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      研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

      2016-04-13 11:33:58李雅麗趙秀娟鞏東輝趙宏宇王晶妍
      關(guān)鍵詞:分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課研究生

      李雅麗, 趙秀娟, 鞏東輝, 趙宏宇, 王晶妍

      (內(nèi)蒙古科技大學(xué) 數(shù)理與生物工程學(xué)院, 內(nèi)蒙古 包頭 014010)

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      研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

      李雅麗, 趙秀娟, 鞏東輝, 趙宏宇, 王晶妍

      (內(nèi)蒙古科技大學(xué) 數(shù)理與生物工程學(xué)院, 內(nèi)蒙古 包頭014010)

      實(shí)踐能力是研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)生物學(xué)科研究生科研思維和動(dòng)手能力的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該文主要介紹內(nèi)蒙古科技大學(xué)生物學(xué)科研究生學(xué)位課“研究生現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)思路與改革實(shí)踐,就實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施過(guò)程、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的組建,以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)等幾方面進(jìn)行了陳述與討論,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、建設(shè)高素質(zhì)的研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍開辟了有效的途徑。

      研究生培養(yǎng); 分子生物學(xué); 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

      分子生物學(xué)是從分子水平上研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué),是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并與其他學(xué)科交叉滲透最廣泛的前沿學(xué)科之一。進(jìn)入21世紀(jì),分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法已經(jīng)應(yīng)用到了生物學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的研究中[1]。研究生教育是培養(yǎng)具有科學(xué)精神和創(chuàng)新能力高層次人才的主要方式,培養(yǎng)碩士研究生創(chuàng)新思維和科學(xué)研究能力,將是作為研究生階段的研究工作和將來(lái)作為科研人員所必備的素質(zhì)。近年來(lái),很多高校在研究生的培養(yǎng)上采取了重大舉措,如浙江大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等,實(shí)現(xiàn)了研究生的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)位論文研究三階段的培養(yǎng)模式[2]。在加強(qiáng)研究生理論教學(xué)和學(xué)位論文研究的同時(shí),注重研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng),增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)研究生實(shí)踐能力的寬領(lǐng)域培養(yǎng),再通過(guò)學(xué)位論文的研究,形成研究生實(shí)踐能力的立體全方位培養(yǎng)。作為一個(gè)生物學(xué)研究生,把本科所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)與科學(xué)研究的最新進(jìn)展聯(lián)系起來(lái),學(xué)好、學(xué)通分子生物學(xué)是必需的一步?;诖?2012年起我校在生物學(xué)科研究生學(xué)位課中設(shè)置“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課,3年來(lái)雖然取得了明顯的成效,得到了研究生與指導(dǎo)教師的認(rèn)可,但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,還需要通過(guò)不斷的改革和實(shí)踐,使生物學(xué)科的研究生更系統(tǒng)、更全面地掌握分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能,為后續(xù)的研究性實(shí)驗(yàn)工作和今后走上工作崗位提高科研水平打好一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

      1 課程定位及理念

      分子生物學(xué)在20世紀(jì)取得了理論和技術(shù)的飛速發(fā)展。分子生物學(xué)技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域當(dāng)中。隨著越來(lái)越多的理論突破,分子生物學(xué)技術(shù)也日新月異。在高等院校的生物相關(guān)學(xué)科的研究生教學(xué)中,越來(lái)越廣泛地注重分子生物學(xué)的教學(xué)。分子生物學(xué)理論課教學(xué)內(nèi)容多,范圍廣,有一定深度,學(xué)生很難透徹理解和掌握,如果不做實(shí)驗(yàn),只學(xué)習(xí)理論,往往會(huì)事倍功半,理不出頭緒。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課能給學(xué)生親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的機(jī)會(huì),便于學(xué)生加深對(duì)相關(guān)理論的理解[3]。

