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1、摘要分子生态学实验是分子生态学教学的重要组成局部。目前分子生态学实验教学中存在实险体系不合理、实 般教学模式单一和实聆教学资源缺乏的问题。为了解决目前实脸教学中存在的问题，提高学生的实.验动手能力、解决实 际问题能力和创新思维能力，对分子生态学实验教学内容、实黔教学方法、成绩评定方式和教学资源使用等进行了一系 列改革和探索。通过教学改革激发了学生学习的主观能动性，增强了学生综合运用知识解决实际问题的能力和创新能力， 有效地提升了“分子生态学1实卷教学效果。关键词分子生杰学;实物教学;教学改革分子生态学是基于核酸和蛋白质等遗传标记，应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用 机理
2、及其分子机制的科学，是生态学专业本科教学中一门重要的专业基础课程。由于分子生态学的教学内容涉及核酸、 蛋白质等微小、微量的物质，内容较为抽象，涵盖的知识面广，加上分子生态学相关的技术和方法更新速度快，学生难 以通过理论课程的学习来理解和掌握课程内容。实验教学作为本科教学的重要组成局部，不仅能帮助学生更好地理解和 掌握理论知识，而且能培养学生的思维和创新能力，提升学生的芽合素质口，2.因此，在分子生态学的教学中，实验 教学也是课程设置中不可缺少的教学内容3。中南林业科技大学自2011年起将分子生态学实验课程纳入了生态学本科专业课程体系。长期以来，由于分子生态 学的授课手段以理论教学为主，实脸教学
3、为辅，实验教学一直处于被动和次要的地位而不被重视，导致该实验课程教学 效果较差。本文结合我校实际，从分子生态学实验教学现状入手，分析讨论实验教学中存在的主要问题，对实验课程教 学进行探索和改革，以提高该课程的教学质量。一、分子生态学实验教学现状分子生杰学实驶课程以分子生态学基础实验技术为主，主要包括土壤和植物基因组DNA提取、聚合廊链式反响 PCR）扩增、琼脂糖凝胶电泳及成像、生物大分子遗传信息分析等基本实验技术。实验课程的开展，提高了学生发现 问题、分析问题和解决问题的能力。但目前实险教学中仍存在一些问题和缺乏,有待进一步克服和解决。-）实验体系不合理，实脸课时受限受传统教学方法、置验场地和
4、学时等因素的限制，分子生杰学的实验工程多为简单易行的验证性实验或操作性实 验，缺乏综合设计性实验和探究性实验。这种实验体系虽然包含了分子生态学主要的实脸操作技术和方法，但由于各项 实脸内容相对独立，实验工程之间连贯性不强.导致学生应用分子生态学的方法和技术解决生态学领域相关问题的能力 仍较弱，难以实现提升学生创新意识和综合能力的教学目的。（-）实验教学模式单一，学生兴趣不高分子生态学实验往往耗时长、操作烦琐，受课时限制，实验教学中有些实脸环节，如所用器皿的清洗和灭菌、DNA 提取试剂的灭菌等均由实验教师提前完成。在授课形式上，分子生态学实验课程先由教师讲解实验原理、关键操作步骤 和考前须知，然
5、后指导学生按照实验资料上的“规定动作”完成实脸，提交实验报告。这种“程式化”教学方式难以激发学生 的主动性，学生缺乏独立思考和系统性操作，对与预期不一致的实验结果不能正确分析和反思，难以到达实验教学应有 的教学效果。（三）实验教学资源缺乏，学生参与度低为了培养每一位学生的实验操作能力，分子生态学实验课程一般采用分组形式进行，由23人构成一个实验小组 开展相关实验。然而，由于分子生态学实验配套的仪器设备及试剂比拟昂贵，且每年学校在实验教学方面的资金投入有 限，在实验教学过程中一些仪器设备往往难以满足实验教学需求，导致出现了两个问题：一是拖慢了实物迸度，学生难 以在规定的时间内完成事先计划好的实验
6、内容;二是影响了学生实验的参与度，局部实验内容无法保证全部学生上机进行 操作。二、分子生态学实验教学改革结合本实验课程特点，通过优化实验教学内容、改革实验教学方法、重构课程考核方式和丰富实验教学资源等， 构建分子生态学实&课程教学体系，培养学生的自主学习能力、实践动手能力和解决实际问题的能力，提升分子生态学 实验课程的教学质量。（-）优化实验教学内容，培养学生综合应用知识的能力按照从简单到复杂、从分散到系统的原那么，对原有实验教学内容进行优化整合，构建一个由验证性实验、综合设 计性实验和探究性实验构成的多层次实骏体系4。验证性实验以分子生态学领域的基础性实验为主，实验工程包括“土 壤微生物基因
