分子生物學(xué)課程教學(xué)改革探索

摘要針對分子生物學(xué)課程內(nèi)容復(fù)雜抽象、理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，從分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程和微課建設(shè)、探究式、啟發(fā)式和多媒體教學(xué)方法的應(yīng)用以及課程考核方法改革等方面，探討了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升課程教學(xué)質(zhì)量的措施和手段。

關(guān)鍵詞分子生物學(xué)；網(wǎng)絡(luò)課程；微課；教學(xué)改革

中圖分類號S-01文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2015）26-382-02

Abstract According to the complexity，abstractness and theoretical property of the content of molecular biology course， teaching reform was performed from several aspects including molecular biology network course and microlecture construction， inquiry teaching， heuristic teaching and multimedia teaching method application， and course examination method reformation. The effectiveness of these measures in raising students’ learning interest and improving teaching quality was discussed.

Key words Molecular biology； Network course； Microlecture； Teaching reform

分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，從而闡明生命本質(zhì)的科學(xué)。自20世紀(jì)50年代Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型以來，分子生物學(xué)迅速進(jìn)入了大發(fā)展時期，有力地推動了遺傳學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，成為引領(lǐng)全世界生命科學(xué)乃至整個自然科學(xué)發(fā)展的主流學(xué)科。只有應(yīng)用分子手段才能真正研究和解答生命科學(xué)每一個分支中的根本性問題[1]。

分子生物學(xué)課程是高等院校生物科學(xué)、生物技術(shù)等專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)主干課程。分子生物學(xué)課程內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，知識更新速度快，學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥乏味，興趣不高。因此，對分子生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革是非常重要的。筆者從分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程和微課建設(shè)、教學(xué)方法以及課程考核方法改革等方面進(jìn)行了探索，以期提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)生物學(xué)人才。

1 分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)課程是以網(wǎng)絡(luò)的形式來表現(xiàn)某門課程的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施的教學(xué)活動。分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程不僅為學(xué)生提供了網(wǎng)上的學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建了師生、生生互動交流的平臺，也為課堂教學(xué)提供了重要的輔助手段。分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)具備精煉的教學(xué)內(nèi)容，以核酸的生物學(xué)為主線，突出重點(diǎn)，為學(xué)生建立一個系統(tǒng)性強(qiáng)、內(nèi)容精煉的分子生物學(xué)知識體系。同時，應(yīng)充分利用動畫、視頻、網(wǎng)絡(luò)鏈接等，提供生動有趣、界面優(yōu)美的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。此外，還應(yīng)具有完備的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過設(shè)置豐富的習(xí)題、測驗(yàn)和試題集等，使學(xué)生在學(xué)完某個章節(jié)后能進(jìn)行練習(xí)和測驗(yàn)，從而完成整個學(xué)習(xí)過程。在網(wǎng)絡(luò)課程的應(yīng)用上，應(yīng)注重師生、生生之間的互動交流。除對學(xué)生的提問和郵件及時進(jìn)行回復(fù)和處理之外，還可以設(shè)置一些開放性問題，如“轉(zhuǎn)基因的安全性”、“冬天下霜后蔬菜為什么會變甜”等，供大家交流討論，深化對課堂教學(xué)中基因工程和基因表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容的認(rèn)識。在經(jīng)過激烈的討論之后，由教師給出結(jié)論性的意見，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了相關(guān)知識，也培養(yǎng)了學(xué)習(xí)興趣。在對授課班級的調(diào)查問卷中，80%的學(xué)生認(rèn)為分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程對自己的學(xué)習(xí)有幫助。

2 分子生物學(xué)微課建設(shè)

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，隨時隨地學(xué)習(xí)已成為一種有效的學(xué)習(xí)方式。微課是指為使學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)獲得最佳效果，經(jīng)過精心的信息化教學(xué)設(shè)計，以流媒體形式展示的圍繞某個知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開展的簡短、完整的教學(xué)活動[2]。在分子生物學(xué)教學(xué)中，通過精心的教學(xué)設(shè)計，以錄制微課的形式，在短時間內(nèi)講清某個知識點(diǎn)，并發(fā)布到網(wǎng)上，使學(xué)生可以隨時隨地利用手機(jī)、電腦學(xué)習(xí)，對教學(xué)無疑將起到極大的促進(jìn)作用。微課制作時，首先，應(yīng)選擇好待講授的知識點(diǎn)，并設(shè)計完備的教學(xué)環(huán)節(jié)，特別注意開場的2 min能否引起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。微課視頻錄制的形式有課堂實(shí)錄式、PPT播放式、討論式、講壇式、畫中畫式、二維動畫式等，應(yīng)根據(jù)所講授的知識點(diǎn)選擇使用。如在講解“蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機(jī)制”時可采用二維動畫式等。

