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[摘要]目前对于生物应用型技术人才的培养主要由各类工程院校的生命科学相关专业来完成。其中，分子生物学实验相关技能的掌握无疑占据主导地位，这对分子生物学实验课教学提出了更大的挑战。本文探讨了在有限的学时条件下如何精化教学内容、改革教学方法、注重情感教育等，教学实践引发了学生动手操作的兴趣，加深了对理论知识的理解，培养锻炼了初步的科研思维能力，更重要的是传播了快乐科研、快乐实验的理念。
[关键词]分子生物学实验 教学 本科生 工程院校
近年来，伴随着以基因工程为主导的生物技术的飞速发展，分子生物学成为现代生命科学的“共同语言”和深入研究的工具[1]，与生物化学、遗传学、细胞生物学、病理学、生理学以及农林、医药、生态环境等多学科多领域形成高度交叉，相互渗透、相互推动。因此我们说要培养适应21世纪生命科学的合格人才，不但要求对分子生物学的基础理论和基础知识的准确掌握，更重要的是基本技能和基本科研思维的训练引导，只有如此才能为生物应用型高级人才的培养和输送奠定坚实的基础。
由于分子生物学实验教学中需要学生掌握的内容较多，而大多数工程院校对该课的课时安排均有限，因此采用突出实验技术本身的单元式教学的较多[2]，可是这样无疑就产生了实验单元间连贯性较差，学生缺乏对课程的整体把握。那么如何使学生在短时间内既对理论课程的内容有较好地理解，又可从中得到科研技能和科研思维的强化，成为分子生物学实验教学的难点。
笔者的授课对象是生物技术和生物工程专业的本科生，分子生物学实验安排在大学三年级第二学期，通常是该专业本科学习中最后的一次实验培训内容。也就是说在先期经过细胞生物学或生物化学实验的基础培训后，这些学生已形成了初步的实验习惯和分析问题的意识，但大多运用所学解决问题的能力欠佳，这更促使我们将授课重点转为突出科研能力和良好科研作风的培养。
明确了教学重点和难点后，笔者开展了较多创新教育的探索，充分发挥学生的主观能动性，在有限的教学时间中，结合该年龄段的学生的独立、好玩、自我和彰显个性的特点，在课堂上引入竞争机制，从积极性调动、讨论式教学、设问式引导和团队式合作等方面进行了积极的探索，现将自己的教学体会总结如下：
一、调动科研兴趣，激发求知欲
瑞士著名教育家皮亚杰说过：“所有智力方面的活动都要依赖于兴趣。”兴趣对学习的重要性可见一斑。古今中外凡是取得巨大成就的人，无一不是对自己所从事的职业具有浓厚的、强烈的兴趣。因此，成功调动学生的积极性和动手操作的兴趣，一直是实验课任课教师追求的教学目标[3]。那么如何让学生喜欢并积极参与课堂实践呢，笔者做了以下的探索。
（一）第一堂课调动兴趣、分析实力
由于分子生物学是从分子水平微观层面来研究生命现象，内容较为抽象，似乎距离我们的生活很遥远，难免会给学生造成非实用科学的印象，从而失去学习兴趣。因此，笔者在第一堂课教学内容的安排上先是选取分子生物学技术历史长河中的闪光点，即例举一个个获得诺贝尔奖的分子生物学技术的相关实例，并有意突出这些技术上的突破给人类现实生活带来的巨大改变，让学生真切体会到分子生物学技术的价值，激发听课热情。然后在动手实践环节我们安排了“人基因组DNA的提取”的实验内容，并提前告知学生这次的实验报告就是上交自己亲手提出的DNA，并教给他们一些保存DNA的方法。当每一个学生手里拿着这个世界上独一无二的DNA样本时，从他们那略显审慎而欣喜的表情中可看出他们对生命的理解有了新的内容，有的学生还提议把这珍贵的礼物送给最亲近的人时，我们的教学目的达到了，那就是不但培养了实验技能，更重要的是学生体会到了动手的乐趣。
（二）课堂教学巧妙设问、推崇能力
