重要的研究工具,紧跟科学前沿,在分子生物学教学中,实验教学占有举足轻重的地位。为了使生物科学专业人才能够更好地掌握分子生物学的理论知识和实验操作能力,我校生物科学专业在很早就开展了“分子生物学实验”课程,教学内容也随着生物科学的发展而进行创新与改革。实验内容从起初的几个相互独立的简单实验项目,逐步演变成综合性分子生物学实验。目前的课程内容是依据遗传信息传递的规律及教师的科研内容进行设置,并进一步整合成为系统的综合性实验,实验内容包括基因克隆、遗传多样性检测、分子标记、DNA指纹图谱构建、基因功能验证等实验项目。因此课程实验所需仪器比较昂贵,实验周期也相对较长。通过本课程实验教学的学习,使学生获得核酸物质的提取、分离、纯化与鉴定、电泳技术、引物设计、PCR扩增、分子标记、基因克隆等方面的独立实验能力或职业技能。强化学生创新思维、独立解决问题的能力和分子生物学领域基本操作技能,提高学生在分子生物学领域综合运用实验技能或职业技能分析和解決问题的能力,培养学生发现问题、分析和解决问题的创新精神。通过学习本课程使学生从分子水平认识生命现象和生物学规律,能够对学生的毕业课题研究设计和今后的科研生涯提供极大的帮助,为今后从事相关专业的研究、教学工作奠定坚实的基础。

二、生物科学师范专业《分子生物学实验》教学中存在的主要问题

(一)实验条件差,实验经费不足

由于《分子生物学实验》相关仪器和药品都较昂贵,仪器设备往往有限。而经费是限制《分子生物学实验》课程教学的重要因素,缺乏经费直接导致设备套数、药品、耗材数量不足,学生动手机会减少。上课人数较多,但仪器设备等有限,必定影响预期的实验教学效果,如多组学生共用一套移液器,有的学生上完《分子生物学实验》,连移液器都不能正确使用。另外,由于缺乏计算机机房,《分子生物学实验》中生物信息学方面的实验无法开展。

(二)教学方式单一、学生学习积极性不高

传统的教学老师讲原理和步骤,学生按老师指导进行操作,学生思考和主动参与的过程就被省略了,动手完全与动脑脱节。动手能力的培养是实验教学的一个重要内容,但不经思考地完成实验根本谈不上能力的培养。另外,实验室缺乏多媒体设备,许多教学图片及视频无法展示。由于被动参与实验、为了混学分或对分子生物学较陌生,多数学生参与实验的积极性不高,甚至有的在一旁观看别人操作自己根本就不动手,最后照抄别人的实验结果。

(三)实验教学安排、管理不合理

一是,课时安排少,随着课程改革及新培养方案的实施,长江师范学院《分子生物学实验》课程只有18个学时,如此少的课时要学生学习分子生物学实验技术,给课程教学带来了新的挑战。二是,《分子生物学实验》项目所需实验时间较长,有时需要较长时间的等待,如PCR扩增,需要3—4小时,而许多实验可以连续做完。传统《分子生物学实验》教学按周和学时划分实验,使实验连贯性差,学生在实验中不知道做的实验有什么用。而老师为了在规定时间或更短时间完成实验,往往选择简单的实验,或一些实验过程老师只向学生进行讲解,不要求学生进行操作,学生不参与实验的全部过程,导致学生只知其一、不知其二。三是,实验分组不合理,一般4—5个人一组共同完成一个实验,而实验仪器相对较少,有些仪器或实验只有部分同学进行操作,其他学生只能观望,严重影响实验的效果。

(四)课程考核单一

教师对实验教学要求较低,考核方式一般是通过学生的平时成绩结合期末实验理论及操作考试进行考核。其中,平时成绩包括:验预习报告、原始记录和实验态度;实验技能;实验报告。各部分成绩的比例如下:实验预习报告、原始记录、实验态度和实验技能占20%,实验报告占40%,实验理论及操作考试占40%。这种单一的考核方式不易调动学生的学习积极性,靠抄取他人实验结果和实验报告、临时反复操作仪器和背诵实验原理,一样可以取得较好的实验成绩,使实验课程在促进学生能力发展方面的作用有限。

