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【關(guān)鍵詞】本科醫(yī)學(xué)生 分子生物學(xué) 開放型實(shí)驗(yàn)室 建設(shè)
【中圖分類號(hào)】R34 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)28-0038-02
現(xiàn)代高等教育越來越重視培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、多學(xué)科、適應(yīng)性強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)的人才,教育部也明確提出“積極推動(dòng)研究性教學(xué),提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”。因此,建立開放型實(shí)驗(yàn)室并向廣大學(xué)生開放成為評(píng)估學(xué)校教學(xué)水平、科研水平的重要標(biāo)志,也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵平臺(tái)。課題組依托為“省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”,通過借鑒其豐富的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行了本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)并應(yīng)用到了本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)?,F(xiàn)將相關(guān)經(jīng)驗(yàn)介紹如下:
一 本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是從分子水平研究疾病的學(xué)科,涉及的生物大分子不能直接觀察,僅有課堂理論教學(xué)不能給予學(xué)生形象直觀的認(rèn)識(shí)。且醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)在理論課教學(xué)中涉及大量先進(jìn)分子生物學(xué)技術(shù),學(xué)生需要通過具體操作才能掌握這些技術(shù),所以這是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于教學(xué)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地的局限,大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由教師與實(shí)驗(yàn)員事先準(zhǔn)備好,學(xué)生按照書本內(nèi)容機(jī)械模仿或者由老師示教。這種方式束縛了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性,不利于學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
建立開放型實(shí)驗(yàn)室是實(shí)現(xiàn)資源共享、增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量的重要措施之一。實(shí)行開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新,是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容補(bǔ)充的重要手段之一。通過對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)室資源實(shí)行開放式使用,利于設(shè)備資源的充分利用;利于組織和引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地開展課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題、分析問題和解決問題的能力,特別是能夠增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。對(duì)全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì),促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的改革,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二 本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要點(diǎn)
1.場(chǎng)地規(guī)劃
開放型實(shí)驗(yàn)室不同于普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,需要全工作日開放,學(xué)生科研實(shí)驗(yàn)也需要一個(gè)相對(duì)集中的場(chǎng)地完成。為了便于管理、統(tǒng)籌安排,本實(shí)驗(yàn)室從已有的場(chǎng)地中專門劃分了一間實(shí)驗(yàn)室面向本科生開放。在該實(shí)驗(yàn)室中劃分如下區(qū)域,中間放置實(shí)驗(yàn)臺(tái)和試劑架作為公共實(shí)驗(yàn)區(qū),四周邊臺(tái)劃分為常規(guī)儀器使用區(qū)、精密儀器使用區(qū)以及污染實(shí)驗(yàn)隔離區(qū)。學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)室中能完成分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的大多數(shù)操作,既合理利用了場(chǎng)地,又方便了人員和設(shè)備的管理。
2.儀器配置
在開放型實(shí)驗(yàn)室中,儀器使用頻率高,常規(guī)儀器設(shè)備需求量大。因此實(shí)驗(yàn)室配置有足量的常規(guī)耗材如EP管、玻璃試管、離心管等,對(duì)于經(jīng)常使用的普通設(shè)備如電泳儀、電泳槽、普通離心機(jī)等基本配置為2~3臺(tái),對(duì)于一些較為貴重設(shè)備,如電子天平、轉(zhuǎn)膜儀、PCR等至少配置一臺(tái)。上述儀器配置能完成大多數(shù)常規(guī)分子生物學(xué)科研實(shí)驗(yàn)。
3.人員配備
開放型實(shí)驗(yàn)室的工作人員的合理配置,對(duì)于培養(yǎng)合格人才,提高教學(xué)質(zhì)量,合理規(guī)范使用儀器設(shè)備等具有重要作用。人員配備包括管理人員、專職指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。其中,管理人員主要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室工作人員和入室本科生的統(tǒng)籌管理,由具有多年工作經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心強(qiáng)且具有較強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力的高級(jí)職稱專職科研人員擔(dān)當(dāng)。指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)帶領(lǐng)入室本科實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)并完成分子生物學(xué)科研實(shí)驗(yàn),需由具有較豐富的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),具有一定科研工作經(jīng)驗(yàn)的專職教學(xué)或科研人員擔(dān)任。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員負(fù)責(zé)常規(guī)儀器的使用指導(dǎo)和日常維護(hù),應(yīng)由具有多年儀器使用經(jīng)驗(yàn)且具有分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員擔(dān)任。各成員明確分工,各盡其職,共同完成入室本科生的培養(yǎng)工作。
4.制度建設(shè)
一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的正常安全運(yùn)行,離不開合理健全的規(guī)章制度。作為一個(gè)面向本科生的開放型實(shí)驗(yàn)室,制度建設(shè)更是重中之重。開放型實(shí)驗(yàn)室人員流動(dòng)大、開放時(shí)間長(zhǎng),學(xué)生科研工作能力參差不齊,儀器數(shù)量多,儀器使用頻率高,這些都加大了實(shí)驗(yàn)室管理的難度。因此,本實(shí)驗(yàn)室制定了實(shí)驗(yàn)室入室管理制度和儀器使用制度,包括《入室申請(qǐng)及承諾書》《本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放管理規(guī)程》《儀器使用及管理制度》《儀器使用申請(qǐng)及預(yù)約申請(qǐng)制度》等。對(duì)于常用儀器均編寫了標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程,高級(jí)貴重儀器采取專人專管制度。通過制度的制定、試行和進(jìn)一步修改,使實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)管理機(jī)制逐步完善,形成一個(gè)統(tǒng)一規(guī)范的體系。
三 本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)室成立之后,通過在課堂上大力宣傳,學(xué)生入室進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性高漲。學(xué)生首先填寫《入室申請(qǐng)書和承諾書》,提交實(shí)驗(yàn)室主任審查批準(zhǔn)后,組織學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室管理制度和儀器使用制度,對(duì)常規(guī)儀器的使用進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),按學(xué)生需求將他們分為多個(gè)興趣小組,每個(gè)興趣小組安排一名專職指導(dǎo)教師進(jìn)行指導(dǎo),指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并以小組為單位共同完成實(shí)驗(yàn)課題。目前,本實(shí)驗(yàn)室已接納本科興趣小組十余組,本科入室學(xué)生56人次,其中由興趣小組設(shè)計(jì)并申請(qǐng)的“香樟揮發(fā)油對(duì)人胚肺細(xì)胞基因表達(dá)的影響”課題獲學(xué)院院級(jí)課題立項(xiàng)資助,相關(guān)文章也在正式省級(jí)刊物上發(fā)表。
