基于PBL教學法的分子生物學教學改革

張健 夏春麗 王燕 陽小燕 郭眾

摘要：分子生物學課程一直是生物醫學專業的教學難點。本研究通過改革課程授課內容和授課模式，把上課的重點從概念和知識點的記憶轉變到以PBL教學法進行研究思維和實踐能力的培養，從而使學生基本具備獨立分析和解決在今后科研或工作中所遇到的分子生物學相關問題的能力。

關鍵詞：分子生物學；PBL教學法；教學模式改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）37-00117-02

分子生物學以核酸和蛋白質等生物大分子的結構及其在遺傳信息傳遞中的作用和功能為主要研究內容，是從分子水平研究生物大分子的結構與功能，從而闡明生命現象本質的科學[1]。其核心內容是基因的復制、表達及其調控，即“基因的分子生物學”。它的發展為人類認識生命現象帶來了前所未有的機會，也為人類利用和改造生物創造了極為廣闊的前景[2]。

這門學科是當前生命科學中發展最快，并正成為與其他學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域，成為了生物學、醫學及相關專業本科生和研究生的重要專業基礎課[3]。通過該課程的講授，使學生系統掌握分子生物學的基本概念和重要理論，以及現如今分子生物學的發展趨勢，形成比較系統的分子生物學研究思維和實踐能力[4]。

在實際教學過程中，由于這門學科概念繁多，許多知識點較為抽象和分散，使得很大一部分青年教師在有限的課時條件下為了完成教學任務，忙于灌輸教學大綱上的重點內容，脫離了當時的學術背景而只講授書本上的結論和概念，形成教師教得辛苦、學生學得痛苦的“填鴨式”的教學局面[5]。這樣教出來的學生連普通的考試都難以應付，更遑論形成系統的分子生物學研究思維和實踐能力。不幸的是，這種教學局面在中青年教師當中并不少見，而在學生中間也長期形成一種談分子色變的畏難情緒。因此，如何跳出桎梏，達成預期的教學目標，是許多分子生物學授課教師亟須面對和思考的重要問題。

PBL教學法即基于問題為導向的學習，其核心內容是使學生帶著一個或幾個科研問題去學習，在學習過程中找到這些問題的答案。這一教學法尤其適合分子生物學這種自然科學類學科的教學，因為分子生物學本身就是一門以一個個重大實驗發現為基礎而逐漸發展起來的學科，其發展過程就是人類不斷探索生命奧秘的過程[6]。所以，給學生重現科學家在科研過程中所遇到的問題，引導學生思考解決這些問題的方法，從而強化學生對知識點和概念的認識，相信比“填鴨式”教學能起到更好的效果。

一、縮減“照本宣科”的講授

分子生物學是一門正在快速發展的學科，這導致了教科書上的許多內容隨著科研水平的提高不斷得到修正甚至顛覆。在這種情況下，教師用課堂上的寶貴時間不斷灌輸和強調教科書上已有的基本概念就完全沒有必要了。此外，分子生物學的主要精髓是對生命、各種生物大分子的認識，注重的是一種理念的傳播，而不是強行讓學生記憶某一個酶由多少個亞基組成、每一個亞基含有多少個結構域、每一個結構域的名稱分別是什么，后面的這一系列問題當學生在需要時可以在書本上很輕易地查找到。但是，當學生在今后的科研和工作中遇到書本上沒有的問題時，如何能正確的地分析問題和解決問題，才是這門學科需要傳授的能力，也是分子生物學的主要授課目標。

所以，凡是書本上有的而學生又能夠自學的內容，授課教師應該不講或者少講，要把有限的課時節省出來進行科研思維的培養。教科書應當逐漸轉變為工具書的職能，而教師上課才是真正對科研能力的培養。