三、生物科学师范专业《分子生物学实验》实践周教学建设与改革

(一)加强实验室建设,增加实验经费

实验室依托中央与地方共建特色优势学科实验室——作物遗传育种实验室、武陵山特色植物资源保护与利用重庆市重点实验室以及武陵山片区绿色发展协同创新中心的建设,购置了大量分子生物学仪器设备,教学与科研共用相关仪器设备,以科研促进教学的提升,如购置50套移液器,保证上课时每位学生人手一套移液器。建立生物科学专用机房、在实验室安装多媒体设备,可以进行生物信息学相关实验及实验课多媒体教学。同时向学校申请《分子生物学实验》实践周专用经费,保证实验相关药品的购置。

(二)多元化教学,提高学生学习积极性

实验教学以大组单位,每大组人数不超过30人,将学生分成1人1小组,独立完成实验内容。实验教学采用实验现场操作、多媒体课件教学、专题讲座、专题讨论及机房上机的方式。第一次上课时可以组织学生观看相关科幻电影或进行专题讲座,以提起学生的学习兴趣,实验中等待的过程可以组织学生就大家关心的分子生物学技术进行讨论,如转基因及安全性、你能否接受克隆人和生物武器等。“任务驱动和问题导向”,鼓励学生自主进行课前学习、独立思考,发现问题,积极解决问题,再通过课堂与教师交流,完成知识的内化。并且全天候开放实验室,作为实验教学的课外延伸,增加学生实验训练的机会,实验结果不理想时,也有机会利用课外时间快速重做,提升学生学习积极性,增强学生的动手能力,提高教学质量。实施教学科研一体化,将教师最新的课题研究内容引入实验教学。同时鼓励部分优秀学生参与教师科研项目,教师指导学生开展分子生物学方面的创新创业训练项目和科研项目。

(三)实践周教学,提升实验的连贯性

实验教学改为实践周,实验共40个学时,在一周之内完成一个综合性实验,如“玉米rDNAITS序列克隆及分析”、“胭脂萝卜花青素生物合成结构基因克隆”、“榨菜种质资源遗传多样性的SSR分子标记检测”、“胭脂萝卜新品种DNA指纹图谱构建”、“胭脂萝卜DFR基因过量表达效应分析”和“参与调控胭脂萝卜花青素生物合成转录因子MYB的筛选”等来源于教师科研的实验,提高实验的连贯性和教学质量。每学期开学之前相关老师必须讨论制定好详细的分子生物学综合实验实践周的实施方案。

(四)加强教师指导和课程考核,提高教学质量

教学需要4—5名相关教师,将学生分成两大组交叉进行相关教学。1人一个小组进行实验,多环节评价学生实验操作的过程,注重实验基本操作能力的评价。考核内容包括实验预习及原始记录、实验操作、实验报告、实验态度和学术报告5个部分,其中实验预习及原始记录占10%,实验操作占30%,实验报告占30%,实验结果占20%,学术报告占10%,实验成绩总分100分。新的考核方式更注重实验过程的考核,能有效地保证教学的质量。

四、结语

分子生物学实验范文第2篇

关键词:分子生物学;实验教学;教学改革

中图分类号:G642.423 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0186-02

目前,分子生物学实验技术已广泛应用到各类生物学专业的科研工作中,成为生物学领域科学研究的基本实验技能。分子生物学实验课程是各大院校生物类研究生入学的必修课,此门课程掌握的程度影响着研究生后续科研工作的开展。所以如何让研究生在学习分子生物学理论知识后尽快掌握扎实的实验技能成为分子生物学教学实践的研究热点。

近年来,针对如何提高我校研究生实验教学质量的问题,我们曾经走访考察了北京大学、清华大学和北京师范大学等国内著名大学,学习领会重点知名学校的教学思维和教学内容,结合北京林业大学实际情况和教学特点,在教研室集体多次讨论的基础上,本着注重培养研究生科研素质和科研思维、提高研究生实际动手能力的目的,我们优化了为全校生物科学、生物技术、林学、园林等专业开设的研究生分子生物学实验技术课程体系,对改革教学内容和教学方法进行了尝试,并取得了较好的教学效果。