綜上所述,通過本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和開放,為本科分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和本科生進(jìn)行科學(xué)研究提供了場(chǎng)地,通過入室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或科研,可大大提高學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題的能力,在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、科技型人才的過程中發(fā)揮了重要作用。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn) 生物化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是生命科學(xué)研究的重要手段,是生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要的實(shí)踐性課程,該課程的教學(xué)效果直接影響學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量,尤其是對(duì)相關(guān)專業(yè)研究生的培養(yǎng)質(zhì)量(如論文質(zhì)量和研究生的實(shí)驗(yàn)技能)至關(guān)重要。而生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是通過微觀領(lǐng)域的深入研究不斷地揭示了各種生命奧秘,因此學(xué)生了解生命本質(zhì)必須能夠進(jìn)入微觀世界,傳統(tǒng)的教學(xué)手段對(duì)微觀世界的動(dòng)態(tài)變化的展示卻顯得不夠充分,但信息技術(shù)提供了這種可能。運(yùn)用多媒體課件教學(xué),動(dòng)態(tài)模擬,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,把學(xué)生的思維帶進(jìn)微觀世界模擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境之中,誘導(dǎo)學(xué)生觀察思考,相互討論,共同探究規(guī)律,較好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)就是基于信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)上構(gòu)建的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),使現(xiàn)有各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化和虛擬化。
一、虛擬實(shí)驗(yàn)的概念
虛擬實(shí)驗(yàn)的概念,最早在1989 年由美國(guó)的William Wolf教授提出,用來描述一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。虛擬實(shí)驗(yàn)概念的提出至今僅為十多年的時(shí)間,但因其廣闊的應(yīng)用前景,國(guó)內(nèi)外有很多組織都已經(jīng)開展了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究和建設(shè)工作,特別是在國(guó)外一些著名的大學(xué),已有較多建好并投入使用的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),涵蓋了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)學(xué)、人工智能、生命科學(xué)、化學(xué)、物理、生物工程、通訊、3DCAD、圖形圖像、農(nóng)業(yè)科學(xué)等教學(xué)、科研領(lǐng)域。
目前,國(guó)內(nèi)在虛擬實(shí)驗(yàn)方面開展的工作還不多,已有部分高校初步建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室。例如:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)建立了網(wǎng)上虛擬土壤作物系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬植物在三維空間中的生長(zhǎng)發(fā)育狀況,探討虛擬植物模型在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵問題??v觀近年來虛擬實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)高校的發(fā)展和應(yīng)用, 可以看出虛擬實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地改變了人們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的看法。由于它不但能有效地降低實(shí)驗(yàn)成本, 提高實(shí)驗(yàn)效率, 而且可以實(shí)現(xiàn)異地協(xié)作和實(shí)驗(yàn)資源共享, 因此這種實(shí)驗(yàn)方式也越來越受到國(guó)內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)的重視和青睞, 成為強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的一個(gè)重要發(fā)展方向。
虛擬實(shí)驗(yàn)在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐意義
生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般都是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,往往是教師介紹相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理,學(xué)生則按照教材所示實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作,對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中具體的細(xì)節(jié)尚處于一知半解狀態(tài);而且,生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所用試劑費(fèi)用較高,教學(xué)經(jīng)費(fèi)往往不允許學(xué)生進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn),一些較為前沿的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和所需儀器的限制無法開設(shè);另外,在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中,往往需要較長(zhǎng)的等待時(shí)間如PCR擴(kuò)增時(shí)要等待1個(gè)多小時(shí)、SDS-PAGE時(shí)電泳要等待1小時(shí)左右,后面的凝膠染色、脫色又有很長(zhǎng)時(shí)間等待,有限的課程實(shí)驗(yàn)時(shí)間只能開設(shè)非常有限的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。綜上所述,實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力,卻難以達(dá)到預(yù)期效果。
虛擬實(shí)驗(yàn)則可以很好地解決上述問題,開展虛擬實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境由虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、虛擬器材庫(kù)和開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)組成。虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)類似,可供學(xué)生自己動(dòng)手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。教師利用虛擬器材庫(kù)中的器材自由搭建任意合理的典型實(shí)驗(yàn),或?qū)嶒?yàn)案例,學(xué)生既可以在虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上動(dòng)手操作,又可自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),有利于培養(yǎng)的操作能力、分析診斷能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。在虛擬實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生更易獲得相關(guān)的知識(shí),科學(xué)的指導(dǎo)和敏捷的反饋。
二、生物化學(xué)與分子生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用現(xiàn)狀
