分子生物学实验范文第1篇
关键词：生物科学专业；分子生物学实验；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）11-0038-02
21世纪是生命科学的世纪，作为生命科学的重点学科，分子生物学有着举足轻重的作用，而实验教学作为理论教学的重要补充和发展，是培养学生理论与实践相结合、掌握基本技术、提高科学思维能力和独立操作能力的有效方法。高等教育实施素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点，培养学生的科学精神和创新思维习惯，重视培养学生收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题的能力。本文旨在结合当前高等教育改革形势，以及现代生物科学理论与技术的迅速发展，对所开设的分子生物学实验在技术方法水平、培养学生综合素质及创新思维能力、实验考核体系等方面进行改革，使我校生物科学专业分子生物学实验教学更上一个台阶。
一、针对生物科学专业特点完善实验教材
生物科学专业人才培养是发展国家生物高新技术产业的关键，同时与农业、林业、畜牧业、渔业、轻工业和医药卫生的发展密切相关，因此，生物科学专业人才培养质量的好坏，与国家的经济建设密切相关。长期以来，各重点综合性大学对生物科学专业人才的培养，根据培养目标与培养规格，进行了有益探讨，形成了相对合理的人才培养方案。而目前国内出版的分子生物学实验指导教材多侧重于基因重组与蛋白表达方向的实验项目，没有专门针对生物科学专业方向的学生编写的实验教材，不适合在生物科学专业本科生教学中应用。我们通过多年的实践教学并结合生物科学专业特点，结合生物科学专业教学大纲和生物科学技术发展状况，使教材更加符合生物科学专业方向学生的认识和发展规律，又具有新颖性、趣味性和一定的综合难度；同时我们改变传统教材的编写模式，增加新的编写思路，将经典的验证性实验，与代表学科前沿或从生产实际中转化而来的综合性、设计性实验内容结合，从单纯的验证理论转移到加强学生的实践训练上来。使实验背景资料、实验原理、基础技能、实验目标、材料准备等内容更加描述详尽并通俗易懂，更加适合学生阅读并实践。
二、加强分子生物学基本实验技能培训
分子生物学实验是实践性非常强的一门课程，加强分子生物学“基本知识、基本理论、基本技能”方面的能力训练是提高生物科学专业学生综合素质的前提和必要条件。基本实验技能主要是培养学生正确规范扎实的实验技能、严谨科学的实验态度和良好的实验习惯。因此我们针对生物科学专业的学生开设了分子生物学基础实验技能实验，将微量可调移液枪的使用，PCR仪的使用，电泳槽的使用，高速离心机的使用，LB基础培养基的配制、植物基因组DNA的提取、PCR反应程序的设置及PCR反应的运行、琼脂糖凝胶的制备、加样、电泳以及凝胶成像、结果观察等基础技能编写到学生实验课教材中，图文并茂地详细阐述操作方法、操作步骤、技能要点、仪器设备等，此外组织录制实验操作演示录像，制作多媒体实验课件等作为教材的辅助材料。专门设置基础技能开放训练室，配制必要的实验仪器和药品，全天开放，学生可以利用业余时间练习，并且安排专门时间对学生进行基础实验技能考核。结合分子生物学课程体系的总体规划和目标，创建了一个以科研探索为主体的开放性实验教学平台。以学生实验小组的形式开展灵活多样的业余科研活动。首先制定切实可行开放性实验计划，由学生以小组的形式在老师指导下查阅资料、设计实验方案。在此基础上，进行实验项目的汇总，然后准备开放内容及相关实验项目，择优进行多层次的学生研究性和探索性实验。优化整合分子生物学基本实验技术，要求学生完成药品准备、培养基制备等过程，让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点，做到充分让学生自己动手、自己观察、自己讨论、自己总结，加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性，而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力，有利于学生个性的发展和素质的提高。此外，指导老师课前认真备课，做好预备实验，明确每个实验的重点和难点，对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解，对关键技术环节和操作要进行示范，使学生做到规范操作，达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。
三、结合生物科学专业特点优化实验教学方法
