向 殉 余小林 馬 云

[摘要]《植物生物學實驗技術(shù)》是農(nóng)學院研究生培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)課程之一，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為目標，不斷更新教學內(nèi)容。通過改進實驗教學手段，充分發(fā)揮學生的積極主動性，從而培養(yǎng)學生的動手操作、科學思考和創(chuàng)新能力，提高教學質(zhì)量，取得良好的效果。

[關(guān)鍵詞]生物學；實驗技術(shù)；教學改革；實驗教學

[中圖分類號]G420

[文獻標識碼]B

[論文編號]1009—8097(2009)13—0265—02

實驗教學是實施素質(zhì)教育和提高實踐能力的重要途徑，也是學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。圍繞研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本目標，根據(jù)蔬菜學二級學科專業(yè)培養(yǎng)的要求，充分利用學科現(xiàn)有的實驗條件，提高儀器設(shè)備的利用率和實驗教學的開出率。自2004年開始，針對剛?cè)雽W研究生生源多樣性、實驗能力參差不齊以及對學科前沿了解不多等現(xiàn)況，我們在農(nóng)學院范圍內(nèi)獨立開設(shè)了專業(yè)選修課《植物生物學實驗技術(shù)》，36學時?，F(xiàn)將近5年的教學改革的探索與實踐總結(jié)如下。

一以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，樹立正確的教學觀念

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是研究生教育的核心。實驗教學不僅僅是單純地向?qū)W生傳授和灌輸知識，而是要逐步確立和發(fā)展學生在實驗過程中的主體地位，培養(yǎng)學生的動手創(chuàng)新能力，使學生從“掌握基本操作技能”到“獨立完成實驗”，進而達到“獨立設(shè)計實驗”的最終目標。本課程以學術(shù)研究為課程設(shè)計的原則，追求課程環(huán)節(jié)的前沿性和有效性，運用現(xiàn)代化教學手段，及時把最新技術(shù)和研究成果寫進實驗講義，將最新的生物學實驗技術(shù)以一種直觀、清晰的實驗形式展現(xiàn)在學生面前，從而有利于研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二針對實驗課程的特點，不斷更新教學內(nèi)容

一般而言，一個完整的科研實驗由三個階段組成(圖1)。但大多數(shù)研究者在實驗中期投入很多的精力，但由于文獻掌握不夠全面、深刻，導致研究方案存在不足，最終事倍工半，給后期研究報告或論文撰寫帶來極大困難。針對這一現(xiàn)象，《植物生物學實驗技術(shù)》特別增加了生物學軟件應用、網(wǎng)絡信息交流與數(shù)字資源利用等內(nèi)容，這些是在科研中常常被忽視、但卻非常重要的實驗技術(shù)，如引物設(shè)計軟件Primer、Oligo、圖像處理軟件IPP、文獻管理軟件Endnote，以及各種生物技術(shù)論壇、NCBI、google schoolar等資源。課程內(nèi)容分成兩部分，一部分是在課上需要詳細講解的，具體內(nèi)容在PPT里，另外一部分是課后需要學習的，用事先設(shè)立一個的公共郵箱，給出簡明的閱讀材料列表和課程PPT，便于學生自主學習，以及師生之間的問答，從而大大提高了師生之間的互動和交流。

《植物生物學實驗技術(shù)》將理論知識與實驗技術(shù)兩者的教學在時間上統(tǒng)一，同步進行。模式基本為：理論一實驗一理論，對注重實際操作的課程來說是最合適的。內(nèi)容詳盡豐富，大到基因芯片的制作，小到移液器使用，緊緊圍繞生物學實驗技術(shù)展開，并以經(jīng)驗教訓支撐課程。在分子生物學常規(guī)實驗部分，不是重點驗證專業(yè)化實驗細節(jié)，而是結(jié)合儀器管理的經(jīng)驗，傳授所有實驗技術(shù)和實驗操作的規(guī)則，以及容易出錯的細節(jié)和規(guī)避危險、危害的方法。在整個實驗過程中強調(diào)培養(yǎng)學生良好的實驗習慣，重視實驗室安全與健康，這是實驗成功的重要保障。

《植物生物學實驗技術(shù)》存在不同學院(農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學院、生物系統(tǒng)工程與食品科學學院、動物科學學院、環(huán)境與資源學院)交叉選課的現(xiàn)象，在綜合設(shè)計性實驗中，學生可根據(jù)專業(yè)或者所想學的技術(shù)自由組合，結(jié)合學科實驗室的不同功能，如分子生物學實驗、蛋白組學實驗室、品質(zhì)分析實驗室、組織培養(yǎng)實驗室等，設(shè)計一項完整的實驗方案。從獲取背景知識，設(shè)計實驗方案，到分割任務，都由學生自行組織完成。如ANS基因擴增實驗，包括文獻查閱、DNA提取、引物設(shè)計、NCBI比對、電泳、片斷回收、質(zhì)粒提取、序列分析等。在實驗中，既強調(diào)了觀察、分析、判斷等科研基本能力的培養(yǎng)，還加強了合作、團隊精神等素質(zhì)的培養(yǎng)。實驗課程的研究性也促使教師不僅要熟悉課程理論前沿，更要熟悉儀器設(shè)備、實驗手段的新發(fā)展，并運用于教學。