3 教學(xué)方法改革

3.1 探究式教學(xué)法探究式教學(xué)是指為學(xué)生提供真實(shí)的問題情境，讓學(xué)生通過探究科學(xué)原理的形成過程，從而主動獲得科學(xué)知識并掌握探究技能的教學(xué)方式[3]。該方式強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的有機(jī)結(jié)合。分子生物學(xué)理論性強(qiáng)，通過以問題為導(dǎo)向，不斷提出新的問題，帶領(lǐng)學(xué)生探究基本理論形成的過程，不但可以使學(xué)生牢固掌握相關(guān)知識，而且促進(jìn)了思考，提高了邏輯思維能力。如在講解DNA半保留復(fù)制時，探究15N標(biāo)記的大腸桿菌DNA復(fù)制實(shí)驗(yàn)；講解三聯(lián)子密碼破譯時，探究如何利用核糖體結(jié)合技術(shù)破解遺傳密碼；講解原核基因表達(dá)調(diào)控時，探究乳糖操縱子和色氨酸操縱子的調(diào)控機(jī)制等。在日常教學(xué)中運(yùn)用探究式教學(xué)法時，學(xué)生不僅表現(xiàn)出較高的熱情，而且能夠長時間集中注意力，收到良好的教學(xué)效果。因此，筆者認(rèn)為分子生物學(xué)課程的教學(xué)應(yīng)盡可能多地采用探究式教學(xué)方法。

3.2啟發(fā)式教學(xué)法“啟發(fā)”一詞最早出自《論語·述而》“不憤不啟，不悱不發(fā)”。啟發(fā)式教學(xué)法是指依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的客觀規(guī)律和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，運(yùn)用多種形式和方法，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行對比、分析、聯(lián)想和判斷，從而獲取知識，掌握技能的教學(xué)方法[4]。在分子生物學(xué)教學(xué)中，可以綜合運(yùn)用直觀啟發(fā)、比較啟發(fā)、設(shè)疑啟發(fā)、實(shí)例及比喻啟發(fā)等啟發(fā)式教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，促進(jìn)對該課程知識的掌握。

在直觀啟發(fā)方面，首先，應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)精神的引導(dǎo)和啟發(fā)。如以諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎和化學(xué)獎為主線來講解分子生物學(xué)的發(fā)展簡史、在講解重要的理論時注重介紹這些理論發(fā)現(xiàn)背后的人物故事等，不但能提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新精神。其次，在幫助學(xué)生理解DNA高級結(jié)構(gòu)的形成、核糖體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等內(nèi)容時，可先以圖片、模型等進(jìn)行直觀的展示或演示，帶領(lǐng)學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，獲得感性認(rèn)識。

在比較啟發(fā)方面，應(yīng)注重橫向比較與縱向比較的結(jié)合。分子生物學(xué)課程中染色體與DNA、生物信息的傳遞、基因表達(dá)的調(diào)控等內(nèi)容均是從原核生物和真核生物兩方面論述的。因此，在教學(xué)中充分利用橫向比較法，對原核和真核生物進(jìn)行對比分析，能更好地幫助學(xué)生理解和記憶。此外，對DNA和RNA聚合酶的種類、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、不同操縱子的調(diào)控機(jī)制等內(nèi)容的教學(xué)可以采取縱向比較法，以達(dá)到加強(qiáng)記憶的目的。

在課堂教學(xué)中還可以通過設(shè)置疑問，啟發(fā)學(xué)生在聽課過程中思考。對一些難懂的理論可以通過比喻或舉例的方式來幫助學(xué)生理解。比如，把啟動子比喻為基因的“開關(guān)”，把σ因子比喻為原核生物RNA聚合酶的“眼睛”等。在講原核生物和真核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時，可以把原核生物比喻為很“窮”，基因組小，所以結(jié)構(gòu)簡練，存在轉(zhuǎn)錄單元，有重疊基因等；真核生物比較“富有”，基因組龐大，所以存在大量重復(fù)序列，基因組大部分為非編碼序列，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子等。

