動(dòng)物科學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)改革探討

楊松柏

摘要：分子生物學(xué)是浙江農(nóng)林大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，本課程內(nèi)容抽象，新技術(shù)、新理論、新方法更新較快，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為困難。針對(duì)本課程出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教材選擇、網(wǎng)絡(luò)資源整合、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)模式和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了探索和改革。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；教學(xué)改革；課程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）25-0149-02

分子生物學(xué)是研究生物體內(nèi)的核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息傳遞以及基因表達(dá)調(diào)控的一門學(xué)科，其目標(biāo)是能夠從分子水平揭示生物體遺傳、發(fā)育、生長(zhǎng)、變異等現(xiàn)象的機(jī)制，進(jìn)而揭示生命的本質(zhì)[1]。從20世紀(jì)50年代DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著“分子生物學(xué)”的誕生以來(lái)[2]，分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是近幾年來(lái)，隨著轉(zhuǎn)基因、克隆、CRISPR等生物技術(shù)的發(fā)展，更是預(yù)示著分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)將在以后的醫(yī)療，農(nóng)業(yè)等行業(yè)中有著更為廣闊的前景。顯然，分子生物學(xué)是生物技術(shù)的理論基礎(chǔ)，對(duì)于一名動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的本科生來(lái)說(shuō)，學(xué)好分子生物學(xué)能夠幫助其從分子水平認(rèn)識(shí)動(dòng)物的生長(zhǎng)和發(fā)育，指導(dǎo)育種，同時(shí)又可以為其以后的科研生涯打下良好的基礎(chǔ)。

分子生物學(xué)作為動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，其理論性較強(qiáng)，內(nèi)容抽象，加之新技術(shù)、新理論、新方法的不斷更新，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為吃力[3]。筆者認(rèn)為，分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法目前存在以下問(wèn)題：（1）分子生物學(xué)是一門交叉學(xué)科，和遺傳學(xué)和生物化學(xué)之間的內(nèi)容交叉比較多，特別是核酸結(jié)構(gòu)和遺傳物種傳遞這部分內(nèi)容。（2）分子生物學(xué)知識(shí)更新速度日新月異，教材的實(shí)時(shí)更新顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)分子生物教材較為落后，更新較慢。（3）作為一門理論性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)較為抽象的學(xué)科，傳統(tǒng)的以授課教師為主的“填鴨式”教學(xué)會(huì)加大學(xué)生對(duì)本課程的抵觸情緒。而在網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)達(dá)的今天，如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，整合多種教學(xué)模式，使分子生物學(xué)教學(xué)變得更為有效，值得我們進(jìn)一步深思。筆者從事分子生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)多年，針對(duì)以上一些問(wèn)題。從教材選擇、網(wǎng)絡(luò)資源整合、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)模式和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了探索，并取得了一定的效果。

一、對(duì)教材選擇和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化

教材是課程的載體，所以教材的選擇就尤為重要。目前國(guó)內(nèi)教材普遍更新較慢，遠(yuǎn)落后于分子生物學(xué)知識(shí)的更新速度。國(guó)內(nèi)的教材中，普及率較高的朱玉賢的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》最新版本是2012年的第四版；鄭用璉的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》更新到2012年的第二版；而針對(duì)動(dòng)物科學(xué)專業(yè)來(lái)說(shuō)比較好的趙書(shū)紅的《動(dòng)物分子生物學(xué)》是2010年的版本。相對(duì)于國(guó)內(nèi)的分子生物學(xué)書(shū)籍，國(guó)外的分子生物學(xué)著作更新較快，比較著名的有Harvey Lodish等編著的《分子細(xì)胞生物學(xué)》已經(jīng)更新到2016年的第八版；Jocelyn等編著的分子生物學(xué)經(jīng)典專著《Lewin's基因》已經(jīng)更新到2017年的第十二版。當(dāng)然，這些書(shū)籍都是英文原版，對(duì)大多數(shù)本科生來(lái)說(shuō)，閱讀起來(lái)可能比較困難。所以在教材選擇上可以選擇一本國(guó)內(nèi)的教材，然后再選擇一本國(guó)外教材作為參考教材，若有中譯本更好。

在教學(xué)內(nèi)容上，由于與生物化學(xué)和遺傳學(xué)有較多重復(fù)，任課教師需要相互溝通，將授課的側(cè)重點(diǎn)區(qū)分開(kāi)，分子生物學(xué)的核心內(nèi)容是中心法則和基因表達(dá)調(diào)控，這些內(nèi)容只需要在遺傳學(xué)和生物化學(xué)課程中簡(jiǎn)略介紹即可，更為詳細(xì)的內(nèi)容可以放到分子生物學(xué)課程中學(xué)習(xí)。同時(shí)為了使學(xué)生能夠追蹤最新的分子生物學(xué)理論和技術(shù)，如近幾年來(lái)發(fā)展迅猛的基因編輯技術(shù)CRISPR，可適當(dāng)選擇幾個(gè)課時(shí)做專題講座，邀請(qǐng)各專業(yè)領(lǐng)域的教師進(jìn)行授課。

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是分子生物學(xué)課程重要的組成部分，在安排分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，需要結(jié)合理論課授課進(jìn)程同步進(jìn)行，以加深相關(guān)理論的理解以及增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。例如在理論課中當(dāng)學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的時(shí)候，可安排學(xué)生做PCR實(shí)驗(yàn)，這樣就可以將理論課中關(guān)于DNA復(fù)制的原理應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，從而將分子生物學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。