一、分子生物学实验教学存在的问题

我校原来的分子生物学实验教学内容比较简单。实验内容主要包括一些基本的实验操作技术:如植物DNA和质粒DNA的提取、RNA分离纯化、DNA酶切鉴定及重组、PCR扩增技术、感受态细胞制备、目的基因连接与转化等等。这些单项实验彼此间缺乏内在联系,学生往往会在认真做好了实验,并得到理想的实验结果后,反过来请教老师这个实验的用途是什么。可见由于实验内容之间存在的不连贯性,学生就可能没有真正理解和掌握分子生物学实验课程中的核心问题。后续课程效果调查表明,虽然研究生抱着很大的热情和期待认真地学完该课程,但实验结束后,留在学生脑海中的印象模糊,到实验室进行后续的科研工作时,还是感到无所适从、无处下手。即实验的效果并没有充分发挥出来。此外,由于受实验课时和经费的影响,传统教学中任课教师会在实验前为学生做好一切准备工作,如试剂配制、仪器调试,甚至把药品分装成小份分发到每个小组。这种做法严重地限制了学生上课学习的积极性。由于研究生缺乏学习的主动性,在实验前没有做充分准备的预习,产生的后果是实验结果出来后,学生不知如何分析,实验中出现的问题也不知如何解决。这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手能力和创新能力的培养。实验教学的目标不仅要传承课堂所学的知识及增强实验技能的训练,更要在实验教学中培养学生的科研素质、科研技能和创新能力。为了使研究生真正得到分子生物学实验技术的锻炼,有必要对现有的实验教学体系进行改革,以便真正达到培养研究生的目的。

二、分子生物学实验教学改革的探索

1.实验内容的改革。教学体系主要体现在要以科研的理念教育学生,即在教学中首先提出问题,然后引导学生可以用哪些方法和实验技术来解决问题,而不是在学生学会了实验技术后,往往会迷惑这些技术可以解决什么问题。基于上述问题,我们教学改革的出发点为注意结合研究生教学以及分子生物学技术的特点,优化原来较为分散的教学内容,以实验体系要求完整性、系统化、实用性为原则,在原有分子生物学实验教学工作基础上,针对我校研究生科研工作的特点,对分子生物学实验教学体系与教学方法进行了改革的初步探索。在充分调研的基础上,我们把改革后的分子生物学实验课程重点放在主要围绕“绿色荧光蛋白(GFP)基因”展开,整个实验内容包括原核生物细胞转化、质粒DNA的分离纯化、限制性内切酶对质粒DNA的酶切与琼脂糖凝胶电泳鉴定、重组技术、PCR基因扩增、蛋白质电泳分离表达蛋白、蛋白质转移技术、蛋白质分离纯化技术等。这些实验的内容不仅涵盖了之前所开设的所有基础验证性实验,而且其连贯性和综合性大大提升。实验方案初步确定后,老师和相关实验室的研究生开始预作实验,发现不适合的地方及时修改,经过反复实验、讨论,我们完成了综合实验方案。通过综合设计性实验的开设,不仅可以使学生强化课堂所学分子生物学的相关知识,在此基础上,牢固掌握相关的实验技能和实验手段,在注重提高了学生的实践动手能力的同时,更要注重提高研究生对所学实验技术的应用能力和分析实验问题的能力。现在的整个实验内容涵盖了分子生物学的基本实验技术,每个实验之间都有着非常紧密的联系,改变了以前分子生物学实验之间割裂无联系的状况。各项实验相对独立,但无论在逻辑上还是在时间上,前后都是紧密关联的。

