地方本科院校“分子生物學”課程教學改革初探

［摘 要］ 為提高地方應用型本科院校分子生物學課程教學質量，基于“分子生物學”教學過程中存在學生求知欲不足和如何提高學生分析解決問題的能力兩大問題，在教學模式、教學方法、課程資源建設、考核方式等方面做了一些改革和探索，取得了一定的成效。經過五年“分子生物學”教學，總結了如下經驗：第一，通過關注學科前沿和引入雙語教學讓課程內容與時俱進；第二，培養學生的學術質疑和批判精神；第三，將課程思政教育與專業知識教育內容有機融合。

［關鍵詞］ 分子生物學；教學改革；本科教育

［基金項目］ 2019年度寧德師范學院校級雙語教學課程建設項目“分子生物學”（SY2019001）；2023年度寧德師范學院生物技術專業卓越拔尖人才培養計劃（ZYBJ2023004）

［作者簡介］ 張承康（1988—），男，福建寧德人，博士，寧德師范學院生物科學與工程學院講師，主要從事植物病害防治機理研究；阮少江（1965—），男，福建寧德人，碩士，寧德師范學院生物科學與工程學院院長，副教授（通信作者），主要從事生物活性物質開發利用研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）40-0091-04 ［收稿日期］ 2023-09-14

分子生物學是在分子層面上通過研究核酸、蛋白質等生物大分子形態、結構特征及其重要性、規律性和相互關系的科學，是探究生命本質的科學［1］。作為生物學專業必修課，“分子生物學”課程在重點院校中已有多年授課經驗，擁有較好的生源和雄厚的師資，還可選用國外水平較高的外文教材［2］。對于地方本科院校，特別是21世紀以來剛升為本科的學校，生物學專業建立時間不長，教師水平和生源質量相對一般，純粹的外文教材不一定適合教學，完全照搬重點院校的教學模式很可能水土不服。因此，探索出一套適合地方本科院校的“分子生物學”教學模式十分必要。寧德師范學院是一所地方省屬高校，筆者以寧德師范學院2017—2021級生物技術專業為試點，針對本科生“分子生物學”課程授課，在借鑒重點本科院校授課經驗的同時，積極探索適合生物技術專業學生的教學模式。通過對這五屆學生的授課，發現學生的生物學基礎有逐年變好的趨勢，但求知欲和分析解決問題的能力不足。針對這些問題，教學團隊及時做出適當調整，并總結積累適合于地方年輕本科院校生命科學領域相關課程教學的經驗，為新型人才培養機制做必要的探索。

一、教學改革思路

根據五年的課堂教學實踐，教學團隊認為目前課堂面臨兩大主要問題：一是如何激發學生的求知欲，讓學生愛上學習；二是如何培養學生分析和解決問題的能力。教學設計及一系列的教學改革舉措就是圍繞著課堂的兩大問題展開的。

（一）激發學生學習興趣

授課時可適當調整教學內容，不必完全按照教材上的順序教授，而是打破固有知識體系的框架束縛，以講故事的形式呈現，使內容前后連貫，循序漸進。同時，充分搜集和利用各種線上優質的短視頻資源并應用到教學中。例如，講述DNA復制這部分內容時，就可利用動畫資源，將DNA復制過程中的主要成員勾畫出來，以動態的方式展示細胞體內DNA復制的過程，生動形象，更能吸引學生的注意力，激發學生的求知欲。

（二）培養學生能力

“分子生物學”是實驗科學，每個理論的提出都來自實驗研究。因此，在教學過程中應引導學生用科學的邏輯思維分析和思考重大理論發現過程。例如，發現遺傳物質是DNA而不是蛋白質的經典實驗之一——肺炎雙球菌實驗，就是通過層層嚴謹的實驗設計才最終得出結論。在講授這部分內容的時候，可引導學生展開思考，并嘗試讓學生設計類似的實驗增強對知識的記憶。

