分子生物学实验范文1
运用分子生物学实验技术探索生命科学的奥秘，构建完善的实验教学体系是分子生物实验学教学的重要任务，在传统的教学模式下，分子生物学实验教学需要配合实验室的建设以及实验资源的配置情况，既缺乏有效的实验教学方法，又没有形成独立的分子生物学实验教学体系，对分子生物学实验教学的效率也产生了较大的影响，所以需要通过有效的途径促进分子生物实验教学体系的完善，促进其教学效率的提升。
一、分子生物实验教学存在的问题
1.实验室以及实验资源有限
分子生物学是一门新兴学科，因此在高校教育活动的开展方面仍然会受到诸多因素的影响，其中最重要的就是资金的投入。当前，高校在分子生物学实验室的建设方面投入的资金十分有限，与其他经典学科相比显然更少，但是分子生物学实验对于实验室以及实验设备都有较高的要求，很多设备都需要从国外进口，价格十分昂贵，很多高校在资金的负担方面都有很大的压力，因此也影响了分子生物学实验教学的效率。
2.缺乏足够的实验技术人员
分子生物学在我国教育体系中的起步时间相对较晚，所以相关的教学人员和技术人员的数量十分有限，很多高校在分子生物学实验教学方面都需要聘请专门的技术人员，而人员的缺乏也成为了限制分子生物学实验教学的另一个重要因素。虽然我国教育机构也在积极培养分子生物学的专业技术人员，但是人员的数量以及其成长速度，都无法满足当前分子生物学实验教学的需求，不能保证分子生物学实验教学的有效开展。
3.教学内容的设置缺乏科学性
分子生物学是一门跨学科的综合性教育课程，因此其教学内容涉及到生物、医学以及药学等多个领域，这就涉及到知识的连接性与渗透性，因此在分子生物学实验教学的内容设置方面，需要考虑其综合性。但是从当前分子生物学实验教学的内容设置方面来看，显得较为单一，往往只是集中在某个领域，缺乏对实验教学系统的考虑，而且没有形成科学的实验教学评价体系，对于分子生物学实验教学的效果无法做出准确、科学的评价，无法为后续教学活动的开展提供必要的依据。
二、分子生物学实验教学的改进策略
1.加大实验室和实验设备的资金投入
高校现有的实验室设备和资源无法满足分子生物学实验教学的需求，因此需要加大实验室以及实验设备的资金投入，积极引进国外先进的实验设备，提高分子生物学实验的精准性，才能提高分子生物学实验教学的有效性。同时，为了保证分子生物学实验教学的有效开展，需要加大相关技术人员和实验教学人员的素质培养，为分子生物学实验教学的有效开展提供足够保障。
2.完善分子生物学实验教学的内容
根据分子生物学的特点以及教学大纲的要求，在注重分子生物学常规实验内容的基础上，适当加入更多可以凸显专业特色的实验教学内容，如大肠杆菌活化、质粒DNA提取等，注重分子生物学与其他相关学科的结合。同时在实验教学的选取方面，要考虑到学生对于知识的掌握程度，由浅入深、循序渐进，使学生可以参与到实验中，并且感受分子生物学的神奇，才能激发学生求知的欲望，获得良好的学习效果。
3.创新实验教学方法
为了提高分子生物学实验教学的有效性，需要改进传统的教学方法。分子生物学实验教学中包含很多复杂的实验，学生理解和记忆的难度都较大，如果教师仅仅采用示范和讲解的方法，显然无法给学生留下深刻的记忆，因此要对现有的实验教学方法进行必要的调整，使每个学生都可以参与到实验中，亲自操作和演示，也可以在教师的指导下由学生自行设计实验方案，这种方法可以激发学生的兴趣，同时也有利于培养学生的自主学习能力和研究能力，对于提高学生的综合实验能力有较大的帮助。
4.构建科学的实验教学评价体系
对实验教学的结果做出准确、客观的评价，可以了解学生的学习情况以及对知识的掌握情况，同时也可以为后续教学活动的调整提供必要的依据，有利于提高实验教学的针对性和可操作性，促进分子生物实验教学改革的不断深化。
分子生物学实验范文2
生物化学实验既是实践教学的课堂，又是学生理解、掌握和运用知识的重要途径。利用生物化学实验课可以进一步拓展其与理论知识相联系的空间。然而在实验课上，我们发现部分学生只会按部就班地操作，只重视实验结果正确与否，采取应付了事的做法。因此，在实验开始时我们可以采用提问等方式帮助学生复习巩固相关的理论知识，引出实验目的，这样学生就会充分认识到理论知识对于指导实验操作的重要性;而另一方面，实验结束时总结分析，通过实验操作也加深了对理论知识的进一步理解。实验过程中，应激发学生动手实践的兴趣，增强其独立完成实验的信心，注意并引导其注重观察实验现象，遇到实验结果不一致的情况，我们应鼓励他们自己寻找原因，从而培养他们敏锐的观察力和锻炼他们分析、解决问题的能力。例如在“温度影响尿素酶活性因素”的实验中，应该是55度反应的试管中颜色最深，可部分学生做出的结果不尽相同，这就要引导他们思考分析在实验操作中是否注意“预温”、“按一定顺序滴加试剂”等细节。
2实验教学应注重培养基本实验技能
熟练扎实的实验技能是能否做好一个实验的先决条件，规范操作是保证实验结果准确可信的必要前提。因此在第一次做实验时就要给学生强调实验技能在实验过程中的重要性，以便学生自主加强基本技能和基本操作的训练，如试管、烧杯的刷洗，刻度吸管、加样枪的使用等。教师要认真示范，不仅要教会学生如何使用，而且要求学生熟练掌握使用方法，对可能的错误操作进行特别的提醒。实验中不断巡视督促，及时指正学生在操作过程中出现的错误。对首次使用的仪器简要介绍其原理，严格按仪器的操作规程进行示范，让学生养成认真严谨、规范操作的实验习惯，从而提高实验课的质量。
3实验教学应积极探索新的教学模式
