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分子生物学实验

时间:2022-03-23 19:23:09

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇分子生物学实验,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

分子生物学实验

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

第2篇

关键词:分子生物学大实验;教学探索

随着分子生物学与各生物学科领域的广泛相互渗透[1][2],许多有关生命学科专业的高校都纷纷地参与到分子生物学教学探索之中来[3][4][5],以期望学生不仅能获取最新的理论知识还能掌握一些分子生物学实验的基本技能。因此,分子生物学实验教学也成为了教学实践关注的一个重点。

一、分子生物学实验教学现状

当前,分子生物学实验指导书不少,其内容也很多,但真正适合本科生且操作性强的实验并不多。大多实验开展不起来,一方面是由于实验操作步骤连续性强,学生没有完成实验的充足时间;另一方面是实验材料、试剂、设备不能同时满足众多的学生来使用。

大多数的高校一般会根据现有的实验条件,开出一些经典的基础性验证实验,这些实验大多为动物或植物基因组DNA的提取、质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、PCR基因扩增、大肠杆菌感受态细胞的制备以及质粒的转化。这类实验具有培养学生进行微量操作和无菌操作的特点,是学生理解相关知识及操作步骤的一扇窗口。此外,也有一些高校[6][7],为培养学生的创新能力,将实验内容串联起来,形成一个连续的、紧密的相关系列实验,如通过PCR基因扩增、分离回收与纯化、DNA重组、质粒转化、重组子鉴定与表达组成的一系列综合实验。这类实验有利于学生学会分析问题、学会对理论知识的灵活运用,具有提升学生综合素质的特点。因此,综合实验的优点多被高校看重[8][9][10][11][12][13][14],学校也非常鼓励多开展此类实验。

二、分子生物学实验教学存在的问题

以实验为基础而发展起来的分子生物学,其实践性很强,如何突显出理论与实践的联系,充分发挥分子生物学实验教学对创新型人材培养的贡献[15],已成为当前分子生物学实验教学改革所面临的挑战。在分子生物学实验内容的组织上,我校偏重于质粒DNA的重组克隆,围绕着重组克隆而建立起了一系列有机联系的实验,依次为大肠杆菌感受态细胞的制备、DNA重组和转化、重组质粒的提取及鉴定。这一系列实验环环相扣,前一实验结果是后一实验的起始,对实验结果好坏的检验也只有待到下一实验结论出来之后才能确定。由于实验结果检测周期长,学生不易即时发现操作过程中的失误,这样就使得学生实验的效果往往是越往后做效果越差,有时甚至没有最终的实验结果,加之受教学学时数的限制,学生没有重做的时间。整个实验能顺利完成下来的学生只占一少部分,大部分学生由于中途实验结果不理想,严重地影响了未完成实验的效果。总的来看,单靠分子生物学课堂上的实验教学来给学生建立起相关的操作技能,有一定的难度。尤其是对刚接触分子生物学实验的学生而言,要让他在脑袋里真正形成微量及无菌操作的观念,需要有一个过程。这些都是需要任课教师不得不做出思考的地方。

三、分子生物学实验教学改革途径

尽管实验技能培养内容滞后于理论[16],的现状仍旧存在,而对于人才培养的要求也越来越高的今天,我们不得不积极面对,采取一些相应的改革措施,以适应现阶段人才培养的要求。

(一)、继续加强实验教材建设

1.完善实验教学内容,注重内容的关联性

本着促进学生对知识的深刻理解与运用,实验内容要尽可能做到覆盖分子生物学重要理论的观点,本课程组开出了植物基因组DNA的提取、随机扩增多态性DNA标记(RAPD PCR扩增)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、农杆菌介导的遗传转化、以及感受态细胞的的制备、质粒重组、转化、提取、鉴定九个实验项目。实验内容涵盖了对携带遗传物质生物大分子核酸DNA的操作、比较了不同植物基因组在组成序列上的差异、通过改变植株遗传物质获得转基因植株以及目的基因的克隆,形成了比较完备的实验教学内容。各实验有着明确的教学目的,实验组成之间又有着紧密的联系,能充分地让学生明白该项实验在分子生物学实验中的地位和作用。

2.精选实验技术,加强实验技能训练

琼脂糖凝胶电泳检测技术在分子生物学实验中应用频率颇多,让学生全面掌握这一技术尤其重要。大多初学者感到通过琼脂糖凝胶电泳检测DNA的学习,其实验操作本身并不难,难的是要会对实验结果有一个正确的分析和判断。学生拥有这样的体验和感受是由于缺乏一定的相关实验经验所致,关于这一点学生将会在以后的实验内容如植物基因组DNA、PCR产物琼脂糖凝胶电泳检测结果分析中得到锻炼和加强。

给学生建立无菌操作的观念,这对需要无菌操作的实验环节至关重要,这一细节常常是学生稍不注意就犯错误的地方。通过感受态细胞制备的实验使学生首先建立起严格的无菌操作概念,在后续相关实验中重复强调,以加深学生对无菌操作的认识。

微量操作是分子生物学实验操作上的一大特点,让学生学会微量操作,通PCR扩增实验让学生体会微量操作的重要性,培养学生认真、严谨地治学态度。

无菌操作和微量操虽是实验细节,但这些细节上的问题恰恰在关键时足以造成实验整体的失败。因此,有必要在精选实验技术上多考虑对学生实验素质培养的内容,加强实验技能训练的同时,多注重培养学生严肃、严密、严格的科学态度。

(二)、改进实验教学方法

依据每项具体实验目的及要求的不同,采用不同的实验教学方法。总之,是要尽可能地通过分子生物学实验教学让学生掌握本学科研究的基本实验方法、熟练使用相关的常规仪器设备。

1.建立探究式实验教学模式

在学生有限的实验教学时间内,教师首先侧重讲解实验内容中各环节间的内在联系、实验操作关键点及注意事项。然后,在学生动手操作过程中注意发现普遍存在的问题,有针对性地及时提示和纠正错误,对个别学生出现的问题进行单独辅导。重视实验失败的学生并及时引导这类学生寻找原因、分析原因及寻求解决的办法。在课堂上,加强师生之间的互动性,用提前预备好的中途实验材料弥补学生因中途实验失败所致的后续实验不能顺利进行下去的被动状态,充分调动学生动手动脑的积极性,不断引导学生自主地完成实验内容。#p#分页标题#e#

2.充分利用实验室现有资源,拓展学生视野

实验教学中通过运用多媒体技术,变分子生物学中抽象的概念和技术为可视化的动画、音频和视频效果,使实验教学内容更加直观、生动、形象,丰富了实验教学课堂内容。通过“虚拟实验”[17]的讲解,学生将对预做实验有一个总体的感性认知。在接下来的具体亲自动手操作过程中,学生能更轻松地按照实验要求来完成实验,教师也将赢得更多的时间把注意力和精力投放到学生的整个实验教学过程中。

3.采用开放式教学模式,培养学生的创新能力

开放性实验教学是高校实验教学深化改革过程中的一项新成果。学生借助开放实验室,可以自由支配课外时间亲自动手参与实验全过程。对一些学有余力的学生而言,开放实验室则成了学生学习的第二课堂,学生通过查阅资料、撰写论文报告或综述选择自己感兴趣的内容作为研究项目,向开放实验室提出申请,获得批准的学生可以进入实验室在实验教师的指导下完成该项目。

开放性实验教学是课堂实验教学的一个延伸,它给学生营造出一个宽松的学习氛围,是一种以学生为主、教师为辅的教学模式,它在学生学习的自主性、创新能力培养过程中起到了积极的作用[18][19]。

四、改革实验教学考核评价体系

目前,我校已将分子生物学实验教学与理论教学分开,设置实验教学学时数72学时、独立计算学分4.5分。考核内容主要由学生平时实验操作(包括每次实验的预习情况、实际操作过程、实验报告书写的规范化及实验结果的分析讨论)和实验理论闭卷考试两部分组成,每一部分内容各占总考核成绩的50%。进一步细化了学生平时实验操作考核内容,将学生在每堂实验课中的表现以分数形式进行量化考核,促进考核的公平性,充分调动了学生学习的积极性和主动性。

五、加强实验室及师资队伍建设

在实验室建设上,我校于2006年成功地组建了农科专业基础实验教学中心,这使原分属于农学院管辖的分子生物学实验室纳入到实验教学中心的统一管理范围之内。由此,分子生物学实验室的硬件设施得以充实和改善,在一定程度上缓解了教学资源相对学生需求不足之间的矛盾,学生则增加了动手操作的机会。

在实验室师资队伍建设方面上,实验室配备专职管理人员,使仪器设备得到有效运转和即时维护,确实地保证了实验教学的顺利开展。实验课程组目前现有成员8人,其中教授2人,副教授4人,高级实验师1人,实验师1人,具博士学位的教师有4人,有着合理的职称结构和高的学术水平,教学科研能力强。课程组定期或不定期地开展教研活动,教师之间交流密切,促进了教师团队的成长。

参考文献:

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[2]金勇丰,李霁,邵爱萍.本科生基因工程实验技能培养的改革与实践[J].实验技术与管理,2008,25(1):16-18.

