论文部分内容阅读
摘要：现代生物技术作为一种高新技术，已经深入新药研究和开发的各个领域，对新药的顺利研制和发展开辟了广阔的前景。现代生物技术实验课程开展得顺利与否，直接关系到相关课程的教学效果和教学质量。中山大学药学院对现代药学生物技术实验课进行了深入的改革和大胆的探索，构建了全新的《现代药学生物技术综合大实验》。本文将对该综合大实验的首次尝试进行总结，针对存在的问题提出解决方法，使该综合大实验更加完善。
关键词：现代生物技术；实验教学；改革
现代生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高新技术，已经深入新药研究和开发的各个领域，为新药的顺利研制和发展开辟了广阔的前景。现代生物技术的诞生源于生物化学、遗传学、免疫学和生理学等的不断发展和重大发现，经历了经典的细胞生物学、分子生物学和现代的分子细胞生物学几个阶段。现代生物技术是以基因工程为主导的一门实验学科，它的实践性非常强，众多的理论知识必须在实践中进行验证，才能深刻地理解与应用。因此，现代生物技术实验课程开展得是否顺利，直接关系到相关课程的教学效果和教学质量。基于对现代生物技术在药学生物技术教育的重要性的认识，立足于学院“培养既有扎实的理论基础，又有较强动手能力的‘应用型’药学人才”的培养目标，中山大学药学院对现代药学生物技术实验课进行了深入的改革和大胆的探索，构建了全新的《现代药学生物技术综合大实验》，对实验内容的编排和指导思想进行大胆的改革和尝试。本实验教学根据学科间的内在联系，把以学科分类而设置的各门实验课程进行重组、交叉、融汇、整合，以技能掌握为主线，以综合实践能力培养为目标，在深入研究药学专业的生物技术技能的基础上，明确教学目标，确定教学内容，构建“综合化、多层次”的药学生物技术实验教学新体系。本综合大实验主要包括三大部分：重组质粒的构建、目的基因表达及多克隆抗体制备。主要内容和实验技术包括分子生物学实验（分子克隆）和微生物学实验（原核细胞的培养、鉴定和原核表达）、细胞生物学实验（细胞生长、分化与衰老特征的观察、DNA和RNA的显示、细胞内酸性蛋白和碱性蛋白的显示、线粒体和高尔基复合体的光镜观察、有丝分裂标本的制备与观察、线粒体超活染色、细胞培养）、免疫学实验（抗原制备、小鼠免疫、免疫电泳、ELISA抗体活性鉴定、抗体盐析纯化）、生物技术制药实验（盐析纯化、疏水层析、SDS-PAGE纯度鉴定、分子量鉴定）。该实验体系突破了旧的验证理论的教学模式，开设实践性、目的性较强的综合性实验，使实验内容及操作相互衔接，使学生有一个完整的科学实验思维和思路，从而提高了实验教学效率和效果，克服了实验教学普遍存在的诸如实验内容相互孤立、理论技术与实际应用脱节等弊端和问题。
本综合大实验已经进行了一次成功的尝试。于2010年7~8月的短学期内，首次面向本科生开设了《现代药学生物技术综合大实验》，学生反响强烈。这次实验取得了巨大的成功，收获了丰富的经验，同时也发现了一些问题，针对这些问题，我们进行了讨论，并制订方案予以解决。具体的问题及解决方法可概括为如下三点：
一、目前的实验内容缺乏自主设计，不能真正体现和培养学生的创新精神
生物技术实验课以往主要采用的授课方式是以每一个实验为单位，实验与实验之间相互独立。这样的授课方式虽能突出实验技术本身，但学生上完课后不能把理论知识与实际操作相结合，缺乏掌握知识的连贯性、遇到问题时不清楚何时运用和怎样运用这些技术解决实际问题。本学院此次暑期实验全面改革了实验教学方法，加强了实验的综合性和连贯性。实验主要包括三大部分：重组质粒的构建、目的基因表达及多克隆抗体制备，通过8次实验完成，共持续三周。综合看来，整个实验课程体系类似一个比较完整的科研过程。也正是由于实验的连续性，同学们都要严格按照实验指导的方法步骤进行实验，这样反而不能很好地发挥同学的积极性和创造性。解决方法：增加设计性实验或自行设计实验环节。设计性分子生物学实验是一种介于基本教学实验和实际科学研究实验之间，对科学实验全过程进行初步训练的教学实验。这类实验课题带有一定的综合应用性质或部分设计任务。它要求学生在充分理解分子生物学基本原理的基础上，综合运用所掌握的基础理论、实验技能以及各汇总检测手段和实验方法，自行设计实验方案、确定实验方法、选用配套的仪器设备，进行实验，记录实验数据，最后写出比较完整的实验报告、学术论文。设计性分子生物学实验可以激发学生的创造性思维和探索性精神，是培养学生终生具有创新精神和创造意识的重要途径。分子生物学课程一般在三年级上学期，那么在学期末课程结束时，老师把相关实验题目布置下去，学生通过自行查阅文献、自行设计实验、计划所需实验材料与试剂、确定实验方法与步骤，完成一份个性化的实验指导。当开始暑期实验时，再把老师编写的实验指导发给他们，让学生明确两者的异同，着重关注那些自己不足之处，这样可以更好地使学生理解实验原理，掌握实验方法，更好地培养学生的科研思维，锻炼他们的创新精神。