二、教學改革實施過程

（一）教學模式

課堂教學模式圍繞著課堂的兩大問題展開，歸納為教學三部曲：提出問題、分析和解決問題、深入探討歸納提高。

1.提出問題環節。良好的開端是成功的一半。課前精心設計課堂導入，使學生在開始上課時就能產生強烈的求知欲望，以愉悅的心情融入課堂學習。例如，在講細菌的葡萄糖阻遏的調控機理的時候，細菌在培養環境中有葡萄糖和其他糖時會優先利用葡萄糖，就像挑食的小孩子一樣，那細菌如何做到挑食呢？通過形象的比喻提出問題，會激發學生的求知欲。

2.分析和解決問題環節。要培養學生獨立思考問題的能力，需要教師引導學生分析，得出結論。如講授PCR技術時，在講授完相關原理和實驗方法之后，引導學生思考該技術都應用在哪些方面，在不同方面的應用又有哪些獨特之處。需要學生在利用所學知識和日常生活中的經驗的基礎上進行分析思考，培養學生分析問題的能力，同時對基本知識點也起到鞏固加深的作用。

3.深入探討歸納提高環節。分子生物學是通過實驗結果逆推、還原細胞內生命活動的過程。因此，很多時候實驗結果只是支持某個結論，而不一定能蓋棺論定，即生命科學不是嚴格的邏輯科學。如通過對“是否任何突變都可以被某一種分子標記檢測到”的思考，在培養學生獨立思考問題的同時也讓學生認識到分子標記的檢測限，進一步對各種分子標記的優缺點做出評價，培養學生的批判精神，使學生領悟到現有的分子生物學技術都不是最完美的，還需要技術革新，創新是永無止境的。

（二）教學方法

1.化繁為簡，以例代理。在教學中注重把抽象、煩瑣的理論以形象生動、實際鮮活的例子直觀化、簡單化，讓學生易于接受。例如，葡萄糖阻遏的分子機制是乳糖操縱子的開閉受正負兩種控制，可將其比喻成輔導員和系主任在對學生請假上的管理，只有雙方都同意才能批假。這樣接地氣的比喻，使學生能夠深刻地記住復雜的調控機制。

2.注重引入學習方法，培養學生的學習能力。授人以魚不如授人以漁，教學不僅是傳授知識，最重要的是培養學生的學習能力，不僅使學生學到課本知識，也要讓學生學到分析問題和解決問題的方法。例如，在學習完PCR技術及瓊脂糖凝膠電泳的原理之后，讓學生舉例具體應用實例，引導學生思考。例如進行核酸檢測時，如果每次核酸檢測都通過基礎PCR和瓊脂糖凝膠電泳來觀察記錄結果，則效率較為低下，難以讓數以百萬計的樣品在一天內得到準確結果，這時候該如何應對呢？有學生結合實際經歷回答通過混管檢測，如十合一，可以顯著減少工作量。教師首先肯定學生的想法，然后繼續引導學生思考如何在技術上改進，進一步節約人力。學生進一步通過查閱文獻等自主學習的方式了解到了實時熒光定量PCR技術，這一在基礎PCR技術之上發展起來的可在PCR運行過程中實時記錄PCR產物產量的技術，能夠在1小時左右就獲得核酸檢測的結果。這時可讓學生在課堂上講授實時熒光定量PCR的原理和方法，教師再補充完善。

3.理論聯系實際。“分子生物學”知識比較抽象，容易影響學生的學習熱情，因此需要盡可能與實際應用相結合。如講授PCR技術后，可介紹其在新冠病毒檢測、食品微生物檢測、親子鑒定等領域的應用，讓學生意識到理論和技術不是空中樓閣，可以解決生產實踐中的問題。

（三）教學資源建設

1.課程內容優化。在這個知識爆炸的時代，任何試圖將某個領域或學科的知識悉數教給學生的做法都是不可行的，因此要處理好講義與教材的關系。如《分子生物學研究法》一章滲透在整門課程的每個章節中，雖然很多教材都單獨作為一章，但教學團隊根據具體情況，將這一章的內容分散在各個章節中講解。這樣整合部分教學內容，使課程體系更能體現學科發展，更適合本專業培養目標。