目前,相當(dāng)部分的物理與化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室逐漸運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué),但是有關(guān)于生命科學(xué)的相關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)均尚處于建設(shè)之中。原因有多方面的,如生命科學(xué)現(xiàn)象比較復(fù)雜,虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)也就相對(duì)較為復(fù)雜;生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目繁多,有時(shí)候?qū)嶒?yàn)材料的選擇、方法的選擇不同就是不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,要建設(shè)一個(gè)相對(duì)較為完善的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工作量非常大,需要耗費(fèi)大量的人力物力;另外,生物化學(xué)與分子生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)需要計(jì)算機(jī)工程和生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)人才共同努力才能完成的一項(xiàng)工作,而大部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)中兩個(gè)學(xué)科之間交叉得比較少,也就是專業(yè)課程老師的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)相對(duì)較為薄弱,而計(jì)算機(jī)工程的專業(yè)人士的生物化學(xué)與分子生物學(xué)背景又相對(duì)欠缺。因此,生物化學(xué)與分子生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)尚有待于探索和研發(fā)。
三、展望
虛擬實(shí)驗(yàn)輔助生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種全新的嘗試,能提升課程學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。但是,由于生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)本身的復(fù)雜性,虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的研發(fā)尚處于起步階段,其進(jìn)一步開發(fā)需要投入很大的人力和物力,需要計(jì)算機(jī)工程和生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)人才共同努力才能完成。綜上所述,針對(duì)課程特點(diǎn)合理選用開發(fā)技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)型虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和應(yīng)用,使虛擬實(shí)驗(yàn)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益的、必要的補(bǔ)充。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)分子生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 綜合性實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2014)02(a)-0037-03
21世紀(jì)以來,隨著人類基因組計(jì)劃的完成,醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)作為分子生物學(xué)的重要分支得以迅猛發(fā)展,其理論與技術(shù)早已廣泛滲透到生命科學(xué)的各領(lǐng)域,同時(shí)也成為橫跨基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的橋梁課程。我校于2003年為醫(yī)學(xué)本科生開設(shè)了醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)理論課的教學(xué),實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)由于經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、儀器等因素的限制,僅針對(duì)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生開設(shè),其教學(xué)任務(wù)由醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究中心醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)。通過多年的教學(xué)實(shí)踐和摸索,我們?cè)诂F(xiàn)有的條件和辦學(xué)特色定位下及實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上,針對(duì)檢驗(yàn)專業(yè)本科生教育的特點(diǎn),于2011年起,我們對(duì)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索,以期促進(jìn)本學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的發(fā)展,達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的目的。
1 醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)主要致力于闡明生物大分子結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)控機(jī)制以及人體各種生理和病理狀態(tài)的分子機(jī)制[1]。這些內(nèi)容十分抽象而無直觀的實(shí)體,其中所涉及到的生理、生化過程,學(xué)生僅從書面上是無法進(jìn)行形象化的觀察和認(rèn)知。因此,作為一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)整個(gè)教學(xué)過程中占有重要地位。通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),不僅能驗(yàn)證課堂上所學(xué)到的理論基礎(chǔ),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌控能力,而且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的實(shí)際能力。
2 對(duì)醫(yī)科生全面推行醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革勢(shì)在必行
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是生命科學(xué)發(fā)展中最重要的前沿學(xué)科之一,其發(fā)展依賴于反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,故具有實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)的特點(diǎn),分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)正深刻地影響著醫(yī)學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域。因此,對(duì)省屬醫(yī)學(xué)院校各專業(yè)的本科生來說,掌握分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基本的實(shí)驗(yàn)方法非常重要。提高學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)應(yīng)用型人才,對(duì)廣大醫(yī)科本科學(xué)生、研究生和青年教師而言顯得越來越重要。培養(yǎng)應(yīng)用型人才成為目前教育教學(xué)改革的趨勢(shì)[2]。因此,實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該更加結(jié)合臨床實(shí)際,除了基本的分子生物學(xué)技術(shù),注重增加醫(yī)學(xué)應(yīng)用和前沿的內(nèi)容。
特別是從2012年起,國(guó)家對(duì)大學(xué)本科教育經(jīng)費(fèi)的投入大幅度增加,體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)高等教育的高度重視。大幅度提高對(duì)教育的投入,對(duì)于醫(yī)學(xué)生來說,主要體現(xiàn)在對(duì)教學(xué)成本高的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的重視和投入,理論課教學(xué)的成本畢竟相對(duì)較低。因此,對(duì)醫(yī)學(xué)院校本科生進(jìn)行醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革,加強(qiáng)分子醫(yī)學(xué)教學(xué),全面推行醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的時(shí)機(jī)成熟、勢(shì)在必行。
3 我校醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題