目前分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的，学生按照实验指导书按部就班地操作，实验报告按固定格式填写。使学生的能力培养受到限制，因此我们在教学方法方面进行了改革。每次实验前要求学生进行预习，了解实验要求、步骤等。在实验前我们对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行提问。并且把回答问题的情况记下来，以便以后给成绩时作参考。实验前进行30分钟左右的讲解，主要解释实验中出现的关键概念，使学生更加明确实验目的。同时利用实验间隙对个别同学进行单独辅导，尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。每次实验前，集中讲解实验原理，把本质问题讲解透彻，同时分析实验步骤，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”。这样不但调动了学生的学习主动性，还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解，用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解，做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题，减少每组开课人数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。
四、针对生物科学专业，完善实验考核体系
目前我校分子生物学实验还没有纳入单独考核范围内，在实验项目分类、教学内容、考核方式以及成绩划分等环节上缺乏整体布局设计，制约了实验教学内容的整合，影响考核体系的建立。实验教学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生物科学专业本科生的素质，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。以“公平、公正”为原则，不断探索和完善实验考核体系。针对生物科学专业特点我们建立了一套较为科学合理、客观公正的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂成绩、实验报告成绩的考核标准；对实验考试制定了操作考试题目的出题思路和笔试各题型的适用范围，给出了考核体系的实施，增强了教师的责任感，激发了学生的学习热情，调动了学生学习的积极性，提高了实验教学质量。过去，学生只要来实验室做实验，实验成绩就通过了。这样做显然是很片面的，很难调动学生的积极性。针对这种情况我们改革了考核办法。评定考核成绩（占40%），书写实验报告成绩（占40%），实验前的预习、提问的成绩（占10%），在实验考试中学生的独立操作能力和熟练程度（占10%），综合以上几个方面客观地评定成绩。由于成绩评定过程比较客观，减少了教师的主观随意性，学生感到公平、合理。近3年来，我们进行的一系列的实验教学改革，取得了一定的成绩。我们对学生进行了问卷调查，调查结果显示，95%以上的学生欢迎和支持实验教学改革，并对以后的教学改革提出了宝贵的建议。
参考文献：
[1]杨清玲，陈昌杰，等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2007，（01）.
[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，2006，5（6）.
[3]冯尚国，王慧中.分子生物学实验教学改革初探[J].科技资迅，2010，（17）.
分子生物学实验范文第2篇
关键词：分子生物学实验；工科院校；教学
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0189-02
分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。随着分子生物学新理论和技术的大量出现，其应用已渗透到生命科学的各个领域，不再是神秘、难以操作的实验技术，而成为生命科学相关教学和科研过程中的一项基础技术。例如，许多本科课程教学中以及毕业论文实验过程中都涉及分子生物学技术，同时，工业上进行菌株选育工作，也多采用了分子生物学技术，并已形成了一种发展趋势。因此，开设本科分子生物学实验课程，让学生掌握基础分子生物学操作，培养学生分析问题和解决实际问题的能力，可促使学生在毕业论文环节快速开展实验并获得结果，对于完成本科阶段学习具有重要作用，也为学生在毕业后快速投入和开展有关的科研和实际生产工作打下坚实的基础。
工科院校的培养目标就是为社会和工程应用培养工程师，培养具有坚实的基础知识和较强应用能力的人才。针对这一培养目标并结合发酵工程学科专业特色，在实际教学中不但要让学生充分理解实验的原理，对其实验操作的技术能力也提出较高的要求，同时还需要培养学生分析和解决实际应用问题的能力，以应用于未来科研和生产工作中。本文结合实际教学经历，浅谈对工科学校分子生物学实验课教学改革的探索。
一、改进教学组织方式，提高教学效率
（一）培养学生自学能力，提高课堂效率
在以往的实验课上，学生等、靠、要的思想严重泛滥，一切都等着老师传授，一旦离开老师就不知所措，不能形成良好的自学能力。针对这一问题，并根据分子生物学实验的特点，我们将实验集中安排在一段时间内完成。制定了详细的时间表，并注明每天实验的操作内容，让学生充分了解每节课要进行的内容，形成连贯的思路。同时，将详细的讲义提前发给学生，督促学生进行充分的预习，查阅有关文献资料，了解最新研究进展。在课堂上通过提问和分析式的讲解让学生理解每步操作的原理和目的。这样可激发学生的研究兴趣，不仅知道应该怎样去操作实验，还可以达到知其所以然的目的。对于不理解的知识，也可以在课堂上询问老师，问题的解决可以激发学生的兴趣，变被动学习为主动学习，形成良性循环，这不仅可提高课堂效率，还有助于培养学生形成良好的学习习惯。在课程完成后，有兴趣的同学还可在课余时间加入研究室的课题研究中，巩固实验操作能力，让抽象的理论变为可见的事物，培养学生的科研精神，丰富学生的课余生活，尤其是对于参加各种本科生科技竞赛活动的同学有极大的帮助，同时也可辅助研究生的研究，减轻研究生的工作负担。
