分子与基因工程综合实验的教学改革

张万方，孙寅玮

（新乡学院生命科学技术学院，河南新乡453003）

分子与基因工程综合实验的教学改革

张万方，孙寅玮

（新乡学院生命科学技术学院，河南新乡453003）

分析了传统的课程设置中存在的问题，开设了独立的分子与基因工程综合实验课，并从教学计划、教学方法、实验内容和考核方法四方面进行了一系列的改革。通过综合实验课教学，培养了学生的科研创新、独立分析问题和解决问题的能力，并取得了良好的教学效果。

分子生物学；基因工程；实验教学；教学改革

分子生物学是在分子层面研究生命规律的重要学科［1］，基因工程是在分子生物学、分子遗传学等基础上产生的新兴学科，基因工程技术已成为生物技术领域的核心内容［2］。为了培养学生的实验操作能力和专业创新能力，很多高等院校的生物技术专业同时开设了分子生物学实验课和基因工程实验课［3］。

在教学过程中，我们发现同时开设这两门实验课存在以下问题：首先，这两门课的内容相似，实验内容和实验方法重复；其次，这两门课的实验设置中验证性实验较多，综合性和设计性实验较少［4-6］；最后，这两门课中所有的实验都是相对独立的，缺乏系统性和整体性，学生难以得到系统和完整的专业技能训练，这不利于培养学生的综合创新能力［7］。为此，我们将分子生物学实验与基因工程实验整合成独立的分子与基因工程综合实验，并进行了一系列教学改革。

1 改革教学计划

开设综合性实验课的目的是为了培养学生的综合创新能力。经过该课程的学习，学生必须独立完成一些系统和完整的实验项目［8］。要学好综合实验课，就必须具备一定的分子生物学与基因工程方面的知识，为此，我们对教学计划进行了改革：第一，将分子生物学理论课由第6学期调整到第5学期；第二，将分子与基因工程综合实验课安排在第6学期基因工程理论课教学结束之后，并要求学生在2周内完成实验。

学习分子生物学与基因工程的理论之后，学生已学到一些与实验相关的技术和原理。在此基础上开设综合实验课有助于学生将理论与实践相结合，还有助于培养学生做系统性和综合性实验的能力。

2 改革教学方法

传统教学方法的特点是以教师讲授为主，学生操作为辅。教师将实验目的、实验原理、实验步骤、预期结果以及注意事项讲清楚，并准备好实验设备和实验材料，学生只需按照事先确定的实验步骤操作，完成实验，写出实验报告。

在这样的实验过程中，学生不能发挥自己的主观能动性，也不需要思考为什么要这样做和为什么会得到这样的结果，即使实验做得很好，也无法取得理想的学习效果。

改革后的分子与基因工程综合实验的教学方法是以学生为主体、以教师为指导的教学方法。

改革教学方法后，学生做实验变成了做课题，其过程如下：在实验开始前，教师给出实验课题，学生根据课题查阅相关资料，设计实验方案，撰写开题报告，教师审核通过后，才能进行实验；在实验过程中，学生自己安排实验时间和实验内容，配制实验所需的试剂，记录每次实验的结果。

在实验过程中，教师要全程指导，纠正不正确操作，并帮助学生解决实验中遇到的问题。

改革后的教学方法调动了学生做实验的积极性和主动性。通过自己的设计和操作，学生不但掌握了实验的方法和技巧，而且培养了自己的创新能力、独立分析问题和解决问题的能力。

3 改革实验内容

实验内容是实验教学改革的核心，系统性和完整性是综合性实验的重要特征。因此，实验内容的改革要遵循以下三点：1）实验内容应尽量涵盖该课程的知识点，并形成由多项实验单元组成的完整实验项目；2）实验内容应尽量体现现代分子生物学的前沿研究成果；3）实验内容应尽量满足生产实践以及科学研究的需要［9］。实验内容的改革包括以下几个方面。

3.1 实验选题

分子生物学实验课和基因工程实验课中的实验都是由独立的小实验组成的，学生即使做了这些实验，也得不到有效系统的锻炼。通过选题的改革，我们把分子与基因工程综合实验课中的实验整合成项目或课题，强调了实验内容的系统性和完整性。为了培养学生的学习兴趣，让学生了解现代分子生物学的前沿成果，我们还把教师最近研究的一些内容作为学生的实验课题。例如，“鸡PD-1基因的克隆与表达”“鸡干扰素-α基因的克隆与表达”“小鼠USP2基因的克隆与表达”“猪血清蛋白基因的克隆与表达”等。

3.2 实验设计

为了调动学生的学习积极性，改革后的综合实验课改变了教师确定实验内容和步骤、学生按部就班操作的教学模式，取而代之的是学生自己选择实验课题、自己查阅实验资料、自己设计实验方案、自己完成实验的教学模式。

