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DNA科学营 开启生命科学探索路

一支微量移液器、一段自己口腔细胞中的DNA,让原本停留在课本里的分子生物学,化为学生眼前真实可见的科学世界。
慈济大学分子生物暨人类遗传学系主任温秉祥(左一)教授率领师生团队,自7月9日起巡回柔佛、马六甲及吉隆坡,展开为期近三周的“揭开基因体的神秘面纱——微卫星DNA分析与遗传变异的神秘旅程”工作坊。【摄影:黄玉花】

慈济大学分子生物暨人类遗传学系主任温秉祥教授率领师生团队,自2026年7月9日起展开为期近三周的“揭开基因体的神秘面纱——微卫星DNA分析与遗传变异的神秘旅程”工作坊,巡回柔佛峇株巴辖、麻坡、马六甲及吉隆坡举办。这也是团队第四年来到马来西亚推广科学教育。

温教授表示,近年人工智慧与资讯科技快速发展,投入基础生命科学研究的人才却逐渐减少;然而,疾病研究、医疗进步仍高度仰赖分子生物学与遗传学等基础科学。

“很多学生知道想当医师,却不知道医疗背后还有许多默默投入研究的科学家。”他希望透过工作坊,让学生亲手操作分子生物学实验,重新认识生命科学的魅力,了解除了临床医疗之外,也能透过科研,以不同角色守护生命。

◎ 亲手操作 揭开DNA科学奥秘

工作坊安排学生完整体验分子生物学实验流程,包括微量移液器操作、DNA萃取、聚合酶连锁反应(PCR)及凝胶电泳分析。

学生先利用棉花棒采集自己的口腔细胞,完成DNA萃取,再透过PCR技术将微量DNA片段大量扩增,最后利用凝胶电泳分离DNA片段,观察属于自己的DNA片段分析结果。过程中,温教授不仅指导仪器操作,也详细说明每个实验步骤背后的原理,让学生从实际操作中理解抽象的分子生物学概念。

“每一个步骤都必须依照程序进行,不能随意省略,也不能颠倒顺序。”温教授提醒学生,科学研究最重要的不只是知识,更是严谨的态度。

工作坊安排学生完整体验分子生物学实验流程,包括微量移液器操作、DNA萃取、聚合酶连锁反应(PCR)及凝胶电泳分析。【摄影:黄玉花】

他表示,实验需要耐心、细心与纪律,学生在一次次操作中,不仅学习科学原理,也培养面对问题、分析原因及解决问题的能力。

最后安排问答比赛,温教授将课程重点设计成抢答题目,透过互动问答了解学生的学习成果,也让学生在轻松愉快的氛围中复习所学、加深印象,享受探索科学的乐趣。

◎ 走出课本 探索生命科学可能

7月14日至18日,工作坊先后于麻坡中化中学、东甲利丰港培华独立中学及麻坡高级中学举办,来自六所学校的一百一十九位学生及十位教师参与。

麻坡高级中学学生塔朱穆尔(Tajmul Riyaz Bin Tajmul Rizwan)表示,第一次接触微量移液器等专业仪器,不仅学会DNA分析流程,也了解DNA技术如何应用于法医鉴识与犯罪调查,因此开始思考未来朝遗传科技领域发展。

张巧滢分享,过去只能透过课本和想像理解遗传学,也曾好奇为何不能亲自做相关实验。后来才知道,由于仪器昂贵,一般中学难以提供这类课程。

“过去只能透过书本理解,如今终于能亲手操作,不但满足多年来的好奇,也让我更确定未来想朝生物科技及医学研究方向发展。”

来自麻坡拿督斯里阿玛国中的茜蒂努法蒂哈(Siti Nurfateha Binti Abdul Rahim)则认为,DNA技术与病毒研究、疾病诊断及医疗发展息息相关,希望未来能投入病毒与医学研究,运用所学服务社会。

茜蒂努法蒂哈(左)专心进行实验操作。【摄影:陈松基】

麻坡高级中学生物老师黄丽雯表示,近年修读中六生物科的学生逐渐减少,因此特别邀请多所学校学生共同参与,希望透过实际体验,重新激发学生对生命科学的兴趣。

她指出,过去学生只能从课本认识DNA与PCR,如今亲手完成实验,不仅更容易理解原理,也留下深刻印象。由于分子生物学实验需要专业设备,一般中学难以建置,因此非常感恩慈济大学将实验室带进校园,让学生有机会接触平时难以体验的科学课程。