（二）对必要操作进行演示
由于多数同学完全没有接触过分子生物学实验，实验的操作步骤又较为烦琐，难免操作失误，使后续实验受阻。而上课的时间有限，几乎没有重复操作的可能性。因此，需要对必要的操作步骤进行演示，让学生由抽象的想象转变为具体认识，减少了学生实验操作出错的概率。
（三）尽量增加每位同学的操作机会
由于分子生物学实验试剂通常较昂贵，以往实验常以小组为单位进行，不能充分锻炼学生的动手能力，也为那些有偷懒思想的同学提供了置身于实验之外的机会。我们在实验条件容许的情况下，尽量增加每个同学的动手机会，将以小组为单位进行的实验改为每人一次的实验。例如，让每个同学都进行PCR操作，并亲自将自己扩增的PCR产物加入琼脂糖凝胶中，使他们能够充分体会到分子生物学实验操作是微量的，需要准、稳。然后，从琼脂糖凝胶电泳中确定扩增出目的DN段的PCR样品，用以进行下一步实验。这样，不但可以提高同学参与实验的热情和兴趣，而且可以避免以小组为单位实验时操作失败导致后续实验受影响的现象。
二、改进课堂讲授方式，培养工科学生分析和解决问题能力
（一）培养学生分析和解决实际问题的能力
分子生物学是一项精巧的技术，其发展速度快，大量新技术不断涌现，而课堂上时间有限，仅能实践学习一些基础的分子生物学实验技术。在这有限的过程中，让学生形成分析问题和解决问题的能力，以应用于未来的科研或者生产过程中，这对于学生的发展更有长足发展意义。分子生物学实验操作需要“心灵手巧”。“心灵手巧”则可一次操作成功，否则多次重复操作仍不能获得理想结果。所谓“心灵”是指学生需要充分理解实验原理，掌握操作注意事项。例如，让学生懂得分子生物学操作要注意避免环境以及人所携带的酶类对操作对象（如DNA、RNA）的降解作用；同时，实验过程中用到的试剂极为微量，多一点、少一点可能就导致成倍数的误差。这不仅可避免他们课堂上实验的失败，在未来进行其他实验时还可以事先设想出操作的注意事项，形成分析问题的习惯和能力。即使在不能获得理想实验结果时，引导其分析实验操作过程失误的原因，提出改进的办法，可培养他们独立思考和解决问题的能力。这正可达到“授人以鱼，不如授人以渔”的效果。所谓“手巧”则要求学生有较高的动手能力。我们将操作要领总结成口诀的形式，并对口诀进行详细的解释。例如，在进行感受态细胞制备的实验中，用“冷”、“轻”两个字概括其操作的要领，也就是所有操作尽量在冰上进行，并轻柔操作防止这种处于脆弱状态的细胞破碎，以充分保证细胞的活性。这样既容易让学生理解，又方便他们记忆。此外，第一次操作过程难免出现各种问题，鼓励学生多加练习，熟能生巧，在实践中掌握真知。这对于培养同学的耐心和毅力，在未来胜任更为复杂的工作同样重要。
（二）培养学生具有“量”的工程概念
工科学校有为企业提供工程人才的义务。工业上追求高产量、高转化率、高生产速率，利用分子生物学改造生物体，也是为了追求这三高。因此，我们在教学过程中应为学生灌输“量”的概念。例如，让学生懂得所获得的重组酶，酶活越高越有应用价值，而所应用的底物价格越低越有利于工业应用。此外，让同学懂得生命体是复杂的，在不同环境下表现出的性能也不一样，经过实验摸索可获得一个最优的实验条件，从而将产量提高。进一步通过提问和布置课后思考题的方式，引导学生利用已学知识并通过查阅文献，设计、改进实验方案，展望未来可进行研究的方向，这也有助于学生在未来快速适应企业科研、生产等工作。
三、改进考核机制，综合评价学习效果
以往教学多以实验报告形式进行实验课的考核，但往往发现多份同一版本的实验报告。这些抄袭别人实验报告的同学显然不能完全掌握实验内容。另一方面，有的同学实验报告写的非常仔细、全面，但实验操作过程并不理想。因此，仅凭实验报告的质量不能够综合评价同学对实验的掌握程度。
针对上述问题，我们对实验考核机制进行了改进，增加以下考核方式：首先，在课堂上进行提问，考察学生的预习情况和对以往知识的掌握情况，并进行评分。其次，实验过程中为每个学生对操作注意事项的理解程度、操作的熟练程度以及获得结果的好坏程度进行评分，避免了不动手、靠同组同学做实验的现象，提高了学生实验的积极性。再次，对实验报告中实验数据处理、分析清晰以及对思考题讨论详尽、有创新思路的同学给予加分。促使学生通过查阅资料解决问题，增强其学习主动性和分析问题的能力，也可减少实验报告抄袭的现象。
总之，通过分子生物学实验的教学过程，引导、鼓励学生通过网络资源、图书馆资源进行扩展学习，促进学生开阔思路，形成创新性思维，形成连贯、有序的研究思路。同时，引导学生形成产量意识和工业化的思维方式，对其今后在科研和工程领域的发展都有帮助。
参考文献：
[1]李小洁，唐Z，童淑芬.本科生分子生物学实验教改中存在的问题及对策[J].科技信息，2011，（9）：188.