瀘州醫(yī)學(xué)院是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)本科生最大的省屬地方醫(yī)學(xué)院校之一。學(xué)校現(xiàn)有17個(gè)二級(jí)院系,在校全日制本專科學(xué)生、研究生、留學(xué)生15000余人(http:///html/xygk/xyjj/)。醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究中心成立于1999年,通過十多年的發(fā)展,目前擁有多名高學(xué)歷、高職稱的專職教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員及先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,建立了“醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)”省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,“腫瘤表觀遺傳學(xué)”省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和“表觀遺傳與腫瘤”省醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,形成了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤生物學(xué)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型、形態(tài)學(xué)等研究平臺(tái),可開展蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)與個(gè)體化醫(yī)藥、表觀遺傳學(xué)等方面多學(xué)科交叉的科學(xué)研究工作,是我校一個(gè)重要的開放性實(shí)驗(yàn)中心,為醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了強(qiáng)大的師資隊(duì)伍力量和科研技術(shù)支持,但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中仍存在諸多問題。
首先,實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)不足。眾所周知,醫(yī)學(xué)院校學(xué)生由于專業(yè)的特殊性所學(xué)課程繁多,各門課程的課時(shí)非常有限,就我校檢驗(yàn)專業(yè)本科生而言,醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)理論教學(xué)36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)18學(xué)時(shí),理論與實(shí)驗(yàn)的比例為2∶1。由于課時(shí)安排不充分,許多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無法開展,導(dǎo)致學(xué)生與許多醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)失之交臂。而教師為了完成教學(xué)任務(wù),被迫加快教學(xué)進(jìn)度,甚至為了節(jié)約時(shí)間,提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所用試劑,學(xué)生沒有親自動(dòng)手的機(jī)會(huì),無法真正達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
其次,實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多,所涉及的知識(shí)面廣泛,許多儀器和試劑都十分昂貴,需要大量的資金投入[3]。本中心作為全院重要的科研平臺(tái)和人才培養(yǎng)基地,擁有許多先進(jìn)的儀器和設(shè)備,如基因擴(kuò)增儀、各種電泳系統(tǒng)、各種離心機(jī)、凝膠成像系統(tǒng)、流式細(xì)胞儀等,但數(shù)量有限僅用于日常科研工作的開展,無法完全滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,使得學(xué)生只能減少分組,不僅動(dòng)手機(jī)會(huì)減少,而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇也受到限制。
最后,傳統(tǒng)的教學(xué)模式影響了教學(xué)質(zhì)量。長(zhǎng)期以來,醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式都遵循著一個(gè)基本流程進(jìn)行:教師簡(jiǎn)單講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察結(jié)果寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。并且在實(shí)驗(yàn)過程中,教師會(huì)提前將實(shí)驗(yàn)結(jié)果告知學(xué)生,學(xué)生只需要驗(yàn)證結(jié)果是否相符,完全沒有獨(dú)立思考的時(shí)間和空間,成了被動(dòng)的接受者,時(shí)間一長(zhǎng),學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的熱情,嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。
4 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)專業(yè)的醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思想是通過有限數(shù)目的實(shí)驗(yàn),加上實(shí)驗(yàn)原理與方法導(dǎo)論的講授,使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)理論上能全面掌握醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的整體實(shí)驗(yàn)體系、基本技術(shù)和方法。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,特別是設(shè)計(jì)性、探索性和綜合性實(shí)驗(yàn)的開展,一方面加深了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握;另一方面培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,以及創(chuàng)造性思維的能力,從而為今后從事富于創(chuàng)造性的實(shí)際工作奠定良好的基礎(chǔ)[4~5]。
(1)實(shí)驗(yàn)教材改革。
盡管實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)有限,開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少,但為了讓學(xué)生能全面了解醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)這門學(xué)科所涉及的各方面知識(shí),本中心組織了一批有經(jīng)驗(yàn)的教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同編寫了可供醫(yī)學(xué)本科生和研究生使用的《精編醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[2],全書共分五章四十余個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)操作。按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器材料、步驟及注意事項(xiàng)等結(jié)構(gòu)介紹每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其內(nèi)容大致分為五部分,包括基本分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、基因操作技術(shù)、基因診斷技術(shù)、表觀遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)分析技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)與分析技術(shù)。該教材不僅保留了一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如質(zhì)粒DNA的提取,大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備等外,新增了關(guān)于臨床基因診斷以及形態(tài)學(xué)與功能學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,我們可以根據(jù)不同專業(yè),不同層次靈活教學(xué)。該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)既有原理又有實(shí)驗(yàn)結(jié)果,圖文并茂、簡(jiǎn)潔精煉。同時(shí)附有醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)介和醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)大綱。這樣,我們保證了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)性、系統(tǒng)性和權(quán)威性。
(2)教學(xué)內(nèi)容改革。
由于教學(xué)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)條件的限制,原有的教學(xué)內(nèi)容僅開展了三個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,分別為動(dòng)物外周血全血DNA的提取實(shí)驗(yàn)、瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)和血清蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)雖然是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)基礎(chǔ)及經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)技術(shù),重要性很強(qiáng),但是它們之間相對(duì)獨(dú)立,關(guān)聯(lián)度不夠,缺乏實(shí)驗(yàn)的連貫性和綜合性,且與臨床聯(lián)系不大,學(xué)生興趣缺乏。為了節(jié)約教學(xué)成本,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備均由教師提前完成,學(xué)生只需提取樣品,最后電泳上樣,觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。因此,學(xué)生根本沒有充分的時(shí)間對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考和探索,可能實(shí)驗(yàn)做完,他們完全沒有理解這些實(shí)驗(yàn)的目的和意義,只是照搬照抄,應(yīng)敷了事,完全違背了設(shè)置實(shí)驗(yàn)課的初衷,沒有達(dá)到鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立操作的目的。