[3]虞佳,董晓英,许金华等.生物技术专业分子生物学实验教学探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2006,8(4):421-422

[4]戚晓利,张丽敏,薛春梅.分子生物学教学改革的探索[J].生物学杂志,2003,20(6) :51~52

[5]江海洋,江腾,朱苏文.高等农业院校分子生物学实验教学方法的探索[J].安徽农业科学,2010,38(2):1023-1024.

[6]朱华庆,周青,汪渊.利用实验室条件开设生物技术本科生基因工程实验课程的探索[J].安徽医药,2003,7(2):159-160

[7]邢万金,扈廷茂.本科基因工程大实验教学改革的实践和体会[J].生物学通报,2007,42(2):48-50.

[8]任如意,魏继承.基因工程实验教学改革初探[J].高等理科教育,2008,6:112-114.

[9]胡尚连,孙霞,郑桂灵.分子生物学与基因工程实验教学模式探索[J].实验科学与技术,2008,6(5):94-96.

[10]林建国,胡瑛,王常高,等.分子生物学与基因工程实验教学改革的探索[J].中国科教创新导刊,2009,20:43-45.

[11]吉爱国.综合性实验教学模式的探计与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(1):94-96.

[12]柳洪洁.谈高校本科实验教学体系改革[J].山东农业教育,2009,2:30-32.

[13]李秀山,刘斌,赵李剑.生物技术专业实验教学改革与实践[J].中国教育研究与创新杂志,2007,4(2):10-12.

[14]钱国英,汪财生,朱秋华.生物技术实验教学体系的改革与实践[J].实验室研究与探索,2004,23(5):60-61.

[15]苏明,魏汝贤.化“纸上谈兵”为“实战演习”------本科生实验教学课程改革与发展的思考[J].福建师范大学福清分校学报,2008,85:40-45.

[16]肖福英,蒋林彬.生物技术专业实验教学体系改革设想[J].华夏医学,2004,5(17):763-764.。

[17]吴凯威,刘志刚,刘青.“基因工程虚拟实验室”的设计与开发[J].实验室研究与探索,2006,25(5):561-564.

第3篇

关键词:生物类;高职专业;分子生物学实验教学

中图分类号:G712文献標识码:A收稿日期:2017-12-26

一、生物类高职专业分子生物学科特征

生物类高职专业分子生物学科,主要结合生物学理论,对多种生命体的产生、变化、构建、繁衍、死亡等周期规律进行总结分析[1]。学科内容研究一方面重视对生物生存规律的把握,另一方面从生物学相关资料中,对仿生、模拟等边缘性学科内容进行探究。因此,生物类高职专业分子生物学科研究的范围较广;同时,生物学学科内容的分析,不能局限于理论内容的延伸,更应该结合社会发展实际,进行生物研究内容的实践性解析,因此,生物类高职专业分子生物学科具有实践性强的特征。

二、生物类高职专业分子生物学实验教学改革实践策略

1.彰显学科内在特征

生物类高职专业分子生物学科,是生物学理论研究与社会实践相互融合的学科体现,学科内容专业性强,且高职院校学习时间短,为该专业教学工作的开展提供了更加广阔的实验教学开展空间。

实行生物类高职专业分子生物学科改革时,应充分考虑到学科内容的特征,将学科实验教学内容的主体放置在学科专业内容的研讨上,运用实践教学环境,进行更加有效的学科内容实践分析。同时,高职专业分子生物学科实验教学内在特征的彰显,也在于通过实验课堂,开展生物学科内容的实践内容引申,不断进行生物类专业研究人员的自主性探究,突显分子生物学科的社会性特征[2]。

2.生本理念是学科改革的基础

(1)教学过程的转变。传统分子生物实验教学过程中,教师总是对实验过程进行集中性演示,然后让学生模仿。学生在后期实验操作的过程中,会将实验的重点放置在如何进行标准化操作上,而不是如何自主探究实验上,导致分子生物实验教学开展效果不佳。

实行分子实验教学改革后,教师应将课前统一指导融合在学生动手实践的课堂中,避免教师实验教学限制学生创新探索能力。例如,某分子生物学教师开展设计教学的过程中,以“分子裂变细胞分析”为课题,让学生在课题实验前,自主进行材料收集,然后在学生课堂生物细胞分析记录的过程中,对分析裂变观察的信息记录、细胞分子基因顺序组合过程等进行实验现场指导。最后,教师结合学生每一个小组研究的成果进行教学评价。

这种综合解析的实践探究方式,不仅能够发挥教师在实验教学过程中的指导作用,同时,也不会限制学生在课堂实验中自主探究的创新空间,实现了生物类高职专业分子生物学科实验教学工作的创新性转变。

(2)学科创建内容延伸。生本教育理念在分子生物学实验中融合,也必须构建综合性自主探究环境。简单来说,就是将分子生物学科知识无限量拓展。例如,某生物类高职专业分子生物学科教师在实验教学过程中,开展“生物分子运动规律归纳”,教师让学生结合身边相关内容,自主进行实验主题问题探索。最后,学生以小组分析的形式,将自己对不同生物体“生物分子运动规律归纳”的内容进行课堂讨论,实行实验课题研究交流。

3.社会化是学科改革的主要趋向

分子生物学实验教学社会化,体现了学科发展的主要趋向。高职学生与一般高校学生相比,拥有更充实的社会实践空间,因此,我们进行分子生物学实验教学时,也要注重这一条件。例如,在实验课堂教学中,教师让学生自主进行细胞分子分析,实验现场解剖,现场分析生物分子案例,培养学生高效处理能力,也要借助校企合作单位,现场实践实验,辅助学生进行分子生物学实验研究的经验积累。

第4篇

【关键词】医学硕士研究生 实验教学 改革 实践

分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学,是人类从分子水平真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科[1]。分子生物学技术被认为是20世纪生物学一项最伟大的成就,也是当今新技术革命的重要组成部分。目前这项新技术已经渗透到生命科学的各个领域,尤其是在医学科学中已广泛应用于基础研究、疾病诊断与临床治疗中。一位医学相关专业的硕士研究生学好、学通、学精分子生物学,是作为硕士研究生必须走好的一个阶段,才能把本科阶段学习的基础知识与临床研究和科学研究的最新进展联系好[2]。

分子生物学是一门实践性很强的学科,但相对于其他学科的实验而言,分子生物学实验复杂而理论难以理解,技术性很强,是理论和实践相结合的典型课程,而且要求学生在实验中感受、理解知识的产生和发展过程,培养学生独立思考的能力和创新精神[3]。这就对实验教学提出了更高的要求和目标,因此建立科学合理的分子生物学实验教学体系,将对生命科学研究的思维方法带进课堂,激发学生对分子生物学及科学研究的兴趣和潜能,并可提高学生实验的主动性和积极性,提升研究生实际操作能力,发现问题解决问题的能力。

研究生的培养更应侧重于独立从事科学研究工作能力的培养,为使研究生一年级的学生尽快转换角色,逐渐顺利地进入真正的研究领域,并为了与现代技术接轨,提高教学质量和培养学生科学研究的能力。我们结合本实验室的实验条件、实验设备以及实验教学人员的素质能力,对分子生物学实验进行了改革与探索。

(一)结合实验内容编写相关的实验教材

我们对医学硕士研究生的分子生物学理论部分选用的教材是朱玉贤《现代分子生物学》(第三版),本版教材有二章介绍分子生物学技术,但不能作为实验教材。我们根据实验课教学目的进行合理组合,力求使该实验体系内容新颖、实用、注重创新、体现素质教育和能力培养。编写教材的主要参考书为萨姆布鲁克《分子克隆实验指南》,是分子生物学实验教学比较好的教材和参考书[4]。我们在教材中主要介绍常见的各种分子生物学技术及其原理, 并精心挑选了相关实验。其中重点介绍了基因工程技术的常用到的质粒提取、核酸电泳、技术、酶切、转化、重组体的筛选、蛋白电泳等实验。

(二)合理按排分子生物学理论与实验课教学

我们将分子生物学分为理论和实验,分别采用的教材为《现代分子生物学》和自编的《分子生物学技术》,学时都为36学时。理论课在实验课之前进行,让学生先了解部分基础理论。在上实验课时,还须讲解实验的基本原理,这部分知识尤其重要。它是实验内容的理论基础,有利于指导学生更好地理解实验内容、了解实验目的,有助于增加学生对分子生物学的学习兴趣,锻炼学生的实验思维。只有理论与实践相结合,才能使学生真正掌握理论中抽象的知识。 灵活按排实验课时间,并控制班级规模。

我们将2010级180名硕士研究分为6个班,每班30个学生。根据分子生物学实验的特点将实验集中安排在一段时间里,保证实验的连续性,将实验课全部按排在周末2天时内。这样,改变了传统实验教学时间安排过于死板,时间过少且不连贯的现象。我们在实验授课上主要是以基因工程的内容为主线,顺序是基因分离克隆,载体选择、酶切,片段与载体的连接,重组质粒的转化,重组子的鉴定、表达。这样的安排有助于增加学生的学习兴趣,使学生主动探索未知的知识,最重要的一点是有利于培养学生的科研思维。课程周期为3个星期,每周完成一项实验内容,在这3个星期里,学生刚好能完成一个基因工程的流程,形成一个完整的实验概念,同时又有充足的时间让学生思考和解决问题,加深了对实验的印象。