传统的实验教学主要是以验证性、基础性实验为主;且实验教材内容稍显陈旧，技术手段滞后，不能反映当今科学的前沿。同时由于实验预期结果较明确，容易造成学生兴趣不高、消极怠工，编造数据或是抄袭报告的现象时有发生［2］。近年来，生命科学尤其是分子生物学的发展迅速极快，应尽可能地让学生接触和了解更多的新技术、新知识。同时为了顺应医学发展的需要，培养基本功扎实、动手能力强的高素质医学人才，我们改变原有教学理念，积极探索新的实验教学模式，将实验内容分成2个实验模块，即生物化学实验和分子生物学实验，涵盖了生物化学与分子生物学的基本实验技术，锻炼了学生的动手与思考能力，体现了设计性和综合性，也促进了师资队伍学术水平和教学水平的提高。
例如我们将“影响酶活性因素”调整为设计性实验，通过设立相关的问题和讨论点，指导学生查阅文献资料、合理制定方案、自行开展实验，引导学生思考、讨论、分析和评价问题。这种提问式、引导式的实验教学新模式始终让学生处于主体地位，能激发学生的学习热情，活跃课堂气氛，有助于学生科研素养的养成和创新综合能力的培养。同时也进一步增强了教学老师的综合素质，提高了教学的品质，从而达到实践教学与理论教学互融互动的良好效果［3］。而通过综合性大实验的开设，有助于学生对于各章节理论知识的掌握和融会贯通。例如我们开设了“基因组DNA的提取、检测及PCR扩增”、“质粒DNA抽提、酶切、连接”、“感受态细胞的制备及重组质粒的转化鉴定”三个分子生物学综合性实验，构成了一个完整的基因工程的实验流程，使学生对重组DNA技术的基本原理和操作步骤有了直观的认识，并掌握了离心、电泳、分光光度技术等生化重要技术。每一个实验之间环环相扣，相辅相成，前一个实验的成功与否直接会影响接下来的实验结果。因此如果想完整地做好一个综合性大实验，学生的注意力会更加集中，而且在实验的过程中无论从理论知识方面，还是实验技能的操作方面都会得到很大程度的提高。
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关键词 医学生物化学 分子生物学 实验教学 分层教学 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.09.054
Application of Lamination Teaching in Medical Biochemistry
and Molecular Biology Experimental Teaching
LI Cuiping， ZHANG Wei， ZHAO Chunpeng
（Department of Biochemistry and Molecular Biology，
Xinxiang Medical College， Xinxiang， He'nan 453003）
Abstract Medical biochemistry and molecular biology experiments is an important subject， which has a significant enlightenment role in promoting the operative ability and developing the innovative potential and scientific research ability of the students， to connect medical theory with practice. However， traditional medical biochemistry and molecular biology experiments teaching has its limits， such as the quickly update theoretical knowledge with the obsolete experiment content and students participating in the experimental courses passively， which is not conducive to the innovation ability development and practice participation of the medical students. To solve above limitations， we put forward the concept of "lamination teaching" and divide the experimental classes into basic experiment， comprehensive experiment， designed experiment， according to the difference of each student in educational resources including biochemistry and molecular biology knowledge， ability level and personal development direction. The important role of "lamination teaching" in teaching reform of biochemistry and molecular biology experiments is also analyzed.