3.3 多媒體教學(xué)隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，以計算機(jī)為主的多媒體技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用已越來越廣泛。所謂多媒體教學(xué)是指將教學(xué)內(nèi)容通過文字、圖片、動畫、視頻、音頻等形式，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)有機(jī)地組織起來，在課堂上進(jìn)行呈現(xiàn)和展示，以完成一定教學(xué)任務(wù)的教學(xué)方法，具有教學(xué)信息量大、教學(xué)效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)[5]。多媒體教學(xué)可以充分利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的各種教學(xué)資源，并且使教師在短時間內(nèi)能夠講授更多知識，使學(xué)生獲得更多信息。此外，將原本枯燥的知識點(diǎn)以多媒體形式展現(xiàn)，為學(xué)生營造一個生動逼真、繪聲繪色的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生不再是被動地接受知識，轉(zhuǎn)而在興趣的引導(dǎo)下主動地學(xué)習(xí)，能夠很好地提升教學(xué)效果。

開展多媒體教學(xué)首先應(yīng)精心制作、準(zhǔn)備多媒體課件。教室是教師的“戰(zhàn)場”，課件是教學(xué)的主要“武器”，制作應(yīng)盡可能精良。課件內(nèi)容應(yīng)精簡，能讓學(xué)生課后閱讀的，課上就盡量不講，避免冗余累贅。內(nèi)容編排上要注意邏輯性，嚴(yán)格按照時間、空間順序、分子生物學(xué)事件發(fā)生的先后次序來組織內(nèi)容，并且在教學(xué)過程中要經(jīng)常梳理這種次序，避免學(xué)生抓不住重點(diǎn)，感覺內(nèi)容混亂，一頭霧水。課件制作應(yīng)該精美，做到圖文并茂，文字盡可能少，主要內(nèi)容通過教師講出來，讓學(xué)生是在“聽”課，而不是閱讀課件。在多媒體教學(xué)中還要盡可能多的搜集圖片、動畫、視頻等素材，減少文字介紹。比如講解內(nèi)含子剪接過程、PCR技術(shù)和DNA測序技術(shù)原理時均可以采用動畫進(jìn)行演示；講解人類基因組計劃、重組DNA技術(shù)時可以利用視頻進(jìn)行介紹等。

多媒體教學(xué)中存在的主要問題是課件制作粗糙、千篇一律；教師照著屏幕宣讀，缺少師生互動；多媒體技術(shù)保障不到位，設(shè)備老化，系統(tǒng)陳舊，故障頻發(fā)等。教師在實(shí)際教學(xué)過程中應(yīng)盡量克服解決。

4 分子生物學(xué)課程考核方法改革

考試是學(xué)習(xí)的指揮棒，要改革分子生物學(xué)教學(xué)方法，一定要對考核方法進(jìn)行改革[6]。分子生物學(xué)課程通常采用期末閉卷考試的方式進(jìn)行考核，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)以及對課程內(nèi)容的掌握。主要表現(xiàn)在：①考核缺乏過程性，內(nèi)容以記憶性為主，學(xué)生死記硬背現(xiàn)象嚴(yán)重。很多學(xué)生平時不認(rèn)真學(xué)，或者不學(xué)，到臨考前采用突擊方式對教材內(nèi)容死記硬背，不但考試結(jié)果不理想，也不利于學(xué)生平時知識的積累和掌握。②考核形式單一，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的培養(yǎng)。考核主要采取期末考試的方式進(jìn)行，很少采用匯報交流、調(diào)查研究等形式，不利于學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，也不利于邏輯思維能力和表達(dá)能力的提高。

