分子生物學課程教學改革探索

摘要針對分子生物學課程內容復雜抽象、理論性強的特點，從分子生物學網絡課程和微課建設、探究式、啟發式和多媒體教學方法的應用以及課程考核方法改革等方面，探討了提高學生學習興趣，提升課程教學質量的措施和手段。

關鍵詞分子生物學；網絡課程；微課；教學改革

中圖分類號S-01文獻標識碼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

分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的結構與功能，從而闡明生命本質的科學。自20世紀50年代Watson和Crick提出DNA雙螺旋結構模型以來，分子生物學迅速進入了大發展時期，有力地推動了遺傳學、進化生物學、發育生物學等學科的發展，成為引領全世界生命科學乃至整個自然科學發展的主流學科。只有應用分子手段才能真正研究和解答生命科學每一個分支中的根本性問題[1]。

分子生物學課程是高等院校生物科學、生物技術等專業開設的一門專業主干課程。分子生物學課程內容抽象，理論性強，知識更新速度快，學生學習枯燥乏味，興趣不高。因此，對分子生物學課程教學進行改革是非常重要的。筆者從分子生物學網絡課程和微課建設、教學方法以及課程考核方法改革等方面進行了探索，以期提高課堂教學質量，培養高素質生物學人才。

1 分子生物學網絡課程建設

網絡課程是以網絡的形式來表現某門課程的教學內容及實施的教學活動。分子生物學網絡課程不僅為學生提供了網上的學習資源，構建了師生、生生互動交流的平臺，也為課堂教學提供了重要的輔助手段。分子生物學網絡課程應具備精煉的教學內容，以核酸的生物學為主線，突出重點，為學生建立一個系統性強、內容精煉的分子生物學知識體系。同時，應充分利用動畫、視頻、網絡鏈接等，提供生動有趣、界面優美的網絡教學平臺。此外，還應具有完備的教學環節，通過設置豐富的習題、測驗和試題集等，使學生在學完某個章節后能進行練習和測驗，從而完成整個學習過程。在網絡課程的應用上，應注重師生、生生之間的互動交流。除對學生的提問和郵件及時進行回復和處理之外，還可以設置一些開放性問題，如“轉基因的安全性”、“冬天下霜后蔬菜為什么會變甜”等，供大家交流討論，深化對課堂教學中基因工程和基因表達調控等內容的認識。在經過激烈的討論之后，由教師給出結論性的意見，學生不僅學習了相關知識，也培養了學習興趣。在對授課班級的調查問卷中，80%的學生認為分子生物學網絡課程對自己的學習有幫助。

2 分子生物學微課建設

隨著信息網絡技術的發展，隨時隨地學習已成為一種有效的學習方式。微課是指為使學習者自主學習獲得最佳效果，經過精心的信息化教學設計，以流媒體形式展示的圍繞某個知識點或教學環節開展的簡短、完整的教學活動[2]。在分子生物學教學中，通過精心的教學設計，以錄制微課的形式，在短時間內講清某個知識點，并發布到網上，使學生可以隨時隨地利用手機、電腦學習，對教學無疑將起到極大的促進作用。微課制作時，首先，應選擇好待講授的知識點，并設計完備的教學環節，特別注意開場的2 min能否引起學習者的學習興趣。微課視頻錄制的形式有課堂實錄式、PPT播放式、討論式、講壇式、畫中畫式、二維動畫式等，應根據所講授的知識點選擇使用。如在講解“蛋白質合成的生物學機制”時可采用二維動畫式等。

3 教學方法改革

3.1 探究式教學法探究式教學是指為學生提供真實的問題情境，讓學生通過探究科學原理的形成過程，從而主動獲得科學知識并掌握探究技能的教學方式[3]。該方式強調教師的主導作用和學生主體作用的有機結合。分子生物學理論性強，通過以問題為導向，不斷提出新的問題，帶領學生探究基本理論形成的過程，不但可以使學生牢固掌握相關知識，而且促進了思考，提高了邏輯思維能力。如在講解DNA半保留復制時，探究15N標記的大腸桿菌DNA復制實驗；講解三聯子密碼破譯時，探究如何利用核糖體結合技術破解遺傳密碼；講解原核基因表達調控時，探究乳糖操縱子和色氨酸操縱子的調控機制等。在日常教學中運用探究式教學法時，學生不僅表現出較高的熱情，而且能夠長時間集中注意力，收到良好的教學效果。因此，筆者認為分子生物學課程的教學應盡可能多地采用探究式教學方法。

3.2啟發式教學法“啟發”一詞最早出自《論語·述而》“不憤不啟，不悱不發”。啟發式教學法是指依據學生學習過程的客觀規律和認知結構，運用多種形式和方法，引導啟發學生進行對比、分析、聯想和判斷，從而獲取知識，掌握技能的教學方法[4]。在分子生物學教學中，可以綜合運用直觀啟發、比較啟發、設疑啟發、實例及比喻啟發等啟發式教學方法，激發學生學習興趣，培養創新精神，促進對該課程知識的掌握。

在直觀啟發方面，首先，應加強對學生學習興趣和科學精神的引導和啟發。如以諾貝爾生理學或醫學獎和化學獎為主線來講解分子生物學的發展簡史、在講解重要的理論時注重介紹這些理論發現背后的人物故事等，不但能提升學生學習興趣，還能培養科學創新精神。其次，在幫助學生理解DNA高級結構的形成、核糖體的結構特點等內容時，可先以圖片、模型等進行直觀的展示或演示，帶領學生觀察其結構特點，獲得感性認識。