7、组DNA提取琼脂糖凝胶电泳法鉴定DNA的原理和方法”“DNA浓度检测“聚合诲链式反响（PCR）扩熠” 和“克隆文库构建”等。验证性实翳的目的是让学生熟悉分子生态学的常用仪器设备、规范实脸操作方法、掌握基本实脸 技能,为综合设计性实聆的开展奠定基础。综合设计性实验由学生自主设计实验内容，引导学生形成分子生杰学实验能力。自主设计过程是学生为主体的综 合实验准备阶段，要求学生基于实验室现有设施晶件，自行查阅文献资料，撰写实骏方案，完成实验操作，再对实验结 果进行分析，得出结论。例如，实验工程“利用16SrRNA基因文库技术分析不同树种土壕细菌群落的多样性，由学生 自行选择树种类型，自主选择16SrR
8、NA基因扩增引物和感受态细胞，结合实险室条件，利用所学方法提取土壤基因组 DNA,卷定DNA浓度和纯度，采用引物对16SrRNA基因进行PCR扩增并构建克窿文库。实险完成后，学生还需进行 DNA序列比对和漕系进化树构第等数据处理和分析工作,比拟不同树种土壤细菌群落多样性水平差异。通过开展综合设 计性实脸可以培养学生发现问题和解决问题的能力，在锻炼学生综合运用知识和实验技术的同时，还能让学生融会贯通 所学知识，加深学生对知识点的理解和掌握。探究性实验主要依托湖南省大学生创新创业训炼计划工程开展。由学生自行组建实验小组，进行文献调研后选择 自己感兴趣的研究课题进行实验设计，制定实验方案，与教师讨论
9、后修订实验方案。例如，2018级生态学专业的学生 经过文献调研后，想探讨丛枝菌根树种和外生菌根树种土壤兼循环做生物的差异及其原因，以丛枝与外生窗根树种对土 壤兼循环的影响研究为工程名称提交了申请书，最终获得了湖南省大学生创新创业训练计划工程的资助。通过开展此类 探究性实脸，学生运用理论知识解决实际问题的能力得到了极大地能炼和提高。（二）改革实验教学方法，激发学生学习主观能动性为了保证实验的顺利进行，教师课前将与实险内容相关的教学课件、皴课和测试题等上传至移动教学平台，要求 学生利用碎片化时间认真，页习，了解实验做什么、为什么做和怎么做，并要求学生完成预习测试题。教师通过分析预习 测试题的数据，
10、了解学生千页习效果,并基于学生的预习情况有针对性地完成实.验教学设计，促进实脸教学的有效性5。 课中适当设疑，引导学生积被思考问题，培养学生的批判性思维能力。例如，在1土埸微生物基因组DNA提取。琼脂糖 凝胶电泳法签定DNA的原理和方法“DNA浓度检测等实验中，让学生讨论和回答“提取基因组DNA用到的主要试剂有 哪些，分别起什么作用琼脂糖凝胶电泳检测时为什么要将点样端置于电泳槽的负极端”如何签定提取DNA的纯度-等问 题。通过上述问遮的提出引导学生主动思考井积级回答，最后通过教师的归纳总结得出正确答案。这种启发式教学方式 不仅可以加深学生对知识的理解，也有利于培养学生发现问题和解决问题的能力。
11、由于分子生态学相关的技术和方法更新速度快，实骁教材内容往往跟不上学科开展。把教师承当的科研工程（包 括国家自然科学基金工程、省部级科研工程和其他类型的科研工程）等融入实验教学，可以实时更新教学内容，让学生 掌握最新的研究技术和研究方法。例如，授课教师耨承当的国家自然科学基金工程“土壤自养微生物固碳速率及其功能种 群差异机制融入实验教学，使学生提前接触到新近开展的稳定性同位素探针技术（SIP）,不仅理解了该技术的基本原 理，而且了解了该技术在定向开掘土壤环境中参与自养固琰过程的微生物资源方面的功能司。实验教学内容和科研工程 的有机融合可以有效地解决实验教学内容更新慢的问题，让学生及时了解相关领域
