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分子生物学实验

时间:2022-03-23 19:23:09

分子生物学实验

分子生物学实验范文1

目前,分子生物学实验技术已经成为探讨生命科学基本问题的最常见的手段,经典的DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、胶回收、蛋白提取与WesternBlot等常规分子生物学实验技术成为医学和生物学本科生需要掌握的基本技能[1-5]。然而,传统的教学倾向于孤立的讲解和指导这些实验方法,侧重按照实验步骤完成实验本身,仅仅是培养了学生的动手能力,而忽略了这些技术究竟能解决什么问题,以及如何在实际科研中具体应用这些方法。事实上,后者对学生分析问题、解决问题更为重要,应该是培养的重点[6]。以基于问题学习(Prob-lem-BasedLearning,即PBL)的教学模式在国内外已经得到普遍认同与广泛应用[7-10]。然而,在分子生物学实验教学中该方法存在一定难度,限制了其推广和应用。因为,单独一个技术往往解决不了一个真正的科学问题;此外,一个科学问题往往又涉及太多实验方法,是本科实验教学常规实验技术难以全面覆盖。另外,以问题导向,往往涉及多个实验,在实验材料准备等方面也提出更高要求。从这个角度,选择合适的科学问题,并加以科学引导成为PBL在分子生物学实验教学中的难点问题[11]。本研究针对本科实验教学中出现的上述问题,尝试通过证明"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖",将DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、蛋白提取与WesternBlot等常规分子生物学实验有机整合起来,探讨这种"PBL教学法"在分子生物学实验教学中的应用和具体效果。

1医学分子生物学实验课PBL教学科学问题的设置

针对教学大纲中涉及的DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、蛋白提取与WesternBlot等要求,启发并引导同学证明"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"这一科学问题。具体分为:

(1)证明部分结肠癌细胞中存在β-catenin基因突变;具体实验技术包括细胞培养、DNA的提取、PCR、胶回收和测序;

(2)证明突变的β-catenin促进细胞增殖。具体实验技术包括DNA提取、PCR、载体构建、质粒提取、细胞转染、WB和细胞增殖实验。其中细胞培养、测序、载体构建、细胞增殖实验为示教或者观看录像;其余的实验则为学生具体操作。

2以"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"为例的PBL实验教学实施及效果

我科室承担临床医学本科生分子生物学实验课的教学。以往实验课的教学内容包括DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、胶回收、蛋白提取与WesternBlot等,这些实验技术相对孤立的讲解和实施。学生虽然能够掌握每个实验技术本身,但是对这些实验技术之间的联系及利用它们解决科学问题缺乏深层的思考和理解。近年来,我科室尝试以科学问题为导向,试图将这些实验技术整合到一起,在培养学生动手能力的同时,培养分析、解决科学问题的能力。在具体实施时,任课教师首先介绍结肠癌的发病率及β-catenin突变在结肠癌演变中发挥重要作用。然后,抛出问题:如何证明"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"。在引导下,将问题归结为如何证明结肠癌细胞中存在β-catenin基因突变以及如何证明突变的β-catenin促进细胞增殖。在此基础上,将实验设计为:

1)提取结肠癌HCT116细胞基因组DNA(结肠癌细胞株HCT116含有β-catenin突变),并通过PCR扩增β-catenin突变区域;

2)电泳PCR产物并胶回收、测序并分析测序结果;

3)观看载体构建录像,提取突变型β-catenin表达载体,酶切鉴定;

4)示教细胞培养和基因转染;

5)提取蛋白,Westernblot实验验证转染效率;

6)示教MTT检测细胞增殖。每堂课开始时,回顾前一个实验的内容;结束时,提出下一个实验及目的。通过随堂观察学生的积极性,分析实验记录完成的质量以及期末考试检测对实验技术本身的理解和运用能力,评价PBL教学的效果。结果显示,使用PBL教学后,学生的积极性大幅度提高,主要表现为学生预习和复习的比例增加,回答问题的准确率提高,期末考试成绩比以往也显著提高。90%的学生对该PBL教学的非常认可,满意度很高,大部分学生都认为PBL教学提高了学习效率,调动了学习主动性和针对性,对分子生物学实验和理论都有了很好的认识。

3PBL教学在分子生物学实验教学中的优势和存在问题

"突变β-catenin导致Wnt信号异常、进而促进结肠癌细胞增殖"是一个常见的、广为认可的科学问题[18-21],以此为问题的PBL教学,系统整合了教学大纲要求的常见分子生物学实验方法,全面生动的进行分子生物学实验教学,使得孤立的实验方法变得系统,并贴近实际应用,提高了学生的主动性、积极性,提高了学习效率,改善了教学效果。我们通过实际教学,总结出以"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"为问题,开展PBL教学的优越性和存在的问题,讨论如下:

3.1以"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"为问题的PBL教学

增强学生对知识的整体把握和运用作为一门实验科学,运用分子生物学技术解决实际临床和科研工作是根本目的。基于"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"的课程设计,从教学效果上,首先巩固了理论知识,贴近了未来临床和科研工作,增强了学生学习的兴趣。授课时,老师在讲解理论背景的同时,不断启发学生自己提出问题、解决问题,最后由老师总结、点评。同时老师将指出这一机制实际的发现过程,通过这种启发和比较的教学方法,培养学生整体思考和解决问题的能力,为今后临床和科研工作打下良好的基础。

3.2PBL教学需要选好科学问题

通过作者的实践表明,选好合理的科学问题是整合大纲规定的实验技术、调动学生学习积极性的关键。随着分子生物学理论和技术的发展,有些科学问题可以通过更加先进的实验技术加以阐释,完全开放或复杂的科学问题,可能将学生引入复杂的实验技术,超越本课程的要求和大部分学生的学习能力,反而起不到预期的效果。另一方面,过于简单的科学问题,无法调动学生的兴趣,也不能整合多个实验技术,失去了整合和系统的优势。

3.3PBL教学需要要充足的准备时间和配套的教学资源

由于PBL教学模式要求以学生为主体、强调自主学习,学生必须根据教师提出的问题进行分析,查阅大量的资料,整理、组织所得到的结果。要取得预期的教学效果,学生需要充分调研结肠癌的发病率、发病机制、基因突变等理论知识,同时要提前预习和熟悉实验步骤。只有在理论和操作都有一定程度的理解的基础上,才能有时间和精力理解这些方法内在的联系,也才能在掌握实验技术本身的基础上实现活学活用。实验教学中,PBL教学需要准备的不仅是科学问题本身,还需要准备解决科学问题本身所需的实验试剂和设备。从这个角度,选题的时候就必须考虑实验试剂的可行性。"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"需要特殊的实验材料为β-catenin突变的细胞株,HCT116就属于这样一个细胞株,在分子生物学实验室属于常见细胞株,且104-105个细胞就可以满足一个小组的实验需求,因此容易保证实验材料的供给。针对这样的科学问题,实验材料准备是可行的;但相比传统的组织DNA提取,实验试剂的准备工作量增加很多。实际操作中,可以考虑采用临床验证过的组织标本。基于"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"的PBL教学中需要一些实验衔接不同实验技术教学之间的空档,如基因转染、载体构建等。这些内容有学生独立完成需要较高的实验平台和试剂保障,所以采用示教和视频观摩的方式,即保证了完整性,又降低了难度和保障需求。最后,PBL实验教学前后步骤(实验)之间紧密联系,一个实验的失败会导致后续实验的失败或中断。这就要求:第一,教员在实验试剂准备方面要充分,及时准备好备用样本,保证实验继续;第二,实验的每一个阶段,要有严格的对照和质量控制,保证及时发现问题,寻找针对性补救措施。

4PBL应用于医学分子生物学实验课教学的展望

分子生物学实验范文2

关键词: 分子生物学实验教学 教学模式 实验内容 评价体系

21世纪是生命科学的时代,分子生物学理论与基本技术渗透到生命科学的各个领域,成为生命科学中最具活力的学科,并且得到越来越广泛的发展和应用,呈现出生机勃勃的发展趋势[1]。

分子生物学实验是一门集分子生物学和基因工程理论为一体的操作性极强的实验性课程。因此,对实验教学内容的设置会影响学生对分子生物学和基因工程的学习和理解,合理地设置分子生物学实验教学内容对于培养学生的科学作风和科学思维能力,形成研究问题的科学方法和实际动手操作能力都具有十分重要的意义。

由于分子生物学实验对操作技能和实验条件要求较高,同时本科教学又具有学时少和学生人数多等特点,给分子生物学实验教学带来了极大的挑战[2]。针对我院学生的特点,我们也在不断思考,在实践中总结经验,以期更好地利用分子生物学实验教学让学生掌握其基本实验技术和规范化操作,为进一步深入学习打下基础。本文就此课程的实验教学进行了探讨。

1.教学模式

1.1从基本操作入手,培养基本技能。

在实验课中对每个仪器设备使用方法都给学生清晰地讲述,并多做示范动作,每个仪器上都简明扼要地给出仪器使用操作步骤和方法,保证仪器的安全使用,尤其是微量移液器的使用及保养。在学生动手操作过程中及时指出不规范的地方,并予以纠正。实验空隙给学生集中讲解学生提出的问题,对实验中的学生多提问几个为什么,让他们思考和回答,既活跃了课堂气氛,又奠定了做好实验的理论基础。