经过几年的课堂实践的观察，我们发现由于实验课时的局限，我们往往采用教辅人员在课下做好预实验，写出标准化操作流程，甚至配好课堂所用到的各种试剂，然后由学生去“照单全收”，这样虽可保证授课效果，但却出现了学生动手不动脑的弊端，造成培养了大批“试剂盒”式的科研工作者，有的同学可能连基本的溶液都不知如何配置，这与我们培养实用型操作人才的初衷是大相径庭的。因此，笔者采用了“安置悬念，巧妙设问”的授课技巧，如在实验讲授中精心预留“试剂用途”的问题，鼓励学生去找答案，在下次课通过集体讨论，给出解答；再如讲到离心机使用的配平原则时，针对当出现非偶数个样本，学生大多采用寻找配平管、称量配平溶液的解决方式时，笔者适时提出课堂小竞赛，看哪位同学能在不采用多余配平管的条件下能让离心机安全运转，结果同学们纷纷献计献策，难题迎刃而解，简化了操作、节省了时间是一方面，更重要的是让学生体会到科学面前无大小，大学问是由无数小问题小环节组成，只有肯动脑、多实践，才能积少成多、汇流成河。
二、穿插游戏，增强记忆；扩展内容，开阔视野
分子生物学实验有一个鲜明的特点，那就是实验间歇较长，学生在等待的过程中常易失去耐心或出现无所事事的表现。为杜绝这种懒散情绪的课堂膨胀，笔者采用几种办法取得较好效果。如在PCR技术实验环节出现近1小时的空余，为让学生加深对PCR原理的认识，笔者适当运用了角色扮演和穿插游戏的策略，抓住该年龄段学生好动、好玩、思维敏捷的特点，将PCR反应过程中的关键因素（如变性、退火、延伸、引物等）全部拟人化，将学生分组后进行快速记忆的比赛，短短几十分钟学生就完全掌握了该过程的全部核心步骤和反应优化条件，并能进行中英文互译。再比如，笔者在整个实验教学中出现的半小时以上的实验间歇中都精心安排了针对该堂教学重点的扩展性讲解，内容涉及最新研究进展、最新技术应用来拓展知识面的深度和广度，除此之外，还有意设置了一些关键技术发明过程或发明者的奇闻趣事，学生们一方面为众多伟大的发明创造所折服，同时故事会的内容易激发学生的学习热情，顺理成章地引导学生体会到科研的成功看似偶然，但实属必然，正是一举多得。 三、关注科研作风和习惯的培养
科研作风中最重要的是严谨、认真、求实精神[4]。这种精神时时体现在我们的课堂教学中。我们把实验课的教学内容分成8个独立的操作单元，即基因组的提取、PCR技术、感受态制备与质粒的转化、质粒DNA提取与酶切、目的基因的纯化与连接和重组克隆的筛选与鉴定（菌落电泳PCR/α-互补/蛋白表达）。从中可见各单元的这种独立是相对的，实际上我们每次课程的实验结果都有可能成为下次课的实验材料或对象，这样的课程安排，既加深了学生对基本理论和概念的整体理解，又对学生开展科学题目的调研提供了较好的连贯思维，为其今后走出校门进行相关研究提供了更为广阔的研究思路。套用学生在实验心得里的一句话，“因为实验单元的环环相扣，使得我们再也不能像以前一样，对于实验结果无动于衷，……我们空前的全神贯注、参与其中，终于得到了满意的结果，那一刹那，成功的喜悦是不言而喻的”。此外，笔者认为科学研究的严谨和认真态度还应体现在实验结束后的总结和归纳中。因此，我们依照惯例要求学生认真书写实验报告，但在报告内容上我们做了一些改变性尝试，即弱化实验原理、操作步骤这些在课堂就该掌握的内容，相反要结合自身体会，列出该次实验的注意事项和决定实验成败的关键，学生必须对实验结果认真分析讨论的同时写出该堂课的收获和遗憾，可以是实验技巧上的，也可是自己的看法和感悟。学生的实验报告不再是千篇一律的“白皮书”，而是处处体现自我的实事求是、积极钻研、积极思索的科学态度，学生主观能动性得到了最大的发挥，一位学生在实验感悟中写出“经过分子生物学实验课，我体会到科学实验的精髓就在于要时刻保持一颗清醒的大脑和一个平静沉着的心”。
四、在讨论式教学中培养团队合作精神