      研究生來(lái)自不同的院校,由于各院校課程設(shè)置不同,研究生接受的本科階段的教育差別很大,這種差別在實(shí)驗(yàn)操作能力上體現(xiàn)最為明顯。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入分子時(shí)代的生命科學(xué)來(lái)說(shuō),不熟練分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生就很難快速適應(yīng)課題研究的科研工作。在研究生學(xué)位課中設(shè)置分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課,合理安排實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容,建立常規(guī)操作與科研課題相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)課程體系,是提升研究生實(shí)踐能力的重要途徑,同時(shí)也能為學(xué)生完成碩士學(xué)位論文及將來(lái)從事科研工作打下良好基礎(chǔ)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)生物學(xué)碩士研究生學(xué)位點(diǎn)于2006年經(jīng)批準(zhǔn)設(shè)立,2007年起招收首批碩士研究生,近10年來(lái),已為內(nèi)蒙古自治區(qū)及全國(guó)輸送了一批從事生物學(xué)研究與開發(fā)的優(yōu)秀人才?!凹訌?qiáng)專業(yè)技術(shù)教學(xué)、緊跟學(xué)科發(fā)展前沿、全面提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量”一直是本學(xué)科研究生培養(yǎng)工作的重點(diǎn)和目標(biāo)。為適應(yīng)新形勢(shì)下高等院校研究生教育與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo),對(duì)研究生分子生物學(xué)教學(xué)的改革勢(shì)在必行。2012年以來(lái),我們通過(guò)在研究生學(xué)位課中設(shè)置“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課,不僅顯著地提高了研究生對(duì)分子生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情,而且明顯提升了研究生的科研能力。

      2 課程建設(shè)及特色

      2.1課程建設(shè)的過(guò)程與方法

      每學(xué)年的秋學(xué)期初新錄取的研究生入學(xué),根據(jù)對(duì)新生分子生物學(xué)知識(shí)背景和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的詳細(xì)調(diào)研合理安排實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容,建立常規(guī)操作與科研課題相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)課程體系,并根據(jù)學(xué)科發(fā)展不斷更新和完善,力求促進(jìn)研究生科研工作的順利開展。研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革分為3個(gè)階段進(jìn)行。

      2.1.1準(zhǔn)備階段

      組織相關(guān)人員成立課題小組,對(duì)小組人員進(jìn)行具體分工,以2015年新入學(xué)的碩士研究生為研究對(duì)象,采用問(wèn)卷調(diào)查方式對(duì)他們的分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行摸底,撰寫調(diào)查報(bào)告[4]。

      2.1.2實(shí)施階段

      (1) 制定教學(xué)大綱。根據(jù)準(zhǔn)備階段的調(diào)查結(jié)果討論研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)行多層次、模塊化管理,分為基礎(chǔ)性、綜合設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性3個(gè)模塊?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以基本的分子生物學(xué)操作技術(shù)為主,如:質(zhì)粒DNA的提取、限制性內(nèi)切酶酶切DNA分子、瓊脂糖凝膠電泳分離DNA片段、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備、重組DNA分子的構(gòu)建與轉(zhuǎn)化等、PCR擴(kuò)增目的基因等。對(duì)沒有任何分子生物學(xué)常規(guī)操作基礎(chǔ)的研究生要逐個(gè)開出;對(duì)本科階段已經(jīng)接觸并熟悉這些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的研究生可直接開出綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),如:多種方法獲得目的基因、動(dòng)植物中某關(guān)鍵基因的克隆、重組質(zhì)粒的構(gòu)建等。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全部由本學(xué)科教師承擔(dān)的科研課題轉(zhuǎn)化而來(lái),研究生可根據(jù)自己的研究方向與興趣愛好選擇項(xiàng)目完成,包括植物細(xì)胞中MYB類轉(zhuǎn)錄因子的篩選、與人類遺傳病相關(guān)的核苷酸重復(fù)序列的克隆等。

      (2) 學(xué)生選課。將全部實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及具體開出安排提前公布,學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況與自己的研究方向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇,這一環(huán)節(jié)須由指導(dǎo)教師協(xié)助完成。選課結(jié)束后根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的選課情況準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),包括學(xué)生分組、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、儀器設(shè)備、耗材試劑和實(shí)驗(yàn)講義與實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)分發(fā)等。

      (3) 預(yù)實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生分組情況,每組安排組長(zhǎng)一名,副組長(zhǎng)一名,在實(shí)驗(yàn)開出前協(xié)助指導(dǎo)教師完成預(yù)實(shí)驗(yàn)。

