基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的地方高校分子生物學(xué)實驗教學(xué)改革與探索

史晉絨　徐丹丹　袁登越　張志勇　王芳

摘要：在高等教育競爭日益激烈的形勢下，地方高等院校如何實現(xiàn)學(xué)生的特色培養(yǎng)顯得尤為重要。分子生物學(xué)是生命科學(xué)相關(guān)學(xué)科的主干課程，具有很強的實踐性。本文結(jié)合當(dāng)前地方院校分子生物學(xué)實驗課程開設(shè)現(xiàn)狀，從教學(xué)模式、手段、考核方式等方面進行改革與探索，以期提高地方高校分子生物學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：地方高校；分子生物學(xué)；實驗教學(xué)；教學(xué)效果

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）04-0273-03

實驗教學(xué)是高校深化課堂教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生探索和創(chuàng)新精神，提高其實踐能力和科學(xué)素養(yǎng)等方面起著舉足輕重的作用[1，2]。內(nèi)江師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院自2014年起，圍繞《教育部農(nóng)業(yè)部國家林業(yè)局關(guān)于推進高等農(nóng)林教育綜合改革的若干意見》要求，結(jié)合學(xué)?！耙园l(fā)展為中心，教學(xué)做統(tǒng)一”的改革方針，堅持“改革創(chuàng)新、突出特色、強化實踐、分類指導(dǎo)、統(tǒng)籌推進”的基本原則，立足于“實用技能型人才”培養(yǎng)，致力于產(chǎn)學(xué)研合作，服務(wù)經(jīng)濟發(fā)展，教學(xué)改革成效得到了學(xué)校、學(xué)生及相關(guān)企業(yè)一致認可。

分子生物學(xué)是生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的重要研究工具，也是當(dāng)代促進整個生命科學(xué)發(fā)展的前沿科學(xué)，具有理論與實驗結(jié)合緊密、動手操作能力強、實驗技術(shù)要求高、實驗經(jīng)費消耗大等特點[3，4]。作為學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到實踐操作和科學(xué)研究的重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，分子生物學(xué)實驗起著舉足輕重的作用。

我院生物技術(shù)及水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)生源以高職為主，基礎(chǔ)知識薄弱，一味講解抽象的微觀理論知識很難讓學(xué)生真正意義上理解和接受這門課程的專業(yè)內(nèi)容。為提高學(xué)生的理解和接受能力，加強學(xué)生應(yīng)用實踐能力的培養(yǎng)，作者結(jié)合本院實驗教學(xué)工作的實際情況，針對分子生物學(xué)教學(xué)模式及考核方式進行改革探索，以期提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，強化實驗技能及綜合能力培養(yǎng)，形成符合地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的分子生物學(xué)實驗教學(xué)模式。

一、分子生物學(xué)實驗課程現(xiàn)狀及存在的問題

1.硬件設(shè)施落后，經(jīng)費投入不足。分子生物學(xué)作為一門重要的學(xué)科在許多地方高校中受到極高的重視，在一些專業(yè)中也作為必修課開設(shè)[5]。但由于儀器設(shè)備更新速度快、價格相對昂貴、相關(guān)試劑和耗材成本較高等原因，使得一些地方高校對分子生物學(xué)試劑投入不足，實驗儀器和臺數(shù)欠缺[6]。在這種狀況下，進行分子生物學(xué)實驗教學(xué)和科研相對落后，學(xué)生獨立動手機會少，缺乏真正的鍛煉機會，影響了學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)及實踐能力的培養(yǎng)[7]。

2.實驗課時不足，項目缺乏連貫性。傳統(tǒng)分子生物學(xué)實驗18學(xué)時，僅能設(shè)置3個簡單實驗，如動物基因組DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳和PCR擴增等。整個實驗過程內(nèi)容單一，知識連貫性不夠，加之理論課程偏難，學(xué)生遇到問題時不清楚何時運用和怎樣運用這些技術(shù)解決實際問題，出現(xiàn)“只知其然，不知其所以然”的現(xiàn)象，嚴重影響了教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量。