2.直觀形象的課件制作。因為生物細胞內生理生化反應及實驗研究的操作流程是動態的，如果以靜態的圖片展示，學生不容易理解，所以課件上多采用動畫方式模擬再現細胞內的動態過程。目前，“分子生物學”課程已經擁有非常精細的多媒體課件，向學生形象生動地演示教學內容，把抽象的知識形象直觀地展示給學生。這種課堂氣氛讓師生在輕松愉快的環境中進行交流，提高了學生的學習興趣和積極性。

3.建立比較完備的試題庫。在“分子生物學”的課程考核上，根據課程性質和教學目標，在檢測學生掌握基本理論的基礎上側重考核學生的專業基礎和知識應用能力。本著學以致用的原則，在平時的課堂小測和期末考試中增加綜合性分析題，提高學生綜合運用知識的能力，加強對知識點理解的連貫性及完整性。

4.實踐教學環節進一步完善。“分子生物學”的教學與科研必須密切結合。平時注重對學生綜合素質的培養，教學團隊自編了實驗手冊，開設了綜合性和研究性實驗。學院專門設立了分子遺傳學研究室，鼓勵感興趣的學生參與教師的科研工作，從事科研設計及開展大學生創新實驗項目，提高了學生的實踐能力和對科研的興趣。

（四）課程考核

以考試方法改革促進教學方法的改革，發揮考試在教學和應用型人才培養中的指揮棒作用，以體現教學的針對性、實效性和創造性［3］，逐步形成特色鮮明、適合應用型人才成長的培養和考核體系。具體改革舉措如下。

1.過程性與階段性相結合。教學活動既有完整的過程性，又有鮮明的階段性。因此，重視過程性考核和階段性考核，對檢驗教學質量和促進學生的學習非常重要。因此，需要在平時的教學活動中適當安排一些形式多樣的考核。如在每個章節結束時，通過鞏固性思考題和隨堂小測等形式進行檢查，促進學生加強過程學習。

2.考核方式多樣化。考核方式大體上可以分為柔性和剛性兩類［4］。柔性考核多安排于平時的教學過程中，采用布置思考題、課堂作業訓練、課堂互動等方式進行，并且將考核結果作為衡量學生學習效果的重要依據。剛性考核安排在期末，采用閉卷形式進行。

3.考核題型多樣化。考試題型可以分為基礎知識和能力測試兩類。基礎知識題型有填空、名詞解釋、選擇、簡答等，能力測試題型有分析題、實驗設計題等。不僅有較強的知識性，考查的內容也比較綜合或靈活，需要總結并用所學知識分析和設計實驗。

三、教學改革效果

（一）學生分析問題的能力得到了提高

經過多年的教學改革，“分子生物學”課程教學發生了較大的變化，課堂教學極大地調動了學生學習的主動性和積極性，增加了學生對生命科學專業課程的學習興趣，學生分析能力和動手能力得到了提高，考試成績檢測出學生的綜合能力符合培養目標的要求。

（二）學生對教師的認可度高

學生反映主講教師教學內容精練，基本概念、基本理論講授科學準確，能用專業外語詞匯，并關注學科研究最新進展與時俱進。在教學過程中，課時利用率高，注重啟發式教學，重點突出。近五年來，在每學期組織的學生對課堂教學質量評價中，學生對主講教師教學方法和手段及課程內容、知識傳授、能力培養等方面進行的綜合測評結果均在90分以上。部分學生因為學了“分子生物學”愛上了生命科學，并決定考研深造，且50%多的學生都選擇考分子生物學專業，展示出學生對生命科學的濃厚興趣。