針對(duì)這些問題,為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新性思維,根據(jù)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的特點(diǎn),我們創(chuàng)新性地重新設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)――DNA指紋分析[2,6~8](見圖1),包括人外周血DNA的提取、分光光度法(Nanodrop法)測(cè)定DNA的濃度和純度、以所提取的DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增D1S80短串聯(lián)重復(fù)序列、瓊脂糖凝膠及聚苯稀酰胺凝膠電泳、DNA染色(EB染色和銀染)、凝膠成像系統(tǒng)下觀察結(jié)果和照相,最后進(jìn)行分析[2]。
同時(shí)將學(xué)生分為4人一組,每4個(gè)組為一個(gè)班,每個(gè)班由兩位教師負(fù)責(zé)。學(xué)生之間相互抽取血樣進(jìn)行DNA的提取,所有實(shí)驗(yàn)步驟均由學(xué)生獨(dú)立操作完成,教師只是從旁協(xié)助和指導(dǎo),盡量爭(zhēng)取每位學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)。這樣改革的優(yōu)點(diǎn)在于,我們將研究對(duì)象由模式動(dòng)物轉(zhuǎn)化為人類自己,從核酸技術(shù)以及基因工程技術(shù)兩條主線展開,并且選用了基因診斷中的一個(gè)重要內(nèi)容―DNA指紋分析這個(gè)能引發(fā)學(xué)生興趣的內(nèi)容,使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程更加貼近臨床實(shí)踐,更能促進(jìn)學(xué)生的積極性和參與度。而且實(shí)驗(yàn)具有連續(xù)性和系統(tǒng)性,使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了更深刻的認(rèn)識(shí),提高了學(xué)生的動(dòng)手能力,鞏固了課堂教學(xué)所學(xué)的理論知識(shí)。
(3)教學(xué)方式改革。
我們摒棄了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,不再是單一的教師講,學(xué)生聽的模式,而是結(jié)合PBL法、充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段,巧妙運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助工具,合理利用多媒體系統(tǒng)的音頻和視頻信息,在實(shí)驗(yàn)課里將一些未開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目自然生動(dòng)的展現(xiàn)在學(xué)生面前,方便了學(xué)生學(xué)習(xí),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生今后的畢業(yè)實(shí)習(xí)及工作奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)教師帶習(xí)學(xué)生數(shù)量相對(duì)減少,有更多時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面交流和溝通,啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題,使學(xué)生由被動(dòng)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者,培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。
(4)教學(xué)效果反饋。
為了了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果,我們對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)進(jìn)行了問卷調(diào)查(見表1)。調(diào)查表的內(nèi)容主要涉及實(shí)驗(yàn)開設(shè)是否具有創(chuàng)新性,是否能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力,對(duì)學(xué)生今后的工作是否有幫助等等。調(diào)查結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后,學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)這門課程有了更深的認(rèn)識(shí)和理解,而且學(xué)習(xí)積極性明顯增加,對(duì)知識(shí)掌握更加具有完整性和系統(tǒng)性,達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生科研素質(zhì)和創(chuàng)新思維、提高動(dòng)手能力的目的。
5 結(jié)語
總之,經(jīng)過醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將理論基礎(chǔ)與臨床實(shí)踐完整地結(jié)合在一起,學(xué)生普遍反映教學(xué)效果良好,學(xué)習(xí)積極性明顯提高,實(shí)驗(yàn)操作能力顯著增強(qiáng)。通過醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的潛在能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,為學(xué)生今后從事科學(xué)研究和臨床工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要,由培養(yǎng)單一臨床技能型人才向培養(yǎng)具有臨床科研和動(dòng)手能力強(qiáng)的復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變。但本次改革仍有不足之處,學(xué)生普遍反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)不夠,以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較少。
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[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代分子生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 方案
目前,許多高等院校都把分子生物學(xué)作為本科生和研究生的必修課或選修課,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課也是高等院校生物相關(guān)專業(yè)重要的實(shí)驗(yàn)課之一[1]。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是提升學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的重要手段和途徑,能有效提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力、觀察能力、思維能力、語言表達(dá)能力以及學(xué)生之間相互交流和合作的能力。然而在現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,筆者發(fā)現(xiàn)存在著一些較為突出的問題,本文就這些主要問題提出改革與創(chuàng)新的應(yīng)對(duì)措施。
一、地方高?,F(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀和存在的問題
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是生物教學(xué)的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)和科研能力的基本途徑。目前,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀令人堪憂,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和設(shè)施有限
現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用藥品,如Taq聚合酶、DNA連接酶和載體等,均較貴,由于經(jīng)費(fèi)原因許多實(shí)驗(yàn)大打折扣,甚至無法開展。現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的設(shè)施也較為先進(jìn)、昂貴,如PCR擴(kuò)增儀、移液槍、高壓滅菌鍋、高速冷凍離心機(jī)、超低溫保存冰箱、電泳儀、超凈工作臺(tái)和凝膠成像系統(tǒng)等,這些設(shè)備的數(shù)量都是有限的。上課的人數(shù)較多,教師講解儀器的使用方法時(shí)有相當(dāng)一部分的學(xué)生不能完全聽明白,連儀器的基本操作都不會(huì),要求他們熟練地使用儀器時(shí)就顯得有點(diǎn)困難。
(二)教學(xué)方式較為僵化
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式較為單一,一般是老師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟,學(xué)生模仿教師的演示或照著黑板的步驟按部就班地進(jìn)行操作。操作前,教師講明實(shí)驗(yàn)過程,這雖然利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)步驟,教師易管理,但學(xué)生思考和主動(dòng)參與的過程被省略了。動(dòng)手完全與動(dòng)腦脫節(jié),動(dòng)手能力的培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容,但不經(jīng)思考地完成實(shí)驗(yàn)根本談不上能力的培養(yǎng)。