二、实验的投入不足
主要表现在实验配置不足，学生分组人数太大（4~5人/每组），学生助理缺乏。设备配置不足导致学生要花很长时间排队等候，浪费了很多时间和精力；分组太大，导致只有部分同学可以亲手实验。实验教学助理不足，导致学生有问题时，不能获得及时的指导与帮助。实验投入的不足直接导致了学生参与实验的程度不足，实验效果不够理想。改善方法：增加投入，购买相关基本设备；教学过程中，以学生单人实验为主，辅以小组实验，这样才能充分调动学生的主观能动性，培养其独立发现问题、解决问题的能力。同时安排多两位学生助理，更充分地协助教师指导学生，使学生在实验过程中能够获得及时有效的帮助和指导。
三、评价体系有待进一步完善
本次实验成绩评定包括以下内容：实验过程的参与程度、实验结果、PPT制作与实验汇报四个部分，其中实验结果的理想与否对总成绩的影响最大。可实际上，由于上述两个方面的问题，即分组过大和严格按照实验指南进行操作，学生真正的实验技能不能很好体现，个人创造性也不能很好发挥，因而评价结果并不能真正反应学生的实验水平。改善方法：增加设计性研究性实验环节，细分小组（最好是以个人实验为主），评价体系中增加对实验所遇问题的分析讨论的比重，不以最终实验结果好坏定成败。现代生物技术实验的学习已经不仅是培养学生的实验动手能力、促进学生对知识的理解和掌握，而且更要为训练学生优良的科研能力和科研作风、将来进入实验室独立设计实验、从事科研工作打下基础。实习和今后的就业都需要学生有一定分析问题、解决问题的能力。我们将在现有的基础上通过改善上述三个方面的问题，更好地让学生在实验中发挥更大的主观能动性，积极地发现问题，并独立地查找相关资料去解决问题；优化课程体系结构，使《现代药学生物技术综合大实验》更加完善，路线更加成熟。
参考文献：
[1]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报：教育科学版，2008，22（4）：70-71.
[2]陈思礼，袁媛，陈强，等.设计性分子生物学实验教学研究[J].高等理科教育，2005，（4）：99-101.
关键词：现代生物技术；实验教学；改革
现代生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高新技术，已经深入新药研究和开发的各个领域，为新药的顺利研制和发展开辟了广阔的前景。现代生物技术的诞生源于生物化学、遗传学、免疫学和生理学等的不断发展和重大发现，经历了经典的细胞生物学、分子生物学和现代的分子细胞生物学几个阶段。现代生物技术是以基因工程为主导的一门实验学科，它的实践性非常强，众多的理论知识必须在实践中进行验证，才能深刻地理解与应用。因此，现代生物技术实验课程开展得是否顺利，直接关系到相关课程的教学效果和教学质量。基于对现代生物技术在药学生物技术教育的重要性的认识，立足于学院“培养既有扎实的理论基础，又有较强动手能力的‘应用型’药学人才”的培养目标，中山大学药学院对现代药学生物技术实验课进行了深入的改革和大胆的探索，构建了全新的《现代药学生物技术综合大实验》，对实验内容的编排和指导思想进行大胆的改革和尝试。本实验教学根据学科间的内在联系，把以学科分类而设置的各门实验课程进行重组、交叉、融汇、整合，以技能掌握为主线，以综合实践能力培养为目标，在深入研究药学专业的生物技术技能的基础上，明确教学目标，确定教学内容，构建“综合化、多层次”的药学生物技术实验教学新体系。本综合大实验主要包括三大部分：重组质粒的构建、目的基因表达及多克隆抗体制备。主要内容和实验技术包括分子生物学实验（分子克隆）和微生物学实验（原核细胞的培养、鉴定和原核表达）、细胞生物学实验（细胞生长、分化与衰老特征的观察、DNA和RNA的显示、细胞内酸性蛋白和碱性蛋白的显示、线粒体和高尔基复合体的光镜观察、有丝分裂标本的制备与观察、线粒体超活染色、细胞培养）、免疫学实验（抗原制备、小鼠免疫、免疫电泳、ELISA抗体活性鉴定、抗体盐析纯化）、生物技术制药实验（盐析纯化、疏水层析、SDS-PAGE纯度鉴定、分子量鉴定）。该实验体系突破了旧的验证理论的教学模式，开设实践性、目的性较强的综合性实验，使实验内容及操作相互衔接，使学生有一个完整的科学实验思维和思路，从而提高了实验教学效率和效果，克服了实验教学普遍存在的诸如实验内容相互孤立、理论技术与实际应用脱节等弊端和问题。