Key words Medical biochemistry; Molecular biology; experiment teaching; Lamination teaching; teaching reform
医学生物化学与分子生物学是从分子水平研究生命现象本质、疾病发生机制的学科。由于生物化学、分子生物学的内容繁多、理解和记忆难度较大，对于临床医学的学生而言，医学生物化学与分子生物学实验既有利于学生理解理论知识、掌握相关技术，又可以提高动手能力、参与能力、分析及解决问题的能力、团结合作的能力，可以说实验课的学习过程是一个理论与实际联系的过程，更是一个对理论知识进一步升华的过程。通过实验课的学习，可以让学生充分认识到医学生物化学与分子生物学对人类医学发展的重要作用。但是，在实际教学中出现了很多不利于学生学习和发展的问题，显示出传统医学生物化学与分子生物学实验教学模式的局限性。分层教学的应用可以解决这些弊端，让学生根据自己的知识、能力、发展倾向选择不同层次的实验课题，从调动学生的主动性和创造性出发，对培养高素质的创新型人才发挥重要作用。
1 传统医学生物化学与分子生物学实验教学的局限性
生物化学与分子生物学知识繁多、内容抽象、概念枯燥，理解和记忆的难度很大，使得不少学生越学越记不住，越学越难理解，产生厌烦和畏难情绪。随着时间的积累，各个学生对生物化学与分子生物学知识的掌握参差不齐，从而影响在实验课上的表现和发挥;生物化学与分子生物学教材更新迅速，但实验内容陈旧落后，主要为一些简单的验证性实验，与临床实践、实际应用明显脱节，严重滞后于学科发展;①实验课教学采用教师预先优化实验环节，讲授实验原理、介绍实验试剂、演示重要操作步骤、强调注意事项，然后学生按照操作步骤依次做实验、写实验报告的教学方法，学生仅仅被动学习，缺乏主动思考，很多学生甚至出现了抄袭实验报告的现象，根本不知其所以然，更不懂得实验中观察实验现象，发现问题、分析并解决问题的重要性;生物化学与分子生物学实验课是一门强调学生动手操作，在动手的过程中独立思考，发现问题、分析问题、解决问题的重视实践的学科，但由于实验操作中以组为单位，有些学生不亲自做实验，抄袭实验报告，养成了眼高手低的习惯，对于临床本科生而言，不利于今后的发展;可见，传统实验教学理论与实践脱节，对其改革是学科发展、培养创新型人才的教育需求。
2 应用分层教学法，全面改革医学生物化学与分子生物学实验教学
分层教学又称分组教学、能力分组，是教师根据学生的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组水平相近的群体并区别对待，使得各群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高。根据分层教学的理念，教师可以根据各个学生对生物化学与分子生物学知识的掌握、能力水平及个人的发展方向，将实验课分为基础实验、综合实验、设计性实验等。医学的学习过程是一个重视实践的过程，所以基础实验、综合实验作可为必修课程要求每个学生都参加并进行实验考核;而设计性实验可作为选修课程，根据学生自己的科研兴趣及未来发展志向，自愿选择。大体规划如下：
2.1 精选基础实验，掌握基本实验技能
基础实验的教学目标是掌握基本实验技能，如医学生物化学与分子生物学实验中常见玻璃仪器的使用、清洗和干燥、电泳技术、层析技术、光谱光度技术、离心技术、物质的分离提纯及含量测定。按照教学目标，可安排如下基础实验：血清蛋白含量的测定、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳、氨基酸薄层层析、肝脏DNA的提取等。通过基础实验，学生加深了对基本理论知识的理解，掌握了分光光度计、离心机、电泳仪、水浴锅等常见生化仪器的使用，熟悉了基础实验的操作过程，为开设综合实验、研究型实验奠定了基础。
2.2 开设综合性实验，提高动手能力和科研素质
综合性实验的教学目标是提高学生的动手能力，培养分析问题、解决问题等科研素质。综合实验侧重以生物大分子的分离、提纯及测定为主，涉及各种实验技术的综合。②为了达到上述教学目标，可筛选以下实验：细胞核分离纯化及DNA、RNA含量的定量测定、聚丙烯酰胺凝胶电泳分离血清蛋白、碱性磷酸酶的提取和测定等。通过基础实验课的学习，学生已掌握了基本实验技术。在综合性实验的开展过程中，要突出学生的主体地位，以学为主，以教为辅。学生通过预习课本，动手实验、发现问题、分析问题，最后解决不了的问题，教师可以组织学生讨论，最后再答疑，指导实验的完成。通过实验，学生对实验原理有了更深入认识、提高了发现问题、分析问题及解决问题的能力，发挥了学生的主观能动性。