1.2学生自主动手,培养实验兴趣。

为提高学生操作技能,对实验的前期准备工作,如分子生物学实验试剂配制、器皿清洗和灭菌等工作,在教师指导下由学生完成。带领参与准备实验的学生完成预备实验,全程监督,严格要求,在具体操作方面,从试剂的配制、分装到保存,仪器的使用及养护等都给予精心指导,实验过程中出现的问题给予分析和指导。通过学生参与实验准备,有助于理解和掌握整个实验,同时可激发学生参与实验的兴趣和欲望。

1.3向学生开放实验室。

实验室的开放不仅是指仪器设备与时间概念上的开放,是实验课程、实验项目的开放,更重要的是让学生投入到教师的研究课题中,让学生在实际科研活动中得到锻炼。承担科研项目的教师鼓励学生参与老师的科研活动并有计划地安排实验,根据学生的实际情况,分配给学生适当的实验任务,在科研活动中锻炼学生独立完成实验的能力,大大提高实验技能。

2.依据能力培养,制定实验内容

2.1精选实验内容。

我院分子生物学实验相对课时较少,本科生物技术和生物科学专业实验课仅为18学时,在有限的学时内,我们选择实验内容时应尽量避免重复,还要兼顾实验方法的完整性,充分体现分子生物学实验与其他实验的异同。我们选择了大肠杆菌质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、分光光度计检测DNA的浓度和纯度、大肠杆菌质粒DNA的转化及聚合酶链式反应。通过对质粒DNA的提取、检测、转化、扩增使学生掌握分子生物学的基本操作。我们选用北京师范大学魏群教授主编的《分子生物学实验指导》教材,由于实验材料不同,有关老师共同编制了每一个实验的方法步骤,简明清晰,增强可操作性,尽量保证每个实验都有实验结果,让学生观察到自己所做的实验结果,增强学生对实验的信心。同时对我们无法开设的实验,学生也可通过实验教材的学习有一定的了解和认识。

2.2适当补充创新性实验。

在实验教学中,一定要重视培养学生自身的创新精神和科研能力[3]。学生可以选择相应的指导教师,由学生选择研究题目作为自己的课题,除了分子生物学基础实验以外,对于学生还要求系统学习创新实验或生物技术综合实验,探索分子生物学实验的多样性,为培养不同层次的人才提供实验教学模式的多样性。

在实验的开设上要注意实验内容与专业相结合,使学生学到的实验技术对今后的工作产生实质性帮助,这样的实验既符合本科教育的目标,又有利于激发学生学习的兴趣。

3.建立科学、有效的评价体系

客观公正地评价学生的学习效果是教学过程的一个重要环节。我们在分子生物学实验成绩的评定中,主要采用实验考核包括平时考核和期末考核两部分。平时考核的内容包括实验预习、实验操作、实验报告等环节,各环节考核分数比例为:预习报告10%、实验操作40%、实验报告50%,这部分成绩占该实验课总成绩的80%;期末考试(包括实验操作、技能、实验理论等)占该实验课总成绩的20%。

4.结语

分子生物学实验课经过几年的教学探索,取得了一定的成效,使学生认识到了本课程的重要性,激发了学生上好实验课的热情,牢固地掌握了分子生物学基本方法和规范化的操作,为后续相关课程的学习提供了有力保障。但也存在一些问题,如教学体系需要不断进行适时的调整与更新,注意与相关学科的衔接。此外实验室开放大大增加了教师的工作量,各种试剂、耗材增加;仪器设备的规范管理和使用等都有待完善和解决。

参考文献:

[1]李林,张宇辉,李云峰.构建新的生物化学与分子生物学实验教学模式[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2004,6(6):630-631.

分子生物学实验范文3

关键词:分子生物学;实验教学;探索

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)14-0250-03

一、引言

分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,其核心内容是在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制、表达及其调控,它的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景[1]。分子生物学实验以生物化学、细胞生物学、药理学为基础,其基本理论知识和实验技术已经融合到生命科学的各个领域,并带动和推进了其他许多学科的发展。以吉林大学珠海学院化学与药学系省级实验教学示范中心为例,对分子生物学实验进行探索和实践。

二、传统分子生物学实验的现状

(一)实验课体系不够完整

传统的分子生物学实验是将一个连续的实验切割成多个独立的实验进行,如活化大肠杆菌、制备与转化感受态细胞、DNA质粒提取、基因组DNA提取等,21世纪的今天分子生物学发展迅速,我们应该与实际相结合开展PCR、蛋白质印迹和Southern杂交实验。训练学生使其掌握每个实验所涉及的理论知识、实验操作技能,分子生物学实验内容之间都有关联度和衔接性,但是由于时间限制,连贯性差,不利于形成一个完整、科学、合理的实验体系,不能对分子生物学实验有全面的认识。

(二)教学方法过于单一

在大学中实验课教学与理论课教学我们要区别对待,所以教师不能采用一味地灌输、填充式的教学,要改变以教师为中心的教学方法,不能仅仅依靠黑板、粉笔为工具的教学手段。教师思想上也要相应地做出改变,改变单向传递信息的模式,要从多角度、多方面地实施教学,充分利用现代多媒体网络技术,多种渠道传递信息。与学生课堂上讨论问题是重要的教学环节。在实验课堂引入分子生物学实验相关问题,联系身边实践和现代前沿的知识进行讨论,是吸引学生学习积极性的重要措施,也是对实验教师教学能力的考验。实验教学中进行的讨论,最好是围绕当天进行的实验内容展开,而且是一环扣一环,以保证在讨论中牢牢抓住学生的注意力,从而引发学生进一步的思考。

(三)分子生物实验课成本高

分子生物实验对设备性能要求高,大多数是进口的实验仪器与实验耗材,其价格偏高,巨大的资金预算会拖垮很多小型科研单位。实验时间长,由于资源有限,实验大部分以演示为主,由于分子生物学实验内容比较抽象,实验技术较难把握,学生没有动手练习,实验过程不能有真实的感受,降低了学生的动手能力。以“重组人白介素-18(rhIL-18)基因工程菌的构建”为例,涉及到的酶就有5种之多,如BglⅡ、PstⅠ、BamHⅠ、Taq酶、T4连接酶,相关的试剂盒:UNIQ-10柱式质粒抽提盒、DNA柱回收试剂盒。这些都无形中增加了实验课的成本。

三、分子生物学实验改革与实践

(一)实验资源优化分配

实验资源的优化分配,需要从涉及到的学科和课程内容方面进行交叉对比,特别是以教学为目的开设的实验室,要从学校学科发展的长远角度考虑,将教学需要与科研需求进行整合,将一些单独的、零散的规模较小的实验室规划为大型的、综合性的实验室,用这种方法来提高实验资源的综合利用效率。对于实验资源需要建立共享平台,合理分配各个专业的实验资源和利用情况,并且根据实验教学的需要进行合理的分配。例如风光光度计与药学综合实验共享,无菌操作台与发酵学实验共享,通过手机app查看课程安排,将实验室管理、资源管理、设备管理等信息共享,通过网络这个平台,加强教师和教师、教师与学生、学生与学生之间的信息资源共享,同时也有利于帮助管理人员更好地掌握实验资源的建设和利用情况,并且根据需要进行适当的分配,以此实现实验资源利用效率的最优化。同时,共享机制的建设也有利于消除专业之间的资源抢夺情况,有利于实现实验资源的优化配置。

(二)实验教学方法多元化

1.分子生物学实验,具有实验手段多元化,实验过程精细化的特点,实验中细节决定结果。而通过观看录像、虚拟仿真软件等多媒体形式能够把抽象的理论形象化,使实验的整个过程变得真实、形象;利用多种感观的刺激,使学生获取更多的信息,给学生创造一个真实的学习情境,切实帮助学生获得知识。

2.对实验室无法开设的实验,利用多媒体形式展示或操作软件,拓展学生视野,使学生了解到更多较前沿的、先进的分子生物学实验技术。

3.中心通过与本部(吉林大学)分子生物学精品课程网站进行實验资源共享与交流,使学生可以在手机上与更多高水平的老师交流沟通,从而使学习的手段更加多元化、丰富化,发挥学校本部的资源优势,从而达到资源共享的最优化。

4.实验方法的优化。为了让学生对分子生物学实验能有一个整体的认识,将“重组人白介素-18(rhIL-18)基因工程菌的构建”实验设计成一个连续4天的实验:

(三)实验考核体系的科学化、合理化

建立一个科学、合理的分子生物学实验课考核体系,不仅可以客观全面地评价学生成绩,也可以更好地展示教学效果。实验课的考核及评价体系可以分为4个方面:

1.平时成绩(10分),包括实验课平时表现、讨论问题,课堂上的纪律,实验药品与器材的摆放。

2.实验报告(25分),包括实验的题目、实验的原理、实验的仪器、试剂、详细的实验步骤、实验的注意事项等。通过上述的预习可以使学生对实验的操作过程更加熟练,从而避免实验中出现错误的、不规范的操作。实验报告中要求学生体现出在实验过程中存在的问题,实验结果有否偏差。通过查找文献资料、讨论、分析,对这些问题做出合理解释,并在教师的指导下得出正确的结论。

3.实验操作(35分)。实验操作的题目主要是对实验过程中操作内容的高度总结;提问部分主要从实验设计、实验的过程、鉴定实验结果等设计不同题目。

4.实验理论考核(30分)。试卷类型多元化,如填空题、问答题、论述题等。

四、总结

分子生物学实验课现在已经成为当今高等学校生命科学领域的一门十分重要的实验课程,也是我们认识微观世界与宏观世界的一种方法,分子生物学技术在动物科学领域以及环境科学领域都发挥着重要作用。学生在分子生物学实验中,要掌握相应的实验原理、方法,形成一个完整的体系。

参考文献: 

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰.现代分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2007. 