本综合大实验已经进行了一次成功的尝试。于2010年7~8月的短学期内，首次面向本科生开设了《现代药学生物技术综合大实验》，学生反响强烈。这次实验取得了巨大的成功，收获了丰富的经验，同时也发现了一些问题，针对这些问题，我们进行了讨论，并制订方案予以解决。具体的问题及解决方法可概括为如下三点：
一、目前的实验内容缺乏自主设计，不能真正体现和培养学生的创新精神
生物技术实验课以往主要采用的授课方式是以每一个实验为单位，实验与实验之间相互独立。这样的授课方式虽能突出实验技术本身，但学生上完课后不能把理论知识与实际操作相结合，缺乏掌握知识的连贯性、遇到问题时不清楚何时运用和怎样运用这些技术解决实际问题。本学院此次暑期实验全面改革了实验教学方法，加强了实验的综合性和连贯性。实验主要包括三大部分：重组质粒的构建、目的基因表达及多克隆抗体制备，通过8次实验完成，共持续三周。综合看来，整个实验课程体系类似一个比较完整的科研过程。也正是由于实验的连续性，同学们都要严格按照实验指导的方法步骤进行实验，这样反而不能很好地发挥同学的积极性和创造性。解决方法：增加设计性实验或自行设计实验环节。设计性分子生物学实验是一种介于基本教学实验和实际科学研究实验之间，对科学实验全过程进行初步训练的教学实验。这类实验课题带有一定的综合应用性质或部分设计任务。它要求学生在充分理解分子生物学基本原理的基础上，综合运用所掌握的基础理论、实验技能以及各汇总检测手段和实验方法，自行设计实验方案、确定实验方法、选用配套的仪器设备，进行实验，记录实验数据，最后写出比较完整的实验报告、学术论文。设计性分子生物学实验可以激发学生的创造性思维和探索性精神，是培养学生终生具有创新精神和创造意识的重要途径。分子生物学课程一般在三年级上学期，那么在学期末课程结束时，老师把相关实验题目布置下去，学生通过自行查阅文献、自行设计实验、计划所需实验材料与试剂、确定实验方法与步骤，完成一份个性化的实验指导。当开始暑期实验时，再把老师编写的实验指导发给他们，让学生明确两者的异同，着重关注那些自己不足之处，这样可以更好地使学生理解实验原理，掌握实验方法，更好地培养学生的科研思维，锻炼他们的创新精神。
二、实验的投入不足
主要表现在实验配置不足，学生分组人数太大（4~5人/每组），学生助理缺乏。设备配置不足导致学生要花很长时间排队等候，浪费了很多时间和精力；分组太大，导致只有部分同学可以亲手实验。实验教学助理不足，导致学生有问题时，不能获得及时的指导与帮助。实验投入的不足直接导致了学生参与实验的程度不足，实验效果不够理想。改善方法：增加投入，购买相关基本设备；教学过程中，以学生单人实验为主，辅以小组实验，这样才能充分调动学生的主观能动性，培养其独立发现问题、解决问题的能力。同时安排多两位学生助理，更充分地协助教师指导学生，使学生在实验过程中能够获得及时有效的帮助和指导。
三、评价体系有待进一步完善
本次实验成绩评定包括以下内容：实验过程的参与程度、实验结果、PPT制作与实验汇报四个部分，其中实验结果的理想与否对总成绩的影响最大。可实际上，由于上述两个方面的问题，即分组过大和严格按照实验指南进行操作，学生真正的实验技能不能很好体现，个人创造性也不能很好发挥，因而评价结果并不能真正反应学生的实验水平。改善方法：增加设计性研究性实验环节，细分小组（最好是以个人实验为主），评价体系中增加对实验所遇问题的分析讨论的比重，不以最终实验结果好坏定成败。现代生物技术实验的学习已经不仅是培养学生的实验动手能力、促进学生对知识的理解和掌握，而且更要为训练学生优良的科研能力和科研作风、将来进入实验室独立设计实验、从事科研工作打下基础。实习和今后的就业都需要学生有一定分析问题、解决问题的能力。我们将在现有的基础上通过改善上述三个方面的问题，更好地让学生在实验中发挥更大的主观能动性，积极地发现问题，并独立地查找相关资料去解决问题；优化课程体系结构，使《现代药学生物技术综合大实验》更加完善，路线更加成熟。
参考文献：
[1]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报：教育科学版，2008，22（4）：70-71.
[2]陈思礼，袁媛，陈强，等.设计性分子生物学实验教学研究[J].高等理科教育，2005，（4）：99-101.