教授《分子生物學》的一些嘗試

張永芳　王潤梅　劉海燕

摘要：本文就生物科學專業核心課程《分子生物學》，在教學中對其內容進行整合，對改革及創新教學方法以努力適應學生實際的做法進行闡述，以期提高分子生物學教學效率，達到培養創新型人才的目的。

關鍵詞：分子生物學；內容整合；教學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0157-02

21世紀是生命科學的世紀，分子生物學是生物科學專業的一門專業基礎課，是生命科學及相關農業、醫藥科學領域中最具活力的學科之一。是從分子水平闡明生命現象和生物學規律的學科。它是生物化學、生物物理學、遺傳學、微生物學、細胞生物學以及信息科學等學科相互滲透、綜合融會而產生并發展起來的；同時它又是基因工程、蛋白質工程等學科的基礎。掌握分子生物學的基本理論和基本技術成為步入21世紀生物殿堂的一個必備條件。由于分子生物學尚有許多內容未形成定論，仍處于實驗階段，所以要求學生以正確的、客觀的、發展的觀點來學習，同時也要求教師收集素材，充分利用各種教學手段，講授新近科學研究取得的成果。使學生獲得應用分子生物學方法分析問題和解決問題的能力。為以后生命科學類專業課的學習和未來從事與生命科學相關的教學、科研工作打下堅實的基礎。為適應分子生物學飛速發展的新形勢，筆者對《分子生物學》的教材選用、教學內容、教學方法與手段、教學考核和成績評定等方面進行了積極摸索，使這一學科的教學活動有聲有色，效果明顯。

一、慎選教材

符合學生的認知能力，符合發展趨向的一本好的教材有利于教與學走向成功，教材的選用直接影響教學效果和學生學習的質量。分子生物學作為20世紀后半葉發展起來的一門前沿學科，許多新知識、新技術不斷涌現，具有更新快、突飛猛進的勢頭，國內外新版教材也不斷面世，因此，選用教材是實現教與學雙贏的重要前提。據此，我們經過反復比較選用了蔣繼志編著的《分子生物學》（科學出版社，2011版）一書作為學習課本，這本書的特點是知識結構清楚，內容詳細，通俗易懂，使用了簡明清晰的圖例，對學生的理解很有幫助。與此同時，并推薦朱玉賢等編著的《現代分子生物學》（2002版）、P.C.Turner等編著的《Molecular Biology》（2002版）、R.F.Weaver編著的《Molecular Biology》（2000版）、盧圣棟主編的《現代分子生物學實驗技術》（2002版）等教材作為參考。這些教材知識體系編排系統及敘述方法深入淺出，課外參考題靈活多樣，有很高的參考價值，可以拓展教材的知識面對教與學十分有利。

二、在確定教材后，我們考慮整合教學內容

如何在有限的時間里向學生傳遞更多的分子生物學基礎理論知識與前沿發展動態，培養創新、實用型人才成為本科教學的重要研究課題。針對這一問題，我們根據幾年的教學經驗及學生學習的特點，對分子生物學內容進行了整合和補充。在探討原版教材內容、概念進行講解的同時，對講授內容要做到：（1）精泛結合；（2）詳略適當。具體做法是：我們將其原理部分分為六大塊：核酸的結構與功能、DNA的復制、DNA轉錄、DNA翻譯、DNA表達調控及DNA的損傷、修復、重組與突變。其中第一塊內容“核酸的結構與功能”與《生物化學》內容存在交叉，如DNA的結構、核酸的變性等可以略講，而DNA分子的發夾結構、回文序列、RNA的種類、分子雜交技術、小RNA等新知識點，需詳細講解。其中第二、三、四、五塊內容則應該作為重點內容重點介紹，并通過介紹原核生物與真核生物的區別加深學生對其的理解。對重點細講內容我們將其分為六塊進行教學：分別為核酸的提取與純化、PCR、分子標記、分子雜交、生物芯片技術、基因敲除。其中第一塊、第二塊內容是分子生物學技術的基礎內容，原理必須作為重點進行講解，而其他四塊內容主要結合實例進行講解。如分子標記在輔助育種、基因定位、遺傳圖譜中的應用，分子雜交在篩選克隆基因、制作酶切圖譜和疾病的診斷中的應用。由于這部分內容比較深奧，學生認知能力有限，因此部分內容可做探究內容組織學生攻關。同時還增添分子水平上的新知識、新進展、新熱點進行闡述。如通過中國期刊網、萬方數據庫、維普及國外的一些知名數據庫如Sceience、Nature、Genetics等知名數據庫的查閱，為學生講授腫瘤的基因治療、DNA指紋法、轉基因動物、生物芯片、人類基因組計劃、后基因組計劃、RNAi和microRNA等的新進展[1]。使教學內容與國際接軌，開闊學生的視野與思路，激發學生學習的熱情。

三、改進教學方法

毛澤東同志曾說過：我們的任務是過河，但是沒有橋或沒有船就不能過，不解決橋和船的問題，過河就是一句空話。教學方法是完成教學任務、實現教學目標和提高教學質量的關鍵所在。改進教學方法是教學改革的中心環節。改進教學方法的著眼點就放在如何調動學生的興趣上，使其積極主動地學，筆者的方法主要有以下幾種。