[2]赵晓刚.中学开展分子生物学实验的探索与思考[J].生物学通报,2006,41(4):37-38. 

分子生物学实验范文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。

 

2.3.2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。

 

2.3.3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5

关键词:分子生物学;实验教学;教学改革

中图分类号G642.0文献标识码A文章编号1007-7731(2019)01-0149-02

随着“互联网+”新时代的到来,传统产业与学科面临着新的挑战。新的形势对高等教育工作者也提出了新的要求,应摒弃旧式“唯分数论”的应试教育思想,贯彻师德育人的理念,注重培养学生的综合素质,聚力实施素质教育,促进高等教育质量的提升。

当今,分子生物学技术在农业、医药等行业得到了广泛应用,并渗透到生命科学的各个领域,促进了相关学科及产业化的迅速发展。比如当前研究如火如荼的基因编辑技术,其核心内容就包含在分子生物学技术中。本科阶段生物基础知识的掌握,对学生未来在社会上的应用与拓展至关重要。为了适应迅速发展的现代生物技术的需求,在大学阶段培养优秀的生物专业人才,提高分子生物学实验等相关实践课程的教学质量,注重大学生创新能力、综合能力和应变能力的培养,是教育工作者的重要使命。

1分子生物学实验教学现状及存在问题

青岛农业大学分子生物学大实验是一门独立的实验课程,总学时为64学时,经过调整后的分子生物学大实验课程由基本实验、综合性实验、研究性实验3个逐渐升级的体系共同组成,是涵盖了质粒DNA提取和转换,DNA重组,植物遗传转化的综合性实验课程。当前实验中存在的问题如下:

1.1学生学习动力不足,处于被动学习状态学生对于实验课的认识仅仅局限在实验上,草草应付实验报告,为了得到分数去做实验,而对实验背后的原理、现象剖析、应用价值理解甚微,导致始终处于被动学习的状态,严重影响了实验课的教学效果。学生实验课学习目标不明确,主动意识不强,已成为分子生物学实验课的常态。

1.2教学模式老化,缺乏激发学生兴趣的教学体系实验课的教学10多年来一直是黑板上放挂图,学生按照实验步骤按部就班地做下去,获得实验结果即可,使学生习惯于老式的教学模式,无法激发其对实验课程的兴趣。当前的实验教学模式,很难培养学生自主思考、独立解决现实问题的能力。

2实验课程改革方案

2.1提高授课水平教师在实验授课过程中,要打破传统的讲原理、讲步骤的一般方式,丰富授课内容,引入领域前沿技术及背后的故事,引入实验技术的应用及产业化案例,使同学们意识到所学实验内容与社会技能的衔接关系,进而激发学生学习与操作的内心动力,认真完成实验的每个环节,熟练掌握生物技术操作的基本技能,为进入社会或进级研究生阶段奠定良好的基础。

2.2设置助教,进行实验小组(团队)管理制针对分子生物学实验操作细致、试剂微量、严谨度高的特点,笔者将班级划分成6个小组,每组4~6人,并设置1名助教(组长),负责小组纪律,酶、氯仿等微量、有毒试剂的正确使用,以及高速离心机、PCR仪的安全使用。经过4个学期的实践,取得了良好的效果,实验课堂的纪律有了明显的好转,1个小组的成员养成了互相探讨问题,互相帮助的习惯,形成了有凝聚力的小团体,促进了较高质量实验结果的产出,提高了学生相互沟通的能力。同时,助教管理模式的导入,提高了学生的主人翁意识,锻炼了其领导能力和人员协调能力。

2.3导入微课教学模式微课能以视频等直观的形式将实验操作过程、知识点等简短、完整地预先展现给学生,具有不受时间、场所限制,能够随时随地学习的特点。我们将琼脂糖凝胶跑电泳等实验做成微课,提前发送到班级微信群中,并做10道习题进行实验的考核,课堂上在实验操作过程中进行答疑,通过小组讨论解决了实验中不理解的现象。这种教学模式,大大提高了学生们主动学习的积极性,增加了对实验的理解深度,同时激发了学生们主动做实验的兴趣,培养了其自主学习的能力。

2.4增加与学生的沟通交流,因材施教学生个人潜在意识的激发是能动学习的重要因素。教师在实验过程中经常在实验室走动,尽量与每一组的学生进行交流,了解学生做实验时的心态,细心观察优秀学生、中等、较差学生做实验的细节,鼓励动手能力差的学生,表扬好学生并引导起到带头表率作用。及时发现并纠正学生不正确的操作,交流产生结果的原因和原理,养成以组为单位讨论实验现象,共同分析问题解决问题的良好习惯。

2.5开展实验课与农业科研项目及生产实践的结合分子生物学实验涵盖了植物DNA提取、基因克隆、遗传转化等与生产实践密切结合的实验,产业化中的植物DNA提取通量更大,遗传转化效率更高,这些实际应用与课程实验间的差别和关系,可及时传达给学生,并以课题研究内容为案例,解析学生们所做实验的应用价值,使学生们更加聚精会神地听课,更加全神贯注地去做实验。

分子生物学实验范文6

关键词:实验教学 独立实验 普通高校

本科实验教学是高等院校本科教学计划中的一个重要环节,贯穿于整个本科阶段理论教学的过程之中,是知识与能力、理论与实践相结合的实验教学环节,在整个本科教学过程中具有举足轻重的作用。

本科实验与研究生实验不同,由于受到设备、空间和经费的限制,一般采取分组的方式。各组成员通过合作完成较有难度的实验,这样的方式对提升学生的合作能力,提高效率方面有很好的优势。但是,学生分组实验的弊病在于成效较低,这主要与学生自制力差、懒散,学习主动性差,实验操作意识差等因素有关。

因此,如何做好分子生物学实验教学,实验教学的收获的好坏,直接影响学生对微观世界研究的兴趣和加强学生自信心的非常重要的因素。

一、独立性实验在本科教学中的重要性

1.依靠自己,独立完成

动手能力是衡量本科毕业生素质的重要因素,直接影响本科教学质量。分组实验中,一般以动手能力强的学生会主导实验过程,导致有些学生得不到直接锻炼,因此会逐步淡化实验教学的质量。如果教师不能及时发现问题,学生毕业后的动手能力将为零。例如,在基因组DNA提取实验教学前,通过询问了解学生曾使用过微量移液器,但随机抽查学生进行示范操作时,却发现有些学生竟回答没有见过该“工具”,同时对移液器的规范操作也存在不小问题。如果进行分组实验,这些细微问题的老师是无法及时掌握的,而独立实验可以让每一个学生完全依靠自己严谨、细致的实际操作获得较理想的实验结果,对不理想的实验结果进行独立总结,发现问题,分析其原因。

2.积极参与,调动积极性

分组实验要求的是团队合作,这种团队的合作对于实验步骤复杂,涉及仪器数量受限制的情况下是适宜的。但分组实验不可避免的带来个别学生对实验过程中的懒惰情绪,无心参与实验,做一些与实验教学无关的事情。教学老师为了提高课堂效率,对个别学生也不会过多的关注。时间一长,这些学生失去对实验课的兴趣,导致个别学生完全脱离本科目在内的其他的实验。独立实验要求要对自己实验的结果负责,以实验结果评定实验课成绩,会造成一定的压力。因此,首先从思想上会对实验有明确的目的,在实际操作过程中逐步提高实验的兴趣,自始至终参与实验。例如,分子生物学基础试验,离心是重要的一个环节。分组实验离心一般是组内的一名成员负责离心,因此有些学生完全不了解离心机的基本操作方法。毒理试验可以让每一个同学都具有亲自操作离心机的机会,教学过程中讲解离心机的型号、规格,注意事项,还可以讲些离心机生产厂家的情况,都会提高学生拓展实验技能和认识,这些又恰恰是我们的实验教学应得到的预期成果。

3.独立分析结果,并作个人总结

分组实验中,一个教学班级最多得出6种结论,但是独立实验要求每个学生做一份实验报告,结果为整体班级人数的数量。学生通过彼此实验结果的对比,都能总结出自己的不足。同时,在独立实验的实验报告中增加实验心得,从学生的心得中了解和总结学生掌握知识的情况,直接获得实验教学课中存在问题的第一手材料,这些信息将为进一步提高实验教学质量提供依据。