如“细胞核分离纯化及DNA、RNA含量的定量测定”实验中，由于细胞质、细胞核的水解液中容易吸入少量沉淀，导致比色时吸光度偏大，实验数据有偏差，出现该问题怎样解决呢？首先让学生观察实验现象，试管中的反应液是不是有悬浮物，不清澈呢？然后分析问题。根据分光光度计的测定原理Lamer-Beer定律A=KCL可知，在实验条件一定的情况下，A与C成正比，那么吸光度（A）偏大是由反应液的浓度（C）增大而引起的。是什么原因引起反应液的浓度增大呢？引导学生思考，是由于吸取水解液时混入少量沉淀而造成的。那如何解决该问题呢？是不是可以采用离心技术，将悬浮物沉淀，再用上清液比色呢？通过离心前后实验结果的比较，学生懂得了实验中发现问题的重要性，体会了运用所学知识去分析并解决问题的成就感。当然，也有同学实验数据还没认真分析，就已经把反应液倒掉了，若实验数据有问题，已来不及查找原因，在这种情况下，可以让学生再重复进行测定部分的实验。通过重复实验，学生了解到保存实验材料的必要性及其对实验结果分析的重要性。综合实验的开设，提高了学生分析问题、解决问题的能力，更重要的是学生通过自己的主动学习，参与实验的热情提高，对实验过程的理解更加透彻，科研素质得到了提升。
2.3 组织“研究性实验”，突出学生创新能力的培养
研究性实验可作为选修课，实验题目待定或由各学业导师出相关题目，让学生参考。学生根据自己的专业特点、兴趣爱好、发展倾向选择研究项目，由学业导师负责指导。学业导师负责做好以下相关工作：（1）帮助学生选题，引导学生查阅资料，设计实验并跟踪指导实验;（2）做好实验室开放工作，保障实验药品、器械的正常供应;（3）帮助学生分析实验结果。③当然，研究性实验也可以在学业导师自己的实验室进行。在完成实验的过程中，学生围绕自己感兴趣的课题经历了查阅资料、选择材料、确定方案、准备试剂、分析结果、撰写研究报告等一系列过程，教师则全程跟踪指导。研究性实验的开设让学生体会到科研的过程，体会到自己查找资料、学习知识的过程，体会到发现问题、解决问题的过程，体会到独立思考在科研中的重要性，培养了严谨的科学态度，同时提高了学生的动手能力，激发了学生对科研的热情，提高了学生的创新能力，更重要的是提高了学生的独立性和自信心，这对学生日后从医或搞科研是非常重要的。在教师的指导下，一些学生通过查阅资料后提出有价值的问题，写出课题申请，获得了大学生创新项目的资助，还有一些学生将自己的研究成果在学术刊物发表。④可以说研究性实验为那些喜欢做实验、搞科研的学生提供了一个平台。
总之，应用分层教学法，开设基础实验、综合实验、研究性实验，是全面改革医学生物化学与分子生物学实验教学的有效途径。各学校根据情况设定实验内容，本文只提供了一种改革思路，仅供参考。
*通信作者：李翠萍
基金项目：新乡医学院高学历人才资助计划（505026）
注释
分子生物学实验范文4
关键词： 分子生物学 经典实验 教学应用
现代分子生物学在60余年的发展历程中，许多已被公认的理论与机制是通过一些非常著名的经典的实验发现或验证的。比如证明DNA是遗传物质的肺炎链球菌感染实验、噬菌体感染实验；又如DNA半保留复制机制的验证及冈崎片段的发现等[1]。这些实验设计精巧、论述严密，其中有的研究方法现在仍然在分子生物学的研究中使用。通过对这些经典工作的分析与回顾，可以为科研工作者提供解决问题思路提供帮助，也可以帮助本科及研究生在专业学习中了解研究方法，提高对相关理论的掌握程度。在实际教学中，许多教师以对研究实例的分析作为课堂教学的手段[2][3]。
但也有一些实验并不像前述的那些例子那么众所周知，特别是一些学科跨越较大、研究思路或方法已很少应用在现在的科研实践中、非主要的理论成果等的理论证明过程中。这些结论在多数分子生物学的教科书中一般都是一句带过或者根本不提及其研究的过程。但如果仔细分析这样的一些研究论文，则仍然可以从不同角度帮助相关学科学习人员对该研究点的理解与掌握。
本文以三个教学实例为主线，探讨经典实验的分析在分子生物学课堂教学中的应用。
1.提高学生学习的兴趣
生物学科理论知识的学习，尤其是《分子生物学》和《生物化学》，因其研究对象都是在分子水平上，看不见摸不着，很难形成感性认识。而且这两个学科知识涵盖面广，理论框架繁复。特别是《分子生物学》主要讲述分子的结构与作用机制，单纯以传统的课堂讲授的方式授课，会给学生枯燥无味的感觉。另外，《分子生物学》部分内容在初中、高中的生物课程中都或多或少地有所涉及，国内外生物院系的相关专业许多专业基础课如《普通生物学》、《遗传学》等课程也与《分子生物学》有内容重复的地方[4][5]。这些重复的内容给学生“复习”的感觉。而单纯通过增加学习的深度区分这些不同的课程的内容会加重烦躁的情绪。
