生物化学与分子生物学实验的教学改革与实践

作者:未知

  摘要:作为生物科学、生物工程、药学、基础医学和临床医学的重要课程,生物化学与分子生物学实验的开展是必需的。此外,学生掌握生物化学与分子生物学的实验方法和技术手段,对培养自身科研能力具有重要的意义。为提升学生学习生物化学与分子生物学实验课程的热情、培养学习兴趣,本教研室从教学内容、教学方式和考核制度三个方面对生物化学与分子生物学实验课程进行改革,以期提高教师教学质量、学生学习效果,促进学生掌握知识、技能,培养学生学习兴趣和科研能力,为后续开展科学研究和毕业设计提供基础。
  关键词:生物化学与分子生物学;实验教学;教学改革;教学科研相结合
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)42-0276-02
   遵义医科大学珠海校区在过去几年的发展中不断壮大,并且今年生物工程系作为学校学科建设的重要部门,生物工程系教学的课程成为学校目前改革与实践的重中之重,特别是生物化学与分子生物学这门大生物学科里的支柱学科[1]。生物化学与分子生物学(Biochemistry and molecular biology)是生命学科的基础,也是生命学科的前沿。生物化学与分子生物学在分子水平研究生命的本质,即研究糖类、蛋白质和核酸主要的三个生物大分子的分子结构、分子功能和代谢调节过程中,即在生命活动中的作用[2]。同时,生物化学与分子生物学是一门以实验为基础的学科,实验课程的开展对学生理解理论知识、掌握实验技能和培养科研兴趣具有重要的作用,为学生在大学期间参与大学生实验创新大赛、实验技能大赛及其他实验相关大赛,研究课题、毕业论文课题等课题项目,和未来学习深造提供实验知识、技能基础[3-5]。因此,如何在生物化学与分子生物学实验教学中提升学生学习的热情、培养学习的兴趣和积极性、锻炼学生独立思考、进行科研创新的能力值得我们深入思考,所以对生物化学与分子生物学实验课程的改革势在必行。针对目前我校生物化学与分子生物学实验教学中存在的不足,本教研室从教学内容、教学方式和考核制度三个方面对生物化学与分子生物学实验课程进行改革。
  一、我校在生物化学与分子生物学实验教学中存在的不足
  目前我校的生物化学与分子生物学实验课程主要包括实验技能概述、蛋白质浓度测定、真核生物DNA提取、酶的性质、球蛋白的提纯、SDS电泳和胰岛素及肾上腺素对血糖浓度的影响。首先,该实验课程的教学内容比较陈旧,没能根据学科的发展及时更新,缺乏生物化学与分子生物学前沿进展相关的实验内容和技术手段,虽然与理论课程内容有联系,但是联系不够紧密,不能充分发挥实验中理论知识的作用。此外,因为课时、教室等硬件的限制,授课形式也比较单一,通常都是基于实验指导,教师完成实验准备、实验内容及原理讲解,学生根据教师的讲解按部就班地完成实验操作,书写实验报告,不能很好地激发学生独立思考完成实验,也难培养学生的科研思维和科研热情。最后,实验主要为验证性实验,各实验之间相对独立,没有相互联系的大实验,缺乏综合设计性实验的安排[6-8]。
  二、生物化学与分子生物学实验教学改革与创新
  1.优化实验教学内容。生物化学与分子生物学实验技术是当前生物学科科学研究中使用最广泛、也最基础的实验技术,是每个从事生命科学研究的工作者必备的实验技术手段。所以培养学生掌握扎实的实验技术对我国未来生命科学研究的发展具有重要的作用。因此将生物化学与分子生物学实验面向未来科研,必须时刻更新实验内容,引入本领域产生的新的科研成果,建立与时俱进的实验内容。综合考核我校生物化学与分子生物学实验课程的课时安排和开设专业,本着“不放棄教材,但不局限于教材”的原则,本次改革首先更新实验及时指导,增设生物化学与分子生物学综合性大实验:A蛋白的克隆表达与纯化,整个实验完成目的是蛋白DNA序列的引物设计、DNA提取、PCR扩增、质粒构建、转化、挑单克隆、验证、蛋白表达及纯化、蛋白质浓度测定及活性测定。整个实验贯通整个生物化学与分子生物学课程,让学生掌握蛋白质、核酸等理论知识,PCR、质粒构建、核酸电泳、SDS-PAGE和色谱等实验技能。课程总共分为7次实验课加1次实验总结课(4学时/次)。与此同时,在每个实验过程中增加开放实验环节,让学生自己查阅资料、调研文献,设计整个大实验中的细节,让学生充分发挥自身能动性,全身心投入到实验中,形成独立思考实验而非按部就班实验的习惯[9,10]。最终培养学生独立思考的科研思维和过硬的实验技能。
  2.改革实验教学模式。随着“互联网+”教育的出现和不断发展,借助互联网和多媒体平台进行教学的方式不断实践。在实验课程的教学中,引入图文并茂的多媒体课件和生动形象的实验原理和操作的动画视频进行授课,学生可以在观看视频的过程中,充分了解实验知识和实验原理,并发挥自己的想象力,完善视频教学。特别是对于本次改革中综合性大实验,这种微观水平的实验,实验视频更能够让学生理解原理和操作过程的细节。同时,还可以鼓励学生自己制作实验教学视频,并在互联网上和其他同学进行讨论、交流,更深层次地激发学生自主能动性的学习,激发学生的学习热情、学习兴趣和创新意识[11]。
  3.完善实验考核体系。考核方式是监督学习的一个很好很直接的方式,在以往的考核中,主要依靠单一的实验报告来评判。为培养学生的自主能动性和创新性思维,考核方式在实验报告的基础上进行多样化调整。考核分为平时成绩、实验报告和开放性报告。其中平时成绩占30%,主要考核上课出勤率、上课回答提问和回答问题,实验准备和实验操作;实验报告占20%,主要考核对实验结果的书写规范性、实验结果的分析讨论能力,为以后书写科研论文打下基础;开放性报告占50%,可针对实验过程中的原理、操作进行自我理解的阐述,或对实验设计的建议和改进,或自我制作的实验视频,或撰写的小学术论文等多种形式,主要考核学生的自我创新能力,培养学生自我学习的习惯和能力,而非教师灌输型学习的习惯。同时,开展学生对教师的评价,让教师在教学中不断改进,不断提高。   三、结语
  本文分析了本校生物化学与分子生物学实验课程教学的现状,通过对实验课程内容的调整和创新,对教学方式和考核模式的改革,建立更优的实验课程教学方案。改革后的生物化学与分子生物学实验课程,能够更好地让学生理解、掌握实验知识和实验原理,能够培养学生进行科学研究的兴趣,能够充分发挥学生的能动性,能够锻炼学生的创新思维,为未来学生的科学研究奠定基础。另外,通过解决教学中出现的新问题,可以不断提高教师的教学能力和素质,促进生物化学与分子生物学实验的完善。
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