社会的激烈竞争更加突显学生将来走向工作岗位后的合作精神的重要。我们充分发挥了学生的团队学习优势，并将讨论式教学模式应用到实验教学中[5，6]。首先，课堂实践环节将学生分成若干3-4人的小组，强调依照组长负责下各组员分工明确的运行机制。结果明显改善学生动手操作的认真程度，提升了学生的工作责任心。例如一个小小的水域煮沸环节学生也能开动脑筋，想办法杜绝蒸汽导致样品外溢的发生，因为他们知道每一个小细节的疏忽都有可能决定整个实验的成败，只有通力合作、各司其职才能“打一个大胜仗”。其次，笔者认为在实验课中更应多运用讨论式教学方法[7]，在提高学生探索、思维能力方面可做到事半功倍。例如我们在课程进展到中段时便给出几个分子生物学相关的热点话题，包括食品安全、我们身边的分子生物学、如何做好分子生物学实验、如何设计一个实验等等内容，学生选择感兴趣的题目分组做相应的调研和总结，在课程结束的最后一次课由学生自己以多媒体的形式面向全体同学做调研进展汇报。汇报结束后，安排问答辩论环节，对报告内容进行拓展讨论。这种教学形式的开展取得了出人意料的教学效果，学生的汇报精彩，汇报后的讨论更是热烈，学生们针对食品安全及我们的责任问题展开的讨论竟达到半小时之久。这种讨论式教学在实验课上的应用优势凸显：其一，学生选择的题目是自己非常关注的方向，因此调研的过程积极主动，调研成果丰硕。其二，成功的汇报不仅提高了学生口头表达的能力，还无形中增强了学生进行科学研究的自信心。其三，专题调研从问题提出、资料搜集、整理、汇总到呈现的全过程处处都体现了团队合作的重要，学生对学习过的课堂内容在此过程中得到了再强化、再运用。其四，学生在进行相关专题汇报的过程中，将分子生物学的基本理论和基本技术用他们自己的理解方式进行了展示，各发言组侧重面不同，在有限时间内作为听众的学生接受的信息量是教师一人无法给与和完成的。最后，汇报结束的辩论环节也是一个促进学生思考的良机。通过这种学生之间的讨论，很多学习过程中获得的小经验、小技巧也达到了充分交流的目的，理解错误的内容在也得到了纠正。
五、结束语
教师在教学过程中扮演重要的角色[8]，在专业教育事业中更是任重而道远。我们带给学生的不仅是几个操作步骤、多少的操作技巧，知识和技能的传授是前提，而更重要的是如何引导学生找到在试验室安心扎根、投身科研的理由和支撑。这是一种科研的精神、一份快乐试验的心态，它的影响将是深远和切入人心的。课程结束后的学生们自发地交来了对该门课的感悟，从中我欣喜的发现，学生们最大的收获不仅是知识点上的，更是情感上的。“实验的成功或失败都是正常的事，而我们需要做的只是默默地、坚持不懈的积累总结，点滴积累最终汇集成的将是自己的一本试验教科书，记录着我们从一无所知到学有所成的足迹”……。
以上是我们在分子生物学实验教学方面做得一些改革和尝试，取得了一定的教学效果，但也存在很多不足，在今后的教学实践中我们会将教学改革深入下去，倡导快乐科研快乐实验的精神，为那些今后走向科研或专业研究领域的学生打开一扇科学之门。
基金项目 北京理工大学第九批教改项目资助
[参考文献]
[1]匡廷云.21世纪生命科学发展的趋势——生命科学在当今社会、经济和知识创新体系中的地位与作用[J].世界科学，2001（7）：5-7.
[2]李小洁，唐璟，童淑芬.本科生分子生物学实验教改中存在的问题及对策[J].科技信息，2011，（9）：188.
[3]何华纲，朱姗颖，王勇，等.生物技术专业分子生物学实验教学改革初探[J].中国校外教育，2011，（5）：120.
[4]刘梅.浅谈科学中的人文精神[J].中国大学教学，2006，（9）： 22-24.
[5]韩梅，温进坤，郑斌，等.分子生物学教学中开展本科生科技创新的探索与实践[J].中华医学教育杂志，2008，28（6）： 48-49.
[6]魏书敏，刘君雯.基于合作学习理念，改革高校实验教学[J].教育探索，2011，235（1）：51-52.
