《分子生物學》教學改革探討

王潔華 楊少輝

摘 要：分子生物學是生物學科的前沿學科，與其他生物學科內(nèi)容交叉滲透，共同推進21世紀生命科學的發(fā)展，在培養(yǎng)生物科技新型人才方面起著關(guān)鍵性作用。該文分析了當前分子生物學課程在本科教學階段存在的問題，提出了相對應(yīng)的教學改革方案，從培養(yǎng)學生的學習興趣、更新教學模式、采取新型教學手段以及聯(lián)系實驗教學等4個方面進行改革，旨在對分子生物學科的教學提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：分子生物學；本科教學；教學改革

中圖分類號 G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）22-0157-03

Abstract：Molecular biology is a frontier discipline in the biology department. It cross-infiltrates with other biological subjects to promote the development of life sciences in the 21st century. At the same time，it plays a key role in cultivating new talents in biotechnology. This paper proposes a teaching reform plan for the current problems of molecular biology courses in the undergraduate teaching stage. It is elaborated from four aspects：cultivating interest，updating teaching mode，adopting new teaching methods and connecting experimental teaching. It aims to provide a valuable reference for the teaching of molecular biology.

Key words：Molecular biology；Undergraduate teaching；Teaching reform

20世紀40—60年代期間，分子生物學在生物化學和遺傳學的基礎(chǔ)上逐漸誕生并發(fā)展，生物學從此進入了一個嶄新的時代[1]。目前分子生物學學科日漸成熟，早已被列入高等院校生物學專業(yè)基礎(chǔ)必修課中。不過，由于分子生物學存在理論知識繁冗、內(nèi)容抽象、實踐性強、涉及技術(shù)面廣等問題[2]，使得本學科的教學效果一直不是很理想。因此，分子生物學課程的教學改革成為了專業(yè)教師當下面臨任務(wù)的重中之重。如何根據(jù)學生的學習特點和學科本身的專業(yè)特點來確定科學、合理的教學改革方案，是急需解決的難題。

1 當前分子生物學教學面臨的問題

1.1 學生缺乏學習的興趣 分子生物學是所有生物學科中最抽象的一門課程，“看不見摸不到”的分子結(jié)構(gòu)使學生對此學科望文生畏，加之理論內(nèi)容龐大復雜，學生很難提起興趣來學習。所謂興趣是學習的源動力，如果學習一門課程只是機械刻板接受信息而不帶有任何興趣，那么就無法真正的深入理解并掌握知識。

1.2 教學模式落后 傳統(tǒng)授課中，教師普遍采取“填鴨式”教學，更有甚者完全照本宣科，學生在這樣的教學活動中完全體會不到參與感，只是被動接收，這是導致分子生物學教學效果不佳的重要因素。

1.3 教學手段不靈活 分子生物學教學如果僅僅采用“教師授課，學生記筆記”的傳統(tǒng)手段授課，就會使師生之間缺乏互動，導致學生學習積極性不高，難以理解教學內(nèi)容。像某些生物技術(shù)如克隆技術(shù)、表達載體構(gòu)建、酶切等教學內(nèi)容如果不借助圖片、現(xiàn)場或錄像等教學手段，很難表述和理解。

1.4 實驗教學效果不佳 理論知識和實踐操作是相輔相成的，二者共同促進學生對知識的吸收和理解[4-5]，而現(xiàn)在有很多教學都是偏向理論一側(cè)。盡管大部分院校在教學設(shè)置上都安排了實驗課，但由于在實驗的整個過程中，從實驗準備到實驗結(jié)束，完全都是由教師一手包辦，學生參與程度很低，導致學生不能將所學理論知識通過自己的消化理解恰當?shù)倪\用到實驗中。

2 課程教學改革

2.1 培養(yǎng)學生的學習興趣 興趣是學習最好的老師，也是學好任何一門學科的前提，所以培養(yǎng)學生對本學科的習興趣是教改的關(guān)鍵。首先，教師在上課之前，需要給學生上一堂分子生物學興趣培養(yǎng)課，我們定義為《分子生物學》導入課。這堂特殊的課程要求教師從多個角度講解分子生物學在實際生產(chǎn)實踐中的重要作用，還要更多地介紹生物類專業(yè)的就業(yè)前景。例如，教師可從學生們喜愛的刑偵破案類電影電視劇入手，搜集有關(guān)利用分子生物學技術(shù)的破案視頻資料，比如利用DNA指紋技術(shù)做親子鑒定，利用PCR技術(shù)對Y染色體特異性片段鑒定性別，利用毛發(fā)、血跡、液體等做DNA鑒定，利用凝膠電泳技術(shù)或熒光標記技術(shù)將結(jié)果呈現(xiàn)在眾人面前，通過圖像或信息的比對分析判斷嫌疑人是否有罪等，然后運用網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)視頻資料，節(jié)選10～20min通過多媒體教學工具展示給學生。此做法可以使學生在短時間內(nèi)充分領(lǐng)會到分子生物學的獨特魅力，進而建立起學科興趣。其次，教師還要關(guān)注本學科領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，對學生講述近年來我國在生物學研究領(lǐng)域工作中取得的顯著性成果[6]。例如，在正式上課前，教師可引入近期科研動態(tài)，如王黎明博士關(guān)于“癌癥早期分子生物學研究與進展和人工智能”的學術(shù)報告，為學生講述HPV檢測技術(shù)給癌癥患者帶來的希望；以及近年來對石榴進行分子生物學的研究[7]，克隆石榴籽粒木質(zhì)素合成途徑的關(guān)鍵基因和轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子、克隆并驗證石榴耐鹽基因、通過分子標記技術(shù)評估區(qū)域資源遺傳多樣性等。通過這些介紹，將同學們帶進一個神奇的分子世界，充分見證分子生物技術(shù)對人類生活的巨大貢獻。