      (4) 實(shí)驗(yàn)課開出。按計(jì)劃認(rèn)真組織研究生開出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作階段,要求學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作流程,嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行操作。同時(shí)指導(dǎo)教師要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力和實(shí)際動(dòng)手能力,使學(xué)生能夠盡可能主動(dòng)地、獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程,為以后獨(dú)立從事科研設(shè)計(jì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。

      (5) 課程考核。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后進(jìn)行成績(jī)考核,綜合學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況給出實(shí)驗(yàn)課成績(jī)。

      (6) 編寫研究生實(shí)驗(yàn)教材?;诮虒W(xué)實(shí)踐的積累,編寫研究生實(shí)驗(yàn)教材“研究生現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”,重點(diǎn)面向研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué),將分子生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)、新方法有機(jī)融合。

      2.1.3總結(jié)階段

      跟蹤調(diào)查,了解研究生在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課結(jié)束進(jìn)入課題研究后的情況,掌握他們?cè)诜肿硬僮鞲鱾€(gè)環(huán)節(jié)上的操作熟練程度,對(duì)取得的研究資料做全面的整理分析。在學(xué)科內(nèi)部推出“研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”示范課,并完成相應(yīng)的資料庫(kù)與光盤制作,并進(jìn)一步在全校范圍內(nèi)推廣。同時(shí)課程改革小組的成員要不斷討論項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題,并及時(shí)與兄弟院校溝通學(xué)習(xí),提出切實(shí)可行的辦法[5]。

      2.2指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)

      自2012年生物學(xué)科碩士研究生開設(shè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課以來(lái),該課程的教學(xué)任務(wù)一直由我校外聘的留美分子生物學(xué)專家王建英教授負(fù)責(zé),另配2名講師作為助手。經(jīng)過(guò)3年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐體會(huì),加上學(xué)生與研究生導(dǎo)師的意見反饋,我們發(fā)現(xiàn)這種單一的指導(dǎo)教師模式是需要改進(jìn)的,需要建設(shè)一支由長(zhǎng)期工作在科研、教學(xué)一線教師組成的研究生實(shí)驗(yàn)課教學(xué)團(tuán)隊(duì)。教學(xué)任務(wù)分配上,根據(jù)團(tuán)隊(duì)內(nèi)每位教師主要從事的科研領(lǐng)域和專業(yè)特長(zhǎng),分配相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,每個(gè)項(xiàng)目安排2名指導(dǎo)教師,他們不僅熟悉所指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)要點(diǎn),及時(shí)解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題,還能將本領(lǐng)域相關(guān)的科研前沿、熱點(diǎn)問(wèn)題介紹給學(xué)生,以開闊學(xué)生視野,使每次實(shí)驗(yàn)均能獲得預(yù)期結(jié)果。同時(shí),指導(dǎo)教師在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中也不斷發(fā)現(xiàn)和審視自己,包括對(duì)自身專業(yè)知識(shí)的把握與實(shí)驗(yàn)技能熟練程度的反思,這樣也能促使他們緊密跟蹤學(xué)科發(fā)展前沿不斷提高[6]。

      本課程經(jīng)各方面協(xié)調(diào)討論,現(xiàn)已逐漸組建了一支人員穩(wěn)定、業(yè)務(wù)基礎(chǔ)全面、具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。其中教授3 人、副教授2 人、講師2 人。其中大多數(shù)教師承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金、內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金、內(nèi)蒙古高?;鸬瓤蒲许?xiàng)目,在努力完成這些科研任務(wù)的同時(shí),有意識(shí)地將許多科研工作中的思路和先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)化到研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐中。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)極大地提高了研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,并申請(qǐng)得到了我校研究生教學(xué)改革項(xiàng)目建設(shè)立項(xiàng)資助。

      2.3實(shí)驗(yàn)課成績(jī)考核與結(jié)果評(píng)價(jià)