三與時俱進，充分使用先進的教學方法

《植物生物學實驗技術(shù)》教學形式豐富，實踐性強。既有課堂講授、照片和FLASH放映，又積極與儀器公司聯(lián)合，邀請他們針對某些專題作講座，將最新的技術(shù)動態(tài)介紹給學生。由于教學時間的局限，充分利用數(shù)碼相機和攝像機，將部分實驗流程翔實的拍攝記錄下來，供學生觀摩、學習，如分子雜交實驗、熒光顯微技術(shù)等；借助網(wǎng)絡和多媒體教學，采用FLASH演示一些先進的實驗技術(shù)如基因芯片技術(shù)、實時熒光定量PCR、雙向電泳、毛細管電泳、激光顯微切割等；將實驗室的儀器設(shè)備拍攝好后制作成PPT，并配上原理，基本操作與維護，讓學生對實驗室所有儀器有一個清晰、全面的感觀認識：對儀器使用和實驗操作過程中大家容易出現(xiàn)的錯誤和不當使用，都有圖片說明，同時現(xiàn)場操作和講解，防止大家犯同樣的錯誤，從根本上減少實驗儀器的非正常損壞，有利于維持實驗室的正常運行，保證教學科研工作的暢通，達到實驗室績效管理。

為調(diào)動課堂氣氛，增加互動環(huán)節(jié)。利用邱建立共享平臺，同學們準備的資料也可以共享，相應的這些資源會越來越完善充實，真正做到教學相長。選擇部分儀器前先讓學生做準備學習怎樣使用儀器，再教授給大家，這樣可以學生增加收集資料地能力，讓學生認真對待平時的實驗操作，達到理論和科研動手能力的完美結(jié)合。實驗方案實施的過程中強調(diào)過程性(包括準備工作、設(shè)計思路以及數(shù)據(jù)記錄、現(xiàn)象分析、故障排除等)、自主性(鼓勵學生結(jié)合自己的興趣或?qū)I(yè)，選擇實驗方案，獨立思考，自己解決問題)，既鍛煉了學生解決純技術(shù)性問題的能力，又培養(yǎng)了學生適應環(huán)境、交流協(xié)作和團隊協(xié)作的綜合能力。培養(yǎng)了學生參與實驗教學的主動性和創(chuàng)新性，引導學生在學習過程中養(yǎng)成了提出問題、思考問題、分析問題并解決問題的良好習慣。

四實驗與科研緊密結(jié)合，不斷提高教師隊伍素質(zhì)

由于各學科之間的相互滲透，單一的知識結(jié)構(gòu)已不能適應實驗管理和教學的需要，加強交叉學科的學習和了解，不斷拓展知識面，讓實驗技術(shù)人員更具有技術(shù)優(yōu)勢，有利于科研工作向縱深發(fā)展，有利于高校實驗室的發(fā)展和建設(shè)。實驗教學和科研相互滲透、相得益彰，科研項目本身緊密結(jié)合社會發(fā)展及實際需要，科研成果可以及時應用于教學，教學同時催生新思路、新研究成果。

實驗教學隊伍建設(shè)是提高高校實驗教學質(zhì)量的根本。由于儀器設(shè)備不斷向高精尖發(fā)展，具有許多新功能；新的實驗教學課程體系、教學內(nèi)容、教學方法和手段不斷出現(xiàn)，對實驗技術(shù)人員提出了更高的要求，因此，我們學科考核實驗技術(shù)人員既有實驗教學任務，又要承擔大型儀器功能開發(fā)和維護等工作，要求主持或參與實驗教學改革項目、科研項目及社會服務工作，編寫實驗指導書、大型儀器操作指南等，實現(xiàn)實驗室管理和實驗教學的相互滲透、相得益彰，有利于研究型大學實驗室的發(fā)展和建設(shè)。

五教學改革的顯著成效

“工欲善其事，必先利其器”，為使實驗室的儀器正常良好的運行，必須在研究生進實驗室之前做必要的技能訓練，使之形成良好的科學素養(yǎng)。不僅可以提高學生的科研動手實踐能力，更為研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。本著邊探索、邊實踐的原則，經(jīng)過5年的教學，共有116名碩、薄研究生選修了《植物生物學實驗技術(shù)》課程，學生普遍反映教學效果良好，讓他們盡早地知道本學科有哪些新的儀器設(shè)備和新的實驗方法，能做什么，怎么做，大大縮短了他們進入課題研究的適應期，也取得了顯著的成效。2005—2008年期間，農(nóng)學院研究生發(fā)表的論文數(shù)量和質(zhì)量都顯著提高，研究生在校期間人均發(fā)表學術(shù)論文數(shù)達1.6篇，以第一或第二作者在國內(nèi)外學術(shù)刊物上共發(fā)表了284篇論文，其中SCI論文72篇。繼2005年有1篇博士學位論文獲得全國優(yōu)秀博士學位論文提名論文后。2006年又有1篇博士學位論文入選全國優(yōu)秀博士學位論文。

通過拓展《植物生物學實驗技術(shù)》實驗教學內(nèi)容，在較短的教學時間內(nèi)使學生全面掌握植物生物學實驗技術(shù)，熟悉常規(guī)儀器和部分大型共享儀器的基本操作，減少設(shè)備人為操作損壞的頻率，增加儀器的開課率，使儀器設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)，促進了實驗室的績效管理。提高實驗設(shè)備的利用率，這也將促使實驗技術(shù)人員不僅要熟悉實驗儀器設(shè)備、實驗手段的新發(fā)展，并運用于教學，讓實驗技術(shù)人員更具有技術(shù)優(yōu)勢，有利于科研工作向縱深發(fā)展和高校實驗室的發(fā)展和建設(shè)。對進一步理順實驗室管理體制，提高實驗技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)和管理水平有極大的促進作用。2008年以園藝一級學科實驗室為骨干的綜合實驗室再次被遴選為農(nóng)業(yè)部“園藝植物生長發(fā)育與品質(zhì)調(diào)控重點開放實驗室”和國家級“實驗教學示范中心”。