分子生物學(xué)教學(xué)改革探索

摘 要: 為了培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型生物科學(xué)人才，本文作者根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，針對分子生物學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面闡述了對分子生物學(xué)教學(xué)進(jìn)行的改革探索。

關(guān)鍵詞: 分子生物學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法

分子生物學(xué)是從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。自20世紀(jì)50年代以來，分子生物學(xué)的發(fā)展日新月異，逐漸成為生物學(xué)各學(xué)科的前沿與生長點(diǎn)，并正在與其他學(xué)科廣泛交叉與滲透，成為生物科學(xué)專業(yè)非常重要的一門專業(yè)必修課。我校是一所師范類的本科院校，在生物科學(xué)和生物工程專業(yè)都開設(shè)了分子生物學(xué)課程。本課程不僅向?qū)W生介紹分子生物學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)，而且展示了當(dāng)前分子生物學(xué)研究的前沿領(lǐng)域，使學(xué)生對分子生物學(xué)知識建立系統(tǒng)、整體的認(rèn)識，從而適應(yīng)未來21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展的需要。為了提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，我們根據(jù)本校學(xué)生的情況，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了探索性的嘗試。

1.合理選用教材，構(gòu)建適合師范類生物學(xué)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容體系

1.1精選教材。

教材是學(xué)生獲得知識最主要的來源，也是任課老師上好分子生物學(xué)的第一步。教材的正確選取能夠幫助學(xué)生更加容易地邁進(jìn)分子生物學(xué)的大門，建立條理清晰、完整的分子生物學(xué)知識體系，也能夠幫助任課老師更加有效地開展教學(xué)，設(shè)計(jì)制作多媒體課件。我校為一所師范類院校，分子生物學(xué)課程是在第三學(xué)年第二學(xué)期開設(shè)的，在此之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了與分子生物學(xué)有部分內(nèi)容交叉的兩門課程——生物化學(xué)和遺傳學(xué)，因此對蛋白質(zhì)、核酸，以及基因的表達(dá)都有了一定的知識基礎(chǔ)，對于一些分子生物學(xué)名詞也不再陌生，不再產(chǎn)生較大的排斥，這將對接下來分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)提供極大的幫助。但由于對知識的理解和掌握能力不同，學(xué)生在分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)之中必然會產(chǎn)生良莠不齊的現(xiàn)象。因此，精選一本適合的教材對學(xué)生更好地理解、掌握知識就顯得尤為重要。分子生物學(xué)發(fā)展迅速，新知識、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)外新版教材不斷面世，如孫乃恩的《分子遺傳學(xué)》、閻隆飛的《分子生物學(xué)》、郜金榮的《分子生物學(xué)》、李振剛《分子遺傳學(xué)》及本杰明·盧因的《基因VIII》中譯本，我們通過對這些教材的比較和分析，并針對本專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，選擇了朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》，該教材主要介紹了基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)節(jié)控制的過程，比較全面系統(tǒng)地講解了基因的本質(zhì)及其分子機(jī)制，內(nèi)容緊湊、邏輯性強(qiáng)、圖文并茂，具有鮮明的特色，同時(shí)所講的內(nèi)容也很基礎(chǔ)，符合師范類本科生的教學(xué)要求[1]。另外，我們在完成教學(xué)大綱要求講授的內(nèi)容同時(shí)，針對一些對分子生物學(xué)具有濃厚興趣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足于課本內(nèi)容的學(xué)生，參考國內(nèi)外其他優(yōu)秀教材加以補(bǔ)充，力求使所講授的分子生物學(xué)知識更加嚴(yán)謹(jǐn)、完整、細(xì)致，并與國際接軌。

1.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。

在教學(xué)內(nèi)容上做到重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，避免交叉重復(fù)。由于本課程僅有54學(xué)時(shí)，因此授課內(nèi)容務(wù)求精練、易懂。對于與生物化學(xué)和遺傳學(xué)中的交叉內(nèi)容，如蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)與組成，我們采取復(fù)習(xí)和提問的方式，讓學(xué)生提前回顧和預(yù)習(xí)，做到溫故而知新，進(jìn)一步加深對這些內(nèi)容的記憶和理解，為難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。同時(shí)，可以做到由易到難、循序漸進(jìn)，使學(xué)生在最初接觸分子生物學(xué)這門陌生、復(fù)雜的課程時(shí)得到良好的緩沖，不會出現(xiàn)抵制、厭學(xué)情緒。這樣一方面可以突出分子生物學(xué)是以生物化學(xué)、遺傳學(xué)為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，另一方面也明確了分子生物學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)，保證了課程的完整性和系統(tǒng)性[2]。