[2]何华纲，朱姗颖，王勇，段玉清.生物技术专业分子生物学实验教学改革初探[J].中国校外教育，2011，（10）.
[3]陈启龙，杨和建.分子生物学实验教学的探讨[J].黄山学院学报，2009，（3）：136-138.
[4]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.
[5]高利臣，肖璐，冯涛.分子生物学实验教学改革的几点思考[J].实验室研究与探索，2010，（4）：99-102.
[6]田生礼，宋国丽，李辉，张建华.分子生物学实验教学模式的多样性探索[J].教育教学论坛，2011，（15）：221-222.
[7]陈佩林.分子生物学实验教学内容及技术研究[J].畜牧与饲料科学，2011，（2）：38.
[8]张淑平，李英姿，张荣庆.分子生物学实验课教学实践与体会[J].中国大学教学，2006，（1）：49-50.
[9]吴燕，杨毅，杨艳燕，王万贤.从生物学实验教学看学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索，2005，（02）.
分子生物学实验范文第3篇
摘 要：分子生物学是生物技术专业的必修课，分子生物学实验课是将理论转化为实践的桥梁，而实验准备是这座桥的支柱， 做好充分的实验准备是上好实验课的前提。该文从如何做好实验准备进行思考，有望为教学质量的提高提供更好的参考。
关键词：生物技术专业 分子生物学 实验准备
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0223-02
分子生物W是一门理论与技术并重的学科，特别是对于生物技术专业的学生来说。在分子生物学教学中实验教学占有举足轻重的地位[1]，学生每次实验能否成功，以及对相关知识的掌握程度，主要与课堂教与学有关，但实验准备也是一个重要影响的因素。我们在多年从事《分子生物学实验》的准备过程中逐步认识到实验准备的重要性，做好实验准备工作，这对提升教学质量和提高学生的创新意识和学习主动性具有重要作用[2]。笔者站在教辅工作者的位置上，对如何做好实验准备也有一些自己的看法和理解。
1 分子生物学实验准备的重要性
充分的实验准备是实验能够顺利高效进行的保障，通过预实验能够提前发现问题，对实验设计方案进行改进和调整，同时，让学生参与预实验，有利于调动学生的积极性，增强学生对理论知识的掌握，提升学生的操作能力，使他们养成良好的科研态度和习惯。实验准备不仅让学生受益，相关教师也能在此过程中站在学生的角度思考实验，从而提升教学水平，提高教学质量。
2 怎样做好分子生物学实验准备工作
实验材料的准备是否充分与完善，直接影响到实验的进程和效果[3]；而详细周全的实验计划能确保实验顺利高效的进行；认真做好预实验可以保证实验材料准备充分及实验方案的可行性；良好的实验室环境和秩序也是实验得以顺利开展的保障；实验准备教师能够熟练掌握相关操作技术，提升自身理论水平和业务能力对实验教学质量的提升也具有重要作用。
2.1 实验材料的准备
分子生物学实验材料的准备工作中，制定详细周密的计划是十分必要的。根据实验内容计划，实验材料应提前清点，如有缺少应及时补充齐全，实验仪器如有损坏应及时维修或购置。根据分子生物学实验的连贯性特点，准备材料的品种和数量要保证整个实验流程所需，例如质粒DNA的提取与鉴定、质粒DNA的转化、质粒DNA的酶切等，对于这些实验必须做好每一步实验的准备工作，否则将影响整个实验的结果。有些物品需要提前几天准备，切不可按常规的只在实验前1 d准备，否则影响整个实验进程。除了一些药品和耗材以外，对于一些有特殊要求的实验材料，包括培养基的制备（LB培养基）、高压灭菌、玻璃器皿的清洗等，应该严格按照要求准备。
2.2 预实验模拟学生实验过程
生物技术专业学生要求理论与实践并重，在学好理论课的基础上，对实验课的要求也提高，让学生参与预实验有利于培养学生的独立操作能力和实践能力。学生刚接触分子生物学的实验时，常常出现一些失误，主要表现为样品取错、样品混淆、样品意外丢失、加错试剂、实验顺序颠倒、看错实验条件等等。因此，认真严格地做好预实验，是提高实验教学质量的保障，学生参与预实验不仅能够降低学生实验的盲从性，而且学生可以提前发现问题，对正式的实验能够得心应手。实验员也可以通过预实验对实验准备的试剂药品用量进行提前评估，对实验仪器设备进行调试，在预实验中发现的问题，可以及时反馈给任课教师，从而在课堂中对学生进行有针对性的指导，实现高质量高效率的教学。