[7]贾睿，蔡春尔，霍元子，等.讨论式教学在分子生物学教学中的应用[J].中国校外教育，2011，（6）：110.
[8]王其巨.高校专业教师育人职能虚化的对策[J].教育教学论坛，2011，（27）：131-132.
（作者单位：北京理工大学 生命学院 北京）
[关键词]分子生物学实验 教学 本科生 工程院校
近年来，伴随着以基因工程为主导的生物技术的飞速发展，分子生物学成为现代生命科学的“共同语言”和深入研究的工具[1]，与生物化学、遗传学、细胞生物学、病理学、生理学以及农林、医药、生态环境等多学科多领域形成高度交叉，相互渗透、相互推动。因此我们说要培养适应21世纪生命科学的合格人才，不但要求对分子生物学的基础理论和基础知识的准确掌握，更重要的是基本技能和基本科研思维的训练引导，只有如此才能为生物应用型高级人才的培养和输送奠定坚实的基础。
由于分子生物学实验教学中需要学生掌握的内容较多，而大多数工程院校对该课的课时安排均有限，因此采用突出实验技术本身的单元式教学的较多[2]，可是这样无疑就产生了实验单元间连贯性较差，学生缺乏对课程的整体把握。那么如何使学生在短时间内既对理论课程的内容有较好地理解，又可从中得到科研技能和科研思维的强化，成为分子生物学实验教学的难点。
笔者的授课对象是生物技术和生物工程专业的本科生，分子生物学实验安排在大学三年级第二学期，通常是该专业本科学习中最后的一次实验培训内容。也就是说在先期经过细胞生物学或生物化学实验的基础培训后，这些学生已形成了初步的实验习惯和分析问题的意识，但大多运用所学解决问题的能力欠佳，这更促使我们将授课重点转为突出科研能力和良好科研作风的培养。
明确了教学重点和难点后，笔者开展了较多创新教育的探索，充分发挥学生的主观能动性，在有限的教学时间中，结合该年龄段的学生的独立、好玩、自我和彰显个性的特点，在课堂上引入竞争机制，从积极性调动、讨论式教学、设问式引导和团队式合作等方面进行了积极的探索，现将自己的教学体会总结如下：
一、调动科研兴趣，激发求知欲
瑞士著名教育家皮亚杰说过：“所有智力方面的活动都要依赖于兴趣。”兴趣对学习的重要性可见一斑。古今中外凡是取得巨大成就的人，无一不是对自己所从事的职业具有浓厚的、强烈的兴趣。因此，成功调动学生的积极性和动手操作的兴趣，一直是实验课任课教师追求的教学目标[3]。那么如何让学生喜欢并积极参与课堂实践呢，笔者做了以下的探索。
（一）第一堂课调动兴趣、分析实力
由于分子生物学是从分子水平微观层面来研究生命现象，内容较为抽象，似乎距离我们的生活很遥远，难免会给学生造成非实用科学的印象，从而失去学习兴趣。因此，笔者在第一堂课教学内容的安排上先是选取分子生物学技术历史长河中的闪光点，即例举一个个获得诺贝尔奖的分子生物学技术的相关实例，并有意突出这些技术上的突破给人类现实生活带来的巨大改变，让学生真切体会到分子生物学技术的价值，激发听课热情。然后在动手实践环节我们安排了“人基因组DNA的提取”的实验内容，并提前告知学生这次的实验报告就是上交自己亲手提出的DNA，并教给他们一些保存DNA的方法。当每一个学生手里拿着这个世界上独一无二的DNA样本时，从他们那略显审慎而欣喜的表情中可看出他们对生命的理解有了新的内容，有的学生还提议把这珍贵的礼物送给最亲近的人时，我们的教学目的达到了，那就是不但培养了实验技能，更重要的是学生体会到了动手的乐趣。
（二）课堂教学巧妙设问、推崇能力