2.教學(xué)方法的改革

2.1充分應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，使抽象內(nèi)容形象化。

分子生物學(xué)內(nèi)容龐大、復(fù)雜、抽象，較難理解，并且涉及大量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和操作，很難通過傳統(tǒng)的教學(xué)方式使學(xué)生較快地理解和吸收。隨著多媒體技術(shù)進(jìn)入課堂，以上問題也就迎刃而解?，F(xiàn)代化教學(xué)多媒體使高校的教學(xué)活動發(fā)生了深刻的變革，該技術(shù)利用動態(tài)畫面展示事物發(fā)展的動態(tài)或推理的全過程，利用它的圖畫特性將抽象的、理論的東西形象化，將空間、難以想象的內(nèi)容具體化，還可以在課件中展示自然界的直觀現(xiàn)象、模擬實(shí)踐過程和再現(xiàn)研究過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到樂趣[3]。為此，我們充分應(yīng)用多媒體技術(shù)，通過動畫、圖片等制作生動的課件，并借助動畫、變靜態(tài)為動態(tài)、全方位、多視角、多層次地進(jìn)行演示，使抽象難懂的微觀生命過程具體化、可視化，便于學(xué)生理解和掌握，從而使學(xué)生產(chǎn)生新鮮感，提高學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)理論教學(xué)效果。例如:原核生物乳糖操縱子的調(diào)控機(jī)制，涉及很多轉(zhuǎn)錄因子和DNA序列的結(jié)合，學(xué)生很難理清，很容易產(chǎn)生枯燥、厭煩情緒。針對以上情況，我們利用Flash動畫來演示各轉(zhuǎn)錄因子是如何分別與不同的DNA序列相結(jié)合，使整個(gè)調(diào)控過程更加直觀化和形象化，便于學(xué)生理解和記憶，也極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[4]。

2.2不實(shí)施雙語教學(xué)。

所謂雙語教學(xué)(Bilingual Teaching)是指同時(shí)使用兩種語言——母語及一種外語(在我國主要指漢語和英語)對同一知識進(jìn)行描述，從而使學(xué)生達(dá)到理解進(jìn)而完全掌握并且能夠熟練應(yīng)用的目的[5]。雖然雙語教學(xué)能夠提升生物學(xué)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生直接利用外語從事學(xué)習(xí)和初步研究的能力，與國際高新技術(shù)領(lǐng)域接軌，但是由于分子生物學(xué)是生物科學(xué)最重要的專業(yè)必修課之一，也是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入嶄新的分子領(lǐng)域的基礎(chǔ)性課程，因此在本科教學(xué)有限的課時(shí)內(nèi)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的充分理解則顯得更為關(guān)鍵。而只有夯實(shí)了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識，才能使學(xué)生結(jié)合所學(xué)的生物化學(xué)、遺傳學(xué)進(jìn)行融會貫通，掌握進(jìn)一步深造并通向更高學(xué)府的鑰匙。所以針對師范類院校的本科教學(xué)，考慮到教師的自身水平和學(xué)生的不同層次，我們偏向于只采用母語進(jìn)行講授。

2.3理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。

分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，除理論教學(xué)外還應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)課，因此在分子生物學(xué)教學(xué)中開設(shè)實(shí)驗(yàn)課是十分必要的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對理論教學(xué)而言具有較強(qiáng)的直觀性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性，在加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育與培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有著重要的、不可替代的作用[6]。我們所采用課程教材《現(xiàn)代分子生物學(xué)》中也花費(fèi)了很大的篇幅來講述現(xiàn)代常用的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，包括核酸的提取與純化、電泳分離與鑒定、細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與目標(biāo)DNA分子的增殖、PCR擴(kuò)增、蛋白質(zhì)印跡、噬菌體展示等。由此可見實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)對于現(xiàn)代分子生物學(xué)的重要性。結(jié)合各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)的講解和由此發(fā)展起來的最新的分子生物學(xué)技術(shù)可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，拓寬學(xué)生的視野。學(xué)生通過動手操作會增加對所學(xué)理論知識的感性認(rèn)識，同時(shí)把所學(xué)理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，主動地去學(xué)習(xí)，解決實(shí)驗(yàn)操作中遇到的各種問題，從而加深對分子生物學(xué)理論知識的理解、提高動手能力。我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容上設(shè)置了分子生物學(xué)中最常用、最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如質(zhì)粒DNA的提取與酶切鑒定、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化、基因的原核表達(dá)、蛋白質(zhì)的提取與分離、PCR擴(kuò)增、動物細(xì)胞的培養(yǎng)及傳代。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法上，我們堅(jiān)持以學(xué)生為主、教師為輔的原則，注重學(xué)生個(gè)人實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，從試驗(yàn)藥品、試驗(yàn)器材的準(zhǔn)備到試驗(yàn)具體步驟的制定均由學(xué)生獨(dú)立去完成。同時(shí)，我們還鼓勵學(xué)生參與教師的科研工作，包括從立題、設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)路線、開展科研工作、整理數(shù)據(jù)到最后撰寫論文的全過程，從而培養(yǎng)學(xué)生把理論應(yīng)用于實(shí)踐中，獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力，為今后的碩士階段和博士階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們逐漸摸索出了分子生物學(xué)教學(xué)的一些方法和技巧，并通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革提高了分子生物學(xué)的教學(xué)效果，讓學(xué)生養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣，樹立了理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)，端正了實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

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