研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

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摘要: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.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.

關(guān)鍵詞: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作為科研人員所必備的素質(zhì).近年來,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)、中國科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國農(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)知識與科學(xué)研究的最新進(jìn)展聯(lián)系起來,學(xué)好、學(xué)通分子生物學(xué)是必需的一步.基于此,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)行過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題,還需要通過不斷的改革和實(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)全過程的機(jī)會(huì),便于學(xué)生加深對相關(guān)理論的理解[3].研究生來自不同的院校,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.對于已經(jīng)進(jìn)入分子時(shí)代的生命科學(xué)來說,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,已為內(nèi)蒙古自治區(qū)及全國輸送了一批從事生物學(xué)研究與開發(fā)的優(yōu)秀人才.“加強(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),對研究生分子生物學(xué)教學(xué)的改革勢在必行.2012年以來,我們通過在研究生學(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)對新生分子生物學(xué)知識背景和實(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象,采用問卷調(diào)查方式對他們的分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識與實(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.基礎(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DN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,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,每組安排組長一名,副組長一名,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.

(6)編寫研究生實(shí)驗(yàn)教材.基于教學(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)和近年來發(fā)展起來的新技術(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,掌握他們在分子操作各個(gè)環(huán)節(jié)上的操作熟練程度,對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)施過程中存在的問題,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,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3年來的教學(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,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)過程中出現(xiàn)的各種問題,還能將本領(lǐng)域相關(guān)的科研前沿、熱點(diǎn)問題介紹給學(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)踐過程中也不斷發(fā)現(xiàn)和審視自己,包括對自身專業(yè)知識的把握與實(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)國家自然科學(xué)基金、內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金、內(nèi)蒙古高校基金等科研項(xiàng)目,在努力完成這些科研任務(wù)的同時(shí),有意識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)課成績考核與結(jié)果評價(jià)

經(jīng)過教學(xué)團(tuán)隊(duì)的調(diào)研討論,針對分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核形式的問題,提出實(shí)驗(yàn)課評價(jià)體系多層次評價(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)的評分標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際考核過程中如實(shí)記錄作為評價(jià)依據(jù).實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,通過“問卷調(diào)查與后期跟蹤相結(jié)合”的模式及時(shí)對教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià)[7].通過發(fā)放問卷調(diào)查表的方式綜合調(diào)查研究生對本門實(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)效果等信息的評價(jià).另外,在實(shí)驗(yàn)課結(jié)束一個(gè)學(xué)期后,我們對研究生指導(dǎo)教師進(jìn)行問卷調(diào)查,對上一年度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果進(jìn)行了后期跟蹤評價(jià),對研究生進(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,綜合評價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[8].

3結(jié)語

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,全面提升我校碩士研究生培養(yǎng)水平[10G12],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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作者：李雅麗 趙秀娟 鞏東輝 趙宏宇 王晶妍 單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院