四、教學改革的特色及創新

（一）穿插雙語教學、緊跟學科前沿，教學內容與時俱進

分子生物學突飛猛進，新理論、新技術層出不窮，在教材中難以及時體現，不易貫徹到教學中。如基因敲除的最新技術——CRISPR-Cas9，逐漸在不同物種中得到應用，但目前多數教材中尚未進行詳細介紹。此外，生命科學領域的最新成果往往是以英文發表在權威期刊上，給教學帶來更高的要求，需要教師擁有較高的英語水平，及時獲取最新的生命科學動態。為應對這些挑戰，需要教學團隊在教學過程中閱讀最新相關英文學術文獻、關注學科新的研究熱點和前沿，注重基礎理論知識與前沿發展動態的結合，及時地將最新的研究技術、理論突破、社會熱點問題等補充到課堂中，做到教學內容年年更新。同時，適當穿插雙語教學，讓學生在學習專業知識的同時掌握相關英文專業詞匯，引導學生利用英文專業名詞搜尋相關科技前沿信息，從而提高學生的專業素養和學術視野［5］。

（二）培養學術質疑和批判精神

針對社會熱點問題，如針對新冠病毒超長潛伏期的討論，讓學生用所學知識分析可能的原因，提出自己的見解；或對一個實驗進行分析探討：得出哪些結論？排除哪些結論？優點有哪些？限于當時的技術這個實驗的缺點有哪些？如何改進？引導學生對教材上或網絡上的觀點提出疑問，并提出自己的觀點。

（三）課程思政教育與專業知識教育內容有機融合

分子生物學與社會生產實踐密切相關，在工業、農業、醫療、社會司法中都有廣泛的應用，因此課程中蘊含著豐富的思政元素。通過思想政治教育與專業知識教育內容有機融合，使學生不僅學習了專業知識，還樹立了正確的價值觀，促使學生做好學業規劃，做一個有擔當的接班人。如講分子生物學在農業生產上的應用時，介紹我國的糧食供應情況，讓學生意識到勤儉節約的重要性，進一步引入國家對農業基礎研究的投入及科學家在育種上的重大貢獻，突出家國情懷和責任擔當，使學生樹立崇尚科學技術和尊重科學家的觀念。

結語

“分子生物學”是本科院校生物技術專業的必修課程，筆者圍繞教學模式、教學方法、課程資源建設、考核方式等做了積極探索和改革，總結出了適合于地方本科院校“分子生物學”教學的經驗：教學團隊要與時俱進，實時關注最新科研動態；培養學生自主學習的能力與學術質疑和批判精神；將課程思政有機地融入“分子生物學”專業知識教育。

參考文獻

［1］朱玉賢，李毅，鄭曉峰，等.現代分子生物學［M］.5版.北京：高等教育出版社，2019：2.

［2］張淑紅，劉凱，張運峰，等.八所重點院校分子生物學雙語教學現狀的調查與探討［J］.唐山師范學院學報，2013，35（2）：123-125.

［3］劉朝亞，王潤孝，支希哲.以優化課程考試推進人才培養模式改革［J］.中國大學教學，2011（3）：31-33.

［4］汪冬冬，王登洋.社會工作專業教育模式改革趨向及路徑研究［J］.科技展望，2014（19）：245+247.

［5］崔浩，霍崢屹，熊薇，等.分子生物學課程雙語教學改革研究［J］.科教導刊（中旬刊），2020（23）：109-110.

A Preliminary Study on Teaching Reform of Molecular Biology in Local Universities： Taking Ningde Normal University as an Example

ZHANG Cheng-kang， SHI Hui， CHEN Mei-xia， RUAN Shao-jiang

（College of Biological Sciences and Engineering， Ningde Normal University， Ningde，

Fujian 352100， China）

Abstract： To improve the teaching quality of molecular biology courses in local application-oriented universities， based on the two major problems of students’ lack of thirst for knowledge and how to improve students’ ability to analyze and solve problems in the process of molecular biology teaching， some reforms and explorations have been made in teaching mode， teaching method， curriculum resource construction and assessment method， and some results have been achieved. After five years of molecular biology teaching， the following experiences are summarized. First， pay attention to the frontier of the subject and introduce bilingual teaching to make the course content keep pace with The Times. Second， cultivate students’ academic questioning and critical spirit. Third， integrate curriculum ideology and politics and professional knowledge education content organically.

Key words： Molecular Biology; teaching reform; undergraduate education