水產(chǎn)類專業(yè)分子生物學(xué)產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式探討

陳敦學(xué)，陳彥希

(貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院/貴州大學(xué)漁業(yè)資源與環(huán)境研究中心，貴州 貴陽(yáng) 550025)

1 引言

分子生物學(xué)是一門以中心法則為基礎(chǔ)，以研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能以及其在生命發(fā)生發(fā)展過(guò)程中作用的科學(xué)[1]，屬于技術(shù)類學(xué)科。目前已經(jīng)成為生物類、醫(yī)學(xué)類、農(nóng)學(xué)類專業(yè)教學(xué)的核心課程之一[2]。在生命科技人才培養(yǎng)、社會(huì)醫(yī)療以及生活服務(wù)方面均起著舉足輕重的作用。

隨著社會(huì)對(duì)人才需求的進(jìn)一步提升，分子生物學(xué)的教學(xué)改革已經(jīng)引起廣大分子生物學(xué)教師的注意，例如在教學(xué)手段上，慕課[3]、翻轉(zhuǎn)課堂[3]、虛擬課堂[4]、線上線下教學(xué)銜接[5]已經(jīng)有廣泛的探索；在教學(xué)考核方式上，強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核，加大實(shí)驗(yàn)考核比例[6]；在教學(xué)內(nèi)容上，強(qiáng)調(diào)通過(guò)版塊教學(xué)，避免重復(fù)教學(xué)以及加強(qiáng)思政教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情等[7]。分子生物學(xué)的教學(xué)改革已經(jīng)取得較好的效果，但是每個(gè)學(xué)校/專業(yè)分子生物學(xué)所面臨的問(wèn)題不完全一致，因此將根據(jù)貴州大學(xué)水產(chǎn)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)具體實(shí)際進(jìn)行教學(xué)改革的探討。

2 分子生物學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題分析

2.1 分子生物學(xué)內(nèi)容繁雜，各個(gè)章節(jié)銜接不緊密

分子生物學(xué)是一門前沿學(xué)科，具有知識(shí)點(diǎn)雜、涉及面廣以及更新速度快等特點(diǎn)，單純根據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行教學(xué)，很難將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)。該校分子生物學(xué)教學(xué)主要針對(duì)大三學(xué)生，在大二年級(jí)開設(shè)過(guò)生物化學(xué)以及基因工程等課程，然而之前的生物化學(xué)以及基因工程等課程均為選修課，并非所有學(xué)生都會(huì)選修，導(dǎo)致進(jìn)入分子生物學(xué)教學(xué)時(shí)，全班同學(xué)的基礎(chǔ)水平不一致，面臨繁雜的內(nèi)容，要同時(shí)兼顧基礎(chǔ)好的同學(xué)和沒(méi)有選修過(guò)生物化學(xué)以及基因工程的同學(xué)，并在有限教學(xué)課時(shí)內(nèi)，講好分子生物學(xué)難度相當(dāng)大。

同時(shí)分子生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容之間也缺乏有效地銜接，以朱玉賢教授主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》為例[1]，全書共分為11個(gè)章節(jié)，各個(gè)章節(jié)知識(shí)量大，內(nèi)容翔實(shí)，但是章節(jié)與章節(jié)之間的銜接并不緊密，例如生物信息傳遞過(guò)程中，怎么提煉出原核生物轉(zhuǎn)錄與真核生物轉(zhuǎn)錄的聯(lián)系與區(qū)別；比較原核生物和真核生物的表達(dá)調(diào)控，甚至需要跨章節(jié)進(jìn)行比較，如何有效地將這些內(nèi)容銜接起來(lái)，方便學(xué)生進(jìn)行比較學(xué)習(xí)，加深記憶與理解，提高教學(xué)質(zhì)量，也是需要解決的問(wèn)題。