经过几年的课堂实践的观察，我们发现由于实验课时的局限，我们往往采用教辅人员在课下做好预实验，写出标准化操作流程，甚至配好课堂所用到的各种试剂，然后由学生去“照单全收”，这样虽可保证授课效果，但却出现了学生动手不动脑的弊端，造成培养了大批“试剂盒”式的科研工作者，有的同学可能连基本的溶液都不知如何配置，这与我们培养实用型操作人才的初衷是大相径庭的。因此，笔者采用了“安置悬念，巧妙设问”的授课技巧，如在实验讲授中精心预留“试剂用途”的问题，鼓励学生去找答案，在下次课通过集体讨论，给出解答；再如讲到离心机使用的配平原则时，针对当出现非偶数个样本，学生大多采用寻找配平管、称量配平溶液的解决方式时，笔者适时提出课堂小竞赛，看哪位同学能在不采用多余配平管的条件下能让离心机安全运转，结果同学们纷纷献计献策，难题迎刃而解，简化了操作、节省了时间是一方面，更重要的是让学生体会到科学面前无大小，大学问是由无数小问题小环节组成，只有肯动脑、多实践，才能积少成多、汇流成河。
二、穿插游戏，增强记忆；扩展内容，开阔视野
分子生物学实验有一个鲜明的特点，那就是实验间歇较长，学生在等待的过程中常易失去耐心或出现无所事事的表现。为杜绝这种懒散情绪的课堂膨胀，笔者采用几种办法取得较好效果。如在PCR技术实验环节出现近1小时的空余，为让学生加深对PCR原理的认识，笔者适当运用了角色扮演和穿插游戏的策略，抓住该年龄段学生好动、好玩、思维敏捷的特点，将PCR反应过程中的关键因素（如变性、退火、延伸、引物等）全部拟人化，将学生分组后进行快速记忆的比赛，短短几十分钟学生就完全掌握了该过程的全部核心步骤和反应优化条件，并能进行中英文互译。再比如，笔者在整个实验教学中出现的半小时以上的实验间歇中都精心安排了针对该堂教学重点的扩展性讲解，内容涉及最新研究进展、最新技术应用来拓展知识面的深度和广度，除此之外，还有意设置了一些关键技术发明过程或发明者的奇闻趣事，学生们一方面为众多伟大的发明创造所折服，同时故事会的内容易激发学生的学习热情，顺理成章地引导学生体会到科研的成功看似偶然，但实属必然，正是一举多得。 三、关注科研作风和习惯的培养
科研作风中最重要的是严谨、认真、求实精神[4]。这种精神时时体现在我们的课堂教学中。我们把实验课的教学内容分成8个独立的操作单元，即基因组的提取、PCR技术、感受态制备与质粒的转化、质粒DNA提取与酶切、目的基因的纯化与连接和重组克隆的筛选与鉴定（菌落电泳PCR/α-互补/蛋白表达）。从中可见各单元的这种独立是相对的，实际上我们每次课程的实验结果都有可能成为下次课的实验材料或对象，这样的课程安排，既加深了学生对基本理论和概念的整体理解，又对学生开展科学题目的调研提供了较好的连贯思维，为其今后走出校门进行相关研究提供了更为广阔的研究思路。套用学生在实验心得里的一句话，“因为实验单元的环环相扣，使得我们再也不能像以前一样，对于实验结果无动于衷，……我们空前的全神贯注、参与其中，终于得到了满意的结果，那一刹那，成功的喜悦是不言而喻的”。此外，笔者认为科学研究的严谨和认真态度还应体现在实验结束后的总结和归纳中。因此，我们依照惯例要求学生认真书写实验报告，但在报告内容上我们做了一些改变性尝试，即弱化实验原理、操作步骤这些在课堂就该掌握的内容，相反要结合自身体会，列出该次实验的注意事项和决定实验成败的关键，学生必须对实验结果认真分析讨论的同时写出该堂课的收获和遗憾，可以是实验技巧上的，也可是自己的看法和感悟。学生的实验报告不再是千篇一律的“白皮书”，而是处处体现自我的实事求是、积极钻研、积极思索的科学态度，学生主观能动性得到了最大的发挥，一位学生在实验感悟中写出“经过分子生物学实验课，我体会到科学实验的精髓就在于要时刻保持一颗清醒的大脑和一个平静沉着的心”。
四、在讨论式教学中培养团队合作精神