二、独立实验施行过程中存在的问题

1.受到设备、空间、经费的限制

分子生物学是20 世纪中期随着研究核酸结构与功能才诞生的一门新兴学科,在资金投入基础方面远不及其他经典科学,投入基础薄弱是影响分子生物学实验教学效果的一个重要原因。而且分子生物学的研究对象均为核酸及蛋白质分子,对实验条件要求很高,实验仪器与实验耗材大多需要国外进口,其价格昂贵,这是导致独立实验不能顺利进行的最直接原因。近年来,学校投入到本科的教育经费虽然有一定增加,但仍然无法完全满足独立试验教学的需求。

2.传统实验教学的影响较深

分组实验在本科生实验教学中是非常传统的教学方法。实验内容较多,操作仪器设备体积较大,价格昂贵的实验课,更适合采用分组教学的方式,因此很多教师安排新课程的实验时也往往直接以分组的形式进行。但是,这种模式是以教师为中心的,在这种教学环境下学生是被动地按照实验要求和操作步骤进行。这种教学模式下培养的学生思维狭隘,办事循规蹈矩,缺乏创新精神和创造能力,已不能适应现代社会对人才的需要。

3.分组实验效率高,工作量少

独立实验中每个学生都是实验的参与者,需要教师的高度集中,稍不注意容易出现安全隐患。因此,教师必须将敬业乐教、安于奉献转化为自身的内在动力,才能适应教学要求。

三、解决独立实验现行问题的方法

针对目前独立实验开展过程中存在的问题,拟提出三个解决方案。第一,增加实验设备器材的数量。在尽可能的经费范围内,增加设备,特别是小型设备的数量;第二,实验过程尽量简单化。本科生实验教学主要是让学生了解实验原理,熟悉实验操作,总结实验结果为目的。比如,提取DNA的实验中,我们选取了用玻璃珠法提取DNA的实验。玻璃珠法提取DNA,实验原理简单,实验过程简化,但是却包含了与提取DNA相关的实验原理和操作内容。实验空闲时间再给学生讲解不同的DNA提取方法的差异,丰富理论知识,完全达到预期目标。第三,教学顺序灵活化。一般实验课,都是先讲与实验有关的理论和实验步骤等,由于分子生物学实验离心操作比较多,时间较长,因此可以先进行离心,离心期间再进行理论知识的讲解,将会大大提高实验效率。实践与理论相结合后,学生对知识的吸收非常快,同时也能引起对实验的兴趣,积极思考,这将带来意想不到的教学效果。

四、结语

每个学校的本科生入学水平具有差异性,以上的见解不一定适合每校的本科教学中。如一本类高等学校的分子生物学实验教学多采取“科研―教学―科研”一体化的分子生物学实验教学新模式。但在其它院校食品相关专业的分子生物学实验本科教学,独立实验的教学方式是非常值得推荐的。教无定法,贵在得法。分子生物学实验课已经是高等学校生命科学领域一门十分重要的实验课程。如何教好这门课程,努力激发和鼓舞学生创新意识,最大限度地发挥教育教学效果,是摆在我们所有分子生物学实验教学教育工作者面前的一个共同课题。总而言之,分子生物学是从宏观世界进入微量世界的非常关键的一门课程之一,对通过独立实验让学生掌握扎实的实验技能,会产生积极和深远的影响。

参考文献:

[1] 田生礼,宋国丽,李辉.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.

[2]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,2010,29(04):99-103.

[3]张学军,王锁萍.全面改革实验教学培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2005,24(01):4-6.

分子生物学实验范文7

【关键词】分子生物学;实验教学;研究生

【中图分类号】R341 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)03-0680-01

分子生物学是一门新兴的前沿学科,以分子生物学为基础的克隆重组技术已成为现代生物技术的核心。医学领域分子生物学研究日新月异的发展,使人类对疾病的认识、预防、诊断和治疗发生深刻的变革,医学科学已从整体、细胞水平逐步深入到分子水平。所以分子生物学理论与技术的应用已成为医学院校考核研究生质量的一个重要指标。为此,本文就如何在医学分子生物学实验教学过程中培养研究生的创新思维和实践能力,如何培养研究生在分子生物学技术方面的动手能力,加强对理论知识的理解,锻炼学生分析问题、解决问题的能力,深入了解分子生物学的内涵等方面进行了一些探索。

1 解放思想,培养创新思维

通过教学实践我们认为,要取得良好的教学效果,必须要对“分子生物学”实验教学进行一个正确的目标定位。从课程性质来看,分子生物学是从分子水平探讨生命变化的规律。研究生开设分子生物学这门课程的目标是在掌握分子生物学基本理论的基础上,培养其在分子生物学技术方面的动手能力。因此,我们在分子生物学实验课教学过程中以“精”和“新”为原则确立教学内容,讲清基本理论,注重相关学科知识点之间的相互联系;紧跟学科前沿,介绍最新的研究动向和方法;结合教师自身的研究课题,引导学生积极思维,调动学生的学习兴趣;设置启发思维情景,着重培养学生的创新性思维和创新能力。希望学生通过这门课的学习,发挥学生参与课堂教学的主观能动性,激发学生独立思考问题的意识和能力。

2 优化教学内容,培养创新能力

分子生物学领域发展迅速,知识更新快。为了紧跟学科前沿,提高学生的学习兴趣,达到最佳的教学效果,我们没有选用固定教材,而是以《分子克隆实验指南》为览本,围绕分子生物学几大基本技术及一些最新的技术方法,结合教师的在研课题,安排了质粒的小量提取、酶切实验、PCR实验、MTT、Western Bolt五个实验内容,使整个实验过程内容环环相扣,每一部分实验都承上启下,而且整个实验过程全部由学生自己独立完成。在整个教学过程中,教师通过启发式教学,引导学生对实验过程、结果进行分析、综合归纳各种可能影响因素,培养了学生的科研素质和独立进行科研工作的能力。使学生产生强烈的学习欲望,理解和掌握了医学研究中常用的分子生物学技术和科研思路,充分调动学生学习的主动性,提高学生的动手能力和思考能力,为完成学位课题研究以及将来从事科研工作打下良好的基础。

3 改革实验教学,培养实践能力

按本院分子生物学的课程设置,计划学时仅18个学时,如按照传统的教学方法,在有限的学时内很难完成医学分子生物学实验的教学内容。并且不同的实验内容,所需时间存在差异。因此,我们在实验教学过程中,根据不同的实验内容存在时间的差异以及不同实验存在很多等待时间的特点,灵活组织教学过程。如在酶切实验过程中,由于有前面质粒提取的经验,在实验开始首先安排配制反应体系,在酶切反应过程等待的时间中讲解酶切原理、步骤、注意事项以及酶切分类等延伸知识部分,这样使整个实验课的时间充分利用,游刃有余。PCR实验中,学生利用课余时间进行电泳,得到实验结果,通过查阅相关资料分析,得出结论。这样教师由“传授型”转为“指导型”,学生由“被动接受验证型”转为“主动参与探索型”。这样不仅提高了学生查阅文献的能力和实验操作的能力,同时也激发了学生科研的主动性,培养了学生的创新实践能力。

4 严谨的科研态度,培养良好实验习惯

分子生物学实验对实验试剂和实验设备要求非常严格,对接触分子生物学实验的学生需要让其了解实验常规设备的使用方法和用途,正确掌握实验操作手段,如移液器的使用、培养液的配制、高压灭菌消毒、无菌操作、离心机使用等。这就要求教师在实验教学过程中引导学生养成良好的实践操作习惯和学习习惯,通过合理的组织安排,尽最大可能确保人人参与实验,培养学生动手能力、独立科研能力,培养学生团结协作意识。另外,每次实验课,要求学生对每次实验课的内容,实验前的准备工作以及实验后的收尾工作都有很好的了解,做到有始有终。教师在整个实验过程中,除了对每个实验的步骤和原理进行必要的讲解外,更侧重于对实验技巧、注意事项的提示。通过实验,学生的分子生物学实验技能得到很好的锻炼,有利于其今后独立开展科研工作。

5 结语

分子生物学是一门从分子水平研究生物大分子的结构和功能,阐明生命现象本质的科学,分子生物学技术发展迅速,新知识和新技术不断涌现,几乎已经渗透到医学的所有领域,成为医学和生命科学的基本研究手段。研究生教育是医学院校中的高层次教育,其科学素质的培养、解决问题能力的提高和创新意识和创新能力的培养,是研究生教学工作的主要目标。

因此,我们在以创新性人才培养为宗旨的实践教学体系中,解放思想,改变传统的实验教学模式。在实验内容的选择上,紧密结合我院学生能力和兴趣参差不齐的特点,选择分子生物学最基本,最常用的技术作为教学内容,有针对性地将分子生物学实验与专业知识挂钩,如Western Blot材料选择临床标本,MTT材料选择肿瘤细胞,酶切选择重组质粒等。各个实验之间从内容上看前后贯通,让学生对分子生物学实验有一个完整的思路,充分调动了学生参加实验课的自觉性和实验操作的积极性。在实验教学过程中,打破常规的40分钟教学,使学生在学的过程中有充足的时间进行实践和探索,避免盲目的在规定时间内交差应付,培养良好的实验习惯。这样,不仅有利于学生创新意识、创新能力的培养,使学生紧跟学科发展前沿,利于今后的科研与创新工作,为他们将来的科研工作打下坚实的基础。

参考文献:

[1] 王石平,金安江. 关注学生创新思维和创新能力的培养[J].中国大学教学,2007,(2):52-53.

