多元獲取分子生物學課程教學的優化

周小云　彭國平　陳信波　饒力群

摘要：分子生物學作為現代生物學領域里最具活力的科學，是自然科學類專業學生必須掌握的一門專業基礎課程。針對分子生物學課程知識體系龐雜、知識點多、內容抽象等特點，本教學團隊通過整合教學內容、豐富教學方法、優化教學資源、引入教學手段和提升團隊素養為主要內容的教學改革和課程優化。這種多元獲取的課程教學模式增強了學生的學習興趣，提高了學習效率并促進了學生分子生物學理論知識和實驗操作技能的全面發展。

關鍵詞：分子生物學；多元獲取；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0101-02

分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態、結構特征和相互關系，從分子水平闡明生命現象與生命本質的學科。自Watson和Crick提出DNA雙螺旋結構模型標志著人類對生命現象本質的認識進入到分子水平，分子生物學已成為現代生命科學的共同語言和人類由被動地適應自然界轉向主動地改造和重組自然界的基礎學科，同時也使得分子生物學稱為現代生物學領域里最具活力的科學。（朱玉賢，2013）上世紀90年代以來，國內各高校先后為本科生開設了分子生物學課程，目的是引導學生從分子水平認識生命本質，了解有關分子生物學的基本理論知識和研究方法，為學習生命科學相關專業的學生進一步的學習和科研打下良好的分子生物學基礎。在分子生物學的教學過程中，由于分子生物學課程知識體系龐雜，知識點多而分散，我們發現，對許多抽象的概念或原理的解釋和闡述一直是教師的教學和學生的理解和掌握過程中存在的難題，上完課后同學們的普遍反應是晦澀難懂，猶如聽天書一般；而且，分子生物學課程對實驗技能和實驗條件要求較高，實驗涉及的內容也較為復雜，這就要求同學們不僅具備堅實的理論基礎，還需具有非常強的實驗動手能力；同時，分子生物學作為一門新興學科，新理論、新技術層出不窮，知識更新快，更新周期也越來越短，這些研究方法的不斷創新和理論體系的不斷更新與完善更給分子生物學教學帶來了極大挑戰。怎樣將分子生物學中晦澀的知識點轉化為直觀、淺顯易懂的故事呈現在同學面前？怎樣將理論與實驗結合，使同學們從實驗過程中領會各種生物大分子形態結構與功能的關系？怎樣調動同學們對微觀生命奧秘探索的興趣，激發同學們的創新潛能，從而實現對生命科學創新人才的培養？作為湖南省精品課程，《分子生物學》教學一線的老師們嘗試了一系列的教學改革和課程體系優化，致力于將分子生物學知識的傳播由教師的單向傳授為主轉變為學生對分子生物學知識的多元獲取，以著重培養學生的實驗動手能力并激發學生的創新意識和科研能力。

一、基礎知識和學科進展的有機結合

分子生物學誕生以來，作為生命科學的帶頭學科，學科發展極為迅速并滲透生命學科各個領域，但主要遺傳物質DNA的雙螺旋結構和“中心法則”提出至今未受到質疑。（胡劍，2014）在經典核心理論的基礎上，對于基因表達調控以及信息傳遞通路等認識的不斷豐富，以及從基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組等水平上對生命現象和規律的理解逐步深入，要求我們在教學中一方面滿足學生掌握分子生物學基本理論的需要，另一方面要適時地更新教學內容，充分調動學生的學習積極性，通過文獻閱讀、專題講座和學術報告等途徑獲取最新知識，了解最新動態。在基礎理論知識的講解的過程中，盡量將課本上相關的一些分散知識系統化并提煉出知識點，指導學生在理解的基礎上，采用總結規律性的方式幫助記憶。文獻閱讀的內容則選擇來自《Cell》、《Nature》、《Plant cell》、《Plant journal》、《Plant physiology》、《Science》等權威期刊的最新研究論文或研究綜述，通過在線查閱，翻譯和研讀的方式將分子生物學領域的最新研究進展展現在大家面前，既讓同學們了解了本領域的最新進展，也教會了同學們查閱文獻的方法。這種“基礎知識”和“學科進展”的有機整合方式，同學們的主動學習積極性被激發；文獻資料搜集和自主學習能力得到提高，學生的創新意識和從事科學研究的能力得到培養，同時也形成了同學們對不斷發展的分子生物學知識多方位豐富的理解。

