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[摘要]分子生物学实验是锻炼本科学生掌握并运用相关实验技术的有效途径,本文就分子生物学实验课程改革及授课方式对学生实践能力的作用进行了分析探讨,教学效果表明改革后的课程体系能更好地提高学生动手及解决实际问题的能力,实践结果可为进一步的课程改革提供研究基础。
[关键词]分子生物学;实验教学改革;实践能力
分子生物学实验是本科生掌握分子生物学相关实验技术的最佳途径,也是培养学生动手能力的主要环节。随着分子生物学的发展,近年来各个高校逐渐重视对学生进行分子生物学实验技能的培训,不断对分子生物学实验进行改革。近几年的实验教学改革一般都是针对实验项目的整合和优化,在满足基础实验技能培训之外,考虑整个实验项目的完整性和联系性,对实验的考核制度进行了完善。北京城市学院王文娟等人提出分子生物学实验课程教学改革,在教学改革中更注重单个实验之间的联系,健全了分子实验的考核制度[1]。2016年浙江农林大学、山东潍坊学院先后对分子实验进行了改革和优化,在实验设计中增加了综合性实验的设计、预习环节及实验的考核环节[2-3]。四川大学在分子生物学实验课改过程中增加了网络课程和虚拟实验室,促进学生提前预习和了解实验内容[4]。淮南师范学院、安徽师范大学、河南城建学院等高校改革原有的基础实验项目,设计完整性实验,涵盖基础实验内容,实验课程集中进行,一方面锻炼学生的基础实验技能,另一方面提高学生运用基础实验技术解决实际问题的能力[5-9]。
本校原有分子生物学实验课程共开设5个大实验,计30学时,其主要目的是带领学生了解分子领域相关的实验仪器设备和经典的实验技术,但经过几个教学循环之后发现学生不能有机地将各个实验技术联系起来,缺乏解决实际问题的能力。因此,教研组通过提出实验目的,设计连续性的实验项目。实验项目以大肠杆菌16SrDNA基因克隆及T-16SrDNA载体构建为目的,包括大肠杆菌基因组提取、大肠杆菌16SrDNA基因克隆及电泳、PCR产物回收及电泳、16SrDNA与T-载体连接及转化、质粒提取及目的基因鉴定。新的实验项目可以锻炼学生基础实验操作技能,包括电泳、PCR、质粒提取及酶切等技术,并增加实验的目的性及关联性。在整个实验项目实践过程中改变了原有的授课模式。学生根据实验目的分组设计实验流程,并自行准备药品及仪器。教师及教辅人员在实验过程中起到辅助作用,对实验设计合理性、药品配置、仪器使用安全性等方面进行把关,具体课程实施流程如图1所示。教师先提出最终的实验目的,并提供给学生相关实验材料,如大肠杆菌基因组、TaqDNA聚合酶、T-载体及相关限制性核酸酶切酶等,由学生分组设计实验整体流程。实验教师针对学生的设计流程提出意见及建议。学生按照实验流程拟定所用的实验方法及操作步骤,实验操作过程中教师辅导并监督各个环节,及时进行考核,具体考核标准包括实验设计是否合理;实验准备工作是否完善;仪器使用及操作是否规范及实验结果等。
2分子生物学实验课程自主实验设计教学改革的效果
2.1提高了学生学习的主动性
此次课程改革通过实验项目的调整增加了实验的目的性,相当于给学生布置了最终任务,增加了学生学习的主动性,使学生自主查找解决问题的技术方法和途径,进一步加深学生对理论知识的理解。通过课前由学生自主设计实验流程,加大了学生实验前预习知识的比重;由学生自主准备药品及相关实验仪器,锻炼了学生准备基础实验工作的能力。
2.2使考核制度更具科学性及合理性
通过实验改革健全考评制度,使其更具科学性及合理性。以往的考核更多地依据实验报告的完成情况、学生出席情况等。实验改革后,考核内容更多地关注过程考核,更能客观地考察学生的能力。
2.3提高学生的学习效率
课程改革后实行小班分组授课,避免了排队等仪器、等药品的情况。通过优化实验室条件,提高了学生的学习效率。
2.4提高教学满意度
经过一轮课程实践之后,对教学效果满意度进行了问卷调查,学生普遍认为课改后的教学方式助于其更好地理解相应的理论知识;97.6%的学生认为由学生参与药品及仪器的准备工作能够更好地理解实验过程;95.3%的学生认为小组设计实验流程有助于学生更好地理解各个实验项目之间的连续性、整体性;100%的学生认为此种教学方式更能帮助学生理解实验技术方法在解决具体问题中的作用。
3结语
教学实践结果及问卷调查结果表明课改后的教学方式更能促进学生提高自主学习的能力、动手实践的能力,有助于培养学生实验设计能力、解决问题的能力。在后续的教学过程中,将继续实施课改后的实验项目及教学方式,进一步发现实验课程存在的问题并不断地加以改进及完善。
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作者:范亚军 郑梅竹 宋相伟 章有知 单位:长春师范大学生命科学学院