高等农校分子实验教学思路

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1《分子生物学》简介

分子生物学作为农业院校生物专业的基础课之一,是一门实践性和应用性都很强的学科,在课程教学体系中处于承前启后的地位,它以遗传学、生物化学、微生物学等为基础,同时又为学习育种学、基因工程等课程奠定了基础。分子生物学主要研究生物大分子之间相互关系和作用,并从分子水平阐明生命现象和生物学规律,是目前生命科学的最前沿领域,克隆羊、抗虫棉、转基因玉米无一不是分子生物学发展的结果。同时,分子生物学又是技术性强的学科,实验教学则是分子生物学理论联系实际的重要环节,通过实验教学可提升学生的实践能力、创新能力和综合分析解决问题的能力。

2《分子生物学》实验教学中存在的问题

自安徽农业大学1998年开办生物专业本科教育以来,分子生物学已开展了实验教学,但是仍显露出一些不足与亟待解决的问题,主要表现在以下4个方面。

2.1课时缩短自实行教学改革以来,该课程的理论教学和实验教学时数大为缩减,要在有限课时内完成教学任务并保障教学质量稳中有进,则必须精选教学内容,达到整体优化的目的。

2.2教学内容缺乏连贯性传统的分子生物学实验课教学中,每个实验都是相对独立的,所以一段时间后学生就可能将所学的实验遗忘,因此,分子生物学实验内容的安排应该打破这种格局,让学生所学的每个实验技术既不一样,又存在某种联系,有利于加深印象,又能激起学生学习的兴趣。

2.3学生的综合能力得不到锻炼传统的实验教学中验证型实验较多,学生被动地按照老师的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,实验结果基本上都完全相同,不利于学生创新思维和创新能力的培养。

2.4教学内容滞后,分子生物学发展缓慢不断涌现新知识和新技术[2],像RNA的提取、分子标记等新方法都没有安排在实验内容上。鉴于以上几点,传统实验教学必须进行相应地调整,以开拓学生的视野,提高学生综合运用知识的能力。

3改进《分子生物学》实验教学方法的对策与建议

3.1合理确定课程内容根据教学大纲和教学目标要求,该校设置了“植物基因组DNA的提取与DNA定量”、“植物RNA的提取与鉴定”、“PCR技术进行基因克隆”、“DN段的纯化”、“随机引物PCR”、“连接及酶切鉴定”、“RNA的反转录和RT-PCR”等7个实验。通过精选安排实验内容,既保障了实验课与理论课、教学与实习的有机衔接,又避免了教学内容上不必要的重复,从而有效地利用了教学课时,增大了教学信息量,提高了实验课的效率。

3.2培养学生创新能力,训练扎实的基本功传统的实验教学一般由教师讲解实验内容和方法,学生再根据实验指导书按部就班地进行实验,这种教学方法中,学生被动地按照老师或教科书的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,培养学生创新思维和创新能力有限,学生对实验课的兴趣也不大。近年来,生命科学学院在实验教学改革中,相应减少验证性实验所占比例,适当增加了RNA的反转录和RT-PCR等环节。RNA的反转录和RT-PCR包含了RNA提取、反转录反应、PCR、引物设计等基本技能,因此,可将之前所学的验证性实验有机地结合起来。通过综合性实验,使学生可以对感兴趣的片段进行克隆和分析,既培养了学生独立地提出、分析和解决问题的创新能力,也培养学生团结协作、共同进取的精神,使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣。

3.3利用现代化教学手段,使实验内容变得更加生动形象、丰富多彩在分子生物学理论学习中,概念和技术都十分抽象,而分子生物学实验课教学中,多媒体教学能解决教学中的可视化和动态过程。大量实拍的逼真和直观的图片(图1),以及多媒体教学中可使用的动画、音频和视频效果,使教学内容更加直观、生动、形象[3],有助于学生加深对分子生物学抽象内容的理解,可以极大地丰富了实验课内容,提高实验课的质量,使实验课内容变得更加生动、形象、引人入胜。

3.4严格要求,保障教学质量分子生物学实验教学中会涉及到溴化乙淀、氯仿等有机试剂的使用,此类试剂如果使用不当会对人身安全产生较大的威胁。因此,实验中要求学生要严格按照实验要求动手操作,完成各项观察和操作内容,并且建立溴化乙淀的回收处理制度,防止污染物扩散到环境中去。另外,按时按质按量地完成实验报告,在实验教学中建立起“引导—实验—掌握—思考”的实验教学模式[4-5]。

4实践成效

4.1提高了学生的理解能力,激发了学生的学习兴趣在实验教学中通过多媒体应用、学生独立设计实验等多种教学方法的合理运用,提高了实验效果,不仅使学生对分子生物学原理和技术有了深层认识,而且使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣,特别表现在近几年毕业实习和研究生报考中,选择分子生物学及其相关专业的学生人数逐年递增。

4.2增强了学生的动手能力,培养了学生的科学态度在实验教学中强调“多问多做”、“独立操作”、“独立设计”、“团队合作”,学生的相关基本技能(如RNA提取、引物设计等)得到了强化训练,动手能力得到增强;同时,该校在实验教学过程中,始终坚持实事求是、一丝不苟、理论联系实际的科学态度,对学生严格要求,学生在该过程中受到潜移默化的影响,从而逐步确立了严谨的科学态度。

4.3培养了协作精神,提高了道德素质在分子生物学实验教学中,有许多实验仪器是多人共用,如离心机、凝胶成像系统、PCR等,而且有的实验(如综合性实验)则需要几个人做同一个实验题目,因此大学生只有互相协调、合理分工、积极配合才能顺利完成实验项目。通过合作这种方式,不仅使学生熟练了实验技能,而且培养了学生的团队协作能力。

5结语

以上是安徽农业大学生命科学学院在分子生物学实验课程教学改革中的一些初步探索和实践成效。在今后的分子生物学实验教学中,该院将继续以培养学生创新能力、激发学生学习兴趣、提高学生综合素质为目的,不断完善和更新教学模式,因地制宜、因时制宜地改进分子生物学的实验手段和内容,力争把最新的分子生物学技术应用到本科实验课教学中来,为学生创造更好的实验条件,以保证和提高实验教学质量和效率,从而为培养创新性人才提供保障。