(三)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中被動(dòng)成分大于主動(dòng)成分。課前雖然預(yù)習(xí)了,但對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還不是很熟悉。上課時(shí)有的學(xué)生不認(rèn)真聽教師講實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng),結(jié)果在實(shí)驗(yàn)過程中常常出錯(cuò),卻不知道如何解決。實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器都是教師事先安排好的,實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施步驟也是按教師安排進(jìn)行的,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)僅憑好動(dòng)的天性,既沒有時(shí)間、機(jī)會(huì)去思考或詢問為什么要這樣做?有沒有其他方法或方式去嘗試?對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方法、步驟是只知其然、不知其所以然。實(shí)驗(yàn)后得到的結(jié)果若與理論結(jié)果不同,并不能獨(dú)立地思考出現(xiàn)該結(jié)果的原因。耐人尋味的是,一些學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)答如流,實(shí)驗(yàn)操作卻極不熟練。有些學(xué)生組織紀(jì)律意識(shí)不強(qiáng),經(jīng)常遲到早退。有的學(xué)生馬馬虎虎做完實(shí)驗(yàn),不管操作是否規(guī)范、結(jié)果是否正確,甚至有的在一旁觀看別人操作自己根本就不動(dòng)手,最后照抄別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[2]。
(四)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、管理不合理
現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)都需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,并且所做的實(shí)驗(yàn)一般都具有強(qiáng)的連續(xù)性,如DNA的提取、檢測(cè)、PCR擴(kuò)增、DNA回收、DNA與載體連接、感受態(tài)細(xì)胞的制作、轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)。由于學(xué)校安排的課時(shí)相對(duì)較少,并且比較固定。因此,許多實(shí)驗(yàn)過程只是老師講解,學(xué)生并不能進(jìn)行操作,這樣學(xué)生根本就不能順利地掌握實(shí)驗(yàn)的全部過程,不利于學(xué)生全面掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。除此之外,上課的人數(shù)多,實(shí)驗(yàn)分組每組人數(shù)多,實(shí)驗(yàn)儀器少,每個(gè)學(xué)生所擁有的自由空間就很小,影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程,同時(shí)也不利于教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。
(五)教學(xué)要求較低、課程考核不合理
教師一般對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求較低,對(duì)學(xué)生的基本操作要求不嚴(yán)格,但地方高校學(xué)生學(xué)習(xí)多數(shù)自主性較差,這樣不能較好的促進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。最后的考核方式也比較單一,基本都為兩種方式:一是書面形式,考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果或要證實(shí)的理論的掌握;二是操作觀察,考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能[3]。這種單一的考核極易養(yǎng)成學(xué)生投機(jī)取巧、不踏踏實(shí)實(shí)做實(shí)驗(yàn)的壞習(xí)慣,而實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)往往是突擊性的,為了應(yīng)付期末考核,學(xué)生反復(fù)機(jī)械地訓(xùn)練操作技能,很難促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展。
二、現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
現(xiàn)代分子生物學(xué)是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的學(xué)科,一切的真知灼見都來源于時(shí)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn),為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng),筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn):
(一)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和經(jīng)費(fèi)投入
學(xué)校應(yīng)逐步完善實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、儀器設(shè)備和用具的配置,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)的投入。建立一套公正、合理、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估體系,包括實(shí)驗(yàn)人員管理與考核體系、教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。課程上采取評(píng)比競(jìng)爭(zhēng),讓教師感到有一定的壓力,從而提高他們的責(zé)任心和進(jìn)取心。任課教師要認(rèn)真?zhèn)湔n,做好預(yù)備實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中精講多練,親自示范,示范的同時(shí)提出關(guān)鍵步驟以及注意事項(xiàng),多指導(dǎo)學(xué)生,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行歸納總結(jié),認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
(二)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中來,由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。鼓勵(lì)學(xué)生多參與實(shí)驗(yàn)課相關(guān)活動(dòng),如與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的講座、參與教師相關(guān)科研項(xiàng)目、“挑戰(zhàn)杯”等。在科研教師的指導(dǎo)下,學(xué)生獨(dú)立地思考實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題,并不斷通過實(shí)驗(yàn)找出問題的根源所在,最后完成科研任務(wù)[4]。體會(huì)實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的苦與樂,幫助學(xué)生真正理解科學(xué)的含義,讓學(xué)生從心底里改變對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度,激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)濃厚的興趣,從而由衷地?zé)釔蹖?shí)驗(yàn)。
不應(yīng)只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更應(yīng)看重實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)過程中,手、腦的結(jié)合可使學(xué)生在掌握知識(shí)、方法、技能的同時(shí)也得到態(tài)度、意識(shí)、能力的培養(yǎng),即獲得了綜合性、協(xié)調(diào)性的發(fā)展。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生嘗試用不同的方法,也許他們的嘗試不一定是得到了正確結(jié)果,但更重要的是參與了探究過程,體驗(yàn)了探究過程中的成功感與失敗感。
采用各種激勵(lì)措施,讓每位學(xué)生都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。教師在實(shí)驗(yàn)中或?qū)嶒?yàn)后提出一些與實(shí)驗(yàn)結(jié)論相悖的現(xiàn)象或是與實(shí)驗(yàn)過程有關(guān)的問題讓學(xué)生思考,從而使每一位學(xué)生都能體驗(yàn)到一種動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的快樂。同時(shí),應(yīng)獎(jiǎng)“勤”罰“懶”,制造出一個(gè)活躍的實(shí)驗(yàn)氛圍[5]。在此過程中和學(xué)生相互交流也是有必要的,可以更加了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解、消化程度,也可以從中了解到教師在教學(xué)過程中的不足。在教學(xué)中,教師還應(yīng)該了解當(dāng)前分子生物學(xué)的前緣學(xué)科知識(shí),在實(shí)驗(yàn)課程中穿插一些新知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的科研能力。