充分做好实验前的准备工作,以二人为1小组,精心准备每组使用的器材,如枪头、离心管、镊子、一次性手套,微量离心机、电泳仪、电泳槽、染色缸等。为了保证实验结果的真实稳定,实验课老师和实验人员反复对实验进行了多次预实验,并取得较理想的实验结果。

录像是良好的视听媒体,其直观性好,不受实验条件和实验材料的限制。在学生进行实验之前,观看我们实验教师亲自录制的实验演示。演示的内容不仅所有的同学都能看清楚,而且能给同学们实验过程的真实感受。同时还具有很强的表现力和感染力,能激发学生们的兴趣,集中他们的注意力。

(三)双语教学

在实际科研中,由于目前商品化的试剂盒应用广泛以及大部分使用的仪器、药品、试剂都是进口的,其说明书以英文多见,实验步骤也多是采用英文。而刚入学的研究生们掌握的专业词汇少,不能准确翻译与实验相关的英文资料和说明书,更不用说阅读专业文献。我们精心组织备课,用英文制作课件、书写教案和讲稿,同时要求学生用英文写实验报告。

(四)实践总结

本次实验课改革探索,使分子生物学实验课环环相扣,而且全部操作由学生自己完成,每一部分实验都承上启下,要求学生态度认真、思路清楚、操作仔细、相互协作才能完成。这样的实验课过程完整、结果明显、教学效果良好。不仅使学生得到了分子生物学技术操作的训练,也提高了教师的实验技术能力,对相关技术和知识有了更深入的了解和认识。

参 考 文 献

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰.现代分子生物学.高等教育出版社. 2007.

[2]宁启兰,马捷,李冬民等.研究生实验教学改革中的分子生物学教学实验设计.西北医学教育.2009, 17: 693-694.

第5篇

关键词:研究生培养;分子生物学;实验教学

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学,是当前生命科学中发展最快并与其他学科交叉渗透最广泛的前沿学科之一.进入21世纪,分子生物学的实验技术与方法已经应用到了生物学各个分支学科的研究中[1].研究生教育是培养具有科学精神和创新能力高层次人才的主要方式,培养硕士研究生创新思维和科学研究能力,将是作为研究生阶段的研究工作和将来作为科研人员所必备的素质.近年来,很多高校在研究生的培养上采取了重大举措,如浙江大学、中国科技大学、西安交通大学、中国农业大学等,实现了研究生的理论教学、实验教学和学位论文研究三阶段的培养模式[2].在加强研究生理论教学和学位论文研究的同时,注重研究生实践能力的培养,增加了实验教学环节,实现研究生实践能力的宽领域培养,再通过学位论文的研究,形成研究生实践能力的立体全方位培养.作为一个生物学研究生,把本科所学的基础知识与科学研究的最新进展联系起来,学好、学通分子生物学是必需的一步.基于此,2012年起我校在生物学科研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,3年来虽然取得了明显的成效,得到了研究生与指导教师的认可,但在实际运行过程中也发现了一些问题,还需要通过不断的改革和实践,使生物学科的研究生更系统、更全面地掌握分子生物学的实验技术和技能,为后续的研究性实验工作和今后走上工作岗位提高科研水平打好一个坚实的基础.

1课程定位及理念

分子生物学在20世纪取得了理论和技术的飞速发展.分子生物学技术越来越广泛地应用于生命科学的各个研究领域当中.随着越来越多的理论突破,分子生物学技术也日新月异.在高等院校的生物相关学科的研究生教学中,越来越广泛地注重分子生物学的教学.分子生物学理论课教学内容多,范围广,有一定深度,学生很难透彻理解和掌握,如果不做实验,只学习理论,往往会事倍功半,理不出头绪.分子生物学实验课能给学生亲自动手参与实验全过程的机会,便于学生加深对相关理论的理解[3].研究生来自不同的院校,由于各院校课程设置不同,研究生接受的本科阶段的教育差别很大,这种差别在实验操作能力上体现最为明显.对于已经进入分子时代的生命科学来说,不熟练分子生物学实验操作的学生就很难快速适应课题研究的科研工作.在研究生学位课中设置分子生物学实验课,合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,是提升研究生实践能力的重要途径,同时也能为学生完成硕士学位论文及将来从事科研工作打下良好基础.内蒙古科技大学生物学硕士研究生学位点于2006年经批准设立,2007年起招收首批硕士研究生,近10年来,已为及全国输送了一批从事生物学研究与开发的优秀人才.“加强专业技术教学、紧跟学科发展前沿、全面提升研究生培养质量”一直是本学科研究生培养工作的重点和目标.为适应新形势下高等院校研究生教育与创新型人才培养的目标,对研究生分子生物学教学的改革势在必行.2012年以来,我们通过在研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,不仅显著地提高了研究生对分子生物学课程的学习热情,而且明显提升了研究生的科研能力.

2课程建设及特色

2.1课程建设的过程与方法

每学年的秋学期初新录取的研究生入学,根据对新生分子生物学知识背景和实验动手能力的详细调研合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,并根据学科发展不断更新和完善,力求促进研究生科研工作的顺利开展.研究生分子生物学实验教学的改革分为3个阶段进行.

2.1.1准备阶段

组织相关人员成立课题小组,对小组人员进行具体分工,以2015年新入学的硕士研究生为研究对象,采用问卷调查方式对他们的分子生物学基础知识与实验操作能力进行摸底,撰写调查报告[4].

2.1.2实施阶段

(1)制定教学大纲.根据准备阶段的调查结果讨论研究生分子生物学实验课教学大纲,实验项目实行多层次、模块化管理,分为基础性、综合设计性、创新性3个模块.基础性实验项目以基本的分子生物学操作技术为主,如:质粒DNA的提取、限制性内切酶酶切DNA分子、琼脂糖凝胶电泳分离DN段、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组DNA分子的构建与转化等、PCR扩增目的基因等.对没有任何分子生物学常规操作基础的研究生要逐个开出;对本科阶段已经接触并熟悉这些基础性实验的研究生可直接开出综合设计性实验,如:多种方法获得目的基因、动植物中某关键基因的克隆、重组质粒的构建等.创新性实验项目全部由本学科教师承担的科研课题转化而来,研究生可根据自己的研究方向与兴趣爱好选择项目完成,包括植物细胞中MYB类转录因子的筛选、与人类遗传病相关的核苷酸重复序列的克隆等.

(2)学生选课.将全部实验教学内容及具体开出安排提前公布,学生根据实际情况与自己的研究方向进行实验内容的选择,这一环节须由指导教师协助完成.选课结束后根据每个项目的选课情况准备实验,包括学生分组、准备实验材料、仪器设备、耗材试剂和实验讲义与实验报告册分发等.

(3)预实验.指导教师根据学生分组情况,每组安排组长一名,副组长一名,在实验开出前协助指导教师完成预实验.

(4)实验课开出.按计划认真组织研究生开出实验.实验操作阶段,要求学生熟练掌握实验操作流程,严格按规范进行操作.同时指导教师要充分调动学生的学习积极性和主动性,增强学生独立完成实验的能力和实际动手能力,使学生能够尽可能主动地、独立地完成实验的整个过程,为以后独立从事科研设计和科学实验打下良好的基础.

(5)课程考核.实验课结束后进行成绩考核,综合学生的预习报告、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况给出实验课成绩.

(6)编写研究生实验教材.基于教学实践的积累,编写研究生实验教材“研究生现代分子生物学实验”,重点面向研究生的实验教学,将分子生物学基本实验技术和近年来发展起来的新技术、新方法有机融合.

2.1.3总结阶段

跟踪调查,了解研究生在分子生物学实验课结束进入课题研究后的情况,掌握他们在分子操作各个环节上的操作熟练程度,对取得的研究资料做全面的整理分析.在学科内部推出“研究生分子生物学实验”示范课,并完成相应的资料库与光盘制作,并进一步在全校范围内推广.同时课程改革小组的成员要不断讨论项目实施过程中存在的问题,并及时与兄弟院校沟通学习,提出切实可行的办法[5].

2.2指导教师队伍建设

自2012年生物学科硕士研究生开设分子生物学实验课以来,该课程的教学任务一直由我校外聘的留美分子生物学专家王建英教授负责,另配2名讲师作为助手.经过3年来的教学实践体会,加上学生与研究生导师的意见反馈,我们发现这种单一的指导教师模式是需要改进的,需要建设一支由长期工作在科研、教学一线教师组成的研究生实验课教学团队.教学任务分配上,根据团队内每位教师主要从事的科研领域和专业特长,分配相应的实验教学内容,每个项目安排2名指导教师,他们不仅熟悉所指导实验的技术要点,及时解决实验过程中出现的各种问题,还能将本领域相关的科研前沿、热点问题介绍给学生,以开阔学生视野,使每次实验均能获得预期结果.同时,指导教师在教学实践过程中也不断发现和审视自己,包括对自身专业知识的把握与实验技能熟练程度的反思,这样也能促使他们紧密跟踪学科发展前沿不断提高[6].本课程经各方面协调讨论,现已逐渐组建了一支人员稳定、业务基础全面、具有团结协作精神的教学团队.其中教授3人、副教授2人、讲师2人.其中大多数教师承担国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古高校基金等科研项目,在努力完成这些科研任务的同时,有意识地将许多科研工作中的思路和先进的技术转化到研究生分子生物学实验的教学实践中.实验课教学团队的建设极大地提高了研究生实验教学质量,并申请得到了我校研究生教学改革项目建设立项资助.