12、的前沿科学技术，有利于培养学生的 实践能力和创新能力。分子生态学涉及生态现象与生态规律的发生、开展过程中的分子机理，内容尺度跨度大，且微观内容过于抽象、 宏观内容过于想象。巧妙运用多媒体教学手段，包括PPT、视频、国片或知识链接等形式，可以方便学生更形象地理解 和掌握知识内涵，提高教学效果7。例如，在*聚合落链式反响（PCR）扩增实脸中，可以结合PPT展示和Flash动画 向学生演示PCR扩增的基本原理和实验操作步骤，帮助学生更好地掌握实脸原理和实验操作步骤。另外，对于一些学 生使用不规范的仪器设备，如移液枪和离心机，可以通谩实地拍摄的方式制作常规仪器设备的操作方法视频，让学生对 仪器设备的操
13、作方法有更感性的认识和理解。此外，在介绍系统进化树时，可以借助多媒体网络在线演示构建系统进化 树的方法。这种教学手段不仅可以增加学习的趣味性和生动性，而且有利于帮助学生理解抽象、枯燥的知识内容，更好 地调动学生学习的积极性，从而起到教学辅助作用8。（三）重构课程考核方式，注重实验过程考核以往分子生态学实验课程考核主要侧重学生的平时考勤和实验报告，实验报告是学生实验课程成绩判定的重要指 标。这种考核方式忽略了对实验过程的考核，其评价结果并不能真实地反映学生的实验技能和综合能力。因此，我们根 据分子生态学实验课程特色和生态学专业人才总体培养目标，把实验操作和实驻结果展示汇报等过程性要素纳入课程评
14、价考核体系，不仅关注学生课堂出勤情况和实验报告，同时注重学生实脸过程表现，建立以实脸技能、创新能力和探合 素质培养为核心目标的多元化课程考核评价方法9。新的考核方法主要从课堂考勤、课前预习情况、实验操作、实 果PPT展示汇报和实胺报告等方面进行全方位考核，把考核的重点从获取的知识量向知识、能力、综合素质的评价转 移。其中，课堂考勤主要考查学生的课堂出勤情兄，时于请假、旷课、早退和迟到的学生给予一定的扣分。课前预习主 要考查学生对教学课件、微课和测试题等洋前于页习资料的掌握情况。实验操作主要考查学生能否按照实驶要求，平安准 确地操作实脸设备，以及能否按照正确的实验步骤完成实验内容并得到准确的实验
15、数据。实验结果展示汇报要求学生以 PPT形式进行汇报，主要考查学生对实验的理解以及对实验中出现的问题的分析及解决能力。实验报告主要考查学生对 实也原理、实也操作步骤、实骏数据处理与分析等方面的掌握情瓦。重构后的课程考核方式，能够更全面、准确坨考查 学生的实验水平，不仅能提高学生学习的积极性和主动性，而且能提升学生的创新能力和综合能力，有利于生态学综合 型人才的培养。（四）开放多个研究平台，共享优质教学资源我校生杰学科既是国家重点（培育）学科，也是湖南省优势特色重点学科和湖南省“双一流”建设学科。学科拥有南 方林业生态应用技术国家工程实验室、森林植物国家级实脸教学示范中心和城市森林生杰湖南省重点
16、实验室等多个国家 级和省部级研究平台，均配备有分子生态学精密仪器设备。为了解决分子生态学实险课程教学资源缺乏的问题，对涉及 精密仪器使用的一些实验工程,可以实行开放性实验教学，协调多个研究平台分时段开放相关仪罂设备10J。例如珠合 型实脸.利用16SrRNA基因文库技术分析不同树种土壤细窗群落的多样性”，为了保证每个学生都有上机操作的机会， 采取了开放性实舱教学管理。管理上实行申请审核制,由学生个人提出申请并提交实验方案,授课教师对实验方案和实 险申请进行审核，授课教师审核通过后提交仪器管理员审核，管理员审核通过后学生即可进入实验室开展实脸。在开放 实脸室开展综合型实聆，学生参与了研究内容设计
17、、研究方法确定、实验方案实施、实险数据处理和分析、实脸报告撰 写等一系列实&过程，基本实物技能、科研思维能力和写作能力同时得到训练。因此，开放性的实贬教学管理，既利用 平台优势解决了教学资源缺乏的问题，又可以让学生成为教学的主体，变被动学习为主动实践，能极大地激发学生的探 究兴趣，培养学生的创新思维。皓语分子生态学实验课程经过教学内容和教学方法的一系列改革，学生学习的主观能动性和学习兴趣被激发，综合运 用知识耨决实际问题的能力也有所增强，综合素质得到明显提升。但是目前分子生态学实般课程改革仍存在一些问题， 如实验经费缺乏、师资力量有限、开放性实骏室管理难度较大等。这需要我们在今后的教学工作中不