在比較啟發方面，應注重橫向比較與縱向比較的結合。分子生物學課程中染色體與DNA、生物信息的傳遞、基因表達的調控等內容均是從原核生物和真核生物兩方面論述的。因此，在教學中充分利用橫向比較法，對原核和真核生物進行對比分析，能更好地幫助學生理解和記憶。此外，對DNA和RNA聚合酶的種類、轉錄和翻譯的過程、不同操縱子的調控機制等內容的教學可以采取縱向比較法，以達到加強記憶的目的。

在課堂教學中還可以通過設置疑問，啟發學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生理解。比如，把啟動子比喻為基因的“開關”，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構特點時，可以把原核生物比喻為很“窮”，基因組小，所以結構簡練，存在轉錄單元，有重疊基因等；真核生物比較“富有”，基因組龐大，所以存在大量重復序列，基因組大部分為非編碼序列，轉錄產物為單順反子等。

3.3 多媒體教學隨著現代教育技術的發展，以計算機為主的多媒體技術在高校教學中的應用已越來越廣泛。所謂多媒體教學是指將教學內容通過文字、圖片、動畫、視頻、音頻等形式，根據教學目標有機地組織起來，在課堂上進行呈現和展示，以完成一定教學任務的教學方法，具有教學信息量大、教學效果好等諸多優點[5]。多媒體教學可以充分利用計算機網絡上的各種教學資源，并且使教師在短時間內能夠講授更多知識，使學生獲得更多信息。此外，將原本枯燥的知識點以多媒體形式展現，為學生營造一個生動逼真、繪聲繪色的教學環境，使學生不再是被動地接受知識，轉而在興趣的引導下主動地學習，能夠很好地提升教學效果。

開展多媒體教學首先應精心制作、準備多媒體課件。教室是教師的“戰場”，課件是教學的主要“武器”，制作應盡可能精良。課件內容應精簡，能讓學生課后閱讀的，課上就盡量不講，避免冗余累贅。內容編排上要注意邏輯性，嚴格按照時間、空間順序、分子生物學事件發生的先后次序來組織內容，并且在教學過程中要經常梳理這種次序，避免學生抓不住重點，感覺內容混亂，一頭霧水。課件制作應該精美，做到圖文并茂，文字盡可能少，主要內容通過教師講出來，讓學生是在“聽”課，而不是閱讀課件。在多媒體教學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。比如講解內含子剪接過程、PCR技術和DNA測序技術原理時均可以采用動畫進行演示；講解人類基因組計劃、重組DNA技術時可以利用視頻進行介紹等。

多媒體教學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；多媒體技術保障不到位，設備老化，系統陳舊，故障頻發等。教師在實際教學過程中應盡量克服解決。

4 分子生物學課程考核方法改革

考試是學習的指揮棒，要改革分子生物學教學方法，一定要對考核方法進行改革[6]。分子生物學課程通常采用期末閉卷考試的方式進行考核，不利于學生學習興趣的激發以及對課程內容的掌握。主要表現在：①考核缺乏過程性，內容以記憶性為主，學生死記硬背現象嚴重。很多學生平時不認真學，或者不學，到臨考前采用突擊方式對教材內容死記硬背，不但考試結果不理想，也不利于學生平時知識的積累和掌握。②考核形式單一，不利于學生學習興趣和能力的培養?？己酥饕扇∑谀┛荚嚨姆绞竭M行，很少采用匯報交流、調查研究等形式，不利于學生積極性和創造性的培養，也不利于邏輯思維能力和表達能力的提高。

筆者將分子生物學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、課程作業和單元測驗3個部分，總成績構成比例為：課堂表現和作業各占10%，單元測驗占30%，期末考試占50%。課堂表現包括出勤和回答問題的積極性、準確性等情況，由教師綜合評價后給出得分。課程作業為已講授章節的重、難點內容，共布置3次。單元測驗以開卷考試、課程匯報等形式進行。其中，第1次和第2次單元測驗為開卷考試，分別在RNA轉錄和分子生物學研究法講授完畢后進行。第3次單元測驗針對原核和真核基因表達調控內容進行。該部分內容理論性強，在講授完畢后，由學生復習消化，并分小組準備PPT，選擇相關內容進行匯報。匯報結束后由教師和學生自由提問，教師負責點評和評分。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，減少識記性內容比例，增加綜合性、理解性內容。如給出一段DNA序列，請學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胞中分離出來等。

該考核方案以單元測驗的形式進行全程化考核，起到了督促學生學習、加強平時積累的作用。以課程匯報的形式進行交流和討論，促進了學生思考，提高了學習興趣。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、科學地評價學生學習質量。實施該考核方案的班級取得良好以上成績的比例達到51.2%，學生普遍反映知識掌握扎實，并且緩解了期末考試的巨大壓力。

5 結語

分子生物學是生物學相關專業的核心課程，分子生物學內容復雜，知識動態抽象，這就要求任課教師以高度的責任心不斷提高自身素質，不斷創新教學方法，切實提高課堂教學質量。在教學內容上應進行分類，對“中心法則”相關內容尤其是基因表達的調控要精講，對“疾病與人類健康”、“基因與發育”等內容可略講或不講。在教學方法上應綜合運用探究式教學法、啟發式教學法、討論式教學法等方法，結合網絡課程、微課等教學手段，以培養學習興趣為根本，以掌握核心知識為目標，以能力和素質的提升為外延，把分子生物學課堂變成深受學生喜愛的課堂。在分子生物學教學中還應及時補充國內外最新的科研進展，使靜態的理論與動態的實例結合起來，與日常生活結合起來，學以致用，使理論不再深不可測或遙不可及。此外，授課教師應堅持活躍在分子生物學研究的第一線，不斷學習應用分子生物學的最新理論和技術，把自己的科研成果引入課堂，“現身說法”是對學生最好的引導和啟發。

參考文獻

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