社会的激烈竞争更加突显学生将来走向工作岗位后的合作精神的重要。我们充分发挥了学生的团队学习优势，并将讨论式教学模式应用到实验教学中[5，6]。首先，课堂实践环节将学生分成若干3-4人的小组，强调依照组长负责下各组员分工明确的运行机制。结果明显改善学生动手操作的认真程度，提升了学生的工作责任心。例如一个小小的水域煮沸环节学生也能开动脑筋，想办法杜绝蒸汽导致样品外溢的发生，因为他们知道每一个小细节的疏忽都有可能决定整个实验的成败，只有通力合作、各司其职才能“打一个大胜仗”。其次，笔者认为在实验课中更应多运用讨论式教学方法[7]，在提高学生探索、思维能力方面可做到事半功倍。例如我们在课程进展到中段时便给出几个分子生物学相关的热点话题，包括食品安全、我们身边的分子生物学、如何做好分子生物学实验、如何设计一个实验等等内容，学生选择感兴趣的题目分组做相应的调研和总结，在课程结束的最后一次课由学生自己以多媒体的形式面向全体同学做调研进展汇报。汇报结束后，安排问答辩论环节，对报告内容进行拓展讨论。这种教学形式的开展取得了出人意料的教学效果，学生的汇报精彩，汇报后的讨论更是热烈，学生们针对食品安全及我们的责任问题展开的讨论竟达到半小时之久。这种讨论式教学在实验课上的应用优势凸显：其一，学生选择的题目是自己非常关注的方向，因此调研的过程积极主动，调研成果丰硕。其二，成功的汇报不仅提高了学生口头表达的能力，还无形中增强了学生进行科学研究的自信心。其三，专题调研从问题提出、资料搜集、整理、汇总到呈现的全过程处处都体现了团队合作的重要，学生对学习过的课堂内容在此过程中得到了再强化、再运用。其四，学生在进行相关专题汇报的过程中，将分子生物学的基本理论和基本技术用他们自己的理解方式进行了展示，各发言组侧重面不同，在有限时间内作为听众的学生接受的信息量是教师一人无法给与和完成的。最后，汇报结束的辩论环节也是一个促进学生思考的良机。通过这种学生之间的讨论，很多学习过程中获得的小经验、小技巧也达到了充分交流的目的，理解错误的内容在也得到了纠正。
五、结束语
教师在教学过程中扮演重要的角色[8]，在专业教育事业中更是任重而道远。我们带给学生的不仅是几个操作步骤、多少的操作技巧，知识和技能的传授是前提，而更重要的是如何引导学生找到在试验室安心扎根、投身科研的理由和支撑。这是一种科研的精神、一份快乐试验的心态，它的影响将是深远和切入人心的。课程结束后的学生们自发地交来了对该门课的感悟，从中我欣喜的发现，学生们最大的收获不仅是知识点上的，更是情感上的。“实验的成功或失败都是正常的事，而我们需要做的只是默默地、坚持不懈的积累总结，点滴积累最终汇集成的将是自己的一本试验教科书，记录着我们从一无所知到学有所成的足迹”……。
以上是我们在分子生物学实验教学方面做得一些改革和尝试，取得了一定的教学效果，但也存在很多不足，在今后的教学实践中我们会将教学改革深入下去，倡导快乐科研快乐实验的精神，为那些今后走向科研或专业研究领域的学生打开一扇科学之门。
基金项目 北京理工大学第九批教改项目资助
[参考文献]
[1]匡廷云.21世纪生命科学发展的趋势——生命科学在当今社会、经济和知识创新体系中的地位与作用[J].世界科学，2001（7）：5-7.
[2]李小洁，唐璟，童淑芬.本科生分子生物学实验教改中存在的问题及对策[J].科技信息，2011，（9）：188.
[3]何华纲，朱姗颖，王勇，等.生物技术专业分子生物学实验教学改革初探[J].中国校外教育，2011，（5）：120.
[4]刘梅.浅谈科学中的人文精神[J].中国大学教学，2006，（9）： 22-24.
[5]韩梅，温进坤，郑斌，等.分子生物学教学中开展本科生科技创新的探索与实践[J].中华医学教育杂志，2008，28（6）： 48-49.
[6]魏书敏，刘君雯.基于合作学习理念，改革高校实验教学[J].教育探索，2011，235（1）：51-52.
[7]贾睿，蔡春尔，霍元子，等.讨论式教学在分子生物学教学中的应用[J].中国校外教育，2011，（6）：110.
[8]王其巨.高校专业教师育人职能虚化的对策[J].教育教学论坛，2011，（27）：131-132.
（作者单位：北京理工大学 生命学院 北京）