2.3 加强实验室管理工作
实验能顺利高效进行的基本保障是良好的实验室环境和秩序[4]。因此，我们应该从以下几个方面做好工作。
保障实验室安全。包括生物安全、药品安全和操作规程的安全。对人体有害的菌种、细胞、挥发性药品应妥善保存，学生实验过程中戴手套口罩防护，避免进入口腔鼻腔，应向学生交代清楚有毒有害试剂及特殊试剂的保管和处理原则，避免实验过程中打翻药品等事件的发生。
管理实验材料。确保实验正常开展，实验材料需要及时补给和更新，实验员应列出详细实验材料清单，课前和课后让每组同学按清单一一清点，确保材料齐全，不影响下次实验。让学生参与管理，不仅可以减轻实验员的工作量，提高工作效率，而且可以增强学生的责任感和对实验更清晰的认识。如有实验过程中损坏的材料，正常损毁的登记好补齐；由于学生操作不当或故意损毁的，登记入册要求学生照价赔偿。
维护实验仪器。实验员做好仪器使用辅导工作，避免因学生盲目操作而造成的仪器损害。若仪器出现故障，应及时请专业维修人员进行检修，不能让学生强行进行操作。实验结束后实验员记录仪器使用情况，对相关仪器进行维护。
规范要求学生。实验前，要求学生了解实验室管理规范，必须对实验的目的、原理、方法、预期结果有明确的认识，认识本次实验所涉及的药品特性，特别是对人体有害、易燃易爆易挥发特殊保存的药品，熟知仪器的操作规范；实验过程中，要求学生认真实验，规范操作，如实记录；实验结束后，要求学生恢复台面、地面的整洁卫生，安排专门的值日生负责实验教室的卫生。
2.4 提高自身专业素质
随着实验课程占据越来越重要的位置，实验员既是技术人员，又是管理员同时也是实验教学教师之一，做好实验员的工作至关重要，应从以下几个方面提升自身的专业素质。
锤炼精湛的实验技术。实验员的基本工作是进行实验前的物品准备和预实验，实验中的技术辅助指导，实验后的清洗整理以及日常仪器设备的维护等管理工作[5]。实验员想要更好地完成工作，就需在储备一定理论知识的前提下，重点抓实验技能，而技能的提高不是一日之功，需要经过刻苦训练反复实践。可以通过参加仪器设备的培训，到兄弟院校参观学习，开展实验室内部的互教互学等这一系列的措施，掌握多门专业实验操作技术，使实验技术人员的专业素质得到显著提高。
培养良好的组织管理能力。实验室管理是高校实验室建设的重要组成部分，实验室的日常管理是实验技术人员的一项主要任务[5]。它包括实验室安全管理、实验材料仪器的管理及对实验教师和学生的组织协调管理。这就要求实验员掌握现代科学管理知识，按照科学管理原则，强化实验室的科学管理[6]。实验室管理水平的提升对于提高仪器设备利用率，提高教学质量，培养合格人才等具有重要作用。
适量进行教学和科研工作。实验员的工作范围不仅仅是实验准备，同时还兼有实验教师和科学研究人员之职。实验员利用自身得天独厚的条件，在教学上，向任课教师学习并承担一部分教学工作，在科研上，利用现有实验室优越的条件进行科学研究，包括实验条件和实验技术的优化研究，立足于本门学科的基础探索，带领学生完成创新性实验及毕业论文设计等。实验技术人员通过多方面的培养锻炼，努力成为综合素质高的综合性人才。
3 结语
通过实验技术人员精心的课前准备、课中指导、课后管理的一整套实验教学服务体系，相信本校的生物技术专业的本科生能够在实验中积极思考，增强动手能力，成为综合素质强、有创新精神的生物技术高级人才。
参考文献
[1] 杜婕，徐国强，赵运英，等.分子生物学实验课程的教学改革与实践[J].广东化工，2016（5）：194-195.
[2] 陈林，肖国生，汪开拓，等.高校生物化学实验准备工作重要性探讨[J].实验科学与技术，2013（6）：104-106，161.
[3] 胡翠英，陈宏伟，顾华杰.完善分子生物学实验准备工作以提高教学质量[J].实验室科学，2015（2）：89-90，93.