分子生物学实验范文8

关键词:应用型本科院校;分子生物学;实验教学;对策研究

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0224-02

一、引言

分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,为现代生物学领域里最具活力的科学[1]。开展分子生物学实验教学,不仅可以巩固学生已有的分子生物学知识,提高其相应认识,也是分子生物学新发现的主要来源[2-8]。铜仁学院作为新升本应用型地方高校,从2011学年起,在生物科学专业开设分子生物学实验课程,教学时数为18学时,由于实验经费和课时限制,开设的教学实验多为验证性实验,导致设备利用率低,学生实验操作能力较差,与学校提出的应用型人才培养目标相差甚远,所以如何结合应用型地方本科高校教学实践性强的特点,建立和完善分子生物学实验教学质量保障体系,提高分子生物学实验教学质量,是一个值得探讨的问题。本文以铜仁学院为例,在分析该校分子生物学实验教学现状基础上,揭示其存在的问题,从应用型本科人才培养目标视角提出相关对策建议,以期推动分子生物学实验教学改革,提高应用型人才培养质量。

二、现状及存在问题

1.现状。(1)实验室情况。铜仁学院生物与农林工程学院实验室经过多年的发展与建设,已初具规模。现拥有固定资产300多万元,实验室面积约1300m2。拥有中央财政支持地方高校专项基金257万支持建立遗传学综合实验室,拥有分子生物学实验所需要的相关仪器设备,可以满足分子生物学实验教学需要。(2)学生情况。由于新升本地方院校招生的学生基本上是调剂生或者成绩刚上本科线,专业基础知识相对较差,而分子生物学理论和实验原理较抽象、微观,所以通过分子生物学实验激发起学生的学习兴趣较难。加之生物科学专业的学生需要学习的课程较多,且有些课程理论抽象而深奥,所以需要花费很多时间来学习考试课程,相对来说学生一方面没有太多时间和精力投入到分子生物学实验中,另一方面该实验课程是考查课,得不到学生的足够重视,导致该实验课程不能较好地达到预期教学实验目标。(3)实验教学情况。分子生物学实验教学主要通过三个步骤来进行,首先通过多媒体辅助教学讲授实验目的、内容等理论,其次给学生演示实验过程,最后,学生亲自动手做实验。该课程实验考核主要由两部分组成,一是实验报告,二是实验出勤及操作评价,其中实验报告占总成绩的60%,出勤率、操作过程评价占40%。2011―2014年分子生物学实验开设内容及学时如下表1所示。

2.存在的问题。(1)学校方面。由于新升本应用型地方高校对分子生物学实验课程不够重视,投入的实验教学经费较少,加之该课程实验所需要耗材较多且实验药品昂贵,仪器设备等硬件实验条件要求较高,导致有限的经费不能很好地支撑该课程实验顺利地开展。此外,由于地方院校开设该课程实验时间较短,虽然购买了大量先进的实验设备,但还有部分仪器没有利用起来,如蛋白质方面的实验没有开设,导致实验仪器设备整体利用率低。(2)学生方面。一是分子生物学每个实验学时数较少、学生人数多等特点,导致实验只能按小组进行,不能保证每个学生都能亲自完成实验所有操作步骤,学生的动手能力得不到完全锻炼,长期持续下去导致学生实验兴趣的丧失;二是分子生物学实验内容考核制度不完善,部分学生只注重机械地完成实验报告内容,而较少思考实验操作过程中存在的问题,从而没有培养起学生的学习兴趣;三是该课程所选取的实验内容较抽象,与现实生活中的现象联系得不是很紧密,部分学生对实验不是太感兴趣,实验前不预习,实验中走过场,实验后应付老师考核,导致学生没有得到有效的培养,与应用型本科高校人才培养质量目标存在一定差距。(3)教师方面。由于分子生物学开设时间较短,还没有探索出成熟的课程人才培养方案,加之承担该课程实验的多为年轻新进教师,实验教学经验不足,导致实验教学效果不佳。同时,作为新升本地方院校,实验仪器设备刚投入运转不久,成功申请到分子生物水平相关方面的科研项目较少,导致教师不能很好地开展分子生物学应用型实验。此外,该课程实验需要充分利用多媒体教学,在讲解过程中多举例,对师资力量配备要求也相应较高,对教师也是一种挑战。

三、相应对策建议

1.学校方面。一是增加对分子生物学实验课程的重视。作为地方应用型本科高校,应重视学生动手实践能力的培养,而该实验课程是培养学生应用能力的途径之一,学校应给予足够的重视,在实验教师配备、课程建设及实验设备的购置方面给予支持,确保课程教学的顺利进行,完成预期目标。二是增加经费投入。学校一方面拨付稳定的课程教学实验经费,确保实验材料有充足的保障;另一方面积极鼓励、引导该课程实验教师申请各类相关课题项目,并带动学生开展相关课题研究,以此激发学生对分子生物学实验的兴趣。三是改进课程考核制度。改革该课程以重视实验报告内容为主,转变为学生实际动手操作能力和实验理论内容完成相结合的综合评价考核制度,着力提升学生应用能力和素质的培养。四是提高设备利用率。把分散的实验仪器设备整合起来,成立教学实验中心,实行开放式管理,鼓励教师带领学生到教学实验中心开展分子生物学相关课题的研究,以此来提高仪器设备利用率。

2.教师方面。一是提高业务能力。作为应用型地方本科高校,一方面鼓励年轻教师通过攻读学位、访学、脱产进修及企业顶岗实习等多种途径,提高自身业务能力;另一方面通过专研实验理论,把抽象的分子生物学问题具体化,深奥的理论通俗化,提高实验教学质量。二是科研反哺教学。通过认真钻研实验教学,从而找到自己科学研究的方向,积极申报相关课题,并开展课题研究,以此通过科学研究的内容和成果辅助教学。三是研究内容接“地气”。作为应用型地方本科高校实验课程承担教师,要根据当地经济社会发展需要,选择亟待解决的问题开展研究,以此来带动该课程实验教学质量的提高。四是改进教学方法,利用多媒体辅助教学与示范实验有机结合,取得预期良好的教学效果。

3.学生方面。一是培养学生的学习兴趣。首先,让学生明确学习分子生物学实验的目的;其次,让学生明白积累分子生物学实验理论方面知识,有利于其后期继续深造和工作研究;最后,实验教学中要鼓励学生理论联系实际,多思考实验过程和结果。二是带动学生参与课题研究。鼓励学生积极参与教师的科研项目,主动帮助老师完成科研课题的实验任务,在任务完成中逐步提高自己的动手能力和知识运用能力。三是鼓励学生申报相关课题。应用型地方本科高校,一直很重视学生科研动手能力和实践创新能力的培养,因此应鼓励学生积极申报分子生物学相关方面的课题,通过课题研究,熟悉一整套的实验程序,为以后参加科研和工作打下良好的基础,也为地方培养了急需的紧缺人才,取得了多重效果。

参考文献:

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰,等.现代分子生物学[M].第4版.高等教育出版社,2013.

[2]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,2010,29(4):99-102.

[3]张以顺,黎茵,陈云凤.分子生物学实验的科研型教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索,2010,29(8):239-240,270.

[4]李清,迟彦.分子生物学实验教学模式改革的探讨[J].实验技术与管理,2011,28(8):11-12.

[5]尹德伟,秦小云.地方综合性大学医学实践教学质量保障体系研究[J].大学教育,2015,(1):150-151.

[6]倪郁.分子生物学综合实验课程的设计和实践[J].西南师范大学学报:自然科学版,2012,37(2):147-149.

分子生物学实验范文9

关键词:分子生物学与基因工程;模块化;就业竞争能力

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0271-02

分子生物学与基因工程实验技术发展非常迅速,作为一门通用的工具已经渗透到生命科学各个研究领域,该门课程一直是生命科学相关院校的核心实验课程。但不同院校设置的分子生物学与基因工程实验课程基本上存在以下问题:(1)把分子生物学实验和基因工程实验分开,内容体系不连贯;某些实验设计重复,浪费资源。(2)实验内容的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定的,忽略实验内容之间的有机结合性和连贯性,存在实验内容之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。(3)实验大多数为验证性实验,对学生的培养目标不够明确。因此,本文提出基于学生就业竞争能力培养为目标,根据师范院校实际情况,通过调查研究对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计,拟解决上述问题,并大大提高学生的竞争就业能力,同时对其他院校的课程设置也可以提供一定的借鉴。