(三)充分利用現(xiàn)有資源
雖然學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限,實(shí)驗(yàn)室空間有限,但可以將學(xué)生分為幾個(gè)小組,每次各個(gè)小組依次按實(shí)驗(yàn)順序輪流做實(shí)驗(yàn)。這樣不僅有利于教師管理和指導(dǎo),也避免了實(shí)驗(yàn)儀器的浪費(fèi),使其得以充分利用。同時(shí)在某種程度上也節(jié)約了不少時(shí)間。在課余時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從而加深他們對(duì)儀器的使用熟練程度和提升他們的創(chuàng)新能力[6]。
(四)提高教學(xué)要求,培養(yǎng)科研意識(shí)
在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格要求學(xué)生,特別是實(shí)驗(yàn)的基本操作,包括各種儀器的使用、每個(gè)步驟的要求、注意事項(xiàng)。該實(shí)驗(yàn)所涉及的是分子水平上的操作,對(duì)藥品的接觸較多,其中也有毒的試劑,在使用時(shí)應(yīng)該極其小心。除此之外對(duì)無菌操作要求也較為嚴(yán)格,這些都是不能馬虎的。久而久之在學(xué)生的意識(shí)中就建立起實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,獨(dú)立自主的思想意識(shí)和追求科學(xué)真理的不懈精神和創(chuàng)新精神等。
在地方高校中存在相當(dāng)一部分要考研究生的學(xué)生,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)正好可以為他們提供一個(gè)科研實(shí)踐的平臺(tái),在學(xué)習(xí)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)的同時(shí),提高動(dòng)手和思考問題的能力,為后續(xù)的研究生學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)[7]。所以分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程可以積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生投身于科學(xué)研究,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,同時(shí)可以使他們更加重視這門課程,使得實(shí)驗(yàn)課教學(xué)可以順利完成,獲得更好的教學(xué)效果。
(五)加強(qiáng)考勤管理,改善考核方法
實(shí)驗(yàn)課教師要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課堂紀(jì)律,課前點(diǎn)名,要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)遲到、早退、曠課、實(shí)驗(yàn)不動(dòng)手、抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的學(xué)生給與嚴(yán)厲的批評(píng)。提高實(shí)驗(yàn)課考試在課程成績(jī)中的比例,考核采取實(shí)際操作、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)三種方式,考試時(shí)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)考,提高要求。只有這樣才能增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí),親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),提高實(shí)際操作能力和思考能力。
由于當(dāng)今高等院校要培養(yǎng)高能力高素質(zhì)的全方面發(fā)展的人才,因此,怎樣才能保證學(xué)生具有強(qiáng)的、好的科學(xué)素養(yǎng),還需進(jìn)一步的探討。
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一、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的現(xiàn)狀和存在的問題
(一)實(shí)驗(yàn)室管理人員整體素質(zhì)不高.學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高,科研創(chuàng)新能力的提升和學(xué)校的全面發(fā)展都與人才隊(duì)伍的建設(shè)密不可分,因此各高職院校都非常重視人才隊(duì)伍建設(shè).但是,在人才隊(duì)伍建設(shè)中,學(xué)校往往只注重專職任課教師,而忽視了實(shí)驗(yàn)室管理人員.生化實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備種類繁多,實(shí)驗(yàn)室管理人員往往缺乏熱情,不愿花時(shí)間和精力去認(rèn)真研究每臺(tái)儀器設(shè)備的功能,甚至學(xué)校新購(gòu)的精密儀器設(shè)備不會(huì)操作,造成設(shè)備閑置或利用率不高.(二)儀器設(shè)備投入不足.隨著生命科學(xué)研究的深入,生物化學(xué)中進(jìn)展最迅速的是分子生物學(xué)部分.目前,本科院校已經(jīng)將分子生物學(xué)從生物化學(xué)的教學(xué)中分離出來,單獨(dú)開設(shè)一門課程.但是,??茖用娴母呗氃盒H栽谏锘瘜W(xué)課程中向?qū)W生介紹分子生物學(xué)的內(nèi)容.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于儀器設(shè)備的要求很高,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的發(fā)展非常迅速,尤其是分子生物學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備更新非常迅速.但是,目前高職院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室仍然采用傳統(tǒng)的技術(shù)方法,實(shí)驗(yàn)設(shè)備老舊落后,只有最普通的分光光度計(jì)和醋酸纖維素薄膜電泳儀等,缺乏現(xiàn)代生物化學(xué)通用的儀器設(shè)備,如高速冷凍離心機(jī)、凝膠電泳儀、凝膠成像儀和PCR儀等.儀器設(shè)備的缺失已經(jīng)制約生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展,影響生物化學(xué)課程的正常教學(xué).(三)實(shí)驗(yàn)室布局不科學(xué).目前,大部分高職院校的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室只有一個(gè)教室,所有的生物化學(xué)藥品、儀器設(shè)備都集中放置在一個(gè)準(zhǔn)備室.但是生物化學(xué)涉及的藥品廣泛,有的有腐蝕性,有的具有毒性;儀器設(shè)備種類繁雜,使用條件各有不同.布局的不科學(xué)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室的精密儀器易受到化學(xué)試劑的腐蝕而縮短使用年限.普遍生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)較為敏感,不合理的布局會(huì)增加實(shí)驗(yàn)被環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn),降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性.(四)實(shí)驗(yàn)室管理的問題.實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度不完善,出了問題找不到責(zé)任人.實(shí)驗(yàn)室儀器使用登記流于形式,并沒有形成使用及時(shí)登記的習(xí)慣.實(shí)驗(yàn)過程中危險(xiǎn)品的使用,沒有按照要求科學(xué)操作,存在安全隱患.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生一些有毒或有害的廢棄物,這些物質(zhì)沒有集中回收、科學(xué)處理,存在隨意傾倒廢液、丟棄實(shí)驗(yàn)垃圾的問題.
二、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的建議
(一)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室人才隊(duì)伍建設(shè).實(shí)驗(yàn)室管理人員是實(shí)驗(yàn)室工作的主要執(zhí)行者,他們的工作態(tài)度和專業(yè)技能直接決定了實(shí)驗(yàn)室工作的質(zhì)量.為促使生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)驗(yàn)室管理人員既要保持積極的工作態(tài)度和高度的責(zé)任心,還要具備扎實(shí)的專業(yè)技能,熟練掌握職責(zé)范圍內(nèi)所有儀器的用途、工作原理和使用方法,并能排除簡(jiǎn)單的故障.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展較快,儀器設(shè)備更新亦較快,這就對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理人員的專業(yè)技能提出了更高的要求.學(xué)校要經(jīng)常對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理人員進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn),促使他們不斷學(xué)習(xí),了解生物化學(xué)學(xué)科不斷發(fā)展的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和常用設(shè)備.