2.教学方式的改革。在教学方式上,我们做了如下工作:①在每次实验前,老师都要应集中讲解实验原理,把基础知识和实验中要遇到的问题讲解透彻,带领学生仔细分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行详解,有必要时进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并要求学生重视实验课程的预习。②为了保证实验的连续性,实验课集中在二周内完成;实验课全天安排。由于有的分子实验需要等待的时间较长,为了有效利用研究生的时间,实验前我们合理安排实验内容和时间,在开课前把实验安排和进度告诉学生,使研究生可有效的利用时间。这种安排可使学生在操作时目标明确,也因其与科研的节奏和气氛相符,而使学生体验到科研的乐趣而对未来的科研工作产生了向往。③我系的研究生从入学开始就参加了课题组相关实验技能的培训。在实验技能上优于其他专业选课的学生。根据这一优势条件,我们每年都要安排2~3名学生参加到实验教学中来,研究生参与实验教学的好处为:一是学生之间更便于交流;二是同时提高了我专业学生的实验基本理论和实验技能,提高了研究生的综合素质,起到了一举两得的作用。④由于其独特的优势,多媒体教学在理论教学中已经成为不可缺少的教学工具,而在实验教学中的优势却因条件所限制。自2005年起,生物科学与技术学院的实验中心开始为各个实验室安装多媒体系统。经过几年的实践证明,实验课程采用多媒体网络教学与实验教学相结合,利用了教学课时,拓宽了实验教学的知识面,提高了实验教学效果,得到了师生的一致认可。使用多媒体实验课件后,我们可以将复杂的实验原理以生动的图像加以简练的文字表达出来,可以很便捷地控制实验过程和时间,便于与学生课堂交流,取得了很好的实验效果。在课堂上,我们经常引导学生到网上检索实验中的问题,进一步引申在科研中如何利用网站寻找解决实验问题的方法,帮助研究生提高在科研中检索文献的能力,增加他们的学习兴趣。这种实验方式可以提高研究生解决科研中出现问题的能力,为进入实验室进行科研研究做好技术上和心理上的准备。在授课过程中,老师要经常有针对性地提出一个问题,引导学生寻找解决这个问题的方式方法。

虽然在分子生物学实验改革中,我们经过摸索探讨取得了一定的成绩,但对于大幅度提高学生的综合能力的目标仍存在很大差距,这就要求我们实验课教师要在教学过程中不断进行总结和思考,本着作为教师培养学生的高度责任感,把培养学生作为我们首要的任务,就能将分子生物学实验教学不断得以完善。

参考文献:

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分子生物学实验范文第3篇

生物技术专业 分子生物学 实验教学 改革

分子生物学实验,是分子生物学理论的实践环节,也是培养创新型人才的重要途径,不仅在研究生教学中受到普遍重视,在本科生教学中也受到高度重视。但由于客观条件的限制,生物技术专业的分子生物学实验教学还存在诸多问题,比如现有教材不适合于本科教学、实验缺乏设计性和综合性等,严重影响了实验教学的效果。因此,分子生物学实验教学的改革势在必行。

一、完善实验教材建设

近年来,随着分子生物学技术的发展和出版业的发展,市场上涌现出大量相关的实验教材,但往往偏重于对实验步骤的编写,或者所选的实验项目过于专业化,不适合在本科教学中运用。实验指导教师应不断完善实验教材的建设,使之既适应于本科生实验教学平台,又注重与基因工程、酶工程、发酵工程等课程的实验项目的衔接,充分体现生物技术专业核心课程的关联性。在编写教材时,还要尽量做到图文并茂,通俗易懂,特别是要注重对实验原理的阐述。

二、加强实验的设计性和综合性

设计性实验和综合性实验有利于培养学生的创新能力。分子生物学实验课程主要围绕“DNA重组技术”展开,各个实验项目既具有一定的独立性,又具有很强的连贯性,这种连贯性表明,这一系列的实验在操作之前就带有较强的设计性,在学生进入实验教程之前,可以此作为范例,介绍DNA重组实验的设计思路和关键问题,积极引导学生查阅资料,独立设计全部或部分实验方案,并对这些设计进行剖析和点评。实验室网络的开通,能够更好地发挥计算机辅助实验教学的功能,为设计性实验的教学提供了极大的便利。比如,可以利用在线软件分析目的基因的酶切位点,或利用相关软件设计PCR引物等。综合性实验是培养学生独立操作能力和综合应用能力的重要环节。通过“质粒DNA的提取和检测”、“质粒的酶切分析”等实验,学生已基本掌握了相关原理和技术,而随后的“重组子的筛选与鉴定”实验,仍然需要使用质粒DNA提取、酶切、电泳等技术,带有很强的综合性,可借以培养和考核学生独立操作、综合应用的能力。此外,筛选和鉴定重组子又有多种方法,可设计不同的实验方案。因此,该实验在教学中又可作为一个设计性实验,只要学生设计的方案具有可行性,就应当尽量提供条件,让学生按照自己设计的方案完成实验。