一、明确培养目标――对分子生物学与基因工程实验进行模块化设计

普通高等师范院校一般开设生物科学师范专业和生物技术非师专业,分子生物学与基因工程实验课程是这两个专业的必修课,考研和就业是这两个专业大部分学生毕业面临的问题。为了满足不同专业学生考研和就业的需要,通过调研,我们明确了分子生物学与基因工程实验课程培养目标:(1)满足学生考研深造的需要。(2)满足学生到中学进行生物学教学的需要。(3)满足学生到生物医药公司工作的需要。因此,我们把分子生物学与基因工程实验设计为三大模块(共计75学时):①基础性实验模块,共计23学时。包括大肠杆菌质粒DNA的提取(4学时)、植物基因组DNA的提取(3学时)、动物组织总DNA的提取(3学时)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA(3学时)、核酸的浓度及纯度测定(2学时)、大肠杆菌感受态细胞的制备(2学时)、目的基因的PCR扩增(6学时)。②综合性实验模块,共计35学时。包括:载体构建(10学时)、农杆菌介导的烟草遗传转化(15学时)、转基因植物的分子检测(10学时)。③开放性实验模块,共计17学时。包括植物总RNA的提取及检测(6学时)、RT-PCR(时)、分子生物学常用软件介绍(2学时)。其中,基础性实验模块部分随理论课按周次完成;综合性实验和开放性实验模块在理论课结束后统一安排时间开设。

二、分子生物学与基因工程实验模块内容的课堂教学实践及体会

生物科学(师范)和生物技术(非师范)两个专业的学生通过学习《分子生物学与基因工程模块实验》,基本具备了以下能力:(1)通过基础性实验模块的学习,学生掌握了分子生物学和基因工程实验的基本理论和操作技术,完全可以胜任中学关于分子生物学和基因工程实验的教学任务。(2)通过综合性实验模块的学习,不同专业学生具备了对实验进行综合设计和整体把握的能力,这些能力使他们在考研复习和考研复试实验操作技能方面具备很大的优势。(3)通过开放性实验模块的学习,使学生形成完整的科研思路,具备了自主思考、自主设计等实验能力;培养了学生科研创新能力,为他们今后的研究生学习和生物公司的面试奠定了基础。总之,通过对分子生物学和基因工程实验进行模块化设计,基本能够达到以下三个目标:①满足学生考研深造的需要。②满足学生到中学进行生物学教学的需要。③满足学生到生物医药公司工作的需要。

三、关于分子生物学与基因工程实验课程模块化设计的一些建议

1.分子生物学与基因工程实验基本上都是耗时比较长的大实验,传统实验教学安排都是按照教学大纲随理论课后开设,一般实验时间为4学时,这样安排导致某些综合性实验无法完成,影响实验结果的观察和记录,因此建议耗时较短的基础性模块实验可以随理论课开设,一周一个实验内容;耗时较长的综合性和开放性模块实验可以在一学期课程结束后统一安排1~2周时间完成,这样可以保证实验效果,提高学生综合能力。

2.建议学校加大对分子生物学与基因工程实验室的经费投入和建设,保证仪器的先进性和数量,开阔学生的眼界;授课讲师也应结合自己的科研课题,保证实验内容合理,实验成功率较高,实验结果比较稳定,学生每次实验都能观察到实验结果,增加学生的学习兴趣。

3.构建科学的实验课程考核和评价体制。传统实验教学评分体系以实验报告加平时表现为主。实验报告占用了学生大量的时间,并且在内容上有明显雷同的嫌疑,并不能够真实反映学生的实验能力。这样容易造成学生的学习压力,降低了学生对实验教学的认可程度。因此建议基础性模块实验可以按照传统实验报告形式考核;综合性和开放性模块实验可以按照4~5人为小组,以实验设计、实验实施、实验问题思考和解决方案,实验操作技能考核等综合过程材料作为考核依据,主要目的在于锻炼学生的科研和创新能力。

四、结语

通过对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计和实施,不同专业学生在考研和就业方面取得了不错的成绩,学生的就业竞争能力得到了很大提高。关于分子生物学与基因工程实验课程的改革是一项长期系统工程,需要学校和授课教师根据本校实际条件不断努力,才能培养出适应社会发展的高素质复合型人才。

参考文献:

[1]周晓馥,勾畅,未晓巍,等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学,2013,41(4):1852-1853.

[2]胡尚连,孙霞,郑桂灵.分子生物学与基因工程实验教学模式探索[J].实验科学与技术,2008,6(5):94-96.

[3]刘新琼,王春台,张向明.分子生物学与基因工程实验模块化教学新模式[J].实验科学与技术,2011,9(5):144-146.

分子生物学实验范文10

【关键词】分子生物学技术;实验教学;教学模式

基金项目:郑州师范学院校级课题项目(项目批准号:2012076)。

分子生物学技术是我国综合、师范、医药、农林类院校生物专业必修的一门基础课,也是生命科学的带头前沿学科,课程地位十分重要。我校是一所师范类的本科院校,在生物技术与应用专业开设了分子生物学技术课程。本课程内容主要包括分子生物学技术的基础理论、基本技术以及当前分子生物学技术研究的前沿领域。了解或掌握分子生物学技术的基础理论、基本技术及其研究方法对高级人才的培养具有重要的现实意义。然而,分子生物学技术的理论知识抽象、有深度、内容多,而且教学时间短(54学时),教学效果往往不尽人意。如何利用有限的教学时间取得良好的教学效果,是教师们最关心的问题。作为一名分子生物学技术课程的老师,就我院学生的情况在分子生物学技术课程教学方面存在的问题及教学改革的思路及对策谈几点看法。

一、分子生物学技术课程特点及存在的问题

(一)分子生物学课程特点

分子生物学是在生物化学的基础上发展、向生命科学各个领域拓展而形成的,是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互间作用规律的一门实践性很强的学科。随着这门学科的飞速发展,使人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界[1]。另外,近年来的诺贝尔医学和生理学奖绝大多数都颁给了分子生物学相关的研究领域,这表明了分子生物学在整个生命科学中的重要地位。

(二)分子生物学技术教学存在的问题

1.过分依赖现代化教学手段

分子生物学技术内容庞杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,在有限的时间内让学生理解和掌握大量的知识和技术是很难的,导致教学效果很不理想。随着多媒体技术进入课堂,教学效果有明显提升。该技术可将抽象的、理论的东西形象化,将空间的、难以想象的内容具体化,还可以在课件中展示自然界的直观现象、模拟实验过程和再现研究过程,提高了学生学习的兴趣[2]。但这也很容易产生一些负面效果,一是教学过程中教师和学生交流及互动的环节减少;二是学生无法及时消化吸收大量的课堂信息。

2.理论与实验教学比例失调严重

分子生物学技术课程是一门实验技术类课程,在我国师范类高校中分子生物学技术课程实验课时普遍较低,特别是处于本科发展起步阶段的师范院校,实验能力的培养得不到重视,特别是我院开设的这门课程,理论内容在一学期内都很难讲授完,几乎没有时间安排学生实验,更不要说让学生系统的掌握一项分子生物学技术了。由于实验课时很有限,很难保证学生对基本实验技能的掌握,对理论内容的理解也是一知半解,囫囵吞枣,学生的学习兴趣与积极性逐渐丧失。

3.综合型和研究型实验缺乏

综合型实验是将某几个相关的实验内容结合,培养学生运用所学知识和技能进行综合分析、解决问题的能力;研究型实验是学生在教师的指导下分析和解决实际应用问题,培养学生解决问题的能力[3];而知识验证型实验主要是验证知识、帮助学生理解分子生物学技术基本理论和实验技能,仅能够对学生的动手能力以及固定的实验操作进行培训。目前,实验课程的教学以知识验证型实验为主,缺乏综合型、研究型实验,不利于培养学生自主思考、自主设计、自主解决问题等实验能力。

4.实验教学经费匮乏

学校每年都在扩招,我院每次上学生实验课实验室内人数都在25个左右,又由于实验经费很有限,而分子生物学技术实验用的仪器设备、实验耗材和试剂都比较昂贵,根本无法让每一位学生都进行实验操作。结果导致实验课上只有几个学生经常动手操作,其他大多数学生坐等结果,这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手能力和创新能力的培养。

二、分子生物学技术课程实验能力培养目标

分子生物学技术是一门实践性很强的课程,学生通过学习该课程不仅应掌握重要的理论知识,而且应掌握一些实验技术,更重要的是具备解决实际应用问题的能力。这种能力的培养单靠理论教学无法完成,必须将实验教学纳为课程教学的重要组成部分。通过实验教学可以将理论和实际运用结合起来,使理论内容易于被学生理解和掌握,提高学生的动手实验能力、专业应用能力,逐步建立独立的科研和工作方法,为继续深造发展和将来工作奠定良好的基础。

分子生物学技术课程的教学不仅要注重培养学生深厚的专业知识,更要注重培养学生运用专业知识和技术解决实际问题的能力,因此,本课程建设必须紧密结合教学实践。学生综合能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力,由浅入深地不断提高。

三、分子生物学技术教学改革的思路与对策

1.充实理论内容,采用互动式教学法

近年来,随着分子生物学技术的迅猛发展,新知识、新理论、新成果不断涌现,这就要求我们教师必须敏锐把握学科发展前沿并及时充实到教学内容中,使学生对分子生物学技术课程有一种开放和发展的心态[4]。另外,只有与人类自身密切相关的知识,才能引起学生更大的兴趣,才能变灌输为启发,同时也才能使该课程为社会科学发展发挥更大的作用。在授课过程中,适当增加一些与疾病发生原理、药物和保健品开发、个体发育、生殖健康、生产生活和生活质量等有关的分子生物学技术研究内容,让学生觉得这门抽象的课程与自己的生活息息相关。进而能提高学生的学习兴趣,激发学生学习的独立性。