2.3实验课成绩考核与结果评价

经过教学团队的调研讨论,针对分子生物学实验考核形式的问题,提出实验课评价体系多层次评价的管理制度,包含预习报告、平时考勤、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况5个部分,分别所占比例为1∶2∶4∶1∶2;针对设计性与创新性实验,要加上实验方案制定与实验论文撰写环节.针对研究生各实验组人数较少、时间较灵活、学生专业多样化等特点,在考核中更加注重实验的具体操作过程.在课程开课初要将考核方案告知学生,让他们明确各环节的评分标准,在实际考核过程中如实记录作为评价依据.实验课结束后,通过“问卷调查与后期跟踪相结合”的模式及时对教学效果进行评价[7].通过发放问卷调查表的方式综合调查研究生对本门实验课的内容设置、教学方法及授课教师的教学效果等信息的评价.另外,在实验课结束一个学期后,我们对研究生指导教师进行问卷调查,对上一年度的实验教学效果进行了后期跟踪评价,对研究生进入到各自实验室工作后的科研思维、实验设计、操作能力等进行调研,综合评价实验教学效果[8].

3结语

分子生物学实验技术是生物学各分支学科科学研究必备的手段,在研究生入学后进入课题研究之前开设“分子生物学实验”课,熟练掌握基本的分子生物学操作技术,这是生物学研究生快速进入科研课题与顺利完成硕士学业的基本保证[9].研究生经过基本实验技能培训、全面综合实验及自主设计实验的锻炼及创新实验平台的全方位提升,科研能力得到大幅度提高.学生普遍反映研究生分子生物学实验为他们顺利进行课题研究、完成学位论文和未来的科研工作奠定了良好基础,一部分学生在硕士期间就发表了高水平的SCI论文.为生物学研究生开设分子生物学综合实验,在内蒙区内外兄弟院校进行此类设置的尚不多见,需要我们更加努力创立并逐步完善研究生实验教学平台,全面提升我校硕士研究生培养水平[10G12],及时将教师的科研成果提炼引入实验教学,提高指导教师的教学能力,使实验内容不断更新,为研究生进行课题研究及毕业以后从事相关的科研工作打下坚实的基础.

参考文献(References)

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第6篇

关键词:分子生物学;基因工程;实验教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)42-0204-02

近年来,全球范围内生物技术和产业呈现加快发展的态势,主要发达国家和新兴经济体纷纷对发展生物产业做出部署,作为获取未来科技经济竞争优势的一个重要领域,我国推动生物技术研发和产业发展已有30多年的历史。

国务院印发的《生物产业发展“十二五”规划》中指出,生物产业是国家确定的一项战略性新兴产业,生物技术和生物产品得到广泛应用,生物产业对改善人口健康、保障粮食和能源安全、促进绿色增长、改善生态环境和增加就业机会等方面的作用明显提升。要推进我国生物产业持续快速健康发展,其保障措施之一即是重视人才培养,加大生物技术人才培养力度,充分发挥高等院校的作用,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才等。在生物产业中,基因工程、分子生物学处于核心地位,培养全面掌握分子生物学与基因工程技术的专业人才成为重中之重。

在此形势之下,东北农业大学生命科学学院对分子生物学与基因工程实验课教学方法、教学内容、教学理念和实验课教材进行了改革和探索,通过该实验课程的改革培养全面掌握分子生物学与基因工程技术的国际型专业人才,为我国生物产业的发展输送高端人才。

一、优化实验教学模式

改进实验教学方法,建立“以学生为主体、以教师为主导”的实验教学模式,促进师生“互动”,提高实验教学效果。

传统意义上的实验,往往是实验讲解,然后学生自己做实验,最后写出实验报告。学生学习主动性不能够得到充分的发挥。我们制作了实验课程的多媒体课件,积极采用多媒体教学,具有画面直观性、内容丰富性、思路清晰性,是激发学生对实验教学产生兴趣的重要途径之一,也是开展实验教学的有效方法之一。同时积极加强与学生的交流,从单一的灌输到指导启发的转变,提高师生之间的“互动”效果,使实验教学从传统的“以教师为主”的模式转变为“以学生为主体、以教师为主导”的模式,要求学生查找出每个实验的相关文献,并与自己做出的结果进行比较,真正培养学生动脑与动手能力,达到提高教学效果和扩展学生创新思维的目的。

二、改革实验课内容

以已进行产业化的基因工程药物的研发全过程为模式,将产业化前期基因工程药物设计方案、研究方法和技术融入实验教学中,如表达载体的构建技术、工程菌构建、用Pilot系统纯化药物蛋白、糖尿病模型建立和药效学研究等。使学生能掌握基因工程操作、基因工程药物研发技术,并将学生训练成能为医药企业等相关行业服务的分子生物学与基因工程专业人才。

本实验课程为一个为期连续7天的综合性大实验(共64学时),实验内容有机整合,交叉进行,从一个药物基因的获得、鉴定,表达和纯化,以及药效学分析为主线,将核酸提取,RT-PCR,表达和蛋白纯化等基因工程实验技术有机整合,并展示了生物药物研发的全过程。完全按照生物药物的研发模式对学生进行基本训练,为分子生物学与基因工程培养实用型人才。

三、编写实用性较强的实验课教材

已经编写了校内立项的实验课教材《基因工程操作》,已经在生物学等专业本科生和微生物学等专业硕士、博士中适用5轮,得到同仁和学生的一致认可,获得了比较理想的教学效果。通过本次教学改革,加入药代动力学、疾病动物模型的建立等方面的实验内容,从而使实验课教材内容更丰富、更完善、更系统。

四、建立全新的实验教学理念

在观念上,强调“实验同理论课同等重要”的实验教学理念,彻底改变高等院校“重上课,轻实验”的观念;在具体实验上,建立一个简明扼要、切实可行的分子生物学与基因工程的系列实验体系,深入浅出,重视启发和讨论,教与学互动,使从被动、机械性实验教学转向自主性、研究性实验教学。

五、将“分子生物学与基因工程”实验课建设成其理论课的延伸

理论课所讲授的内容比较深奥、难以理解,通过实验课的教学使学生真正领悟其精髓,从实践中证实了其真实性和正确性。同时,学生将理论课中所学习的知识和理论再用于指导实验操作。

该实验课程以一个药物基因片段的获得、表达和纯化,以及药效分析为主线建立一个蛋白药物研发的实验课训练平台,抓住蛋白和核酸两大主题,建立一个综合型和研究性的大实验教学体系,重视各项技术的衔接,启迪学生的科学思维和创新意识,提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。

六、建立一套切实可行的实验考核体系

制定一套切实可行的考核办法,考核内容包括:(1)综合实验前的实验设计方案和技术路线报告的撰写,占总成绩的30%。(2)实验后,要求学生独立完成规范化的实验报告,包括前言、实验材料与方法、实验结果和讨论,这部分占总成绩的50%。(3)实验技能考核,包含一些基本的实验操作、仪器的使用、实验中的注意事项以及一些课堂上讲解过的理论知识,这部分占总成绩的20%。(4)学生在实验中表现出较好的实验创新精神的,如设计方案独特、新颖,实验实施过程中给出合理化建议等要给予适当的鼓励和加分。

七、结束语

综上所述,分子生物学与基因工程实验课的教学改革是一项系统教学改革,涉及教师、学生、教材等多种教学主体和客体。本次实验课改革以基因药物的研发为主体,融合基因工程各种操作技术,将任课教师的科研与教学相融合,将任课教师的科研渗透至实验课教学中,这样也使授课内容和素材得到科学研究的强力支撑,突出体现了课程教学与科学研究紧密结合的特点。从而搭建微生物学、生物学等专业人才培养平台,为我国分子生物学与基因工程领域输送专业人才。

参考文献:

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第7篇

关键词:分子生物学与基因工程;模块化;就业竞争能力

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0271-02

分子生物学与基因工程实验技术发展非常迅速,作为一门通用的工具已经渗透到生命科学各个研究领域,该门课程一直是生命科学相关院校的核心实验课程。但不同院校设置的分子生物学与基因工程实验课程基本上存在以下问题:(1)把分子生物学实验和基因工程实验分开,内容体系不连贯;某些实验设计重复,浪费资源。(2)实验内容的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定的,忽略实验内容之间的有机结合性和连贯性,存在实验内容之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。(3)实验大多数为验证性实验,对学生的培养目标不够明确。因此,本文提出基于学生就业竞争能力培养为目标,根据师范院校实际情况,通过调查研究对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计,拟解决上述问题,并大大提高学生的竞争就业能力,同时对其他院校的课程设置也可以提供一定的借鉴。