三、优化实验教学方法

“教无定法,贵在得法”,但这“法”首先因立足于学科特点,并在教学实践中不断探索和优化。笔者结合实际工作经验,对分子生物学实验的教学方法作初步探讨。

1.集中时间,小班开课

“DNA重组技术”的各项实验相对独立,但无论在逻辑上还是在时间上,前后都是紧密关联的,如果像其他课程的实验那样每周做一个的话,很难取得理想的结果。因此,较为合理的安排就是集中时间授课,在两周内完成整个DNA重组实验。这种安排既使学生在操作时目标明确,也因其符合科研的节奏而使学生能更好地体验科研的氛围和乐趣。在本科生的分子生物学实验教学中,普遍面临着仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,小班开课可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高实验教学的质量。小班开课时,每批以10个左右学生为宜。

2.集中讲解,个别指导

在每次实验前,应集中讲解实验原理,把本质问题讲解透彻,也应分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并在实验前做到“胸有成竹”。尽管按照同样的实验手册操作,但每个学生可能会遇到不同的问题,这时指导教师应随时关注每个学生的状态,及时解答学生的疑问,或及时指出其错误的或不规范的操作,并予以纠正。上文所说的小班开课,可保证指导教师有足够的时间和精力来实现个别指导。

3.落实预习,及时总结

如果不作强调,学生很容易忽视实验课程的预习,在动手操作时看一步做一步,这样既容易出错,又看不到各个步骤之间的衔接,看不到实验的整体和精髓,致使实验结果和教学效果均不理想。因此,在每次实验前,应布置具体的预习任务,包括实验原理、实验步骤、注意事项等,并在实验讲解时随时提问,以检查预习效果,确保学生在进入实验室之前就熟悉相关内容,特别是应明确本次实验要做什么,明确本次实验在整个实验教程中所处的地位。在重视实验预习的同时,也要重视实验总结。实验的总结可安排在实验间隙,也可安排在实验结束之后,宜采用讨论的方式。可先由学生自己总结经验,提出实验中遇到的问题并进行分析,在此基础上再由指导教师进行概括和补充,分析实验中存在的普遍问题、特殊问题及其成因,以促进学生分析和解决问题能力的提高。此外,指导教师还应及时评价实验教学的效果,以期在下次开课时进一步完善。

4.拓宽思路,广开渠道

Southern杂交、DNA测序等技术,对设备要求高,实验流程长,难以作为本科生实验教学的内容,但是作为生物技术专业的学生,又有必要对这些重要技术有较为深刻的认识。因此,在实验教学中应拓宽思路,综合利用多种渠道,直接或间接地传授这些技术。多媒体是拓宽实验教学的重要手段,可用于演示那些重要的但不能开设的实验,拓宽学生的知识面。如果能参观本校或兄弟院校的实验室,并在现场讲解或演示实验,则可使学生形成更为直观的认识。此外,对于学有余力的学生,还需因材施教,积极引导,重点提拔,鼓励他们参与预实验,观摩教师的科研工作,或指导他们参与大学生科研立项,也即引导他们从课堂实验走向科学研究,为培养创新型人才打下坚实基础。

四、完善实验考核体系

实验教学的考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查学生的素质,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考和综合运用的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度,实事求是的科学作风和团队合作精神等。因此,在教学中应以“公平、公正”为原则,不断探索和完善实验考核体系。

参考文献:

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[2]曹华,裴鹏等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索,2006.

分子生物学实验范文第4篇

关键词:留学生;实验教学;分子生物学

近年来,我国高等教育和国际交流都得到了迅猛发展,越来越多的留学生选择到我国进行学习,医学类留学生也与日俱增。留学生素质能力的高低是衡量我国高等教育质量的一个重要指标,提高留学生素质能力也是促进国外优质学生来华留学教育的基本保障。

课堂教学是培养和提高留学生素质能力的主要途径,充分保证并提高留学生课堂教学质量对于维护我国医学教育的国际声望具有重要意义。作者所在学校于2006年成立國际教育学院,现已成为浙江省规模最大的对外医学教学机构之一。现设有临床医学和口腔医学两个本科专业,采用全英文授课模式。作者所在科室在近10年来分子生物学课程的留学生教学过程中积累了一定的经验,也发现了很多的不足之处。本文主要回顾和分析了近10年来本院在留学生分子生物学实验教学过程中存在的问题,并提出了相应的教学建议。