3.教學(xué)模式單一，學(xué)生缺乏參與性。由于分子生物學(xué)實驗對操作技能和實驗條件要求較高，同時本科教學(xué)又具有學(xué)時少和學(xué)生人數(shù)多等特點，給分子生物學(xué)實驗教學(xué)帶來了極大的挑戰(zhàn)[8]。傳統(tǒng)實驗教學(xué)大多以驗證性實驗為主，導(dǎo)致教師多采用單一講授進行授課。即課前教師介紹實驗背景知識、實驗?zāi)康暮鸵蟆嶒炘?、操作步驟及注意事項等，學(xué)生遵從教師的指導(dǎo)進行實驗操作，獲得實驗數(shù)據(jù)并完成實驗報告。在整個教學(xué)過程中，學(xué)生處于相對被動的狀態(tài)，缺乏自主學(xué)習(xí)意識。此外，由于重原理、輕技術(shù)的教學(xué)模式在實驗教學(xué)中甚是普遍，加之實驗設(shè)施不健全和經(jīng)費緊張的原因，教師演示、學(xué)生觀看成為多數(shù)地方高校分子生物學(xué)實驗教學(xué)的主要手段[9]。學(xué)生不能很好地參與實驗，導(dǎo)致課堂氛圍沉悶，嚴重束縛了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4.考核形式片面，缺乏激勵機制。分子生物學(xué)課程開設(shè)相對較晚，學(xué)生在上課之前很少接觸相關(guān)知識，有一種生疏感，加上分子生物學(xué)理論知識抽象，學(xué)生排斥感明顯，無法引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[10]。同時，傳統(tǒng)分子生物學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的評判依據(jù)主要是學(xué)生的實驗報告。多數(shù)學(xué)生認為交一份漂亮的實驗報告就可以得到較高的分值，致使其在實驗過程中不愿意多動手，為了追求理想實驗結(jié)果而對原始實驗數(shù)據(jù)進行改動，甚至抄襲實驗報告[11]。在這種情況下，教師難以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的真實問題，不利于正確評價學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、分子生物學(xué)實驗教學(xué)改革

1.“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合，個性化開展實驗教學(xué)。分子生物學(xué)是生命科學(xué)的帶頭學(xué)科，如何將教學(xué)精華、學(xué)生生活、現(xiàn)代社會和科技發(fā)展聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生儲備終身受益的知識和技能是目前實驗教學(xué)的當(dāng)務(wù)之急[9]。結(jié)合分子生物學(xué)實驗周期性長和系統(tǒng)性強的特點，我們將教師科研課題、產(chǎn)業(yè)中遇到的實際問題引入學(xué)生實驗課程并圍繞分子生物學(xué)實驗常用儀器設(shè)備的規(guī)范使用、核酸及蛋白質(zhì)的提取與檢測、常用分子生物學(xué)軟件的使用四個部分對以往的實驗項目進行了整合和凝練。在實驗過程中，更多采用以問題為導(dǎo)向的實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，以小組形式設(shè)計個性化方案，教師1對1指導(dǎo)，使學(xué)生在了解當(dāng)前分子生物學(xué)發(fā)展新技術(shù)與新方法的同時，將抽象理論知識形象化、具體化，提升學(xué)生對抽象理論知識的理解能力和對核心實驗內(nèi)容的掌握、獨立思考、分析及解決問題的能力。

2.整合資源，豐富實驗教學(xué)手段。分子生物學(xué)實驗原理及內(nèi)容繁復(fù)且抽象，實驗技術(shù)復(fù)雜多樣，僅采用語言和文字的方式很難將其講解透徹。因此，我們在課堂上充分利用多媒體技術(shù)，通過制作多媒體課件、動畫、實驗?zāi)秸n等方式加上老師現(xiàn)場講解、演示，以實景方式陳述抽象、微觀的實驗原理、流程，以學(xué)生為主體，在教師引導(dǎo)下讓學(xué)生在實際操作前有整體的思路和預(yù)期，敢于主動實驗、互相討論，達到應(yīng)用知識解決實際問題為目的，提高學(xué)生的綜合能力。這種直觀的教學(xué)方式大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到了良好的教學(xué)效果。

