在生物技術專業應用研究型教學模式的探索
——以分子生物學課程為例

姚慶收，秦加陽，武玉永，張小華，賽思翔

（濱州醫學院藥學院，山東煙臺264003）

在生物技術專業應用研究型教學模式的探索
——以分子生物學課程為例

姚慶收，秦加陽，武玉永，張小華，賽思翔

（濱州醫學院藥學院，山東煙臺264003）

將研究型教學模式引入生物技術專業分子生物學教學，提高學生分析及解決問題能力、創新能力與自主學習能力，為培養醫藥生物技術應用型人才奠定基礎。

生物技術；研究型教學；分子生物學

研究型教學可以培養學生勇于探究問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，也可以培養學生創新能力與自主學習能力[1]。我校分子生物學課程開設于生物技術專業三年級上學期，在生物技術專業知識體系的構建過程中具有承上啟下的作用。分子生物學以細胞生物學、生物化學和遺傳學等課程為基礎，又可以為基因工程、細胞工程與生物制藥等課程教學奠定基礎，并且其所涵蓋的分子生物學實驗技術應用廣泛，是醫學、農學和環境科學等學科的實驗技術工具。在以往的教學中，學生反饋該門課程學習難度大，影響后續課程的學習。為提高學生自主學習能力，為醫藥生物技術行業培養應用型人才奠定基礎，我們在分子生物學課程中進行研究型教學探索。

1 在分子生物學教學中應用研究型教學模式的必要性

1.1 培養應用型人才需要開展研究型教學

我校生物技術專業以醫藥生物技術應用型人才為培養目標。生物技術專業學生只有具備較強的分析與解決問題能力、創新能力、自主學習能力和終身學習能力，才能滿足社會發展需求，而研究型教學恰恰能夠促進學生這些方面能力的培養[2，3]。分子生物學是生物技術專業核心課程，對后續課程的學習和操作技能的培養都有至關重要的作用。因此，在該課程中開展研究型教學，對培養應用型人才起到較好的示范和引導作用。

1.2 傳統教學方式不利于分子生物學課程教學

分子生物學是一門理論性和實踐性很強的課程。以我校分子生物學教學為例，其內容繁雜、知識點多，學生理解、掌握、實驗操作難度大。如果沿用傳統教學理念進行教學，以教師講授為主，學生被動接受，分子生物學理論的抽象性和實驗操作的復雜性必然影響學生對知識的理解與掌握，導致學生產生厭煩心理，進而影響后續專業課程的學習。

1.3 學生自主學習能力需要強力引導

由于學生在高中階段處于高度緊張的學習狀態，進入大學后，學習狀態變得較為松懈，加之大學階段課程開設方式和學習方式等的改變，所有課程的學習主要依賴于學生自己。課上，教師只是結合專業特點把握教學大綱，傳授學生知識，培養其創新能力、操作技能，往往講得多，對學生的要求少。大學階段隨著各種課外活動的增加，互聯網、電子產品及網絡游戲等的沖擊，部分學生形成課前不預習、課上隨“心”走、課下人自由、考試靠突擊的學習態度。因此，需要探究教學方法，改變學生學習方式，將學生由被動接受知識轉變為主動學習知識，培養學生自主學習能力。

2 研究型教學模式在分子生物學教學中的應用

鑒于分子生物學在生物技術專業課程體系中的核心地位以及進行研究型教學的必要性，我們從教學資源、教學內容和教學設計等方面進行了研究型教學探究。

2.1 構建以教材為主、網絡教學平臺為輔的研究型教學資源

DNA雙螺旋模型的建立成為現代分子生物學研究的開端，而分子生物學作為一門生物類本科專業課程，現行的適用于本科生教學的教材較多。如在構建研究性課程體系時采用的高等教育出版社出版的朱玉賢主編的《現代分子生物學》、Robert·F· Weaver編著的《分子生物學》、戴余軍主編的《現代分子生物學輔導與習題集》等教材。中英文教材結合，不僅能使學生更好地學習分子生物學知識，還能通過閱讀英文輔助教材提高閱讀英文文獻能力。此外，要及時將分子生物學理論和技術的新進展資料上傳至學校網絡教學平臺，讓學生了解最新的分子生物學知識，激發學習興趣。