一、明确培养目标――对分子生物学与基因工程实验进行模块化设计

普通高等师范院校一般开设生物科学师范专业和生物技术非师专业,分子生物学与基因工程实验课程是这两个专业的必修课,考研和就业是这两个专业大部分学生毕业面临的问题。为了满足不同专业学生考研和就业的需要,通过调研,我们明确了分子生物学与基因工程实验课程培养目标:(1)满足学生考研深造的需要。(2)满足学生到中学进行生物学教学的需要。(3)满足学生到生物医药公司工作的需要。因此,我们把分子生物学与基因工程实验设计为三大模块(共计75学时):①基础性实验模块,共计23学时。包括大肠杆菌质粒DNA的提取(4学时)、植物基因组DNA的提取(3学时)、动物组织总DNA的提取(3学时)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA(3学时)、核酸的浓度及纯度测定(2学时)、大肠杆菌感受态细胞的制备(2学时)、目的基因的PCR扩增(6学时)。②综合性实验模块,共计35学时。包括:载体构建(10学时)、农杆菌介导的烟草遗传转化(15学时)、转基因植物的分子检测(10学时)。③开放性实验模块,共计17学时。包括植物总RNA的提取及检测(6学时)、RT-PCR(时)、分子生物学常用软件介绍(2学时)。其中,基础性实验模块部分随理论课按周次完成;综合性实验和开放性实验模块在理论课结束后统一安排时间开设。

二、分子生物学与基因工程实验模块内容的课堂教学实践及体会

生物科学(师范)和生物技术(非师范)两个专业的学生通过学习《分子生物学与基因工程模块实验》,基本具备了以下能力:(1)通过基础性实验模块的学习,学生掌握了分子生物学和基因工程实验的基本理论和操作技术,完全可以胜任中学关于分子生物学和基因工程实验的教学任务。(2)通过综合性实验模块的学习,不同专业学生具备了对实验进行综合设计和整体把握的能力,这些能力使他们在考研复习和考研复试实验操作技能方面具备很大的优势。(3)通过开放性实验模块的学习,使学生形成完整的科研思路,具备了自主思考、自主设计等实验能力;培养了学生科研创新能力,为他们今后的研究生学习和生物公司的面试奠定了基础。总之,通过对分子生物学和基因工程实验进行模块化设计,基本能够达到以下三个目标:①满足学生考研深造的需要。②满足学生到中学进行生物学教学的需要。③满足学生到生物医药公司工作的需要。

三、关于分子生物学与基因工程实验课程模块化设计的一些建议

1.分子生物学与基因工程实验基本上都是耗时比较长的大实验,传统实验教学安排都是按照教学大纲随理论课后开设,一般实验时间为4学时,这样安排导致某些综合性实验无法完成,影响实验结果的观察和记录,因此建议耗时较短的基础性模块实验可以随理论课开设,一周一个实验内容;耗时较长的综合性和开放性模块实验可以在一学期课程结束后统一安排1~2周时间完成,这样可以保证实验效果,提高学生综合能力。

2.建议学校加大对分子生物学与基因工程实验室的经费投入和建设,保证仪器的先进性和数量,开阔学生的眼界;授课讲师也应结合自己的科研课题,保证实验内容合理,实验成功率较高,实验结果比较稳定,学生每次实验都能观察到实验结果,增加学生的学习兴趣。

3.构建科学的实验课程考核和评价体制。传统实验教学评分体系以实验报告加平时表现为主。实验报告占用了学生大量的时间,并且在内容上有明显雷同的嫌疑,并不能够真实反映学生的实验能力。这样容易造成学生的学习压力,降低了学生对实验教学的认可程度。因此建议基础性模块实验可以按照传统实验报告形式考核;综合性和开放性模块实验可以按照4~5人为小组,以实验设计、实验实施、实验问题思考和解决方案,实验操作技能考核等综合过程材料作为考核依据,主要目的在于锻炼学生的科研和创新能力。

四、结语

通过对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计和实施,不同专业学生在考研和就业方面取得了不错的成绩,学生的就业竞争能力得到了很大提高。关于分子生物学与基因工程实验课程的改革是一项长期系统工程,需要学校和授课教师根据本校实际条件不断努力,才能培养出适应社会发展的高素质复合型人才。

参考文献:

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第8篇

关键词: 分子生物学 教学内容 教学方法

分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来,分子生物学的发展日新月异,逐渐成为生物学各学科的前沿与生长点,并正在与其他学科广泛交叉与渗透,成为生物科学专业非常重要的一门专业必修课。我校是一所师范类的本科院校,在生物科学和生物工程专业都开设了分子生物学课程。本课程不仅向学生介绍分子生物学的基础理论、基本技术,而且展示了当前分子生物学研究的前沿领域,使学生对分子生物学知识建立系统、整体的认识,从而适应未来21世纪生命科学发展的需要。为了提高该课程的教学质量,培养学生的学习兴趣,实现教学目标,我们根据本校学生的情况,从教学内容、教学方法等方面进行了探索性的尝试。

1.合理选用教材,构建适合师范类生物学专业的教学内容体系

1.1精选教材。

教材是学生获得知识最主要的来源,也是任课老师上好分子生物学的第一步。教材的正确选取能够帮助学生更加容易地迈进分子生物学的大门,建立条理清晰、完整的分子生物学知识体系,也能够帮助任课老师更加有效地开展教学,设计制作多媒体课件。我校为一所师范类院校,分子生物学课程是在第三学年第二学期开设的,在此之前学生已经学习了与分子生物学有部分内容交叉的两门课程――生物化学和遗传学,因此对蛋白质、核酸,以及基因的表达都有了一定的知识基础,对于一些分子生物学名词也不再陌生,不再产生较大的排斥,这将对接下来分子生物学的学习提供极大的帮助。但由于对知识的理解和掌握能力不同,学生在分子生物学的学习之中必然会产生良莠不齐的现象。因此,精选一本适合的教材对学生更好地理解、掌握知识就显得尤为重要。分子生物学发展迅速,新知识、新技术不断涌现,国内外新版教材不断面世,如孙乃恩的《分子遗传学》、阎隆飞的《分子生物学》、郜金荣的《分子生物学》、李振刚《分子遗传学》及本杰明・卢因的《基因VIII》中译本,我们通过对这些教材的比较和分析,并针对本专业学生的特点,选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》,该教材主要介绍了基因的复制、转录、表达和调节控制的过程,比较全面系统地讲解了基因的本质及其分子机制,内容紧凑、逻辑性强、图文并茂,具有鲜明的特色,同时所讲的内容也很基础,符合师范类本科生的教学要求[1]。另外,我们在完成教学大纲要求讲授的内容同时,针对一些对分子生物学具有浓厚兴趣,远远不满足于课本内容的学生,参考国内外其他优秀教材加以补充,力求使所讲授的分子生物学知识更加严谨、完整、细致,并与国际接轨。

1.2优化教学内容。

在教学内容上做到重点、难点突出,避免交叉重复。由于本课程仅有54学时,因此授课内容务求精练、易懂。对于与生物化学和遗传学中的交叉内容,如蛋白质、核酸的结构与组成,我们采取复习和提问的方式,让学生提前回顾和预习,做到温故而知新,进一步加深对这些内容的记忆和理解,为难点内容的学习打好基础。同时,可以做到由易到难、循序渐进,使学生在最初接触分子生物学这门陌生、复杂的课程时得到良好的缓冲,不会出现抵制、厌学情绪。这样一方面可以突出分子生物学是以生物化学、遗传学为基础的特点,另一方面也明确了分子生物学的教学重点,保证了课程的完整性和系统性[2]。

2.教学方法的改革

2.1充分应用现代化教学手段,使抽象内容形象化。

分子生物学内容庞大、复杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,很难通过传统的教学方式使学生较快地理解和吸收。随着多媒体技术进入课堂,以上问题也就迎刃而解。现代化教学多媒体使高校的教学活动发生了深刻的变革,该技术利用动态画面展示事物发展的动态或推理的全过程,利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化,将空间、难以想象的内容具体化,还可以在课件中展示自然界的直观现象、模拟实践过程和再现研究过程,使学生在学习中感受到乐趣[3]。为此,我们充分应用多媒体技术,通过动画、图片等制作生动的课件,并借助动画、变静态为动态、全方位、多视角、多层次地进行演示,使抽象难懂的微观生命过程具体化、可视化,便于学生理解和掌握,从而使学生产生新鲜感,提高学习热情,增强理论教学效果。例如:原核生物乳糖操纵子的调控机制,涉及很多转录因子和DNA序列的结合,学生很难理清,很容易产生枯燥、厌烦情绪。针对以上情况,我们利用Flas来演示各转录因子是如何分别与不同的DNA序列相结合,使整个调控过程更加直观化和形象化,便于学生理解和记忆,也极大地激发了学生的学习热情[4]。

2.2不实施双语教学。

所谓双语教学(Bilingual Teaching)是指同时使用两种语言――母语及一种外语(在我国主要指汉语和英语)对同一知识进行描述,从而使学生达到理解进而完全掌握并且能够熟练应用的目的[5]。虽然双语教学能够提升生物学人才的培养质量,增强学生直接利用外语从事学习和初步研究的能力,与国际高新技术领域接轨,但是由于分子生物学是生物科学最重要的专业必修课之一,也是引导学生进入崭新的分子领域的基础性课程,因此在本科教学有限的课时内强调学生对基础知识的充分理解则显得更为关键。而只有夯实了分子生物学的基础知识,才能使学生结合所学的生物化学、遗传学进行融会贯通,掌握进一步深造并通向更高学府的钥匙。所以针对师范类院校的本科教学,考虑到教师的自身水平和学生的不同层次,我们偏向于只采用母语进行讲授。