通过引入一些经典实验过程及其结果分析的内容，可以在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣，增进对这部分知识的了解。比如，“DNA是遗传物质”的论点就主要是在几个主要的实验基础上得到最后的确证的。在“分子生物学研究历史”章节中，从最早的核酸发现开始，让学生了解分子生物学发展之初的研究基础与背景，引导他们通过讨论及问答解决“验证什么是遗传物质”这一命题；然后将这一命题的验证过程中包括肺炎链球菌感染实验、噬菌体感染实验等几个重要的实验设计思路、原理、讨论一一阐述，并与学生的思路相比较。通过这种方法，可以有效地把纯粹的理论学习置入该理论产生的时代，通过“侦破”式的线索游戏，提高学生的学习兴趣。
另外，近年来诺贝尔生理与医学奖及化学奖许多奖项都授予了与分子生物学相关的一些工作，如2012年山中伸弥的多能干细胞的诱导等；通过介绍这些工作，既可以提高学生的学习兴趣，又可以把国际上的研究热点与分子生物学的发展方向介绍给他们[6]，[7]。
2.启发学习过程中的创新思维
随着近年来基础教育的改革，学生创新思维不断得到发展，但应试的压力迫使中学阶段的教育在大多数的中学课堂遵循着以往的课堂讲授的方式，学生也更适应“老师讲，学生记”的灌输式的教育方式。如何在本科专业教学中进一步启发学生的创新思维是一项长期任务。
《分子生物学》本身是尚不完善的专业学科，新的知识新的发现和新的研究方法层出不穷。如小RNA的研究是近些年来分子生物学的研究热点[8]。小RNA的干扰作用的研究历史以故事的形式讲述，继而采用启发的方式引导学生讨论这一作用在研究中的应用[9]。通过这一启发过程，学生会充分了解在现代生物学研究中理论与技术的相互促进发展，鼓励他们对已有的知识充分思考，建立基础研究与社会应用间的联系，提高创新思维的主动性。
3.综合不同学科知识，开启学生进入科研殿堂之门
现代分子生物学在研究过程中综合了生物化学、遗传学、物理学、计算机科学等不同学科的技术与方法，目前的生物学研究也需要具备多学科知识的复合型人才。但限于实验条件与各学校的特点，大部分的教学实验室，尤其在多数地方性院校，几乎不可能具备条件让学生接触所有相关的实验过程，比如分子生物学最基本的放射性标记、分子杂交等。让学生知道这些技术、了解这些技术的原理与应用范围，对发展他们的科研思维具有重要意义。但仅通过幻灯片、多媒体等形式只能把这些方法的操作过程或仪器设备展示给学生，而不能让学生了解这些方法具体能做什么、得到什么样的结果、结果如何分析，等等。在经典的一些科研实例中，却不乏综合了多学科知识的精妙设计，对这些实例的分析可以具体地把其中使用的一些方法与技术的作用、结果分析等展示出来。
对于“mRNA的合成方向是5’―3’”这一过程的证明，早期发表的文献中便使用了多种不同的方法[10][11]。包括同位素标记、细菌生长曲线绘制、RNA的提取与纯化、RNA的浓度测定、RNA的碱水解等多种微生物学、生物化学的方法经过两个实验路线被串联起来，简单的方法却得到了可信的重要结论[11]。通过分析，学生认识到科学研究过程中结果讨论的严密性，认识到今天的许多成果与结论得来不易，改变他们“眼高手低”的惰性思想；另外，使他们认识到拓宽知识面在生活、工作中的必要性。
4.提高学生的检索能力和逻辑思维能力
学生自主学习的能力是他们走上社会后应对复杂环境的有力武器，对自主学习能力的培养要贯穿于整个教学工作过程。在教学实践中，一些细心的学生提出的一些有意义的问题，引导他们利用网络和图书馆资源，通过检索相关文献，得出问题的答案；最后与老师的结果对比印证。这种方法在提高学生自学能力的同时，提高了他们文献检索的专业技能，为他们未来的工作提供了一种新的工作方法。
仍以“mRNA的合成方向是5’―3’”这一问题为例。有学生在学习转录一章的内容后，想了解这一结论是通过什么方法获得的。但多个版本的《分子生物学》教学参考书中并没有提及这个问题。通过一些中文搜索引擎，也只能得到一些对这个问题并不确切的回答，只能查阅到在证明这个问题的过程中利用C14标记U。学生提出问题：起始和终止都有U，没办法证明转录的过程就是从5’到3’啊？
这个问题被作为课后作业布置给全班同学。在这个作业中，附带提醒学生注意这一问题作为研究热点所处的时间段，然后针对这个时间段通过学术检索系统检索最权威的文献。结果学生通过谷歌的学术搜索搜到了1960年表的两篇最相关的文献[11]。讨论后经过综合，这一验证过程可以描述如下：大肠杆菌在耗光培养基中所有的U后，0℃培养以放慢其mRNA合成的速度；加入放射性标记的U，在不同的时间点取细菌提取RNA，测定放射性掺入RNA的速度；用碱水解的方法从3’末端水解mRNA，最后检测水解后的单核苷酸及RNA的放射性。如果转录是从3’向5’方向的，那么单核苷酸中的放射性与RNA中放射性的比值会随着细菌培养时间的增加而减小；如果转录是从5’向3’方向，则这个比值会随着培养时间的增加而增加。实验的结果证明转录的方向是从5’向3’的。