2.2 教學內容模塊化重組，便于研究型教學設計

以我校分子生物學教學為例，對教學內容進行模塊化設計，主要包含3個模塊。模塊一為“DNA的復制、轉錄和翻譯”，這部分內容是本課程的基礎知識，難點不多，以原核生物為例來講解，穿插真核生物的相關知識點，學生容易理解和記憶。模塊二為“基因的表達調控”，該部分內容中有些知識點比較難理解，例如，原核生物基因表達調控中的弱化機制、乳糖操縱子等，真核生物基因表達調控中的DAN甲基化、蛋白質乙酰化等內容，而這些都屬于教學重點。模塊三是以上述兩個模塊內容為基本原理衍生來的“分子生物學實驗技術及其應用”，這部分內容與前面兩個模塊的內容互為依托。例如，PCR技術及其衍生技術都是基于DNA復制原理，只要把DNA復制原理理解透徹，這部分內容就會比較容易理解；酵母單雜交、雙雜交技術依賴于基因表達調控中的DNA與蛋白質、蛋白質與蛋白質之間的相互作用。此外，該模塊還包括相關實驗教學內容，通過具體的實驗操作訓練，提高學生對理論知識的掌握程度和應用能力。教學內容的模塊化重組使課程內容更有序，有利于研究型教學設計。

2.3 教學過程的設計

在設計教學過程、選擇教學方法時，要適應研究型教學需要，調動學生學習主動性，培養學生問題解析能力、自主學習能力、實踐能力和創新能力，從單純的知識傳授向帶動學生主動探究問題、學習知識和技能并實現學以致用轉變，從以教師講授為主轉變為以學生學習為主，重點開展以問題式教學、案例式教學、綜合性實驗、設計性實驗和參與教師科研為主的教學設計。

2.3.1 問題式教學設計帶著問題學習，容易激發學生好奇心。在模塊一“DNA的復制、轉錄和翻譯”和模塊二“基因的表達調控”教學中，可采用問題式教學方法，針對不同內容設計不同問題。在設計問題時，要注意緊扣教學內容，避免脫離教學目的。例如針對“DNA的復制”內容設計教學：首先，引用1958年Meselson和Stahl利用15N標記大腸桿菌DNA的實驗，讓學生推導DNA的復制模式；其次，以原核生物主要遺傳物質為例闡述DNA復制過程，要求學生掌握蛋白或者酶在復制過程中所起的作用與先后使用順序，然后觀察DNA雙鏈的變化，再以蛋白或者酶的作用為媒介，將DNA復制過程完整描述出來，加深對DNA復制的印象；最后，通過比較原核生物和真核生物主要遺傳物質在復制時的異同，進一步加深對該部分內容的理解。將這些問題通過網絡平臺布置給學生，讓學生課下查閱教材和網絡資料，養成課下自主學習習慣，從而將課下變成自學場所，將課堂變成基于問題進行討論的場所，引導學生踴躍參與到課堂中，再根據學生的回答和討論結果，進行有重點、有目的的講解和總結，改變傳統以教師講解為主的授課方式，提高教學質量。

2.3.2 案例式教學設計案例式教學法是一種運用案例進行課程教學的方法，有助于激發學生學習熱情，培養學生分析問題和解決問題的能力[4，5]。在模塊三“分子生物學實驗技術及其應用”教學中，可穿插案例式教學設計，將相關或者相銜接的實驗技術整合為一個案例進行教學。授課教師根據教學內容的目標要求確定案例，并規定材料搜集原則和方向。在授課時，不是就某個實驗技術進行原理講授，而是對實際案例從實驗角度進行推導，最終歸結到該實驗技術的原理，并要求學生思考這一實驗技術可以歸結為模塊一或二中的哪一個機制。例如在講解PCR技術時，確定案例為PCR技術、RT-PCR技術和熒光定量PCR技術，要求學生收集相關技術實驗方法、實驗注意事項以及這些技術間的區別與聯系等資料，并在此基礎上推導該技術的基本原理是分子生物學中的哪一個機制。在案例式教學中，授課班級學生以小組形式進行分工合作，由各小組分別匯報收集的材料，最后教師對各小組案例分析內容進行總結與補充，并客觀地給予小組成員成績評定，以調動學生學習積極性。通過案例式教學，學生分析實驗現象的能力得到了極大提高，參與實驗的積極性也顯著提高。