18、断探索与实践，进 一步提升分子生态学实验课程的教学质量0参考文献范亚文，陈疾，陆欣鑫，等.“一流生态学专业”建设背景下实践教学体系构建初探J.教书育人(高教论妖)，2021 24) ： 97-99.李博，何永美，蒋明，等.新时代农业院校生态学专业课程体系构建研究J.大学教育，2020 8) ： 9-11.3江玉梅.分子生态学课程教学方法探讨.教育现代化，2019, 6(65)： 164-165.4宋彦涛，乌云娜，董玉瑛，等.适应大学生科研训练的生态学实验教学改革.中国现代教育装备，2019(19)： 69-70.5)吕佳，李俊清，杜芳.高等林业院校“分子生杰学课程教学改革的探讨：以北京林业大学
19、为例.中国林业教育， 2018, 36 (5) ： 46-49.6王新珍，王凤花，孙瑞波，等.高通量测序技术在微生物分子生态学研究中的应用J.中国生态农业学报，2018, 26 (10) ： 1593-1600.刀冯平.结合“互联网+”的交叉学科教学内容和方法研究：以分子生态学课程为例.教育观察，2019. 8 (13)： 124-126.网张玉明，王彦芳，曲占良，等.基于励转课堂理念的分子生物学实验教学改革与探索J.教育教学论妖，2016(38)： 260-262.I9赵小虎，刘震，胡承孝.高等农林院校分子生态学课程建设与教学改革探索J.安徽农业科学，2015, 43 (10)： 366-3
20、68+371.10刘洋，夏建嬴分子生态学本科教学实践与探索J).生物技术世界，2014 (5) ： 115.Exploration of Teaching Reform and Practice of Molecular Ecology ExperimentsAbstract： Molecular ecology experiments are an important component of Molecular Ecology teaching. At present, there are many problems in the teaching of Molecular Ecology
21、 experiments, such as the unreasonable experiment system, the single experiment teaching mode, and the insufficient experiment teaching resources, etc. In order to solve the existing problems in the current experiment teaching, improve students practical ability, problem-solving ability and innovati
22、ve thinking ability, a series of reforms and explorations have been conducted on the experiment teaching contents, the experiment teaching methods, the performance evaluation methods and the sharing of teaching resources. The teaching reform has stimulated students subjective initiative in learning, enhanced their ability to comprehensively use knowledge to solve practical problems and their innovation ability, which has effectively improved the experiment teaching effect of Molecular Ecology course.Key words： Molecular Ecology; experiment teaching; teaching reform