      經(jīng)過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的調(diào)研討論,針對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核形式的問(wèn)題,提出實(shí)驗(yàn)課評(píng)價(jià)體系多層次評(píng)價(jià)的管理制度,包含預(yù)習(xí)報(bào)告、平時(shí)考勤、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況5個(gè)部分,分別所占比例為1∶2∶4∶1∶2;針對(duì)設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),要加上實(shí)驗(yàn)方案制定與實(shí)驗(yàn)論文撰寫環(huán)節(jié)。針對(duì)研究生各實(shí)驗(yàn)組人數(shù)較少、時(shí)間較靈活、學(xué)生專業(yè)多樣化等特點(diǎn),在考核中更加注重實(shí)驗(yàn)的具體操作過(guò)程。在課程開課初要將考核方案告知學(xué)生,讓他們明確各環(huán)節(jié)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際考核過(guò)程中如實(shí)記錄作為評(píng)價(jià)依據(jù)。

      實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,通過(guò)“問(wèn)卷調(diào)查與后期跟蹤相結(jié)合”的模式及時(shí)對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]。通過(guò)發(fā)放問(wèn)卷調(diào)查表的方式綜合調(diào)查研究生對(duì)本門實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法及授課教師的教學(xué)效果等信息的評(píng)價(jià)。另外,在實(shí)驗(yàn)課結(jié)束一個(gè)學(xué)期后,我們對(duì)研究生指導(dǎo)教師進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,對(duì)上一年度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果進(jìn)行了后期跟蹤評(píng)價(jià),對(duì)研究生進(jìn)入到各自實(shí)驗(yàn)室工作后的科研思維、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力等進(jìn)行調(diào)研,綜合評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[8]。

      3 結(jié)語(yǔ)

      分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是生物學(xué)各分支學(xué)科科學(xué)研究必備的手段,在研究生入學(xué)后進(jìn)入課題研究之前開設(shè)“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課,熟練掌握基本的分子生物學(xué)操作技術(shù),這是生物學(xué)研究生快速進(jìn)入科研課題與順利完成碩士學(xué)業(yè)的基本保證[9]。研究生經(jīng)過(guò)基本實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)、全面綜合實(shí)驗(yàn)及自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的鍛煉及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的全方位提升,科研能力得到大幅度提高。學(xué)生普遍反映研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)為他們順利進(jìn)行課題研究、完成學(xué)位論文和未來(lái)的科研工作奠定了良好基礎(chǔ),一部分學(xué)生在碩士期間就發(fā)表了高水平的SCI 論文。

      為生物學(xué)研究生開設(shè)分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn),在內(nèi)蒙區(qū)內(nèi)外兄弟院校進(jìn)行此類設(shè)置的尚不多見,需要我們更加努力創(chuàng)立并逐步完善研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),全面提升我校碩士研究生培養(yǎng)水平[10-12],及時(shí)將教師的科研成果提煉引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高指導(dǎo)教師的教學(xué)能力,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不斷更新,為研究生進(jìn)行課題研究及畢業(yè)以后從事相關(guān)的科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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      Reform and practice on molecular biology experimental teaching for postgraduates

      LiYali, Zhao Xiujuan, Gong Donghui, Zhao Hongyu, Wang Jingyan

      (School of Mathematics,Physics and Biology Engineering,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010,China)

      Molecular biology experiment teaching is an important experimental platform for cultivating scientific thinking and hands-on ability of biology graduates. This article mainly introduces the design ideas and reform practice about “Modern Molecular Biology Experiment” which is a biological graduate degree course in Inner Mongolia University of Science and Technology. The presentation and discussion are concerned with the implementation process of experiment,the arrangement of experiment content,teaching team construction, the evaluation of experimental results, etc. An effective way is opened to cultivate innovative talents and build high-caliber experimental teaching team for graduates.

      cultivation of postgraduates; molecular biology; experimental teaching

      DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.06.002

      2015-12-17修改日期:2016-01-24

      內(nèi)蒙古自治區(qū)研究生教改項(xiàng)目(YJG20151012707);內(nèi)蒙古科技大學(xué)研究生教改項(xiàng)目(YJSJGX2015001);內(nèi)蒙古科技大學(xué)“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”精品課建設(shè)

      李雅麗(1976—),女,內(nèi)蒙古赤峰,博士,教授,主要研究方向?yàn)橹参锎紊x調(diào)控.

      E-mail:btliyali@126.com

      G642.0;G643

      A

      1002-4956(2016)6-0004-03

      實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新

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