3.培養(yǎng)教學(xué)助手，提高實驗教學(xué)有效性。依托長江上游魚類資源保護與利用四川省重點實驗室平臺研究方向和分子生物學(xué)實驗課教學(xué)內(nèi)容，有意識地選擇3—5名品學(xué)兼優(yōu)的同學(xué)提前進入實驗室進行分子生物學(xué)實驗相關(guān)技能及實驗室日常管理工作訓(xùn)練。不僅可以在實驗課教學(xué)中協(xié)助老師實驗試劑的配制、儀器設(shè)備的維護及有效地指導(dǎo)學(xué)生進行規(guī)范的實驗操作，而且對于其科研素養(yǎng)及思維創(chuàng)新能力的提高有很大幫助。如2011級一位同學(xué)，結(jié)合教師實驗室研究方向進行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)鍛煉，申請國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)重點項目1項，以第一作者發(fā)表核心期刊論文兩篇，并順利考取了四川大學(xué)碩士研究生。實踐證明，這些提前接受實驗技能訓(xùn)練的同學(xué)在后來的學(xué)習(xí)、科研等方面都發(fā)揮了重要作用。

4.完善考核方式，全面評價學(xué)生能力。實驗教學(xué)是對理論知識的鞏固和驗證，公平、公正、客觀、全面地評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果，對于調(diào)動學(xué)生的積極性起著十分重要的作用[12]。為體現(xiàn)“授之以漁”的實驗教學(xué)理念，形成科學(xué)有效的實驗評價體系，提高教學(xué)質(zhì)量，我們將實驗課程的考核方式由“結(jié)果導(dǎo)向”改為“過程與結(jié)果一樣重要，技能與知識同等重要”。目前，分子生物學(xué)實驗課程考試成績由三部分組成：（1）平時成績占10%，包括實驗的預(yù)習(xí)與操作、出勤及打掃衛(wèi)生情況；（2）實驗過程的參與度及完成情況占20%，包括實驗方案設(shè)計、動手操作能力、實驗習(xí)慣及實驗報告的撰寫；（3）期末考核占70%，包括期末試卷理論知識占40%與實驗技能的考核占30%。與傳統(tǒng)單純試卷考試或?qū)嶒瀳蟾嬷苯咏o分相比，這種評價更為客觀、合理。特別是實驗技能考核及實驗的參與度兩個方面可以有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)能動性及積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)意識。[3]

三、下一步完善的工作

1.繼續(xù)整合實驗內(nèi)容，深化教學(xué)改革。目前，分子生物學(xué)實驗由于受學(xué)時數(shù)的限制，不能很好地將上、下游技術(shù)都完整地設(shè)計在內(nèi)，還存在一些缺陷需要在今后的實驗設(shè)計中完善。下一步需要將分子生物學(xué)與基因工程實驗重新整合設(shè)計完整的實驗內(nèi)容，加大教學(xué)科研相結(jié)合的力度，擴大設(shè)計性實驗及創(chuàng)新性實驗的比例，盡最大可能提供自選內(nèi)容，充分調(diào)動學(xué)生的實驗操作熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科研探索精神和創(chuàng)新能力。

2.完善教學(xué)資源，體現(xiàn)教學(xué)特色。目前，我們的分子生物學(xué)優(yōu)秀教學(xué)素材已收集完成。分子實驗儀器操作及實驗室安全事項慕課建設(shè)已獲校級教改項目立項。同時擬形成依托省重點實驗室平臺和教師項目內(nèi)容具有地方院校特色分子生物學(xué)實驗教材。

四、結(jié)語

作為實踐性很強的前沿學(xué)科，筆者通過對分子生物學(xué)實驗教學(xué)模式、教學(xué)手段及考核形式等方面進行改革與探索，提高了學(xué)生實驗操作的基本技能，有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維及獨立思考、分析及解決問題的能力，是地方高等院校實現(xiàn)適應(yīng)社會、行業(yè)的實用技能型人才的培養(yǎng)的基本保障。

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Abstract：Under the increasingly fierce competition of education，it is very important for local universities to realize the characteristics of students.Molecular biology is the main course of life science，which has a strong practicality.Based on the current status of molecular Biology experiment in local universities，aspects such as teaching mode，means，examination mode reform and exploration are used，in order to improve the quality of molecular biology experiment teaching and the students' comprehensive quality in local universities.

Key words：local universities；Molecular Biology；experiment teaching；teaching efficiency