2.3理论与实践相结合,培养学生的实验操作技能。

分子生物学是一门实践性很强的学科,除理论教学外还应包括实验课,因此在分子生物学教学中开设实验课是十分必要的。实验教学相对理论教学而言具有较强的直观性、实践性、综合性和创新性,在加强学生素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用[6]。我们所采用课程教材《现代分子生物学》中也花费了很大的篇幅来讲述现代常用的分子生物学实验技术,包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、细菌的转化与目标DNA分子的增殖、PCR扩增、蛋白质印迹、噬菌体展示等。由此可见实验操作技术对于现代分子生物学的重要性。结合各种实验技术的讲解和由此发展起来的最新的分子生物学技术可激发学生的创造性,拓宽学生的视野。学生通过动手操作会增加对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中,激发学习兴趣,主动地去学习,解决实验操作中遇到的各种问题,从而加深对分子生物学理论知识的理解、提高动手能力。我们在实验教学的内容上设置了分子生物学中最常用、最基本的实验技术,如质粒DNA的提取与酶切鉴定、大肠杆菌感受态细胞的制备及转化、基因的原核表达、蛋白质的提取与分离、PCR扩增、动物细胞的培养及传代。在实验教学的方法上,我们坚持以学生为主、教师为辅的原则,注重学生个人实验能力的培养,从试验药品、试验器材的准备到试验具体步骤的制定均由学生独立去完成。同时,我们还鼓励学生参与教师的科研工作,包括从立题、设计试验技术路线、开展科研工作、整理数据到最后撰写论文的全过程,从而培养学生把理论应用于实践中,独立思考、独立工作的能力,为今后的硕士阶段和博士阶段的学习打下良好的基础。

经过几年的教学实践,我们逐渐摸索出了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提高了分子生物学的教学效果,让学生养成了独立思考的习惯,树立了理论联系实际的作风,端正了实事求是的科学态度。

参考文献:

[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报(教育科学版),2008,(4):70-71.

[3]王玲,秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛,2008,(4):99-100.

[4]诸葛强.改进“分子生物学”教学效果的探讨[J].中国农业教育,2004,(3).

第9篇

【关键词】分子生物学 开放式教学 探索

【基金项目】2011年湖南省普通高等学校教学改革研究项目;2008年国家精品课程《医学分子生物学》建设项目;2012年中南大学研究生教育教学改革与研究项目。

【中图分类号】Q7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)12-0182-01

生命科学的发展日新月异,而分子生物学在生命科学领域内发挥着举足轻重的作用,新知识和新技术不断涌现,几乎渗透到医学的所有领域,成为医学和生命科学的基本研究手段。根据培养适应社会发展需要的创新型人才的需要,为合理利用教育资源、充分发挥学生学习的主动性、提高学生的学习兴趣、满足学科发展的要求,从2005年起,我们就开始尝试进行开放式教学,并取得了较好的效果。与传统教学方法相比,我们对分子生物学理论和实验的教学内容、教学方法等方面进行了一些探索。

l.优化理论教学内容,树立学生创新意识

1.1 教学内容合理化

分子生物学技术发展迅速,内容广泛。如何在较短的课时内,让学生理解分子生物学理论、技术原理和掌握分子生物学研究手段一直是教学中关注的问题。分子生物学基础知识与理论既是了解分子生物学新发展和新成果的基础,也是掌握分子生物学实验原理和研究方法所必需的。我们本着强化基础,拓宽知识面的原则,根据生源差异适当增加了基础知识教学方面的内容。除针对各个章节注明需要了解和掌握的具体内容外,还安排了前沿知识讲座。这样既统一了教师课程讲授的主要内容,又给了教师较大的自由度。在授课过程中,尽量结合临床及科研实例阐明分子生物学技术原理、方法和应用,让学生既能理解和掌握常用分子生物学技术和科研思路,又能引导其通过科研设计和实验过程去解决问题。此外,根据分子生物学的发展现状,每年对上述内容进行丰富与补充,以保证教学内容的与时俱进。

1.2 教学方法多样化

新时期培养的学生不仅要有坚实的理论基础,还要有鲜明的创新性,所以仅靠传统的教学模式是不够的,需采用多种教学方法。一是采用启发式教学,引导学生积极思维,按照提出问题、分析问题、解决问题的思路进行讲解,而不是简单讲授已有的结论。思考过程往往比结论更重要,因为只有学会如何思考,才能培养学生学习的积极性、主动性及创造性。二是采用研讨式教学,将理论与实际相联系,就分子生物学技术增设了独立的讨论课。由教师设置一些研究课题,学生根据兴趣选择课题,写出课题设计思路。让学生在课余查找文献资料,准备讨论提纲,编写发言稿,分组讨论。课堂上鼓励学生积极发言,阐述自己的科研思路,教师通过积极正确的引导,使课题设计更加合理,并赋予创新性。在整个过程中,学生不仅学会了文献查阅的方法,增加了相互学习的机会,而且培养了科研思维能力[1]。由此,大大激发了学生学习的主动性。三是采用多媒体教学法。教师对选用的教材作适当的取舍和调整,同时结合收集的资料进行一定的补充和加工,形成生动、直观、较为系统和完善的《分子生物学》多媒体教学课件。另外收集一些相关的Flash帮助学生加深对《分子生物学》理论知识的理解,调动学生的学习兴趣,同时将更多的前沿和先进的分子生物学知识引进课堂,使学生在掌握基础知识的同时了解到本学科的最新知识和进展,从而增加教学信息量,拓宽学生知识面。

2.改革实验教学模式,提升学生科研能力

分子生物学实验教学由于受经费、场地、仪器等诸多因素限制,很多专业无法开设,如我校临床专业五年制目前仅开设了分子生物学理论课。且在教学过程中存在学生操作简单、实验持续时间长等问题。针对这些问题,我们对分子生物学实验教学采用开放式实验教学方法。

2.1建立实验室开放制度

开放实验室在保证教学大纲对知识掌握要求的前提下,根据自身条件修订单一的、过多的验证性实验为综合性、设计性实验并针对不同专业方向的学生设计出必做、专业限制性选做和任意性选做实验。除必做实验外,不同专业的学生可根据自己的兴趣选择实验项目。鼓励学有余力、善于探索、勇于实践的学生自行选择实验课题,独立或与团队合作进行实验方案的设计,在指导教师对学生自选课题及实验方案方法的可行性进行论证后,学生可向开放性实验室提出预约申请,经批准后,进入实验室在老师的指导下完成实验,从而为学生提供一个实现个人探索性设想和创新理念的科学实践环境和条件。通过这种方式既可以加深学生对所学知识的理解和掌握,又可提高学生的实践应用能力,还能进一步激发学生积极发现和探索问题,从而培养其创新思维和创新意识。

2.2 组织开放式课程教学

分子生物学技术发展迅猛,要求教师熟悉每个领域不太现实。因此,分子生物学实验课程可以选择适当运用开放式课程教学法,即教师由传统的主讲者过渡到课程的组织者。教师只需把握教学内容和进程,选择适当内容委托生物公司或优秀技术人员[2] 完成。首先,将教学内容分解并重新组合,选择适合委托讲授的内容;其次,提前向外聘技术员提供教学大纲,使之明确实验目的,以便及时补充和完善,保证教学质量;第三,加强与生物公司和其他技术人员的交流与合作,确定合适人选。通过开放式课程教学,能拓宽教师和学生的视野,加强学校与社会的联系,使学生更为直观地理解科技产业化,感觉学有所用,提高上课的积极性,从而极大地改善教学质量和教学效果。

总之,开放式教学为学生思考、探索、发现和创新提供了足够的空间,在指导学生主动获取知识、应用知识并解决问题上有别于传统的教学方法。同时对学生的认知水平和主动参与意识要求也很高,因此需要广大教师在教学实践中不断探索才能真正实现开放式教学。

参考文献:

第10篇

关键词:生物化学与分子生物学;教学改革;创新思维

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)13-0082-02

生物化学与分子生物学是医学院校最重要的基础学科之一,生物化学主要阐述活细胞中发生的各项化学过程,分子生物学主要从分子水平上揭示生命现象的奥秘。随着现代医学的发展,生物化学与分子生物学早已渗入到生命科学的各个领域中,成为当代促进整个生命科学发展的前沿学科。其理论和技术越来越多的被应用于疾病的诊断、治疗和预防,已成为医学生步入21世纪医学殿堂的必备条件,是现代医学的“催化剂”。为适应新世纪医学发展的需要,当代高等院校培养出来的医学生,不仅要具备扎实的生物化学与分子生物学的理论知识,而且要具备运用其技术解决医学实际问题的能力和科研创新能力。为此,我们在生物化学与分子生物学教学中,要不断地改革教学方法,努力培养具有创新精神、创新思维以及创新意识的高素质医学人才。

一、以往生物化学与分子生物学教学过程中存在的弊端

我国高等医学教育传统的人才培养模式主要围绕着“以教师为中心,以书本为中心,以课堂为中心”的模式进行知识的传授。随着生物化学与分子生物学的迅猛发展,新技术新手段的层出不穷,以往的教学模式的弊端不断显露出来。①学生缺乏对教学的主动参与性,师生之间缺乏双向交流,为了应付考试不得不死记硬背,不利于学生创新能的培养及素质的提高。②生物化学与分子生物学教学内容多而复杂,名词概念抽象难懂,使得学生对课程感到枯燥无味,甚至产生厌倦心理。③在教学内容上往往过重于教材的讲授,轻视对新的研究热点和前沿知识的补充。虽然教材内容时有更新,但相关领域的最新进展并不能及时涵盖,这不仅造成教师更新知识的动力下降,同时也会使学生丧失了学习生物化学与分子生物学的兴趣。因此,要培养高质量的21世纪医学专门人才,就必须以新的教育思想和教育观念为指导,对这种传统的教学模式进行优化与改革,培养学生的创新思维和实践能力。