二、“反轉(zhuǎn)式”教學(xué)模式將課堂的主動(dòng)權(quán)交于學(xué)生

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師站在講臺(tái)上進(jìn)行“填鴨式”授課，學(xué)生在講臺(tái)下面聽(tīng)得昏昏欲睡，加之手機(jī)網(wǎng)絡(luò)等移動(dòng)通訊的普及，部分學(xué)生在課堂上玩手機(jī)。為了激起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，需要把課堂的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。而“反轉(zhuǎn)式”教學(xué)模式可以將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)放歸于學(xué)生，針對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在課下收集知識(shí)，然后以PPT幻燈片的方式總結(jié)出來(lái)，課堂上，教師聽(tīng)，學(xué)生講，然后開(kāi)始討論，討論以學(xué)生提問(wèn)的方式引入，再以學(xué)生問(wèn)答的方式結(jié)束，如果其中有的學(xué)生回答的有亮點(diǎn)，教師重點(diǎn)指出并加以表?yè)P(yáng)，如果有學(xué)生回答的不準(zhǔn)確或者不知道怎么解答的時(shí)候，教師再予以詳細(xì)解答。以分子生物學(xué)其中一章“DNA的復(fù)制”中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)為例：DNA的半保留復(fù)制。先發(fā)給學(xué)生一些參考資料，比如半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)的原始論文，也可以讓學(xué)生自己在網(wǎng)絡(luò)上收集和DNA的半保留復(fù)制相關(guān)的資料，然后將學(xué)生分組。小組成員課下共同研讀論文，收集資料，總結(jié)后做成PPT，推舉一名組員作為本組代表，課堂上講授相關(guān)內(nèi)容，然后學(xué)生提問(wèn)討論環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)要求盡量保證每個(gè)學(xué)生都能夠參與進(jìn)來(lái)，提問(wèn)、發(fā)表看法等。然后教師需要仔細(xì)觀察每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)，對(duì)每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)打分，把其作為考核的一部分。教師在整個(gè)環(huán)節(jié)中起到的是一個(gè)引導(dǎo)輔助的作用，與此同時(shí)，“反轉(zhuǎn)式”教學(xué)對(duì)學(xué)生和教師都提出了較高的要求，特別是要求學(xué)生要有一定的自控自助能力完成課下的任務(wù)，教師要適應(yīng)從自身講授為主到以學(xué)生學(xué)習(xí)為主的角色轉(zhuǎn)換[4]。

真正地把課堂還給了學(xué)生，這樣既激活了課堂氣氛，又能夠讓學(xué)生深入的思考，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，更重要的是通過(guò)文獻(xiàn)的搜索與閱讀，為學(xué)生以后開(kāi)展科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。

三、多種教學(xué)手段相結(jié)合進(jìn)行混合拓展式授課

由于分子生物學(xué)授課課時(shí)相對(duì)有限，所以絕大部分的內(nèi)容還是需要教師進(jìn)行講解，但授課方式方法需要多變。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展與普及，所以可以結(jié)合多媒體教學(xué)，針對(duì)特定知識(shí)點(diǎn)，利用動(dòng)畫演示的方法加之領(lǐng)域內(nèi)專家視頻講解的方式加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。比如國(guó)內(nèi)的大學(xué)MOOC，國(guó)外的edX、Coursera等在線課程平臺(tái)都有分子生物相關(guān)課程，而且都是名校名師進(jìn)行授課，在學(xué)到難點(diǎn)的時(shí)候可讓學(xué)生觀看國(guó)外的專家教授對(duì)知識(shí)點(diǎn)的解讀。如在講授真核RNA轉(zhuǎn)錄中的轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別啟動(dòng)子的過(guò)程時(shí)，由于其涉及蛋白眾多，識(shí)別過(guò)程復(fù)雜，可以借助視頻動(dòng)畫演示的方式加深學(xué)生的理解。也可以收集各個(gè)大學(xué)的在線課程從不同角度比較對(duì)同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的解讀?？傊Y料的搜集和知識(shí)點(diǎn)的拓展都需要授課教師在備課的時(shí)候花更多的時(shí)間去準(zhǔn)備。

分子生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，許多理論的得出都來(lái)自實(shí)驗(yàn)。為了拓展學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，也為幫助其打下良好的科研思維基礎(chǔ)，在解讀某一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以檢索原始論文然后和學(xué)生一起去研讀，了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，用科研思維去解讀知識(shí)點(diǎn)，例如，證明DNA是遺傳物種的實(shí)驗(yàn)，包含三個(gè)實(shí)驗(yàn)，Griffith的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，Avery體外遺傳轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)以及Hershey和Chase做的T2噬菌體震蕩實(shí)驗(yàn)。

四、小結(jié)

分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的理論學(xué)科，其發(fā)展勢(shì)頭迅猛，所以圍繞分子生物學(xué)開(kāi)展的教學(xué)改革需緊跟分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展步伐，這樣也對(duì)授課教師提出了較高的要求。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速普及，授課教師應(yīng)充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，將課堂的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生?？傊?，分子生物學(xué)教學(xué)改革需要授課教師不斷創(chuàng)新，才能不斷提高分子生物學(xué)教學(xué)效果，從而培養(yǎng)更多的創(chuàng)新研究型人才。

參考文獻(xiàn)：

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