二、討論交流在教學中的應用

分子生物學內容與生命活動息息相關，講到熱點話題時自然會激起同學們之間的討論與交流的興趣。多年的教學經驗證明，在分子生物學教學中應適當增加課堂討論與交流的教學方式，既能啟發學生的學習興趣，又能提高同學們的思考能力和口頭表達能力。因為這種討論與交流教學，強調在教師的精心準備和指導下，教師作為“導演”，對學生的思維加以引導和啟發，并通過預先的設計與組織，來啟發學生就特定問題發表自己的見解；學生則是在教師指導下進行有意識的思維探索活動，學生的學習始終處于“問題—思考—探索—解答”的積極狀態。事實上，分子生物學可供討論的題材很多：如超級細菌是如何產生的？表觀信號如何影響性狀？細胞衰老死亡的調控是如何進行的？轉基因食品的利與弊；癌基因，抑癌基因和癌癥的發生分子機制；細胞重編碼的分子機制；等等。對這些熱點問題的討論培養了學生諸多方面的能力：提高了學生的學習興趣，培養了學生的自學能力，促進了師生交流與溝通，培養了學生的口頭表達能力，增強了同學們的團隊合作能力。同時，由于學生看問題的方法不同，會從各個角度、各個側面來揭示基本概念的內涵和基本規律的實質，從而產生自主性、探索性和協同性的學習。

三、動畫、微課、精品資源庫等教學網絡資源的整合

分子生物學是一門內容豐富、應用性超強的學科，板書、掛圖、模型和幻燈片等傳統的教學手段遠不能傳遞和表達繁多而抽象的分子生物學內容，更無法讓學生深入理解抽象的教學內容。而動畫、微課和精品資源庫等網絡多媒體教學資源的應用很大程度上解決了這一難點，使得抽象復雜的內容在多媒體教學中更加簡單化、直觀化和具體化，同學們也更容易理解分子生物學。如DNA復制和轉錄、蛋白質的生物合成、乳糖操縱子模型、衰減子模型，轉座位子模型，DNA重組Holliday模型都可制作成微課，以動畫和微課模式展示在同學面前，利用動畫和微課等直觀、生動和主題鮮明的特點幫助同學理解。

四、理論與實驗結合模式的運用

分子生物學是一門實驗性特別強的學科，分子生物學實驗是基礎理論課的配套課程，是理論教學的深化和補充，與理論課密不可分，在課程設置中占有重要的地位。但是，分子生物學實驗條件要求相對比較高，使得學生對于分子生物學實驗內容和方法有非常大的畏懼心理。針對學生的這種恐懼心理，我們合理安排實驗內容，并加大了實驗課程的比重。為了讓學生由淺入深逐步認識分子生物學常規技術，除了常規的每周4節課的實驗課程外，我們還安排了分子生物學綜合實驗周、將質粒提取、電泳檢測、基因克隆、載體構建、酶切鑒定等方面的實驗技術集中在實驗周內進行，以便更系統地將DNA重組相關的實驗技術傳授給學生，并在條件允許的情況下盡可能的把新的實驗技術手段介紹給學生。對分子生物學課程特別感興趣的同學，我們還鼓勵學生參與到教師的科研工作中去，利用現有的科研條件，引導學生思考并完成相關的實驗內容，以培養學生的創新思維和發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而使學生的科學素養和科研能力得到較高的提升。

五、教學師資的內涵建設與發展

作為當前生命科學中發展最快并與其他學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域，分子生物學發展的突飛猛進和分子生物學技術發展的日新月異給分子生物學的課程教學帶來極大的挑戰。在分子生物學教學過程中，為適應時代發展的高層次和高素質人才培養的需要，為了使分子生物學課堂更加具有吸引力，作為教師更應該對最新的研究熱點有敏銳的洞察力，因而教師自身專業素質對教學質量的提升和對學生的專業知識學習興趣的培養起著至關重要的作用。提高教師自身素質，加強教學師資的內涵建設與發展，我們主要從三方面著手：（1）實施以老帶新，為青年教師配備導師的制度和每周一次的教學討論，通過老師之間的經驗交流，相互學習和取長補短，以期共同提高授課水平和教學能力；（2）通過在職培養、外出進修和人才引進等并舉的方式壯大師資力量。在職攻讀博士學位的方式加強青年教師知識結構的優化；國內外訪學計劃則拓寬了中青年教師視野；人才引進則增強了提高教師專業素養和學術水平；（3）通過主持或參與產學研團隊的各級教改和科研項目，提高教師自身的創新意識和科研素養，并滲透到教學之中，給學生以更多的啟迪和思考。

2010年以來開展的《分子生物學》教學實踐改革證明，多元獲取教學模式在分子生物學教學中的應用，提高了教與學的效率，促進了老師和學生的互動，教與學相得益彰，取得了較好的教學效果。

參考文獻：

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