第一，豐富教學手段。筆者認為教學過程不僅僅是教師講、學生聽，還要運用一切現代教學手段吸引學生的眼球、調動學生的思維并使其當堂消化教學內容。比如鑒于課程內容復雜、抽象，難以理解的實際，為避免先學后忘的現象，我們利用板書結合多媒體課件、形象的圖片并配合動畫、模具、掛圖等多種教學手段，使教學內容由復雜變簡單，由靜態的變為動態的，形象直觀而具表現力，從而激發學生的創造性思維，調動學習積極性。需要指出的是隨著許多院校辦學條件的提高以及國家對多媒體使用的大力提倡，有些教師在使用多媒體時存在一些誤區，即照著多媒體一字一字的念，一旦離開多媒體就沒法繼續講課，這不僅不利于學生的理解，而且還會打消學生學習的興趣。因此我院提出在使用多媒體課件內容時要避免課件和板書內容重復，并且盡量只在需要用圖片、動畫或相關流程、例題說明問題時使用。如我們講到DNA聚合酶III的組成及其各部分功能時，可以通過動畫顯示出β夾子如何與DNA核心酶作用共同完成DNA復制的動態過程。在講解southern雜交過程時可以播放相應的動畫說明雜交的過程。endprint

第二，靈活教學過程。備課中要備內容、備方法、備學生，在教學中要靈活使用教學方法。（1）提問式教學，可以有效地提高課堂教學質量。提問可以在課前、課中或課后提出。課前提問不僅可以督促學生溫習舊的知識，同時也可以促使其預習新的內容，使學生集中注意力，激發其求知欲。如在講授核酸的提取中，可以先問“高中時所學的DNA提取是怎樣的步驟，那么它和現在學的有什么區別呢？”學生帶著問題聽課，效果會更好一些。在課堂教學中也可以根據學生聽課的注意力集中情況隨時安排提問，激發學生學習的熱情，活躍課堂氣氛。如在講授PCR（聚合酶鏈式反應）時，可以提問：“DNA復制的過程如何？它們有什么異同點？”。課后提問可以讓學生在課后有針對性地反思和探究。如在學習完載體的種類后，可以讓學生自己用表格歸納在實際應用中如何選用載體，目前經常用到的有哪些，為什么，等等。學生可以通過查閱資料，加深對載體的認識。（2）類比法教學。如在講授基因重組時，可以將限制性內切酶比喻為“剪刀”，將連接酶比喻為“針線”，將載體比喻為“交通工具”，將外源基因和載體的連接的過程比喻為補補丁的過程，使學生通過實際生活中的例子更好地理解抽象的概念，感受科學的魅力所在，增加了學習的信念。（3）啟發式教學。在介紹著名科學家發現科學理論的思路、過程及驗證方法，讓學生明白科學其實就在我們的身邊，只要勇于動腦、努力探索，一定能有所發現。（4）我們鼓勵中青年教師教學中進行雙語教學，一些簡單的專業英語詞匯或句子要求教師用英語描述，為以后專業英語的學習打下堅實的基礎。

第三，我們還強調教學與科研互動，將教師已有科研項目、課題及成果引入課堂，吸引和引導學生參加科研創新訓練。例如，在講授克隆時，結合教師承擔的科研項目“文冠果代謝酶基因的克隆”進行講解，告訴學生如何做科學研究等，加深對課本理論的理解及應用。在講解DNA測序時，教師將科研項目“根瘤固氮的研究”引入進行講解，試問學生大豆能夠固氮，但是固氮能力不同，這是為什么呢，這是由于不同的大豆品種固氮基因不同引起的，這主要體現為基因序列的不同，那么我們怎么才能知道基因序列的不同呢，這需要進行測序，就像人類基因組計劃要測出人類的基因序列一樣。而測序的方式有很多……這樣深入淺出的講解使學生不僅了解了測序的目的，同時還知道了如何應用所學知識，大大提高了其對分子生物學學習的興趣。

四、考核方式

傳統的《分子生物學》課程考核為閉卷考試，考核內容以課本為本，題型較為局限，不僅滿足不了教育改革中培養綜合素質人才的要求，而且不能更好地使理論基礎與實踐前沿結合[1]。造成死讀書、讀死書的學生大有人在的現象。為了避免這種急功近利的風氣并更好地適應時代的要求。我們對課程考核做了如下改革：首先對于理論課采用多種方式進行考核，包括平時出勤占10%的比重、課堂回答問題和課后作業占20%的比重、論文占20%的比重、期末閉卷考試占50%的比重。每次都要批改學生作業，批改后在上下一節課時要針對問題進行講解；論文要求學生針對最新研究成果進行闡述，題目可以根據自己的心得體會自擬。這樣一方面調動了學生自學的積極性，另一方面使教師在一定程度上了解了學生學習的效果，使得考核兼具靈活性和客觀公正性。

五、結束語

分子生物學作為一門前沿學科，貫穿在整個生物理論課中，在21世紀新型學科中起著舉足重輕的作用，對其課程進行改革也是勢在必行的。教師要不斷加強自身素質，培養高素質人才，滿足社會對生物人才的需求。

參考文獻：

[1]蔡春爾，吳維寧，沈偉榮，何培民.分子生物學課程考核方式改革[J].醫學探索，2008，7（10）：1071-1073.endprint