[4] 吴锋，杨晓华，郑建武，等.如何做好研究生细胞分子生物学实验准备工作[J].西北医学教育，2010（6）：1183-1185.
分子生物学实验范文第4篇
关键词 研究生；分子生物学；实验教学；教学改革；师范院校
中图分类号 G40-056 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）22-0336-01
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一门科学[1]。自20世纪50年代以来，分子生物学已发展成为当前生命科学发展的主流，是目前最具潜力、最迅速的生命学科之一，成为研究生物学及相关科学的一个有力工具[2-3]。加强分子生物学实验教学，不仅有利于培养学生掌握分子生物学的理论基础知识和实验操作技能，而且有利于培养学生形成正确的科学研究素养和创造思维精神，让学生更好地进入科学研究领域[4]。
1 面临的问题
师范院校研究生的分子生物学基础较为薄弱，学生大部分来源于省市级师范院校，“985”和“211”高校生源较少。师范类院校本科教育以培养中学教师为目的，更注重培养学生的理论知识，对学生的实验动手能力、创造性思维能力、科研素养等重视不够。同时，所读本科师范院校为省市级院校，学校师资、实验条件、资金等条件一般，较难进行系统规范的分子生物学实验教学。
当前师范院校硕士研究生培养时间为3年，学生进校第1年要进行文化课程学习，第3年要提前写毕业论文，做科研的时间相对较短。分子生物学是一门实践操作性很强的课程，大部分研究生的课题研究都需要用到。如何在较短的时间里提高学生的分子生物学理论知识水平，培养学生扎实的实验操作能力，增强分子生物学的科研素养，让学生更好地进入科学研究领域是分子生物学实验教学面临的最主要问题。
2 改革的主要内容
2.1 师资队伍
师资队伍是分子生物学实验教学首要环节。教师必须具备较强的科研素养，具有较长的分子生物学研究经历及不断获取国际先进技术和经验的能力。由于分子生物学的特殊性，教师最好具有在国外较有影响的分子生物学实验室学习工作的经历；同时，要承担有国家、省部级的科研课题。做为师范院校的学生，实验操作能力的提高是目前最为迫切的任务。分子生物学实验是非常细致的操作，因此具有较好的操作技能、未离开科研实验工作第一线的老师的实验演示对学生实验技能的掌握具有重要作用。同时，兴趣是最好的老师，教师对科研工作特别是对分子生物学的精到理解，对学生科研兴趣的培养尤为重要。具有较高造诣的分子生物学专任教师任教，有利于培养学生形成正确的科研精神和创新思维。要加大师资队伍建设，要让优秀的分子生物学专业且仍在科研实验工作第一线的教师投入到分子生物学实验教学的工作中。
2.2 实验平台
实验平台是分子生物学实验教学的重要保障。分子生物学实验要用到较多大型的实验仪器，如PCR仪、分光光度计、冷冻高速离心机、凝胶成像系统等，需要投入大量的资金购买必备的实验仪器。另外，分子生物学实验对实验场地的要求较高，为保证教学效果，每位学生基本要做到每人独立实验。因此，在加强实验平台的建设上，要加大资金投入，建立独立专门的研究生分子生物学实验室；要让实验仪器公开化、常态化，提高实验仪器的使用率；要让每一个学生都有足够的机会操作实验仪器，让每个学生都能熟练掌握常用的分子生物学实验仪器。
2.3 教材教学
教材教学是分子生物学实验教学的核心内容。师范院校研究生的生源不一，分子生物学基础差异较大，学生在研究生期间开展的课题对分子生物学掌握程度的要求又一样。因此，教材教学显得尤为重要。
2.3.1 科学研究与实验教学相结合。打破传统的固定化的教学模式，更新陈旧的教学内容，把科研素质培养放在实验教学的第一位。教师要把科学研究的思维灌注于整个分子生物学实验教学过程中，适时将任课老师的科研项目引入到实验课程中来。研究生进入学校后，都会较早地了解自己在研究生阶段即将开展的课题的大致方向，因此要把实验教学与科研项目和研究生各自的课题联系起来。教师要以科学研究的指导思想来引领和统筹开展实验教学。