筆者將分子生物學(xué)課程考核分為平時考核和期末考試兩部分。其中，平時考核包括課堂表現(xiàn)、課程作業(yè)和單元測驗(yàn)3個部分，總成績構(gòu)成比例為：課堂表現(xiàn)和作業(yè)各占10%，單元測驗(yàn)占30%，期末考試占50%。課堂表現(xiàn)包括出勤和回答問題的積極性、準(zhǔn)確性等情況，由教師綜合評價后給出得分。課程作業(yè)為已講授章節(jié)的重、難點(diǎn)內(nèi)容，共布置3次。單元測驗(yàn)以開卷考試、課程匯報等形式進(jìn)行。其中，第1次和第2次單元測驗(yàn)為開卷考試，分別在RNA轉(zhuǎn)錄和分子生物學(xué)研究法講授完畢后進(jìn)行。第3次單元測驗(yàn)針對原核和真核基因表達(dá)調(diào)控內(nèi)容進(jìn)行。該部分內(nèi)容理論性強(qiáng)，在講授完畢后，由學(xué)生復(fù)習(xí)消化，并分小組準(zhǔn)備PPT，選擇相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行匯報。匯報結(jié)束后由教師和學(xué)生自由提問，教師負(fù)責(zé)點(diǎn)評和評分。期末考試采取閉卷形式，題型包括填空題、判斷題、選擇題、名詞解釋、簡答題和分析題等，減少識記性內(nèi)容比例，增加綜合性、理解性內(nèi)容。如給出一段DNA序列，請學(xué)生判斷哪條是有意義鏈、mRNA的序列是什么、翻譯從哪里開始以及該DNA片段是從原核還是真核細(xì)胞中分離出來等。

該考核方案以單元測驗(yàn)的形式進(jìn)行全程化考核，起到了督促學(xué)生學(xué)習(xí)、加強(qiáng)平時積累的作用。以課程匯報的形式進(jìn)行交流和討論，促進(jìn)了學(xué)生思考，提高了學(xué)習(xí)興趣。同時，降低了期末考試所占的比例、加大了平時考核比例，能夠更全面、科學(xué)地評價學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。實(shí)施該考核方案的班級取得良好以上成績的比例達(dá)到51.2%，學(xué)生普遍反映知識掌握扎實(shí)，并且緩解了期末考試的巨大壓力。

5 結(jié)語

分子生物學(xué)是生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的核心課程，分子生物學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，知識動態(tài)抽象，這就要求任課教師以高度的責(zé)任心不斷提高自身素質(zhì)，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)進(jìn)行分類，對“中心法則”相關(guān)內(nèi)容尤其是基因表達(dá)的調(diào)控要精講，對“疾病與人類健康”、“基因與發(fā)育”等內(nèi)容可略講或不講。在教學(xué)方法上應(yīng)綜合運(yùn)用探究式教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、討論式教學(xué)法等方法，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程、微課等教學(xué)手段，以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣為根本，以掌握核心知識為目標(biāo)，以能力和素質(zhì)的提升為外延，把分子生物學(xué)課堂變成深受學(xué)生喜愛的課堂。在分子生物學(xué)教學(xué)中還應(yīng)及時補(bǔ)充國內(nèi)外最新的科研進(jìn)展，使靜態(tài)的理論與動態(tài)的實(shí)例結(jié)合起來，與日常生活結(jié)合起來，學(xué)以致用，使理論不再深不可測或遙不可及。此外，授課教師應(yīng)堅持活躍在分子生物學(xué)研究的第一線，不斷學(xué)習(xí)應(yīng)用分子生物學(xué)的最新理論和技術(shù)，把自己的科研成果引入課堂，“現(xiàn)身說法”是對學(xué)生最好的引導(dǎo)和啟發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱玉賢，李毅，鄭曉峰，等.現(xiàn)代分子生物學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社，2013：9-12.

[2] 張一春.微課建設(shè)研究與思考[J].中國教育網(wǎng)絡(luò)，2013（10）：28-31.

[3] 趙文亞，史彬茹.探究式教學(xué)模式研究[J].教學(xué)與管理，2007（7）：117-118.

[4] 黎志東，徐志凱，李元，等.啟發(fā)式教學(xué)法在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2001，4（4）：312-313.

[5] 朱紅威，邵菊芳，冷云偉.多媒體教學(xué)手段在分子生物學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（33）：16488-16489.

[6] 王袆玲，秦永燕.分子生物學(xué)課程教學(xué)改革探索[J].當(dāng)代教育論壇，2008（4）：99-100.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，Journal of Anhui Agri. Sci.2015，43（26）：386-387