2.3.3 綜合性和設計性實驗教學實驗教學是培養醫藥生物技術應用型人才的重要環節[6]。分子生物學是實驗性很強的課程，實驗課程的設置關系到學生操作技能、創新能力和綜合運用知識能力的培養。在研究型教學設計中，首先通過綜合性實驗項目強化學生的基本實驗技能，實驗項目包含一般實驗室常用的DNA操作技術和蛋白質操作技術，在實驗過程中要求學生做到“3個獨立”，即獨立完成實驗操作、獨立分析實驗現象、獨立完成實驗報告，培養學生熟練的實驗操作技能和獨立分析問題、解決問題能力，提高自主完成實驗能力。然后加強設計性實驗項目的訓練，為了防止設計的實驗項目過于寬泛而失去設計性實驗項目的意義，授課教師根據實驗室現有資源，限定可以選擇哪些實驗技術解決某個問題，要求學生分小組進行實驗項目設計，并由指導教師評判項目設計的可行性和實施情況。通過這一過程，培養學生團隊合作精神和綜合運用知識能力，提高實驗教學質量。

2.3.4 引導學生參與教師的科研課題，提高分子生物學知識的綜合運用能力開放實驗室，將專業授課教師研究方向和重點研究內容提供給學生，教師根據自己的科研安排提供3～5個名額，讓學生參與到科學研究中。本專業教師雖然研究方向不同，但在課題研究過程中都會用到分子生物學知識。學生根據自己的興趣選擇相關的教師，并在教師指導下進行科研課題的研究。如此，能提高學生應用分子生物學實驗技術能力、分析問題能力、綜合運用知識能力、創新能力和自學能力。

總之，應用研究型教學模式，不僅提高了學生學習主動性，還激發了學生積極參與科研的興趣，不斷有學生在各級各類大學生科技創新項目和實驗技能大賽中獲得較好的成績，同時也使學生綜合運用知識能力得到了鍛煉，為培養醫藥生物技術應用型人才奠定了堅實的基礎。

3 展望

高等院校要想培養醫藥生物技術應用型人才，就需要適應生物技術行業的發展需求，探索應用研究型教學模式。應用型人才不僅需要有扎實的理論基礎和較強實踐操作技能，還要具備自主學習能力與創新能力。通過研究型教學改革，借助教學資源豐富的網絡平臺，應用問題式教學方法、案例式教學方法等，引導學生積極參與科研課題研究，培養學生成為勤于思考問題、解析問題、嘗試創新的人才。研究型教學模式的應用必將在應用型人才培養方面發揮更大的作用，成為應用型專業教學改革中值得探究的模式。

[1]劉文明.高校研究型教學模式的幾點探討[J].當代教育實踐與教學研究，2016（8）：262.

[2]宋義林，高樹枚，陳剛.基于應用型人才培養的研究性教學模式的探索與實踐[J].黑龍江高教研究，2014（6）：142-144.

[3]徐守坤，汪英姿，閆玉寶，等.高校研究型教學模式與創新人才培養探究[J].計算機教育，2009（18）：28-31.

[4]陳林杰，趙寧雨，陳彬科.以案例式教學提升教學質量[J].當代教育理論與實踐，2016，8（1）：68-69.

[5]夏文穎，顧兵，黃珮珺，等.案例式教學在我國醫學教育中的應用進展[J].西北醫學教育，2011，19（5）：923-925.

[6]姚慶收，張秀麗，秦加陽，等.基于生物制藥上、下游技術為一體的實驗教學改革研究[J].衛生職業教育，2014，32（7）：101-102.

G420

A

1671-1246（2017）11-0009-03

注：本文系濱州醫學院教學改革與研究項目（JYKT201512）