二、新型生物化学与生分子生物学的教学策略

(一)丰富理论课教学方法,提高学生学习兴趣

在《生物化学与分子生物学》理论教学中,采取了多种教学方法以及形式多样的教学活动来加强学生对这门课基本理论知识的理解和掌握。

1.采用直观教学的方法,使抽象知识通俗化、形象化。生物化学与分子生物学其研究内容相对抽象复杂,而且知识点较多,传统的教学方式往往使人不易理解和记忆。计算机多媒体技术将文字、图像、声音和动画等融为一体,为学生提供了一个图形并茂、生动逼真的教学环境,使抽象难懂的微观生命过程具体化,增强了教学感染力和教学内容的内在魅力,从而激发了学生的主动性和积极性[1]。如蛋白质合成过程,涉及了氨基酸的激活与转运、翻译的起始、延伸、终止以及翻译产物的加工修饰多个过程,并且有大量辅助因子的参与。单凭口述,学生是很难在心目中留下印象的。而通过动画演示、色彩变化以及声音的配合,原来抽象死板的内容瞬间变得生动形象起来,学生不但容易理解,而且活跃了课堂气氛。

2.建立微信公共平台,延伸教学空间。为了充分利用现代网络资源,我们建立了班级微信群。一方面,老师可以将最新的研究热点和前沿资讯到群里,或是将一些生物化学与分子生物学发生发展过程中的重要事件上传到网上。另一方面,学生也可以通过微信群将自己学习过程中遇到的问题及时反馈给老师,学生之间也可以参与讨论。通过微信群进行师生的互动交流,不仅延伸了课堂教学空间,提高了学生学习生物化学与分子生物学的兴趣和自主性,同时还能使学生及时了解学科的最新进展。

3.引入病例引导型的教学方式。生物化学与分子生物学是临床医学生的一门非常重要的基础课,其理论与临床医学密切相关。但由于该课程涉及面广、内容繁杂、逻辑性强,使得学生在学习过程中常常感到内容抽象枯燥、不易理解。因此,应建立“病例引导型教学”模式[2],将临床实际案例融入到课堂上,由表及里地讲解疾病相关的生物化学与分子生物学机理,这样既生动又具有启发性和实践性,激发学生的思维,让学生早期接触临床,将理论与实践有机结合起来。比如,在讲解维生素这一章节时,可将维生素过量或缺乏时所引起的疾病,夜盲症、佝偻病、脚气病、癞皮病等症状引入课堂中。又如在讲解基因诊断时,可列举临床上常见的多种疾病,如脆性X染色体综合征,肌强直性肌萎缩以及乳腺癌、肺癌等,以此引出检测出这些疾病所用的分子生物学手段,同时讲解最新测序技术的应用。

4.开展以问题为导向的教学方式。培养人的创新能力,最重要的是培养人的创造思维,在创造思维活动中,发散式思维起主导作用。因此,在教学过程中,根据大纲要求及目的,我们会给学生创设一定的问题情景,以激发学生的求知欲,启发学生进行思考[3]。如在讲授蛋白质生物合成时,提问生命是如何将核酸的核苷酸序列的信息变成蛋白质的氨基酸序列信息?密码子为什么是3个核苷酸?又如在讲“物质代谢”前,提问为什么有些人会得“三高”?这样学生为了找出答案,在课前就会积极思考,寻找理论依据。课上抽一至两名学生进行回答,老师对结果进行点评,肯定正确部分,纠正错误部分,最后得出结论。实践证明,开展以问题为中心的启发式和引导式教学,充分发挥了教师为主导、学生为主体的作用,不但加强了学生对基本知识的理解和掌握,而且促进了学生学习的动机。

(二)加强创新性实践教学

生物化学与分子生物学是一门实践性和应用性很强的学科,其中实验教学占了非常重要的地位,学生只有多动手,才能更好地加深对所学知识的理解和掌握,更重要的是在实验过程中,学生的科研思维,综合分析和解决问题的能力才能得到更好的提高。传统的实验教学多为验证性实验,这类实验的原理、步骤、结论等很明确,内容单一,学生只需要在规定的时间内照葫芦画瓢地去做就可以,严重影响了学生的探索精神和潜能的释放。

为了培养学生的创新能力,我们增加了设计性、综合性实验,将单一的实验有机的结合在一起,实现实验内容的系统性和各个相关技术之间的内在联系性。例如,开展分子克隆实验,分别将PCR、酶切、DNA重组、连接转化、基因表达、DNA提取以及琼脂糖电泳鉴定等多项技术串联起来,环环相扣,增加了学生对实验的整体认识。又如,我们让学生检测某未知蛋白的浓度。学生可以通过查阅文献,自主设计实验流程,准备相关的实验物品,进行实验,最后分组对各自的实验原理和实验结果进行讨论分析。在整个过程中,学生处于自主学习状态,学习目的明确,学生的创造性思维较为活跃,从而极大地调动了学生的科研兴趣和创造力。

(三)综合评价考试成绩

考试成绩是评价学生学习情况和教师教学效果的常用手段,也是一种比较有效的评断方式。而传统的考核方式往往只看重卷面上的分数,导致大部分学生考试之前临时抱佛脚,死记硬背,考试过后,所学的知识很快被遗忘。另外由于生物化学与分子生物学实验课隶属于理论课,学科结业仅仅考核理论部分,几乎没有进行实验内容的考核,也使得实验课的设置形同虚设。

为了培养医学生的创新意识和创新能力,我们对本门课程的考核形式进行了改革:闭卷考试(70%)+实验成绩(20%)+课堂表现(10%)。生物化学与分子生物学是从分子水平探讨生命现象本质的一门学科,主要研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节以及基因信息的传递等,涉及内容之广。为了强化和巩固学生对这门课的理论知识的掌握,闭卷考试仍是不可取代的考核方式。其次,注重实验课的考核,对实验考勤、实验预习、实验操作、实验报告以及实验结果进行综合评定。这样一方面督促学生重视实验课,另一方面也有助于学生掌握实验操作技能和实验理论知识。再者,将课堂考勤、课堂预习、课堂回答问题以及对课后作业的完成情况也纳入到最终的成绩内,充分发挥学生学习的主动性。通过以上的测评方式,不仅培养了学生的综合能力,又提高了生物化学与分子生物学的教学质量,符合创新型人才培养的要求。

(四)优化教师队伍

教师是教学改革的主体,作为课程的具体实施者,教师是否具有科学创新意识是实施创新教育的关键。生物化学与分子生物学不仅是医学生最重要的基础课,也是引领当今生命科学的前沿学科。作为本门课程的教师,有责任引导学生注重生物化学与分子生物学的学习,也要借助生物化学与分子生物学的学习培养学生的创新性思维。因此,教师要不断学习,用最新的知识武装自己,紧跟科学发展潮流,同时还要注重自身思想素质的提高,为培养创新型医学人才而努力。

总之,教学改革是一个永无止境的工程,伴随着生物科技的飞速发展,我们要敢于打破教条、挑战权威,将教学改革落到实处,为社会培养更多更优秀的创新型医学人才。

参考文献:

[1]秦宜德.医学院校《生物化学与分子生物学》教学中的科学创新教育[J].安微医药,2013,17(1):175-177.

第11篇

【关键词】医学分子生物学 教学视频 合理运用

【中图分类号】R34 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)31-0092-02

医学分子生物学是高等医学院校本科生和研究生必须学习的一门课程。该课程从分子水平探索正常人体生命活动现象和疾病发生发展规律,介绍医学分子生物学核心实验技术是进行科学研究和开展临床分子诊断必须具备的理论和实验基础。笔者在教学过程中发现通过常规医学分子生物学课程教授的难度较大,学生学习热情不高,课堂气氛不够活跃,学生反映教学内容较抽象、枯燥无味、难以理解掌握相关知识点,而尝试在医学分子生物学的课堂教学中合理运用教学视频,可较好地解决上述问题,使教学质量大为提高,取得较好的成效。

一 医学分子生物学课程中运用教学视频的必要性

1.教学视频可以使抽象的教学内容形象化、通俗化

医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支,致力于从分子水平阐明生物大分子的结构、功能、调控机制及人体各种生理和病理状态的分子机制。由此可见,医学分子生物学的主要研究对象是生物大分子,这些生物大分子物质如核酸、蛋白质等的形态、结构、分子组成等均是肉眼或普通显微镜下不可见的物质。此外,还需要介绍这些生物大分子物质在不同生命现象中的相互作用,作用后所发生的量变或质变。若单纯用文字形容或简单的图片展示,很难让学生产生直观的感受,对于动态变化的过程也难以描述,必然让学生感觉内容空泛、抽象、难理解,学习难度大。影像的优点是可把抽象、晦涩的事物形象化、通俗化,运用教学视频,可以直观形象地展示生物大分子相互作用的基本过程及该过程产生的生理效应,配合教师进一步讲解,课堂上学生反应积极,课堂气氛活跃,学生课后调查表明,对相关知识内容已有较深入的理解和掌握。