2.3.2 教材讲授与专题讲座相结合。在教学内容上，教材讲授与新进展专题讲座相结合，注重科学研究的新发展，要适时邀请相关领域较有造诣的教授就某些专题进行报告。分子生物学是一门发展中的学科，注重科学研究的前沿讲授，让学生及时了解分子生物学的最新发展尤为重要。专题讲座有利于拓宽学生的科研视野，提高学生的科研思维能力，增强学生的科研素养，培养学生的科研兴趣，让学生及早由本科生的教材学习向研究生的科学研究过渡。
2.3.3 基础实验与研究实验相结合。基础实验包括质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳、酶切鉴定、PCR技术、DNA的纯化、载体的构建、感受态细胞的制备、细胞转化、重组子鉴定、RNA提取等常规分子生物学实验。同时，让学生根据自己的课题科研需要，自主查阅资料设计实验，利用基础实验的常规技术进行研究实验。在实验过程中，任课老师可以定期组织学生汇报，也可附以邮件等方式及时解决实验问题。研究实验以上交毕业论文的形式进行考核，学生均要按照课题研究背景、研究目标、研究意义、实验方法、实验结果、分析讨论进行撰写论文，同时以小型答辩的形式让学生进行汇报，让学生参与讨论相互学习。基础实验培养学生的基本操作能力，研究实验提高学生运用分子生物学技术进行科学研究的能力和学生的科研创造力。
3 结语
分子生物学是研究生课程教学中一门重要而又相对难学的课程。随着分子生物学在生命科学领域的应用不断深入，分子生物学实验技能的熟练掌握、运用分子生物学技术的能力对学生科学研究越来越重要。只有通过分子生物学实验教学的不断改革，才能迅速提高学生的分子生物学实验操作能力、有效增强学生的科研素质，为研究生科学研究工作的迅速开展奠定基础。
4 参考文献
[1] 郑用琏.基础分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2] 陈启龙，杨和建.分子生物学实验教学的探讨[J].黄山学院学报，2009，11（3）：136-138.
分子生物学实验范文第5篇
关键词：分子生物学；基础医学专业；教学改革
1前期分子生物学实验课程存在的问题
1．1课程内容落后，实验设备陈旧
前期的分子生物学实验课程包括：凝胶层析法测定溴酚蓝Kav值、DNA提取、PCR技术、SDS－PAGE测定蛋白质分子量。除了DNA提取及PCR技术，其余两个实验在科研工作中的应用极少，不能很好地发挥联系课堂学习和科学研究的作用。另外，前期的教学实验设备比较陈旧，如传统的紫外可见分光光度计、国产垂直电泳槽等，操作复杂，性能落后，与目前更新换代极快的科研实验设备严重脱节，极大降低了实验课程的应用性，也削弱了学生学习和操作的积极性。
1．2课程设置缺乏连贯性和系统性
前期开设的分子生物学实验课程，通过一个个独立的实验演示分子生物学的基本原理和技术。这种实验策略虽然可以使学生很好地掌握独立的实验技术，但实验课程缺乏系统性和连贯性。学生虽然掌握了单个的实验方法，却不能理解每个实验技术之间的相互联系，不利于培养科研思维以及创新能力［4］。另外，当前分子生物学实验课程主要涉及DNA及蛋白质的相关操作，而缺乏RNA相关实验，整个实验体系不完整，使学生不能全面掌握分子生物学相关实验技术。
1．3教学方式死板，不利于调动学生的积极性
以往的实验教学往往重视实验操作的训练，而脱离了理论知识的讲解，使学生知其然而不知其所以然，无法调动学生的学习兴趣。而且实验教学与科研工作脱节，只注重讲解单个实验的相关知识，不注重相关技术的应用和延伸。而基础医学专业旨在培养具有从事基础医学教育和科学研究能力的拔尖人才，旧的教学模式不利于提高学生的科学素养［5］。学生进入科研实验室后还需要重新进行系统的培训。
2分子生物学实验课程的教学改革
2．1实验课程内容的更新
改革后，分子生物学实验课程包括：细胞传代培养及脂质体法转染（4学时）、细胞蛋白提取及BCA法测定浓度（4学时）、酚／氯仿／异戊醇法抽提基因组DNA及鉴定（4学时）、TRizol法提取总RNA及鉴定（4学时）、PCR技术（4学时）、蛋白免疫印迹技术（8学时），共28学时。更新后的课程内容涵盖了细胞、DNA、RNA及蛋白质相关的基本实验，丰富了实验内容，完善了实验教学体系，也是学生将来步入实验室后必备和常用的实验技能。实验顺序的安排符合科研工作中的实际情况。例如培养及转染后的细胞，用来提取蛋白、DNA及RNA，提取的蛋白是后续蛋白免疫印迹实验的样品，提取的DNA可以用做PCR实验的模板。通过连续的实验教学过程，让学生了解不同实验课程之间的紧密联系，增加了学生对实验课程的兴趣及自主意识，使学生对各个实验技术在科研工作中的运用有更深入的理解［6］。