通过这个作业，学生了解了专业文献检索中的一些方法，同时对前人工作中的逻辑推理过程也有了一定了解。另外，这个过程还帮助学生回顾了微生物培养中的生长曲线、RNA的生物化学性质等其他相关学科的知识。
总之，在《分子生物学》的教学过程中，充分利用经典实验的分析，可以在多方面强化教学效果，提高学生学习与掌握分子生物学基础知识与技能的能力。当然，这个过程要求任课教师充分了解学科发展历史和前沿，也需要系统的教学参考书籍、教学方案及媒体的支持。这需要一线教学工作者付出巨大努力，结合自己的科研，建立适合分子生物学这一重要的专业课程自身特点的教学方法，为国家与社会的发展培养更优秀的人才。
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分子生物学实验范文5
【关键词】医学检验 临床分子生物学检验 实验教学
随着基因组计划的顺利完成，后基因组时代逐步到来。分子诊断学进入了快速发展期，为检验医学的发展提供了新的机遇。随着分子生物学理论、技术和方法的临床应用，分子生物学技术以其不可比拟的强大功能逐渐成为临床检验诊断的重要手段之一。为了适应新世纪临床检验诊断的需要， 我校自2008年开始将其作为医学检验专业的一门重要的临床专业必修课进行开设。由于分子生物学技术发展迅速，种类繁多，对于4年制检验本科学生来说，时间紧张加上以往所学分子生物学知识较少，因此在讲授临床分子生物学检验这门课程时，我们选择性的讲授分子生物学中的基础知识（如基因的克隆、表达、调控等）以及与临床检验诊断关系密切的分子生物学技术。实验教学在加强学生的素质教育与创新能力培养方面起着理论教学不可替代的作用，因此在该门课程仅有66学时的情况下，实验课时开出了32学时。由于分子生物学实验课有其自身明显的特点：实验过程中的许多现象与结果往往比较微观，抽象，如何最大程度的提高学生的学习兴趣，使学生充分体会到奇妙的生命微观世界，又深刻认识到分子生物学实验在临床检验中的实用性和重要性，在充分调动学生学习积极性的基础上，巩固加深理论知识的学习，同时使其掌握分子生物学检验技术的基本操作技能和相关检验技术。结合近几年的实验教学，有关临床分子生物学检验实验教学的几点体会，现总结如下。
一、合理设计实验
根据本校医学检验本科生教学以及分子生物学技术的特点，将理论课与实验课接近1：1进行分配。在实验设计中高度重视能力培养，注重提高学生实践能力、创新意识及学习主动性。实验分为基础实验与综合性实验，基础实验主要学习基本实验技能，培养动手能力，如质粒DNA的提取、PCR扩增、DNA琼脂糖凝胶电泳等。综合性实验主要是将所学基础实验贯穿起来，让学生真正成为实验教学的主体，着力培养学生独立思考、创新和综合运用知识的能力，提高学生的实际操作和综合分析能力，如引物设计与PCR扩增实验，涉及到以往的引物设计、PCR扩增及DNA琼脂糖凝胶电泳等实验。除此之外，在实验课教学过程中，合理安排实验，各实验之间既独立， 又相互连贯， 前一个实验的结果是下一个实验的材料。如我们在设计DNA克隆实验时，主要包括分（分离、获取目的基因和载体），切（对目的基因和载体进行限制性酶切）、接（目的基因与载体连接）、转（重组DNA导入相应的受体细胞）、筛（筛选出含有重组体的受体细胞），在分、切、接、转、筛各实验中，前一个实验的结果恰好是下一个实验的材料，这样既可以充分节约资源，又体现了实验的连贯性。同时尽量开设与临床应用较密切的实验项目，如HBV核酸的荧光定量PCR检测等。在整个教学过程中，不仅教会学生如何去做实验，更要充分理解实验原理、并学会设计实验，同步培养学生的动手和思考能力，为其将来真正走进实验室做好充分的准备。
二、实验内容的选择
精心选择和合理安排实验内容，充分将系统性与实用性相结合，理论与实践相结合。使学生尽可能多的了解分子生物学技术在检验及医学研究中的应用。如我们开设的PCR扩增实验，就含有引物的设计、mRNA的提取及逆转、PCR体系配置及扩增、PCR产物分析等实验内容。在学生充份了解并熟悉普通PCR的基础上，我们进一步开设了目前临床检验中常用的HBV核酸的荧光定量PCR检测内容。实时荧光定量PCR可在PCR指数扩增期通过连续监测荧光信号强弱的变化来即时测定特异性产物的量，克服了普通PCR只有扩增结束后才能检测扩增产物的弊端，整个扩增过程动态观察，学生一目了然。通过普通PCR及荧光定量PCR实验，使学生对PCR的原理、操作、过程由抽象到具体，将学到的知识和技能融会贯通，而不是死记硬背。我们开设的DNA克隆实验，涵盖了DNA的提取，PCR扩增，限制性酶切，目的基因与载体的连接，感受态细胞的制备，重组子的转化及鉴定。通过实验使学生对深奥、难理解的DNA克隆过程有了深切体会，同时教学过程中充分发挥学生的主观能动性， 发挥他们的想象力和创新精神。实验过程中每4人一组，增加学生动手、动脑和团队合作精神，教师在实验过程中正确引导，严格把关， 使教学目标顺利完成。