二、調整授課主要內容，突出問題導向

針對實際情況，調整授課主要內容，縮減教材上已有概念的講授，同時將與概念相關的歷史上的重大實驗發現擴充成一個個完整的專題，把當年著名分子生物學家所面臨的科研問題拋給學生，使學生獨立思考各種可能的解決途徑，然后與生物學名宿們選擇的方法進行對比，進而思考與討論其中的原因。例如，遺傳密碼這一章內容，書本上開篇就列舉了遺傳密碼的方向性、連續性、簡并性、擺動性、通用性五個特性及其定義，這樣的內容學生完全能夠通過自學掌握。但是，遺傳密碼為什么具有方向性？為什么是三聯體的密碼形式而不是其他形式？人們通過什么方法才破譯了遺傳密碼？這一系列教科書上沒有具體解釋的問題，才是值得學生思考和學習的。所以，教師在授課時可以首先引導學生思考這些問題，然后將薛定諤對遺傳密碼的猜想、伽莫夫對遺傳密碼提出的數學上的假設、克里克設計實驗驗證三聯體的密碼形式、尼倫伯格破譯出的第一個遺傳密碼等一系列承前啟后的科研大發現設計成完整的授課專題，讓學生在對這些專題的學習和互動中，不僅能夠輕松理解相應的概念性內容，而且還可以領略科研大家的思維方式，進而逐漸培養出正確的分子生物學研究思維。

三、邀請不同研究方向的學者講述自身的科研成果和經歷

分子生物學授課教師絕大多數有著深厚的科研經歷，也與國內外許多生物學領域的科研工作者有著合作關系。通過授課教師間的互相參與，或者邀請不同研究方向的科研第一線的研究人員進入課堂，以講座的形式從研究目的和背景、遇到的困難和關鍵問題、實驗方案的設計和論證、實驗過程的進行和修正、實驗結果的對比和討論等方面深入淺出地分析他們各自的研究工作。這樣一來，學生從一個個實際的科研案例中逐漸學習遇到一個生物學問題時應該怎樣思考，更能夠深刻體會書本上的概念和定義，充分掌握這些知識點的應用方向。

四、增加學生自主學習的主動性

學生的主動性是學習優劣的關鍵，有效提高學生的學習主動性，使“要我學”變成“我要學”，可以達到事半功倍的教學效果。其中可行的方法是，針對教科書的某些章節讓學生在課前主動查閱相關資料，然后在課堂上根據教師設置的幾個問題進行相互討論，在討論甚至辯論的過程中逐步掌握這些章節的理論要點。

五、對考核方式的改革

現有的分子生物學考核方式還是以具有唯一答案的客觀題為主，學生的可發揮性極低，幾乎是靠背誦書本上的要點來答題。這樣的試卷只是考查了學生的短期記憶力，而缺乏對學生解決實際問題的能力的測試。給定一個開放性問題，讓學生通過學到的知識自由討論對此問題的看法，這樣更能看出學生對知識的掌握程度和一系列知識點的融會貫穿程度，同時還能考查學生的科研想象力和創造力，而后者正是一個高素質生物醫學的學生所必需的。

六、結語

通過改革課程的授課內容和授課模式，把上課的重點從概念和知識點的記憶轉變到分子生物學研究思維和實踐能力的培養，從而使學生基本具備獨立分析和解決在今后科研或工作中遇到分子生物學相關問題的能力。這一轉變對學生和教師具有雙贏的效應，但在實際操作中，還須做到以下兩個方面。

1.學生自學問題。學生自學的積極性和自覺性是此方法能否順利實施的重點。只有通過自學教科書上的許多概念以后，才能夠理解概念背后的科學問題，進而舉一反三，培養科學的思維能力。所以在日常教學中，可以充分利用網絡等現代信息技術，實時掌控學生的自學程度和進度，一旦發現不良現象也可以及時糾正。同時，還可以小組競爭的形式，組內互相鼓勵和督促，使每個小組的學生都找準自己的目標和任務。

2.授課內容要緊跟前沿知識。分子生物學領域的研究非常活躍，許多理論隨著科研水平的提高不斷得到修正甚至顛覆。這就要求授課教師必須實時關注最新進展，把最新的理論和知識融入日常授課過程。所以，平時要注重閱讀分子生物學的相關科研文獻，同教研室的教師也要經常相互交流，力爭了解本領域的重大知識突破和發展。

參考文獻：

[1]Robert F.Weaver.Molecular biology[M].第五版.科學出版社，2013.

[2]朱玉賢等.現代分子生物學[M].第四版.高等教育出版社，2013.

[3]杜照奎，李鈞敏，蔣明.分子生物學教學改革與實踐探索[J].廣州化工，2012，40（16）：186-187.

[4]陳獻忠.分子生物學教學模式改革的探索與實踐[J].安徽農學通報，2010，16（21）：174-177.

[5]曾潔瓊.分子生物學主體性教學模式的探索[J].鄖陽師范高等專科學校學報，2010，30（3）：98-100.

[6]鄭用璉.課堂的“磁力”來自哪里[J].中國高等教育，2004，（8）：36-38.