2.2 更新教學模式 傳統(tǒng)的分子生物學教學往往采取教師主講的方式[8-9]，大部分學生只是單方面接收信息而疏于思考，更不會積極主動地提出問題，探討問題，致使學生課堂參與感不強，所以對于傳統(tǒng)的教學模式我們急需改進。考慮到學生課堂參與程度不夠，但同時也必須要考慮本科教學還是要以教師為主導，所以在教學過程中穿插“學生講課”環(huán)節(jié)。具體做法如下：將教材分解成2個部分，難度低的部分安排到學生講課環(huán)節(jié)中，包括基礎(chǔ)內(nèi)容：染色體和DNA、生物信息的傳遞（DNA到RNA）、生物信息的傳遞（mRNA到蛋白質(zhì)）；根據(jù)學生人數(shù)酌情分組，由學生分組進行報告。組內(nèi)同學明確分工，根據(jù)布置內(nèi)容每人主講1個專題。報告后，小組同學接受全班同學及授課教師的提問、建議、指導，教師就各組、各生的報告情況，如內(nèi)容的完整性、準確性、答疑等項目進行講評、補充。難度高的部分由教師主講，包括分子生物學研究法DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)、基因功能研究技術(shù)、基因表達與調(diào)控等。上述教學模式中，學生針對某一專題進行材料收集、比較、歸納、分析，并在有限時間內(nèi)將專題內(nèi)容講述清楚，有效培養(yǎng)了其分析能力與報告能力，同時充分調(diào)動了學生學習的主動性與積極性，既活躍了課堂氣氛，又有利于培養(yǎng)學生自主獲取知識、靈活運用知識的能力。

2.3 采取新型教學手段 近年來，我國多媒體信息技術(shù)發(fā)展迅猛，針對分子生物學技術(shù)內(nèi)容抽象這個特點可以利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)輔助教學，有針對性、有選擇的利用科研動畫教學來解決[9]。動畫內(nèi)容包括分子生物學、微生物學、環(huán)境科學和生態(tài)學等，其中分子生物學的動畫部分包括信使RNA的剪切、ELISA技術(shù)、PCR、蛋白質(zhì)分泌、質(zhì)粒克隆、雙雜交技術(shù)及高通量DNA等等，畫質(zhì)十分清晰，將這些動畫合理應(yīng)用于相應(yīng)的教學實踐中。但由于這些動畫均為英文解說，所以需要教師熟悉掌握整個動畫所講述的內(nèi)容，在授課過程中雙語教學，這就對教師提出了更高的要求。同時，為調(diào)動學生參與分子生物學課程學習的積極性，組織學生結(jié)合課程內(nèi)容自主參與動畫、視頻的搜索。動畫教學逐漸成為分子生物學教學的重要輔助手段，使學生被動的學習變成主動地參與，拓寬了學生自主學習的資源。

2.4 合理運用實驗教學 在講解分子實驗如提取DNA、RNA，基因克隆，酶切，載體構(gòu)建等內(nèi)容時，不能只局限于單一的課本內(nèi)容照本宣科，而要將學生帶到實驗室結(jié)合儀器進行現(xiàn)場教學，根據(jù)實物邊演示邊介紹，將理論與實踐充分結(jié)合，使學生獲得直觀的感受，這樣有利于學生對復雜實驗流程的記憶，以及對抽象概念的理解。讓學生參與到實驗教學的準備活動當中，將實驗員的工作轉(zhuǎn)交給學生，這樣便于學生理解實驗的來龍去脈，讓其迅速掌握實驗技巧。實驗過程中，盡量讓學生們體會到實驗成功的喜悅，進而有信心學習接下來的課程。教師可將分子生物學實驗室對學生實時開放，設(shè)置一些簡單的、完整性的科學實驗，由學生獨立完成，從而提高學生的動手能力和科技創(chuàng)新能力[10-11]，讓學習從中獲得一定的成就感，體會到學習分子生物學的樂趣。需注意一點的是，學生進入實驗室前需要和教師登記，要有實驗員監(jiān)督。

3 初步改革成果

本次教學部分改革方案已經(jīng)在天津大學本科生范圍內(nèi)進行了實踐，取得了較好的教學效果，90%的學生通過老師的課前興趣開發(fā)課程對分子生物學產(chǎn)生了濃烈的興趣，并且十分認可改革后的教學模式和教學手段。另外，對生物類專業(yè)的學生進行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下：95%的學生認為這樣的改革可以接受，并且愿意嘗試；3%的學生認為方案不錯，但害怕紙上談兵，難以實行；另有2%的學生持不關(guān)心的態(tài)度。

4 結(jié)語

人才的培養(yǎng)質(zhì)量和課程的教學質(zhì)量息息相關(guān)。本次教學改革通過分析學目前分子生物學課程所存在的問題，提出了一系列相應(yīng)的改革措施。通過改變傳統(tǒng)的課程模式，充分調(diào)動了學生自主學習分子生物學的積極性；通過采用新型教學手段，增強了分子生物學學科趣味性。作為生物學類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)專業(yè)課，分子生物學課程的教學質(zhì)量影響到學生對所學專業(yè)的興趣和認同度。同時，為進一步探索分子生物學教學理念，今后要積極加強與各高校分子生物學教師的交流與合作，從整體上提高高校分子生物學的教學質(zhì)量。

參考文獻

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（責編：張宏民）