更重要的是,在教学方式上可采取课堂讨论、提问的互动式教学方法,同时与讲授教材、新进展专题系列报告的传统教学方法相结合。课堂讨论与课堂提问的互动式教学可以将分子生物学技术理论内容分成几个部分,同时将学生分成相应的组,每组同学准备一部分的内容,也可以让每一位同学准备一章理论内容或者自己感兴趣的专题报告,并选择在课堂上向全体同学讲解该部分内容,其他同学就该部分内容提出问题,所提问题由该组同学回答,不能回答的问题下一次课回答,最后由教师解答疑问并总结。

2.增加实验课时数和教学经费,充实实验内容

增加实验课时数,是进行分子生物学技术实验教学改革的前提条件。分子生物学技术发展迅速,运用广泛,是生物技术类学生进行实验和科研的重要手段。就目前的课时数而言,根本无法满足分子生物学技术实验教学需要。增加课时数,一方面可以适当增加些基础性实验,让学生学会分子生物学技术常规仪器设备的使用、试剂的配制及一些基本的实验方法,例如:基因克隆涉及的核酸提取、PCR、凝胶电泳等;另一方面教师可根据自己科研项目引导学生设置一些探究性实验,让学生查阅文献资料,自拟实验方案,制定技术路线,对实验结果进行分析讨论,撰写实验研究报告,这样有助于学生科技创新实验活动和自主能动性的发挥。

但是,由于分子生物学技术实验所需仪器设备、耗材以及试剂都比较昂贵,目前的实验教学经费不足以满足让每一位学生都能进行实验操作的需求。在这种情况下,一要积极申请实验教学经费,使学校加大对实验教学经费的投入;二每次进行实验准备前,可以通知学生,让无课并且有兴趣的学生参与到实验准备工作中来,使学生既可以熟练掌握仪器使用及试剂配制,又可增强其责任感,使其在进行实验时,能更加珍惜实验仪器和试剂,认真做好实验。

3.科研课题和实验教学紧密结合

高校要进行教学改革、提高教学质量,科研是关键。将科研课题以及科研成果应用于实验教学,能帮助学生及时了解最新科研动态及科研成果,提高学生对科研的兴趣,为其今后的发展方向提供有价值的参考[5]。本院有多位教师承担着校级、省部级及部级科研项目,可以让有科研课题的教师带领一部分学生做科研,使学生熟练掌握与分子生物学技术课程基本实验方法的同时,建立科研思维。这样,可以真正做到实验教学紧密联系科研,以科研促教学,使学生参与到科研中,既可以让学生了解实验的全过程,又可以发挥其主观能动性,掌握实验技巧以及实验以外的其它知识技能。

4.培养学生阅读文献的习惯

查阅有关分子生物学技术研究新进展的文献,通过对学生进行重点讲解,让学生感受理论知识在实际生活中的应用,同时,也培养学生阅读文献的能力,使其了解当今生命科学发展的进展和热点问题。向学生介绍分子生物学技术研究领域一些重要的期刊,比如英文的期刊Pubmed (http: / / ncbi.nlm.gov/pumbed),Science Direct电子期刊(http: / / sciencedirect. com),Wiley Inter Science电子期刊(http: / / interscience. wiley. com/ journal finder. html)等;还有一些中文的期刊:中国知网、维普中文期刊、万方数据库等,选择代表性的数据库给学生演示一下如何查文献,尤其是自己对某方面研究感兴趣的文献,给学生提供了一个搜集学习资料的手段。通过查阅相关的文献,仔细阅读并逐渐地提炼自己的想法,本身就是一个不断学习和创新的过程,对学生以后毕业论文和进行科学研究论文的写作都是非常有帮助的。

5.构建多元化的考核方式

教师对所讲授课程进行考核是衡量学生对知识内容掌握情况的一种基本方法。考核方式多种多样,但怎样的考核方式才能真正起到衡量学生对一门课程知识的掌握情况,是值得我们每位教师思考的问题。为了减少学生在学习过程中出现平时不努力,考前突击的情况,我们增大了平时成绩的比重(30%)。平时成绩由听讲、回答问题、作业、查阅文献资料的总结报告4个方面组成;由于平时成绩所占总评成绩比重较高,学生上课听讲大都认真专注,每次理论课后学生都按时复习课堂讲授重点并按时完成作业;实验的设置也增进了学生对分子生物学技术部分理论知识的理解,从近5年的考试成绩来看,学生对本课程要求必须掌握的理论知识考试成绩有较大提升,且对基本实验技术理解更加深入。

四、结语

分子生物学技术的快速发展对教师的理论和实验教学都提出了更高的要求,理论教学可以使学生具备基本的知识内容,实验教学可以更有效地提高学生的实践、探究和创新能力,因此加强分子生物学技术实验教学是培养学生扎实的生物技术技能的立足点。本文结合本校实际情况仅对分子生物学技术课程教学改革提出了一些观点和经验,如何顺应分子生物学技术飞速发展的需要,仍需我们教师在教学过程中不断地进行总结和思考。

参考文献:

[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学[M].2版.北京:高等教育出版社,2002:1-3.

[2]王玲,秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛,2008(4):99-100.

[3]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012 NO.07,136-137.

[4]范纯新,郭弘艺,唐文乔.细胞生物学教学存在的问题与改革思路[J].中国校外教育,10/2011,76,112.

分子生物学实验范文11

(赤峰学院 物理与电子信息工程学院,内蒙古 赤峰 024000)

摘 要:实验是科学研究的基础,能够创造新知识、产生新技术.近代物理实验对培养学生综合能力具有特殊功能,是培养创新思维品质、分析解决问题能力、实践能力和实验技能的重要环节.近代实验技术在许多科学领域与工程实践中有广泛应用.本文结合原子物理学课程、近代物理实验课程特点和学生实际,探讨近代物理实验的教学方法和教学组织形式,培养学生创新意识和创新能力.

关键词 :创新思维;创新能力;开放式教学

中图分类号:G642.4文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)01-0233-02

1 引言

众所周知,在近代物理学的发展过程中,两个重要的物理实验与经典的物理学理论尖锐矛盾,一个是黑体辐射中的紫外灾难(ultra-violet catastrophe),另一个是迈克尔逊 A.A.Michelson-莫雷E.W.Morley实验.它们导致量子理论和相对论的建立,开创了近代物理的新纪元.Einstein提出的狭义相对论,改变了Newton力学的绝对时空观,而量子理论则涉及物质运动形式和规律的根本改变[1-3].量子理论不仅能够揭示极为广泛的自然现象,同时还引发了极为广泛的新技术上的应用.近代物理理论和技术的应用推动了原子物理、核物理、粒子物理、凝聚态物理和天体物理等的研究,产生了半导体、核工程、激光等新的现代科学技术.这些新技术在能源、材料、工程技术、工农业、国防、生物科学、医学等诸多领域有着十分广泛的应用.纵观物理学的发展过程,实验始终是科学研究的基础,能够创造新知识、产生新技术,是培养创新思维品质、分析解决问题能力、实践能力和实验技能的重要环节.但学生不重视实验课程,动手能力和主动性较差,个性和潜能不能充分发挥,因此我们尝试推进近代物理实验教学改革.

2 合理设置教学内容 突出思想方法和现代实验技术

近代物理学的两大支柱-量子论和相对论,前者研究微观粒子的统计行为,后者则研究高速(接近光速)运动物体的行为,许多经典物理学的规律已不再适用,两者在生活中又没有相应的模型与之对应,因此研究过程离不开新的物理思想、方法和现代测量技术.近代物理实验课程,目的是使学生掌握先进的研究问题的思想、方法、技术和手段,跟踪最新科学研究动态,培养学生创新思维品质,造就高素质人才.我们在近代物理实验项目建设过程中,经充分论证,设置了黑体辐射、弗兰克-赫兹实验、X射线物象分析、原子力显微镜、扫描隧道显微镜、微波测量技术、激光拉曼、塞曼效应、钠原子光谱、核磁共振等12个必修项目,另外我们正在积极建设原子核物理技术实验-快速电子的动量与动能的相对论关系实验项目.这些实验包括了近代物理学发展过程中具有经典性、物理思想影响深远的物理实验,体现实验技能和现代测试技术的实验及现论、现代新技术在各领域应用的实验,使学生掌握基本理论、研究问题的思想方法和高级实验技能,培养学生创新思维意识、创新能力、分析解决问题能力和自主研究问题的兴趣与能力.

3 合理选择教学方法 培养创新思维品质

近代物理实验课程是物理学专业和应用物理学专业高年级学生的必修课程,重在培养学生的创新思维品质和科学素质,提高学生科学认知的水平和能力.12个近代物理实验项目中涉及到原子物理实验、X光技术、微波技术、磁共振技术等[4-5].针对教学内容和学生实际适时调整教学方式方法,对于实验原理、仪器构造、操作注意事项等内容,用现代多媒体技术手段呈现并认真分析讲解.对于具体的操作方法、技能,教师要充分发挥主导和示范作用,学生须严格按操作规程序完成操作.如塞曼效应实验中,法布里-珀罗标准具的调节;激光拉曼实验中外光路的调节及应用程序的使用;扫描隧道显微镜实验中针尖、样品的安装,STM工作软件的使用等以提高学生的基本实验技能.对于综合研究性、设计性的实验内容,教师要创设实验教学环境,提出需要研究解决的问题,采用探索研究式、启发式、讨论式等教学方法并根据实验进展适时引导、启发、答疑、解惑,改变学生机械、被动的重复教材实验过程的状态,引导学生思维活动,培养学生的创新思维品质,同时鼓励学生大胆质疑,相互讨论,使学生不迷信、不盲从于教材和教师,充分发挥学生的积极性、主动性,将实验过程变成积极思维、勇于探索的创造性过程,培养学生创造性思维品质和创新能力.