这种模式的具体做法为：在实验前一周，每两个学生组成一组，选择自己感兴趣的课题，并在教师的指导下自己查阅相关资料，设计实验方案，撰写开题报告。在这一过程中，教师对学生进行指导，审查开题报告，确定实验的可行性。开题报告通过审查后，学生才能进行实验。

3.3 实验结果呈现方式

为了提高学生分析问题、解决问题的能力，我们改革了传统的实验结果提交方式，将提交实验报告改为提交课题论文，课题论文与毕业论文的格式和要求是完全一致的。

通过撰写课题论文，学生学会了科学研究的技巧和方法，也提前了解了做毕业设计、写毕业论文的方法。

通过撰写课题论文，培养了学生如何检索和收集资料、如何分析和总结问题的能力，培养了学生的科研理念和科学精神。

4 改革考核方式

考核方式是检验教学效果的有效手段。传统的实验课考核常常用实验报告衡量学生做实验的效果，却忽视了学生在实验过程中的表现。即使没有做过实验的学生只要提交了合格的实验报告，该学生的实验成绩也算合格了。

改革后的分子与基因工程综合实验课的考核方式为全程考核。考核内容包括开题报告、实验论文、实验记录和平时表现。

考核开题报告应包含以下内容：选定这个课题的依据是什么；针对选定的课题，准备采用什么样的实验方法；实验的技术方法和步骤是什么。开题报告的分数占考核总分的30%。

考核实验论文应包含以下内容：论文背景是否清楚，格式是否正确，结构是否完整，论述是否全面，实验结果是否正确，对结果有没有进行讨论。实验论文的分数占考核总分的40%。

考核实验记录应包含以下内容：实验记录是否清楚、完整、有条理。实验记录的分数占考核总分的20%。

考核平时表现应包含以下内容：实验操作是否规范、认真，是否按照规定清洗实验仪器和处理实验用品，实验过程中仪器操作是否标准。平时表现的分数占考核总分的10%。

全程考核既能反映学生的理论水平和实际能力，又能提高学生参与综合实验的积极性，并为将来从事科学研究奠定基础。

5 实验教学改革的效果

两门实验课的整合优化了实验室的配置，避免了实验室的重复建设和仪器设备的重复购置；两门实验课的整合优化了课程体系，避免了教学内容的重复，提高了综合实验的教学效率。

分子与基因工程综合实验的教学改革极大地调动了学生的主动性和积极性，学生变成了实验的 “参与者”。为了顺利完成实验课题，学生投入了更多的精力和时间，这有效地培养了学生的科研创新能力和分析解决问题的能力。

对于生物技术专业的学生来说，掌握分子生物学的实验技术是今后从事科研活动或生产实践必备的基本功，分子与基因工程综合实验的教学改革满足了当前社会对高校培养人才的需求。

在改革过程中，也遇到了一些问题，但我们相信，随着改革的进一步深入，这些问题都会得到解决的。

［1］ 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.

［2］ 邢万金，扈延茂.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（2）：48-50.

［3］ 王忠华，斯越秀，俞超，等.“基因工程实验技术”教学改革与探索［J］.中国电力教育，2013（4）：136-140.

［4］ 王晶妍，赵秀娟，巩东辉，等.生物技术综合实验教学改革的初步探索［J］.科技视界，2013（35）：57.

［5］ 迟彦，许崇波.基因工程设计性实验教学改革探索［J］.中国科技信息，2008（13）：236-237.

［6］ 何钢，叶翠层，王义强，等.分子生物学综合实验教学改革研究［J］.实验室研究与探索，2006（11）：1401-1404.

［7］ 王文娟，朱俊华，尹芳，等.“分子生物学实验”课程教学改革的实践与探索［J］.北京城市学院学报，2010（3）：66-69.

［8］ 李晓玉，江海洋，马庆，等.基因工程实验教学模式改革探索［J］.高校实验室工作研究，2013（2）：9-10.

［9］ 许崇波，迟彦，高凤山.基因工程实践教学改革的探索［J］.实验科学与技术，2008（4）：109-112.

【责任编辑 王云鹏】

The Teaching Reform of M olecular and Genetic Engineering Experiments

ZHANG W anfang,SUN Yinwei
（School of Life Science and Technology,Xinxiang University,Xinxiang 453003,China）

The problems existing in the traditional curriculum were analyzed in this paper.An independent comprehensive experimental course of molecular and genetic engineering was set up.A series of reform on the four aspects-teaching programs, teaching methods,experiment contents and assessmentmethods were carried out.Through comprehensive experiment teaching,the students'research and innovation ability,the ability to analyze and solve problems independently were cultivated.Good teaching effectwas achieved.

molecular biology；genetic engineering；experimental teaching；teaching reform

G642.423；Q78

A

2095-7726（2015）06-0074-03

2015-03-31

河南省教育厅高等学校重点科研项目（15A180055）；河南省科技厅计划项目(142300410100)

张万方（1982-），女，河南新乡人，讲师，博士，研究方向：分子与基因工程技术。