2.2 分子生物學(xué)內(nèi)容過(guò)于抽象

分子生物學(xué)屬于典型的基礎(chǔ)學(xué)科，具有看不見摸不著的特點(diǎn)。分子生物學(xué)所研究的DNA與蛋白質(zhì)都是肉眼無(wú)法見到的，因此如何將看不見的東西，變?yōu)榭吹靡娒弥膶?shí)物，讓學(xué)生深刻理解也著實(shí)困難。以前理論課上主要通過(guò)flash動(dòng)畫或者視頻，將DNA、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及功能等進(jìn)行形象化，讓學(xué)生理解，然而一旦關(guān)掉視頻，進(jìn)入純理論探討，多數(shù)學(xué)生又回到原點(diǎn)，回到用分子生物學(xué)技術(shù)去解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，又無(wú)從下手的情況。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)零碎

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)將不可見DNA、蛋白質(zhì)變成可見的物質(zhì)的一個(gè)重要過(guò)程，但是以往通常按照講授式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，為了追求較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，往往對(duì)試驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟等細(xì)化講解，并將配置好的試劑耗材交于學(xué)生，然后學(xué)生按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后得到統(tǒng)一的結(jié)果，有些甚至直接觀看老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，這樣嚴(yán)重影響學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，學(xué)生缺乏相關(guān)思考，難以培養(yǎng)科技創(chuàng)新意識(shí)。

此外，受教學(xué)學(xué)時(shí)的影響，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)必須在2節(jié)課(90 min)內(nèi)完成，這就要求老師將一個(gè)完整的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)人為切割成多個(gè)小實(shí)驗(yàn)，各個(gè)小實(shí)驗(yàn)中間間隔時(shí)間長(zhǎng)(1～2周)，這樣不僅會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)的完整性，無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)將理論教學(xué)有效銜接起來(lái)。

3 開展產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)的必要性

產(chǎn)學(xué)研的深度融合是深化科技體制改革的重要內(nèi)容，通過(guò)高校與企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作對(duì)于推動(dòng)高校科研成果的快速轉(zhuǎn)化具有重要作用。水產(chǎn)專業(yè)是一門以應(yīng)用為主的學(xué)科，要求培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，具有較好專業(yè)知識(shí)和技能，能在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)相關(guān)行業(yè)從事技術(shù)管理、研發(fā)推廣、產(chǎn)品營(yíng)銷、飼料檢測(cè)等工作，富有創(chuàng)新意識(shí)，通專兼?zhèn)洌泻弦坏母咚刭|(zhì)專門人才。因此開展產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)是培養(yǎng)水產(chǎn)人才的必由之路。

大學(xué)生作為未來(lái)企業(yè)科技發(fā)展的中堅(jiān)力量，大學(xué)生能力強(qiáng)，則企業(yè)的活力強(qiáng)，科技部、教育部也一再要求廣大科研工作者將科研寫在祖國(guó)大地上，因此，教學(xué)也必須圍繞這一目標(biāo)進(jìn)行，加快推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)的探索。

4 產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式開展分析

分子生物學(xué)是一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，一直困擾著廣大教師，根據(jù)筆者多年教學(xué)以及與企業(yè)合作的經(jīng)驗(yàn)看，可以從以下3個(gè)方面著手。

4.1 開展模塊教學(xué)，串聯(lián)教學(xué)內(nèi)容

分子生物學(xué)內(nèi)容繁雜，為了更好地開展教學(xué)，幫助學(xué)生梳理教學(xué)內(nèi)容，有必要進(jìn)行版塊教學(xué)，根據(jù)教材安排的11個(gè)章節(jié)，將所有內(nèi)容分為4大版塊(表1)