學(xué)校在采購(gòu)?fù)昃軆x器后,必須對(duì)他們進(jìn)行培訓(xùn),務(wù)必保證掌握新購(gòu)儀器的規(guī)范的操作流程.(二)加大投入,合理布局.儀器設(shè)備是實(shí)驗(yàn)開展的必要硬件基礎(chǔ),沒有相關(guān)設(shè)備,無法開展生物化學(xué)實(shí)驗(yàn).因此,為促進(jìn)學(xué)校的教科研發(fā)展,學(xué)校應(yīng)該增加資金投入,采購(gòu)實(shí)驗(yàn)開展必需的實(shí)驗(yàn)儀器,如PCR儀、冷凍高速離心機(jī)、電泳儀和凝膠成像儀等.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的合理布局是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的前提,合理的實(shí)驗(yàn)室布局不僅利于實(shí)驗(yàn)的順利運(yùn)行,還能促進(jìn)對(duì)精密儀器的維護(hù)保養(yǎng).依據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器和具體實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的不同要求,學(xué)校可在現(xiàn)有條件下進(jìn)行內(nèi)部改造,重新布局,將實(shí)驗(yàn)室分隔成不同的區(qū)室,如樣品準(zhǔn)備室、電泳室、PCR室、藥品存放室、分光光度室等.(三)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理制度的建設(shè).不以規(guī)矩,不能成方圓,實(shí)驗(yàn)室的安全、有序運(yùn)行離不開管理制度建設(shè).完善的規(guī)章制度是實(shí)驗(yàn)室科學(xué)化管理的重要前提和保障.高職院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理制度建設(shè)可以參考國(guó)家對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作規(guī)程的要求,結(jié)合院校自身的條件基礎(chǔ),建立和健全實(shí)驗(yàn)室的人員責(zé)任制度、安全管理制度、衛(wèi)生管理制度、大型精密儀器使用登記制度、儀器設(shè)備運(yùn)行、維修和報(bào)廢管理制度等.1.安全管理.安全工作是學(xué)校工作的重點(diǎn),是各項(xiàng)工作開展的首要要求.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用的藥品試劑種類繁多,且大部分對(duì)人體是有害的,日常工作中稍有不慎,就會(huì)造成危害,既威脅師生的生命和財(cái)產(chǎn),又影響學(xué)校的聲譽(yù)和日常教學(xué)工作.因此生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室必須加強(qiáng)安全管理工作.安全管理必須堅(jiān)持“預(yù)防為主、安全第一”的原則.一方面,實(shí)驗(yàn)室要配備齊全的安全設(shè)施,如滅火器、通風(fēng)櫥、生物安全柜、護(hù)目鏡或防毒面具等.學(xué)校要定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室的水電和儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和安全檢查,防患于未然,如發(fā)現(xiàn)安全隱患應(yīng)及時(shí)整改.學(xué)校對(duì)于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有毒有害廢物必須及時(shí)回收,按照相關(guān)要求科學(xué)處理.另一方面,學(xué)校要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室安全教育,組織學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度和藥品儀器操作規(guī)范,使學(xué)生樹立安全意識(shí),規(guī)范操作,自覺保護(hù)自身安全.2.實(shí)驗(yàn)室環(huán)境管理.實(shí)驗(yàn)室不僅是教科研的場(chǎng)所,還是學(xué)校展示自我形象的窗口.良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境既有助于開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)教學(xué)成果,還有助于樹立學(xué)校良好的形象.因此,在實(shí)驗(yàn)室管理中必須注重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境管理.實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境管理包括衛(wèi)生和人文兩個(gè)方面.實(shí)驗(yàn)室必須保持干凈整潔,所有物品按要求放在指定位置,嚴(yán)禁將與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的物品帶入實(shí)驗(yàn)室.每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要及時(shí)清掃,不可拖沓延誤.另外,每周要對(duì)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生進(jìn)行掃除,對(duì)實(shí)驗(yàn)室房間和所有實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行清掃,以保障實(shí)驗(yàn)室環(huán)境始終干凈整潔.人文環(huán)境是實(shí)驗(yàn)室的靈魂,是實(shí)驗(yàn)室精神風(fēng)貌的綜合體現(xiàn),和諧的人文環(huán)境有助于營(yíng)造良好的教科研氛圍.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室人文環(huán)境的建設(shè)可以結(jié)合自身專業(yè)特色,定期舉辦專業(yè)相關(guān)的科普墻報(bào)展覽、講座或?qū)W術(shù)報(bào)告,幫助學(xué)生了解科研動(dòng)態(tài)和專業(yè)應(yīng)用,營(yíng)造良好的學(xué)術(shù)氛圍.此外,人文建設(shè)離不開實(shí)驗(yàn)室人員良好的工作態(tài)度和文明的行為規(guī)范.3.儀器設(shè)備管理.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)種類較多,每個(gè)實(shí)驗(yàn)都離不開相關(guān)的儀器設(shè)備,因此生物化學(xué)所需的實(shí)驗(yàn)儀器種類繁多.儀器設(shè)備管理的總原則是“區(qū)別對(duì)待、專人負(fù)責(zé)”.這些儀器在使用時(shí)必須合理規(guī)范,才能保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和教科研的順利開展.實(shí)驗(yàn)室的所有儀器,必須要配有詳細(xì)的操作流程指南.這有助于學(xué)生或其他人員在使用時(shí)能有規(guī)范可循,較少錯(cuò)誤操作,降低操作不當(dāng)對(duì)儀器的損害.此外,實(shí)驗(yàn)室的貴重精密儀器的使用,必須嚴(yán)格實(shí)行使用登記制度,每次使用必須及時(shí)登記.任何人在使用這些精密儀器時(shí)必須在儀器管理人員的指導(dǎo)下按規(guī)范操作,不得隨意更改儀器設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)置,以避免不當(dāng)操作對(duì)儀器的損害.因?yàn)榫軆x器通常價(jià)格昂貴,維修困難且費(fèi)時(shí),一旦損壞,不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)影響儀器使用,進(jìn)而影響學(xué)校正常的教科研工作.4.藥品管理.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中所用的化學(xué)藥品種類繁多,對(duì)這些藥品應(yīng)分類管理.分類管理的原則是易燃、易爆、腐蝕性和有毒物質(zhì)必須單獨(dú)存放,尤其是劇毒藥品應(yīng)雙人雙鎖、專冊(cè)登記管理.實(shí)驗(yàn)管理人員應(yīng)對(duì)所有藥品標(biāo)識(shí)清晰,并依藥品的特性,將不同的藥品分類放置在安全的位置.例如,易燃、易爆藥品應(yīng)置于低溫陰涼處;酸堿不應(yīng)置于一處,且濃硫酸和濃鹽酸應(yīng)置于靠墻的地面上,不可置于高位架上以防不慎傾覆造成燒傷.藥品試劑要規(guī)范管理,用后即刻歸于原位,對(duì)于藥品的出借應(yīng)填寫借用記錄,且劇毒和強(qiáng)腐蝕性藥品不應(yīng)出借.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的綜合性工程,工作繁雜,需要學(xué)校相關(guān)部門和實(shí)驗(yàn)室管理人員共同配合協(xié)調(diào)完成.加強(qiáng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè)是提高生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效途徑,隨著生命科學(xué)的不斷發(fā)展和職業(yè)教育水平的提升,對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求也會(huì)不斷提高,對(duì)實(shí)驗(yàn)室的要求也會(huì)不斷提高.因此,生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理必須與時(shí)俱進(jìn),不斷完善,才能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的不斷發(fā)展,保障生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研高效有序進(jìn)行.
作者:沈劍 單位:常州衛(wèi)生高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校
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