一、医学留学生学情现状

目前,在我校求学的留学生主要来自非洲和南亚的经济欠发达的国家。他们基本不懂汉语,英语交流能力也参差不齐,加之其所在国的基础教育水平落后,他们的知识基础相对较薄弱。他们与我国的本科生相比,由于意识形态、社会环境和文化氛围等的不同,其思维特点、学习方式和学习侧重点等都存在较大的差异。他们对文字描述性内容的机械记忆能力差于我国本科生,但是对于实践操作部分的学习则显示出了较大的兴趣。分子生物学是一门理论性和实践性极强的学科,其知识领域广泛,理论前沿,内容抽象,外加留学生又缺乏相应的背景知识,他们对分子生物学理论知识的掌握比较困难。基于理论课的分子生物学实验课却能激起留学生学习的兴趣和爱好,但是他们实验技能和动手能力比较薄弱,有的甚至很欠缺。因此,提高分子生物学实验教学质量,对提高留学生实验技能,促进医学留学生主动地去探索和研究分子生物学知识,全面提高留学生的科学素养具有重要的意义。

二、分子生物学实验教学建议

(一)提高教师英语授课水平,增强师资力量

科室负责给医学留学生进行全英文授课的教师均具有中高级以上职称,硕士以上学历,部分教师还具有海外留学和工作经历,具有较丰富的中英文授课经验,并熟识分子生物学专业英语。在分子生物学实验课授课的过程中,教师们对于实验原理,实验步骤,以及一些注意事项的讲解都不存在任何问题。但是,在实时指导留学生进行实验操作,面对基本不懂汉语,英语听说能力参差不齐,发音普遍带有地方口音的留学生,教师们还是会觉得“心有余,而力不足”。如何把留学生在实验操作过程中出现的错误,如何纠正这些错误,以及将一些操作要点和知识要点深入浅出地分析给他们听,成了教师实验教学环节最大的掣肘。

针对这些情况,教师个人和学校可以通过不同的途径来达到提高教师英语授课水平的目的。首先,任课教师应有积极的教学态度,利用一切可能提高英语口语水平的机会主动学习。学校可以通过组织校内英语口语培训班、教师的国外培训计划等提高现有教师的英语授课能力,还可通过引进国外优秀师资等途径来提高师资队伍整体水平。

(二)选择合适的实验教学配套教材

分子生物学实验过程繁杂,需要使用的仪器、试剂和耗材繁多,因此,必须要采用相应的分子生物学实验手册,将每一个实验的基本原理、实验步骤、所需的仪器试剂耗材和注意事项等内容进行详实介绍,这样才有利于留学生进行实验操作以及进行实验前的预习。但是,目前留学生分子生物学实验课没有指定的教材,多数院校都是自行编写实验教材。为此,各位授课教师一起查阅分子生物学的原版英文教材,将经典的分子生物学实验内容与教学、科研相结合,编写了一本适合本校留学生的内容详实的英文实验指导手册。该实验手册使得学生对实验内容和实验操作方法等有了直观的了解,减少了操作中的失误,减少了师生间的交流问题。此外,在实验课上课时,带课教师还会准备一份内容详实的PPT进行讲解,对一些实验指导手册上没有写明的进行补充。这样,学生就能较好地掌握实验课堂的基本内容,从而加深对理论知识的理解和掌握。

三、因材施教,选择合适的实验教学方法

(一)采用探究式教学法,激发学生学习兴趣

传统的课堂教学教育方法并不适合留学生的学习特点。因此,填塞式、灌输式的传统课堂教学模式必须向开放式、互动式的教授模式转变。教师可采用探究式教学方法来激起留学生学习兴趣。教师将设计多样性的问题,营造适合学生探究的问题情境,引导课内课外的教学探究活动。在分子生物学实验课堂上,教师可将实验相关的原理、操作等内容设计成难易程度不同的各类问题在课堂上提问,以达到以下教学目的:

(1)留学生较自由散漫,上课迟到早退现象频发,课堂纪律性也差,在实验课堂上,他们爱交头接耳式地相互讨论,严重干扰其他学生的实验操作及实验进程。在实验课堂内通过提问能收到较好的教学效果。对于被点到名回答问题的学生如果出现迟到、早退不在课堂者等将酌情扣分,最终影响分子生物学期末综合成绩。医学留学生对期末成绩非常看重,他们对于将影响期末综合成绩的上课提问也非常看重,因此,基本能够解决上述提到的纪律问题。