三、实验教学过程
规范实验教学过程，注重实验教学经验的积累，把培养目标严格贯穿于整个教学活动中。实验课前，充分备课及预实验，熟练掌握整个实验操作流程，对实验过程中存在的或易出现的问题，及时纠正，以提高实验的准确率和成功率。技术人员与各带课教师之间在共用试剂及仪器上做好协调沟通，保证实验顺利进行。每学期第一次实验课，集中、重点讲解分子生物学中经常用到的仪器和设备（如微量加样器、分光光度计、离心机等）的使用及注意事项，并进行操作示教，要求人人操作规范，对于不合符规范的立即纠正，重点强化训练，直到人人过关，避免学生因操作不当而影响实验的整体性，以保证后续实验顺利完成。每次实验课，以15分钟左右的时间重点讲解实验原理、操作及注意事项，并提出相关的问题，但不给出明确结论，让学生带着问题动手操作，通过自己动脑、动手去解决问题，而不是简单的重复实验流程或操作步骤。实验过程中带教老师积极巡视指导，发现操作错误及时指出并予以纠正，从而提高其操作技能。实验结束前，通过学生讨论、带教老师点评的方式对本次实验出现的问题及实验结果进行归纳总结。使学生在整个实验过程中主动参与、乐于探究、勤于动手，自己寻找问题的答案；使实验课不再仅仅只是加深有关理论课的理解和掌握，而是在此基础上的进一步培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。课后带教老师根据学生实验中出现的问题，认真总结，进一步优化下次实验课的开设。
四、实验考核
为了避免实验课中，学生机械地按部就班完成实验步骤，对实验原理一知半解，对实验结果的分析缺乏独立总结和思考的能力。我们依据多项指标综合评定学生的实验课成绩，主要包括三方面：实验报告、实验操作技能考试和实验设计。实验报告要求学生掌握实验原理、熟悉实验流程、并对实验中出现的问题及实验结果进行讨论，并能够解决相关问题。实验操作技能考试内容包括所学所有实验操作，由学生随机抽取考核题目，这样可提高学生的动手操作和综合能力。实验设计，在每学期最后一次实验课进行，按照上课时的分组，每4人为一小组，要求学生提前查阅相关的文献资料，利用一学期的实验积累，从实验原理、材料、步骤等方面自行设计一个实验，课堂上每组提出自己的设计方案，带教老师对其进行指导及评价。通过实验报告、实验操作技能考试及实验设计三部分成绩，可以达到综合、客观地评价学生对实验理论的理解、掌握程度及动手操作能力及分析问题、解决问题的能力。
五、实验教学效果
对于以往较少接触分子生物学的医学检验专业学生来说，临床分子生物学检验理论深奥难以理解。经过一个学期的实验操作后，大部分同学反应，以前靠死记硬背的原理及操作步骤，现在变得清晰、易懂。如普通PCR扩增实验：通过引物设计、PCR体系配置、PCR仪参数设置、PCR产物琼脂糖凝胶分析等，使抽象、难懂的理论变得具体、真实、可见。同时分子生物学实验课往往前后贯通，通过实验课的学习，不仅掌握了重要的分子生物学实验技术，而且初步学到了一种研究思路和方法，这是一般零散实验难以达到的一种效果。如通过DNA克隆实验，学生掌握了引物设计、PCR扩增、质粒DNA的提取、限制性酶切、目的基因与载体的连接、感受态细胞的制备、转化、及阳性重组子的筛选和鉴定等。在此基础上，学生利用所学知识，可以独立设计相关的实验并进行实施，巩固和提高了学生的综合实验能力。同时通过实验教学使学生了解与实验相关的一系列同类技术，开阔思路，为后续学习和工作奠定坚实的基础。
六、存在的问题
由于本门课程内容抽象、深奥，时间有限，如何在较短的时间内选择最具有代表性、与临床检验诊断密切相关的实验；如何使临床分子生物学检验实验课更趋合理；如何通过实验教学提高学生综合能力与创新能力，上述均是我们今后积极探索并不断努力的方向。
参考文献：
[1]姚军.ESA模式在《分子生物学检验技术》实验教学中的应用.检验医学与临床.2012，9（6）：748-749.
[2]骆耐香，陈森洲，陈建宏，等.探索实验课教学改革提高学生实践能力和创新能力.检验医学与临床.2010，7（9）：877-878.
[3]郝秀静.荧光定量PCR在医学诊断中的应用.中国医疗前沿.2008，3（13）：93.