◎ PCR实作 体验科学探索乐趣

今年,温教授首次将工作坊带进马六甲,于7月23日及25日在育民中学与敦法蒂玛中六学院(K olej Tun Fatimah)举办,共有六十八位学生参与。博特拉大学医学与健康科学学院病毒学教授徐慧仪(慈泓)博士也加入教学团队。

博特拉大学医学与健康科学学院病毒学教授徐慧仪博士(中),于7月23日率领学生加入慈济大学教学团队,共同投入工作坊教学。【摄影:黄玉花】

育民中学学生张升颖表示,自己未来希望朝工程领域发展,过去对分子生物学并不了解。“以前只在影集里看过警方利用DNA找犯人,今天第一次自己做PCR ,真的很新奇。”

透过实验,他第一次了解PCR如何应用于疾病诊断、法医鉴识及医疗研究,也重新认识生物科技的价值。

令他印象深刻的是,自己成功完成PCR实验,看见DNA条带;然而,部分同学因操作细节不同未能成功,也让他体会科学研究并非只追求结果,更重视过程中的细心与精准。

“使用微量移液器时,手不能抖;吸取液体时不能碰到试管底部,每一个步骤都不能马虎,因为任何细节都可能影响结果。”

反覆练习操作微量移液器,让他每完成一步都充满成就感,也因表现优异获得竞赛奖励。他认为,相较于课堂听讲,亲手实验更能帮助理解抽象概念。

张升颖(左一)反覆练习操作微量移液器,让他每完成一步都充满成就感,也因表现优异获得竞赛奖励。【摄影:黄玉花】

◎ 科研精神 从失败中学习成长

在DNA萃取实验中,学生亲眼看见自己萃取出的DNA逐渐析出,也体会到科学实验并非每一次都能得到预期结果。

班上三胞胎之一的辜圆蕴同学,原本最期待比较自己与两位哥哥的DNA差异,可惜因实验结果较模糊,未能完成比对。虽然感到遗憾,但她也因此理解,科学研究充满未知,失败也是探索过程的一部分。

“今天让我更认识分子生物学和遗传学,看似困难,却很有挑战,也很有成就感。”

她表示,第一次走进实验室、亲手萃取自己的口腔细胞DNA ,让课本上的知识变得具体而真实,也激发她对生命科学的兴趣。

课程结束后,她脑中仍有许多疑问:“我们只是取口腔细胞分析DNA,那身体其他部位的细胞呢?是不是也可以分析?为什么每个人的DNA都不同?”

她更进一步思考实验过程中的生物废弃物处理方式,主动翻阅生物课本教过的资讯寻找答案。

辜圆蕴(左一)亲手萃取口腔细胞DNA,将课本知识化为真实体验,并与老师分享学习喜悦。图右一为陈维振老师。【摄影:黄玉花】

育民中学生物科陈维振老师表示,受限于设备,学校平时多只能安排基础生物实验,许多分子生物科技仪器,就连他求学时也未曾接触。

他认为,这次工作坊让学生提早接触现代生物科技,将课本知识转化为真实经验,也为未来学习奠定更扎实的基础。

针对部分学生实验结果未如预期,他鼓励学生:“失败本来就是科学研究的一部分。”真正的科学研究往往需要反覆尝试,科学家正是在一次次失败中分析原因、修正方法,最终找到答案。因此,耐心、坚持与持续探索,比一次成功更加重要。

科学教育的价值,不只是让学生学会一项实验技术,更是在一次次操作与探索中,培养提问、思考与解决问题的能力。透过将大学实验室带进校园,慈济大学不仅让中学生接触分子生物科技,也缩短科学教育资源的落差。

从一段DNA、一条电泳条带,到实验中的成功与失败,学生看见的不只是生命科学的奥秘,也发现未来探索科学世界的无限可能。

温秉祥教授将课程重点设计成抢答活动,让学生在轻松愉快的氛围中复习所学,享受探索科学的乐趣。图为育民中学荣获第一名的学生组别,与校长及老师开心合影。【摄影:黄玉花】
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