(2)根据实验相关内容提出思考型问题或研究型问题。教师提出思考型问题可引导留学生对实验内容进行预习,或引领讲授思路及实验课后思考研究;思考型问题有利于激发学生的学习兴趣,起着启发思维、引人入胜的作用。教师也可在开始一堂实验课之前或之后,提出研究性问题,并组织学生研究。研究型问题营造的问题情境,有利于开发学生智力,培养学生将所学知识应用于解决实际问题的能力。

(二)采用翻转课堂教学模式,突破实验课堂的时间限制

留学生分子生物学实验课时很有限,在这时间段里真正属于学生自己能支配的时间很少,而想要在这样短的时间内进行实验操作、记录、分析、推理等显然是不够的。学生的兴趣、好奇刚进入状态,还未很好地体验却被时间打断,课后大部分学生也不会再进行探究。因此,留学生分子生物学课内实验教学中许多都是半截式的实验教学,效果不是很理想。

翻转课堂是一种新兴的教学模式,起源于美国科罗拉多州落基山“林地公园”高中。笔者认为高校中的实验课是非常适合使用翻转课堂这种教学模式的。教师可事先准备好实验教学资料和教学视频,并通过学校教学平台、QQ群、微信群等进行分享,要求学生实验课前预习。实验课中,教师可用15-30分钟时间为学生在预习过程中产生的疑问进行解答,并对实验操作过程中的重点和难点再次进行提示或模拟演示。然后学生开始自行实验操作,教师对班级全体学生进行观察,有针对性地进行指导,也可在实验中途的等待时间组织学生进行实验讨论。课后,进一步和学生进行交流,解决相关疑难问题。通过翻转课堂教学模式,将有效地拓展学生自主实验操作时间,弥补实验课堂时间不足的缺点,同时也能培养留学生的自主学习、问题探索、创新能力和科学研究能力。

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[4] 朱新波.以提高应用能力为导向的药理学教学模式的思考[J].基础医学教育,2015,17(1):22-24. 

分子生物学实验范文第5篇

关键词:分子生物学;实验教学体系;建设思路

分子生物学学科是20世纪90年代初建立起来的一门学科,它是由遗传学、细胞生物学和生物化学的深入发展而逐渐形成的一门独立的学科体系,并迅速渗入到整个生物科学的各个学科当中。现已成为生命科学领域最为基础、最为重要的主干课程之一。

分子生物学是一门理论与实验紧密结合的学科。通过分子生物学实验教学,既可以使学生更好地理解理论内容,又可以培养学生扎实的实验能力和认真严谨、实事求是的精神[1]。为了突出实践教学在学生素质培养方面的重要地位,青海大学生态环境工程学院在分子生物学实验教学中建立了课堂教学与实验教学分离的“3+1”实验教学体系(即基础性试验、综合性实验、创新性实验和科研训练),单独开设了分子生物学综合性大实验,增加了分子克隆等开放性和综合性的实验。这种模式改变了实验教学依附于理论教学的现状,有益于培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。

一、分子生物学实验课程建设现状

青海大学生态环境工程学院《分子生物学》课程自2003年开设以来,学院先后选派教师赴浙江大学、清华大学等院校进行了学习培训。2004年在清华大学生命科学与技术系的指导和帮助下,建立分子生物学实验室,专门承担“分子生物学”的本科和研究生教学和科研工作。2010年青海大学教学计划修订时分子生物学课程被定为生物类、农牧类相关专业的学科平台课。短短的9年期间,该课程已经成为生物科学及相关专业本科生、硕士生的核心课程。通过教学人员的不断进修学习,研究方向的不断凝练,仪器设备的不断更新,已在青海省内形成鲜明特色并确立了相应的地位。

2007年根据分子生物学的飞速发展,借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2-4],进一步修订了课程计划,从2006级生物技术专业开始理论课教学调整为48学时,实验课单独开设16学时,同时开设了2周的分子生物学综合性大实验,建立了分子生物学“3+1”实验教学体系,优化了课程的结构,增加了实验教学的环节,丰富了分子生物学的实验教学,同时提高了学生的动手能力和对学生综合实验能力的培养。