表1 分子生物學(xué)教學(xué)版塊劃分

根據(jù)不同的教學(xué)版塊，選擇不同的教學(xué)方式，講述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯版塊中，首先通過(guò)安排學(xué)生課前查閱資料與預(yù)習(xí)，課程中通過(guò)大量使用flash動(dòng)畫等模式，加深學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)錄與翻譯的理解，同時(shí)對(duì)原核生物和真核生物的轉(zhuǎn)錄與翻譯的聯(lián)系與區(qū)別進(jìn)行列表式的對(duì)比講授，加深學(xué)生理解；對(duì)于實(shí)驗(yàn)版塊，主要通過(guò)視頻+講授的形式進(jìn)行授課，可以讓學(xué)生對(duì)大部分的實(shí)驗(yàn)有感性認(rèn)識(shí)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深部分實(shí)驗(yàn)的理解；對(duì)于分子生物學(xué)應(yīng)用教學(xué)，主要通過(guò)案例教學(xué)，在案例中進(jìn)行理論知識(shí)的講解；發(fā)展歷史與前沿主要通過(guò)學(xué)生查閱資料，進(jìn)行小組討論和老師總結(jié)的方式進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)結(jié)合相關(guān)科研論文進(jìn)行講解。

4.2 聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，強(qiáng)調(diào)分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用

需求與興趣是最好的老師，為了將課程內(nèi)容更好地加以銜接，可以通過(guò)設(shè)置學(xué)生感興趣的案例進(jìn)行教學(xué)，例如講水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中的“饑餓補(bǔ)償”以及女生減肥過(guò)程中的“越減越肥”現(xiàn)象，組織學(xué)生討論基因的表達(dá)調(diào)控，并討論如何指導(dǎo)并應(yīng)用于貴州省水產(chǎn)養(yǎng)殖；結(jié)合該省氣溫低，水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)慢的現(xiàn)象，組織學(xué)生通過(guò)查閱資料討論如何進(jìn)行耐低溫品種的選育(雜交和群體選育)，并向?qū)W生講述選種過(guò)程中分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用以及比較基因組學(xué)的知識(shí)，推動(dòng)學(xué)生將專業(yè)知識(shí)快速與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。

4.3 結(jié)合教師科研，開展綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為了通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步銜接理論教學(xué)，建議設(shè)置綜合性探索實(shí)驗(yàn)。而綜合性探索實(shí)驗(yàn)往往需要耗時(shí)1～2 d，因此建議將分子生物學(xué)教學(xué)時(shí)間調(diào)整為周六、周日進(jìn)行，確保實(shí)驗(yàn)時(shí)間完整。同時(shí)為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)，可以實(shí)行小組教學(xué)，并結(jié)合教師的科研內(nèi)容進(jìn)行，確保實(shí)驗(yàn)的探索性。基于上述因素，將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置為2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)為DNA水平實(shí)驗(yàn)，主要為魚類微衛(wèi)星位點(diǎn)的開發(fā)，包括DNA的提取、水平凝膠電泳檢測(cè)、PCR擴(kuò)增、垂直凝膠電泳檢測(cè)以及后續(xù)的銀氨染色與脫色的過(guò)程。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)為RNA水平實(shí)驗(yàn)，主要研饑餓補(bǔ)償后某個(gè)基因的差異表達(dá)，包括RNA的提取、水平凝膠電泳檢測(cè)、熒光定量PCR技術(shù)等，并通過(guò)設(shè)置不同是實(shí)驗(yàn)魚以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性，提高學(xué)生探索問(wèn)題的興趣，但是因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)需要較多的經(jīng)費(fèi)支撐，因此必須結(jié)合教師的科研進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

教改的終極目的是為了不斷優(yōu)化教學(xué)方式與考核方式，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的高質(zhì)量人才，隨著社會(huì)對(duì)人才需要的提升，教改也將是一個(gè)不斷探索與改進(jìn)的過(guò)程。分子生物學(xué)作為一門技術(shù)前言的學(xué)科，在農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中將會(huì)起著越來(lái)越重要的作用，因此這也更加需要廣大任課老師不斷發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中的弊端，充分運(yùn)用各種新技術(shù)、新手段，加以改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，以及實(shí)踐動(dòng)手能力。