分子生物学实验范文6
【关键词】生物化学与分子生物学；实验室；安全隐患；安全管理
21世纪，生命科学迅速发展，生物化学与分子生物学作为联系基础医学与临床医学的重要学科，是医学院校学生的必修课，而实验课则是生物化学与分子生物学教学中的一个重要环节。随着一些高校教育模式的转变，对学生动手和科研能力的要求越来越高，在生物化学与分子生物学实验中涉及到的仪器设备日益增加，易燃、易爆、有毒试剂药品的使用越来越多，实验过程可能伴随高速离心、高温、高压等特点，实验废弃物的处理不当，使得实验室安全问题日益凸显。因此，加强生物化学与分子生物学实验室建设和安全管理对实验教学和科研活动的开展有着重要的意义[1]。
生物化学与分子生物学实验室的安全管理是一项长期复杂的工程，需要在发展中不断的进行改进和完善，我们针对本实验室生物化学与分子生物学实验的准备和教学中可能存在的安全问题进行总结并提出防范措施，以确保实验教学顺利进行。
1 实验室不安全因素分析
近年来我校的招生规模逐渐扩大，生化与分子生物学实验教学工作量急剧增加，实验仪器设备、试剂药品的使用量越来越多，实验室的安全面临以下几方面问题。
1.1 仪器设备因素
基础生化实验中常用仪器设备包括高速离心机、恒温水浴锅、高压灭菌锅等，这些仪器在使用时未按操作规程如使用时离心机没有配平、水浴锅温度异常、电路老化仍在使用等会造成仪器设备的损坏从而引发安全事故。分子生物学实验中经常用的二氧化碳、氮气等压缩气体容器在搬运使用时发生碰撞极易引起爆炸的事故。此外一些需要在紫外灯下操作的实验若防护不当会引起人体眼部和皮肤的不适，长期接触会诱发癌症。
1.2 试剂药品因素
基础生化实验中用到的危险试剂药品如易燃易爆的乙醇、甲醇、三氯甲烷等，强腐蚀性的浓硝酸、浓盐酸、苯酚等存放不当或保管不善都会使其发生变化，降低使用效果，有的甚至会引发重大事故。分子生物学实验中经常用到丙烯酰胺、溴化乙锭、TEMED、DEPC等试剂会对实验人员的身体健康有很大危害。
1.3 实验废弃物因素
在基础生化实验中会产生一些有毒、强腐蚀、有刺激性的化学废液或气体，分子生物学实验后废弃的菌液、移液枪头、离心管、使用过的组织样品等，这些废弃物如果未经处理S意丢弃，会造成病毒传播或环境污染，直接或间接的危害人体健康。
1.4 安全防范意识薄弱
部分学生安全观念不强，不按操作规程操作仪器设备，常见的现象如将早饭带进实验室；随意接触毒性试剂药品；在实验课堂上吵闹嘻戏，造成课堂混乱等，这些行为容易造成安全事故。
2 防范措施
为了避免由于各种原因引起的实验室安全事故，及时消除安全隐患，处理解决好实验室安全的问题，防止事故发生，需从以下几方面着手。
2.1 健全实验室安全管理制度
为保证实验的顺利进行，加强师生的安全意识，防止实验事故，我们制定了相应的规章条例，并要求所有进入实验室的师生严格执行，仪器设备的使用要建立严格的工作责任制度，仪器设备要责任到人，加大对实验技术人员的基本操作培训，特别是大型精密仪器应实行专人负责[2]。对违反仪器设备操作规程者，实验技术人员有权要求其停止使用。对实验室内的仪器设备应按精密程度分级使用，在实验开始前检查仪器装置是否完整稳妥。
2.2 加强实验室的仪器设备管理
实验室常用仪器设备的日常维护是保证仪器设备量值稳定、可靠的常用手段。特别是对大型仪器设备要注意防尘、防潮、防霉、防晒。做好仪器设备的分类，根据各自的特点要求进行维护保养对故障仪器设备及时登记报修。同时建立各种仪器的操作规程，在学生初次使用仪器时实验技术人员应事先讲解，并随时注意给予必要的指导，让每位学生都能标准、规范、合理的使用仪器。例如高速离心机在使用前应配平，恒温水浴箱和高压灭菌锅在使用前应检查是否有水，并且在使用过程中应密切观察仪器状况不得离开岗位[3]。在实验结束后，实验技术员应切断实验室所有仪器电源同时检查水龙头是否关闭以防引起火灾水灾。
2.3 试剂药品的安全管理
实验室设立专门的试剂药品室，依据试剂药品自身的物理性质和化学性质分门别类存放，并设置编号。易燃易爆强腐蚀的试剂药品应要专人、专门储藏室、专柜存放，实行双人双锁管理制度，同时建立易燃易爆有毒试剂药品的领用登记制度。规范管理危险化学药品包括药品的合理定购、合理存放、合理使用。
2.4 加强实验人员安全防范意识教育
有危险的实验在操作过程中应使用防护眼镜、口罩、手套等防护设备，如产生刺激性气体或有毒气体的实验应在通风橱内操作，可产生含生物因子的气溶胶的实验应在相应的生物安全柜内操作。
2.5 废弃物的处理
绝大多数生化与分子生物学实验中，实验后都会不可避免地产生各种废物、废液、废气、有毒有害的包装容器和微生物污染物，均应按属性分别妥善处理，以免对环境及人体造成污染、损害。例如蛋白质硝酸纤维薄膜电泳后的漂洗液可经活性炭吸附后回收利用，试验后的动物尸体应统一于焚烧炉内焚烧，分子生物学实验后的肿瘤细胞、细菌等应经过灭活和消毒处理。
实验室安全问题是一个涉及多方面的问题，我们应充分了解并熟悉实验室存在的安全隐患，建立安全制度、培养安全意识，以人为本安全第一，预防为主，把安全教育纳入到正常的教学工作中，按照相应的对策去做好防范工作，使生物化学与分子生物学实验室课堂真正成为辅助教学中培养人才的重要平台。
【参考文献】
[1]孙莉丽，李荣华.高校生化实验室的安全管理[J].学术论坛，2010（2）：281-282.