二、“3+1”实验教学体系的建设思路

实验教学内容和方法的改革是实验教学改革的重点和难点,也是适应知识经济和创新教育的关键[5]。借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2,3],初步设计了基础性(技能性训练)、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练的“3+1”实验教学体系。其中,3是指将实验课程分为3大类,第1类是基础性(技能性)实验课程,训练学生的基本专业技能;第2类是综合性实验课程,提高学生的综合能力;第3类是研究创新性实验课程,加强学生的创新能力和探索精神;1是指本科生进入科研实验室参与的科研训练。

实验操作是掌握分子生物学精髓的主要途径,而且在学习上能起到事半功倍的效果。因此,我们通过一系列的实验从基因的分离、纯化、转化、鉴定等方面,帮助学生掌握分子生物学基本的实验方法和技能,使学生进一步巩固和掌握有关分子生物学的相关理论。同时在条件许可的情况下在分子生物学综合性大实验中提供多种实验材料让学生自行设计和准备实验,培养学生独立科研能力。设计思想和目的在于:(1)验证课本知识;(2)掌握基本的操作技能;(3)学习先进的系统的实验操作方法;(4)培养独立工作的能力;(5)形成研究型思维;(6)学习撰写研究论文。

三、“3+1”实验教学体系的建设规划

根据分子生物学实验课程的性质、类型和具体要求,对实验内容进行整合,结合现有分子生物学相关课程,将分子生物学实验课程和实验内容整合为基础性(技能性训练)、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练。本课程的实践性教学由“分子生物学实验”、“生物化学与分子生物学综合性大实验”和“基因工程实验”三门实验课程组成。其中分子生物学课程实验重在基础性教学,生物化学与分子生物学综合性大实验重在综合性训练,基因工程课程实验重在研究性层次训练,而本科生毕业论文重在本科生进入科研实验室参与的科研训练。

四、“3+1”实验教学体系的实验教学效果

由于“分子生物学”具有理论与实践结合极为紧密的特点,因此该课程在教学过程中不仅要系统地讲授重要的基础理论,及时反映学科前沿和最新进展,而且要开设涵盖核酸的分离、提取、纯化、检测等实验技术的综合实验课程。学生通过实际操作,不仅实际动手能力得到明显提高,而且有助于对课程理论部分的理解。经过几年的分子生物学“3+1”实验教学体系的探索与实践,我们逐步实现了将分子生物学实验从验证性实验向综合性、创新性和研究型实验的转变。

实验体系建立要注意到各个实验内容之间衔接与关联[6],因此在2010版的教学大纲制定和修订工作中,我们充分加强课程实验和综合性大试验之间的联系,增强了学生分解实验、合理安排实验时间的能力,对一些特别常用和重要的技术也起到重复训练的作用。

具体讲授中,鉴于分子生物学实验技术内容发展迅速、内容广泛,我们将分子生物学实验教学重点放在分子克隆技术内容上,在分子生物学实验课程教学中充分加强专项实验技术,以利于分子生物学综合性大试验的开展。

通过以上实验的改革,开阔了同学们的视野,激发了学生学习的积极性和创造性,培养了同学们独立分析问题和解决问题的能力,增强了学生的科学意识和创新意识,大大提高了实验教学效果,对学生接受科研训练、完成毕业论文、进入研究生阶段的学习和实验研究以及毕业后从事相关技术研究工作奠定了基础。

五、今后进一步建设的发展思路

实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用[7]。这一指导思想下,我们提出了今后进一步建设的发展思路,进一步深化分子生物学“3+1”实验教学体系的改革,采用现代教学理论,创新实验教学方法,为学生提供良好学习环境,注重在学生实验课程教学内容的调整、基本实验过程的安排及设计实验的实施上的衔接,将个别典型的设计作为重点普及,使学生们依托高原资源背景,应用基本理论和实验技能,提高创新能力,培养团队协作精神,进一步提高生物学及相关专业本科生的实践能力。

参考文献:

[1]周晓馥,勾畅,未晓薇,等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学,2013,41(4):1852-1853,1878.

[2]屠萍官,张荣庆,王喜忠.研究型大学实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理,2005,22(1):1-4.

[3]屠萍官,陈坚刚.现代生命科学实验教学示范中心建设的实践[J].实验技术与管理,2006,23(3):1-4.

[4]刘进元等:分子生物学实验指导[M].北京:清华大学出版社,2002.

[5]黄永莲,孙世军.高校生物学实验教学改革初探[J].湛江师范学院学报,2004,25(3):122-125.