2.教学视频可完整展示重要的实验技术过程

医学分子生物学是一门实践性很强的学科,除了要求学生掌握一些基本理论外,还向学生介绍部分分子生物学的常用技术,如核酸分子杂交、RNA干扰、DNA测序、聚合酶链式反应技术等。在课堂讲解这些技术时,没有实际的实验仪器设备,实验的具体过程不好描述,实验过程中生物大分子的微观变化不能展示,仅介绍各种技术的实验步骤难以使学生掌握相关实验技术。通过改进,在介绍基本实验步骤的基础上,播放相关实验技术完整操作过程的教学视频,再现实验场景,虚拟一个实验氛围,使学生对该实验技术有一个直观全面的了解,为他们今后的临床分子检测和科学研究打下一个良好的基础。

3.教学视频是提高学习兴趣、活跃课堂气氛的重要手段

现代教学要求开展以理论为指导的具有多样综合教学模式,并追求和促进个人全面发展的教学。这就要求教师走出“填鸭式”“满堂灌”等单一的教学模式,采取多元化、交互式、生动活泼的教学方法,多媒体教学无疑是现在最为有效、使用最多的教学手段。而视频素材是多媒体最具特色的部分,与静态的文字和图像相比,它更为直观、生动、形象。心理学研究发现对于持续存在的刺激,感觉器官做出的反应会逐渐减弱,较长时间的课堂讲述会使学生学习兴趣减弱,课堂反应下降。在教学过程中适当地穿插图片或视频,特别是与学习内容相关的生动幽默视频,可大大提高学生的学习兴趣,让学生的注意力重新回到课堂上来。

二 医学分子生物学课程中如何合理运用教学视频

在医学分子生物学教学中,视频素材是整个教学链条中的一个重要环节。视频素材不是重复图形、图像、文字或授课人已经讲明的道理,而是通过直观形象、生动的感官刺激,最大限度地发挥学生的潜能,使其在有限的时间里,方位感知更多的信息,提高教学效率,激活学习的内因。合理运用教学视频需要做到以下几点:(1)选取视频素材应紧扣教学内容,如果不与具体的授课内容紧密结合,再华丽的影像、再动听的音乐都将毫无意义。(2)教学视频的素材可以分为两大类:实景拍摄素材、计算机模拟的虚拟影像素材。在具体的运用中,实景素材更为直观形象,主要适用于分子生物学实验技术的教学内容。虚拟影像素材大多比较生动幽默,常用于模拟并介绍生物大分子之间的相互作用及变化。(3)视频素材的时间不宜过长,在介绍基本理论时可选用3~5分钟的简短视频,在介绍完整实验技术和实验操作时,选用视频最好控制在10~15分钟之内。视频播放只是教学的点缀,不能喧宾夺主,应避免上课投机取巧、大量播放视频,教学的主要部分还需要老师的讲解。(4)在上课前应对视频资料进行充分的备课,在播放视频时需要教师对视频内容有全面的把握。时间较长、内容丰富的视频要选择合适的时间点停顿并讲解;无配音解说的视频需要教师在播放的过程中加以解说;部分视频为全英文解说或标注,而学生的专业英语有限时,则需要教师进行合理准确的翻译。

三 问题与展望

在医学分子生物学教学过程中合理运用教学视频可使教学更为形象生动,提高学生的学习激情,活跃课堂气氛,使枯燥抽象的课程变得简单易懂,大幅提高教学质量。但也存在部分问题需要解决和完善,如如何获得更多更好的视频资源,如何将视频资源与有限的课堂教学时间结合起来;如何利用视频资源探索更多更丰富的教学模式和教学方法,在利用或制作视频资源时保障知识产权的合法性等,这些将是医学分子生物学乃至其他课程教学改革中需要长期努力的方向。

参考文献

[1]药立波主编.医学分子生物学(第三版)[M].北京:人民卫生出版社,2010

第12篇

关键词: 高等师范院校 分子生物学 教学改革

分子生物学是高等师范院校在生物学、生命科学、基础医学等学科开设的核心课程之一。本学科理论研究深,前沿性强,不但是生物学研究与教学的基础课,而且广泛应用于生物实验的各个领域。分子生物学主要研究蛋白质、核酸等生物大分子形态、结构及其相关性与变化规律的学科。分子生物学的理论体系演变发展步伐很快,也对高校的教学与科研带来了巨大的挑战。

高等师范院校的教学与一般高校不同,在科学研究与科学教育的同时还肩负着培养教师的任务。因此,各学科在教学过程中,不仅仅要把知识传授给学生,还要让学生掌握研究方法与教学技巧。高等师范院校在教学中更要重视学生知识的传承转向能力的培养。我国很多的高等师范院校都在推行教学改革,在分子生物学教学方面如何联系科学发展的实际应用与理论教学是高等师范学院在分子生物学教学改革方面所要研究的课题。高师院分子生物学教学改革实践要做好以下几点。

1.选好教材,加强专业英语教学

教材是学生学习与教师备课的基本资料,分子生物学在市面上的教材有很多,由于分子生物学的知识涵盖面广,不同的教材编写的侧重点不同。其中赵亚华老师编写的《分子生物学教程》,陈启民等主编的《分子生物学》,朱玉贤等主编的《现代分子生物学技术》在大学比较常见,这些都比较适合本科教育。各种各样的教材要求老师在选择教材时要根据时展特点、师范学校办学风格来综合考虑。很多学校在未经开会探讨的情况下,根据个别人的观点来购买教材,这是不合理的。在选教材方面也不能一味求新,新同学没有专业基础,选择既理论基础深厚,又能反映分子生物学新进展的教材是有效教学的前提。

分子生物学是门基础理论与科技前沿结合紧密的学科,在大学推行双语教学的今天,选择教材也应该搭配一本外文教材。开设一门分子生物的专业英语是必要的。如果师范院校学生的专业英语水平提高了,当走向社会,对提高我国的基础教育水平也有很大的帮助。在外文教材的选择上,各高校一般选择Gkarp的Cell and Molecular Biology,Robert Weaver的Molecular Biology,P.C.Turner的Molecular Biology。教材的选择也要根据学生的实际水平,选择与中文教材近似的外文教材,不能脱离实际,否则不但起不到提高学生专业英语水平的目的,反而会严重挫伤学生的学习积极性。

2.教学大纲的革新

进入了二十一世纪,教学设施已经有了明显的改善,很多学校仍然没有摆脱旧的讲学模式,经常是教师在讲台一味照课本或者讲义讲课,学生拼命地记笔记,有的老师甚至省去了板书。有的学校的多媒体教学设施甚至成了迎接教学评估的形式。这样的现象在高等师范院校更严重。在课程内容安排上,不仅要做到重点突出专业性,而且要与其他课程结合穿插,与生物化学、微生物遗传学、遗传学、基因工程等课程相互渗透、相互联系。在课堂上要把多媒体教学作为主要教学手段,可以制作课件,也可以留下几章让学生自学制作,课件可以在下课后拷贝给学生。这样既可以提高学生的学习积极性,又可以避免学生上课只顾记录笔记,而不注重听课与理解的传统教学弊病。老师在编写课件时还要做好与教育学理论的结合,并配合视频、图片、新闻等形象的、有时代感的元素,与学生互动。比如原核生物和真核生物的染色体结构、原核生物的转录、DNA的复制、蛋白质的合成、基因克隆等,用形象的图片与视频效果要比看教材好得多。

3.加强教师的定期培训

高等师范院校肩负着培养教师的责任,所以师范学校的教师既是老师又是学生。教师在教书育人的同时还要加强自身的学习,不但要学习专业知识,而且要加强教学方法与水平的学习。教学改革在现实层面首先改革的是教师,加强对教师的专业培训,提高政治思想水平,强化对教师的科学管理,这些都是高等师范院校要重视的。分子生物学领域知识更新快,发展迅速,而且分子生物学最突出的科研成果一般都发表在外文期刊上。教师提高英语水平与计算机应用水平,加强随时关注分子生物学领域发展动向的意识,并将本学科相关的新概念、新思路和新成果等内容引入课堂,给学生提供一些能够接受的,难度适中的文献,可以与学生一起开阔视野、一起提高。另外,教师人格与教学风格对学生影响也很大,不但能影响到学生对分子生物学的理解,而且能影响到学生以后的教学风格的成型,注意语言与修养的培养,也是高等师范院校在教学中要注重的。

4.改革教学模式,强化实验教学

在继承传统的教学方式严谨的优点的同时,在课程上到一定阶段,学生对分子生物学有所了解后,在教学方式上可采取课堂讨论等互动教学方式,同时将新知识、新进展作为专题让学生自己研究了解,并作出总结在课堂讨论。互动式教学可以将分子生物学理论细分,让学生分组作深入探讨,以提问回答的形式由老师引导完成学习,彻底改变传统教学模式枯燥的特点。

高等师范院校教学改革是提高教学质量的关键,也是培养优秀教师的前提,不仅体现在分子生物学课程中,而且涵盖了教学的各个方面。不断地改革意味着不断地突破,这样才能培养出符合时代要求的教师。

参考文献:

[1]诸葛强.改进《分子生物学》教学效果的探讨[J].中国农业教育,2004.3:37-38.