2．2实验教学仪器设备的升级
在学院的大力支持下，本学系对实验室进行了改造升级，实验仪器也进行了更新换代。分子生物学实验室新建了细胞培养间，细胞培养间包含了缓冲间及无菌操作间，无菌操作间配备有通风净化系统和紫外消毒装置，可以保证操作间的无菌操作。细胞间还配备了生物安全柜、恒温CO2培养箱、倒置显微镜、荧光倒置显微镜、离心机、水浴箱、普通冰箱、液氮罐等，可以保证细胞培养实验的正常进行。蛋白免疫印迹系统进行了更新。过去使用的国产电泳槽操作复杂，还经常渗漏，延长了制胶的时间。本学期升级为伯乐电泳系统，操作方便，节省时间。另外，实验室还添置了化学发光仪，用于ECL显色检测，省去了在暗室用显影液、定影液进行显色检测，既绿色环保，又节省了空间和试剂耗材的消费。
2．3教学模式的改进
通过本次教学改革，将实验教学与科研工作紧密连接。在新的分子生物学实验教学过程中，要求教师不但要进行实验原理及操作过程的讲解，还要重视相关实验技术的延伸及应用，从而丰富学生的理论知识，开阔科研思路［7］。例如细胞转染技术，除了要求学生掌握脂质体转染的方法，还要求介绍磷酸钙转染法、慢病毒转染法、PEI转染法等科研工作中常用到的转染方法，并让学生掌握面对不同细胞如何选择合适的转染方法；蛋白的提取及浓度测定，除了BCA法，还介绍folin－酚试剂法及考马斯亮蓝法，并要求学生比较不同方法的优缺点；DNA、RNA的提取方法也不局限于教学大纲，并且要注重相关应用的介绍，如DNA的提取是SNP、ChIP、Southernblot、测序等实验的基础，高质量的RNA是后续Northern、体外翻译实验、RT－PCR、cDNA文库建立等实验的前提。PCR实验除了常规的实验方法，还要让学生学习利用数据库进行基因序列的查找、利用引物设计软件对目的基因进行引物设计、同源性对比及分析等，还要求给学生介绍RT－PCR、巢式PCR、荧光定量PCR、原位PCR等，开阔学生视野［8］。改革后的分子生物学实验课程主要是面对基础医学专业的学生，培养学生的科研创新能力尤为重要，因此，在教学过程中要积极调动学生的主观能动性。让学生充分利用本学系已建实验教学平台，在课前进行实验理论的学习及实验录像的观看［9］；课上采用引导式、讨论式教学，增加教师与学生的互动，鼓励学生自主设计实验，分析实验中的问题［10］。实验结束后，通过与老师讨论，总结实验成功的经验和收获，分析实验失败的问题和教训，并将讨论结果体现在实验报告中，从而有助于提升学生发现问题和解决问题的能力，为从事科研工作打下基础。
3教改后仍存在的问题及拟解决方案
通过本次实验课程的改革，虽然增加了课程的连贯性、综合性、完整性、科学性，但是仍然存在部分问题亟待解决。实际的科研工作中，许多实验的进行需要时间上的连续性，例如细胞的转染需要在传代的24h后；利用蛋白免疫印迹实验检测转染的外源基因的表达水平，需要在转染后的24－48h后；DNA、RNA的提取也需要提前培养好细胞等。而实际教学过程中，由于课时的限制，许多实验需要由负责实验准备的老师提前进行操作，实验才能顺利串联起来。例如细胞的培养及转染，需要实验老师提前准备好分别用于传代及转染的细胞，DNA、RNA及蛋白的提取也需要实验老师在课前分别准备相应的细胞。这样一方面使学生失去了系统锻炼的机会，增加了实验老师的工作量，另一方面，造成了试剂和耗材的浪费。为了解决这一问题，我们拟进行实验室的开放［11，12］。学生通过自主预习及与老师讨论，确定实验方案，然后通过网上预约平台，于课下时间预约使用实验室，做好正式实验课的准备工作［13，14］。另外，实际科研工作中，实验试剂、耗材的准备是由实验人员亲自准备。而目前的分子生物学实验课程还是沿袭前期实验课程的习惯，由实验准备老师于课前准备好所有试剂耗材，这样不利于培养学生良好的实验习惯及严谨的科研思维。而让学生自己进行实验准备，在操作层面也不现实。因此，我们拟通过建立虚拟仿真实验课程，一方面可以让学生接触一些时间、空间、经费、操作受限的实验，另一方面，学生可以进行实验的预习、实验准备及实验操作模拟练习。虚拟仿真与实际操作相结合，对于学生全面、系统的学习具有重要帮助［15，16］。