4 采取开放式教学模式 促使知识向能力转化

12个近代物理实验项目计划课时仅为48学时,这就需要打破传统的教与学、理论与实验、时间与空间的界限,采用开放式的教学模式,实现教与学的互动.开放式教学指设备、场地、内容、时间、兴趣、思维、教学方法、教学手段等全面开放,以促进学生将知识转化为能力.就原子物理部分实验而言,教师可以根据理论课的教学进程、教学内容灵活安排实验内容和时间,课堂上提出要探讨研究的课题,引导学生进行分析讨论并综合运用所学知识、技能,提出研究解决问题的思路方法,设计实验方案.如:在玻尔理论的教学过程中,课堂上可引导学生分析讨论,提出实验验证原子内部能量量子化的思想方法并设计实验方案,然后与弗兰克-赫兹实验进行比较修改完善设计方案.在这个基础上并在这个时间点安排学生完成弗兰克-赫兹实验实验,证明原子内部量子化的量子化.弗兰克-赫兹实验是验证性实验,但教师在授课过程中提出能够引发学生思维的问题,创设思维环境,调动学生积极思考问题,并综合运用所学知识解决问题,理论与实验的有机结合使这个验证性实验变成了设计性实验,促进学生将所学知识向能力进行转化.对于原子的核式结构模型、原子的空间量子化、实物粒子的波粒二象性等教学内容虽然没安排相应的实验或没有实验条件,同样可以采用这种方式进行教学,如验证卢瑟福散射公式、原子的空间量子化等,教师创设思维环境,提出有待解决的问题,引导学生分析讨论,调动学生思维,探求解决方案,然后让学生查阅相关资料,完善改进自己的设计方案,培养获取信息的能力、运用所学知识分析解决问题的能力及创造性思维能力.原子物理学课程中[6-7],巧妙的构思与设计贯穿于教学过程始终,在教学过程中,教师要善于创设问题情境,解放学生的思维空间,学生大胆想象、设计、争论、探究,教师及时引导、修正、解惑、答疑,理论课与实验课有机结合统筹安排的教学效果明显优于传统的二者分开教学的教学效果.

由于设备、场地、内容、时间、兴趣、思维等全面开放,教师可以精选实验仪器设备开发新的实验项目进行科学研究或作为学生的选修项目.对于选修实验项目,教师要明确提出任务要求,学生根据实验任务要求综合运用所学知识技能进行构思,并正确选择实验仪器,设计实验方案,独立进行实验操作,培养学生综合运用知识解决物理问题的能力和创造能力.学生也可以参与教师的科研工作,培养学生实验设计能力、组织实施能力和知识应用能力.除此之外,学生也可根据自己的专业特点、兴趣爱好,有目的有计划的进行自主实验,即学生根据自己要研究解决问题的,查阅资料并认真研究,提出分析、解决问题的构想,自主选择仪器、设计研究方案,然后在教师的指导下独立进行实验研究,对于实验过程中出现的一些新的问题及时与教师研究讨论,不断修改完善实验方案,寻求解决问题的最佳途径.自主实验在时间、空间、实验内容、实验方案的设计等方面给学生充分的自主权,充分的学习思维空间,丰富的想象空间,充分发挥学生的积极性,培养学生观察、思维、设计、操作、创新能力.

近代物理的理论和技术在诸多领域有广泛应用,在教学过程中,将理论课、实验课的教学内容适当拓宽,实现理论、实验、应用同步教学.如将理论课与实验资源、网络资源有机结合,引导学生探究描隧道显微技术、核磁共振层析技术、核能利用、X射线衍射物象分析技术、血管造影技术、激光技术等内容,激发学生的创造热情和潜能,培养学生科学严谨的科学态度.

5 结语

近代物理实验是一门综合性较强的实验课程,在教学过程中恰当的选择教学方法、适当拓展教学内容,采用以学生为主体、教师为主导的开放式实验教学模式,使学生进入创新思维能力、分析解决问题能力、实验技术和实验能力不断提高的良性循环中.开放性教学的实施,给学生充分的学习、思维和想象空间,使学生运用知识、技能独立分析和解决实际问题的能力、动手实践能力、思维能力和创新能力得到提高.但实施过程中也会遇到各种意想不到的问题,教师面临前所未有的挑战,这就要求教师不断充实和完善自己,确保教学质量稳步提升.

参考文献:

〔1〕曾谨言.量子力学教程[M].科学出版社,2003.

〔2〕曾谨言,龙贵鲁,裴寿镛.量子力学新进展(第三辑)[M].清华大学出版社,2003.

〔3〕曾谨言,裴寿镛,龙贵鲁.量子力学新进展(第二辑)[M].清华大学出版社,2001.

〔4〕张天喆,董有尔.近代物理实验[M].科学出版社,2004.

〔5〕吴思诚,王祖铨.近代物理实验[M].北京大学出版社,1995.

分子生物学实验范文12

1分子诊断学教学内容的选择

目前分子诊断学教材有相当章节侧重分子生物学的理论和基本技术,部分高校分子诊断学的授课内容中分子生物学的理论和基本技术也占了相当大的比重,比如转化、质粒提取、质粒的限制性内切酶酶切和PCR等[2]。诚然分子诊断学是以分子生物学理论为基础,是分子生物学技术在临床上的应用,但在目前分子诊断学的发展日新月异的今天,分子诊断学的教学内容也应与时俱进。分子生物学理论和基本技术应该以复习为主,在理论和实验教学中应增加深度和广度,结合临床实际。比如以PCR为例,在实验教学中应该尝试引入RealtimePCR、巢式PCR和PCR-RFLP等临床常用的以PCR为基础但包含PCR的相关技术。这样一来可以强化加深学生对PCR的理解,提高分子诊断学教学的深度和广度,二来可以让学生在进入临床实践之前就掌握临床常用的实验技能。此外,临床上常用的荧光原位杂交(FISH)和多重连接依赖式探针扩增(MLPA)等看似复杂其实也较易上手的实验应根据情况在实验教学中开展,而比较基因组芯片杂交(arrayCGH)、northernblot和southernblot等较难开展,但在临床和科研上也经常用到的实验应该在理论课上予以重点讲解。

2分子诊断学教师的选择

分子诊断学的发展日新月异,分子诊断学的教师也应该加强理论和实验教学的能力[3]。笔者的经验是分子诊断学教师应该吸收医学背景,并且在课题研究方向上与分子诊断学有关联的新毕业的对教学感兴趣的博士生,这部分教师对分子生物学和分子诊断学的理解很透彻,比如一位新教师提出将载体构建作为分子诊断学的基础实验,因为载体构建设计到质粒提取、转化、切胶回收、连接、酶切鉴定、测序和甚至PCR鉴定等多个步骤,多个技术。将载体构建的知识点有机结合,让学生清晰的知道每一步的意义,提高了分子诊断学教学的条理性、链条性和连贯性。做好载体构建实验为后续的分子诊断学理论和实验教学奠定良好基础。笔者教研室新引进一名生物学博士,在读博士期间参与了开放课程的制作,为学校分子诊断学慕课的设计和实施做出了不少贡献。充分发挥年轻教师有热情和干劲足的优点,把年轻教师合理的科学的教学思想和教学实践有机地结合,分子诊断学的教学才更加具有活力。

3分子诊断学实验课改革

如前所述,分子诊断学实验应该多结合临床实际,分子生物学的实验内容尽可能在开设分子生物学的学期内完成。为此,学校应该在教学的仪器设备上予以满足,比如RealtimePCR仪等应该作为教学常用设备,也可整合教学资源,保证实验教学的应用。另外,分子诊断学实验有其自身特点,比如PCR时候得等待一个多小时,一步一步离心的时候也需要等待,质粒提取实验之前的摇菌需要过夜,很多一上午的实验,学生真正动手操作的时间却并不长。因此学生不应该仅仅局限于课堂时间,同时实验教师也应该根据情况开放实验室供学生利用。特别是一次实验没有出现理想结果的情况下,学生应该重复实验,实验教师应该配合学生开放实验室和相关仪器设别供学生使用。此外,在期末考试中加入实验考核内容和实验考核成绩比例,加强学生动手能力的培养。总之,我们在分子诊断学课程教学中做出了一定的探索,也取得了一定成绩,获得了的宝贵的实践经验,但是这只是万里长征的第一步,需要分子诊断学课程的教师们更加努力探索,为培养出更多适应社会发展需要的高素质应用型人才贡献自己的微薄之力。

作者:郝峰 郭素红 王皓 许会静 李艳 单位:吉林医药学院检验学院生物化学检验教研室