數字技術在分子生物學課程教學中的應用

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-9902（2025）08-0126-04

Abstract：Inordertoadapttotheoprtunitiesandchalengesbroughtbyrapidlydevelopinginformationtechnologyto undergraduateteaching，digitaltechnologyandotherresourcesareapliedtoMolecularBiologyteachingtoimprovestudents digitalliteracy.IntegrateChinaUniversityMOOC，Superstar\"LearningGuide\"，networkresources，applicationsoftware，database documents，etc.intotheteachingcontent，formulateadiversfiedstudentperformanceassessentandteachingevaluationsystem andimplementitduringtheteachingproessTheresultsshowthattheutlizationofmultipleresourcesmakesthecourse assessentmorereasonable，improvesstudentsidependentlearingabilitystimulatestheirinterestinleaning，andguidsthem tousemobilephonesandtheInteretpositively，whichpromotestheimprovementoftheteachingqualityofMolecularBiology courses and adapts to the needs of the digital era.

Keywords：digital technology；digital literacy；Molecular Biology；teaching reform；teaching evaluation

分子生物學技術在人類重大疾病研究和自然現象解析方面占有重要地位，高校與生命科學相關專業大多開設了分子生物學課程，在教學過程中構建課程線上線下相結合的教學模式，通過修訂并優化教學內容、教學設計、多種教學方法相結合、強化實驗教學和構建多元化的教學評價體系等，使課程教學改革緊跟不斷變化的時代步伐。網絡資源介入課堂教學，達到了傳統教學方式與現代教育相結合的目的[1-4。以導言、目標、前測、參與式學習、后測和總結6要素組成的BOPPPS（Bridge-in，Objective，Pre-assessment，Partici-patorylearning，Post-assessment，Summary）教學模式成效顯著，提升了學生目標達成度，授課方式深受學生歡迎，難懂的知識點通過多樣化教學，激發了學生學習興趣[5；BOPPPS 結合PBL（Problem Based-Learn-ing）TBL（TeamBased-Learning）教學模式應用于醫學分子生物學課程中，能夠充分發揮教師引導作用，提高學生自主學習能力，在學習興趣、學習主動性及人文素養、價值引領、團隊協作等方面得到了鍛煉，提升了教學效果。以學生為中心、成果為導向、持續改進為原則的OBE（Outcome-BasedEducation）教學模式應用于分子生物學課程教學中，通過合理設計課程內容、豐富線上教學內容、關注學生反饋等，調動了學生學習主動性，學生知識積累和綜合能力明顯提高[-8]。將思政教育元素與教學目標緊密結合，尋找思政教育結合點，踐行“為誰培養人、培養什么人、怎樣培養人”的教學目標，傳授知識的同時，實現價值引領；結合多種教學方式如“翻轉課堂\"“項自教學\"等，引導學生對融入課程內容的思政案例進行討論，培養學生理論應用于實踐的理念；思政教育元素與教學過程相結合，傳統授課形式與數字化技術、線上線下相結合多手段教學，實現\"潤物細無聲\"的課程思政教育[-

如今，人們生活在互聯網技術快速發展的數字時代，數字技術幾乎融入生活的方方面面。社交、娛樂、學習、工作和教育等越來越多地發生在數字網絡平臺。作為教育工作者和接受教育的學生來說，數字技術為“教\"與“學\"提供了機遇也帶來了挑戰，青少年對數字技術是敏感的，就網絡資源花費的時間而言，青少年花在觀看視頻上的時間最多，其次是在各種平臺、社交媒體和瀏覽網站上玩游戲[12-13]。再加之青少年接受新鮮事物能力強，如何正確引導其使用數字平臺資源是擺在廣大教育工作者面前的一大挑戰。將數字技術應用于分子生物學課程教學中，培養學生數字化意識，提高學生數字素養以適應快速發展的行業對人才的需要是高校教師亟待考慮的問題。

1分子生物學課程教學內容

動物醫學專業將分子生物學課程設置為實訓課，共30學時，以實驗操作為主。

1.1 知識目標

知曉分子生物學基礎理論知識、掌握基因組DNA提取、質粒DNA提取、PCR擴增、基因重組和瓊脂糖凝膠電泳技術。在教學內容上主要包括3部分：動物組織基因組DNA提取與鑒定、PCR擴增技術、基因重組。

1.2 能力目標

具備制定分子生物學實驗技術方案、進行實驗結果分析、文獻閱讀梳理和把握學科進展情況的能力。

1.3 素質目標

科研誠信素質，團隊協作精神，生態環境保護意識，多資源利用，提高數字素養能力，培養大國工匠精神

在前期教學工作中，結合授課內容，將思政教育元素融入分子生物學實驗技術課程中，實現專業知識與思政教育元素的有機融合，從而實施其所承載的教育功能。數字化技術助推課程建設，是新時代高校課程教學創新不可回避的現實問題。深刻理解數字化技術助推課程建設的價值，增強教學的創新性、主體性和高階性；積極探索數字化技術在翻轉課堂、線上教學、虛擬仿真教學及教師專業化發展等方面的創新。順應國家與學科建設發展需要，利用當前數字化時代各種信息技術構建分子生物學教學新模式，提高學生數字素養，從而提高其綜合素質。

2數字技術融入分子生物學教學實施

2.1線上線下相結合授課模式

將教學大綱、授課計劃、教案和多媒體課件等教學材料上傳至超星“學習通”，簽到、討論、課后交流和學習反饋均在網上進行，將錄制的實驗操作視頻上傳供學生回看。

2.2數字技術資源

2.2.1 中國大學慕課資源

以實驗操作技術為主的分子生物學課程，理論基礎知識明顯不足，在中國大學慕課（網址：https：//www.icourse163.org/）網站，選擇武漢大學或中南大學的精

品課分子生物學實驗進行輔修并納入考評項目中；蘭州大學和北京師范大學的分子生物學實驗課程作為選修課。

2.2.2 挖掘網絡資源

可用到的網絡資源，如NCBI數據庫（網址：https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）可用于查找物種基因序列和結構；BLAST 網站（網址：https：//last.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）可進行物種內或物種間基因同源性序列分析。

2.2.3 應用軟件

分子生物學技術是從微觀解析事物的本質，需要使用軟件輔助設計或分析，可用到的軟件如Primer引物設計、Excel、SPSS統計分析等。

2.2.4 文獻研讀

課前預留與本次課程相關內容的文獻閱讀方向，授課過程中利用 20min 以文獻綜述的形式進行匯報或提交至超星“學習通”，把文獻閱讀作為一項考核內容納入到平時成績考核中。能夠使用的數據庫主要有中國知網、萬方、維普、PubMed和ScienceDirect等。

2.3 具體實施方案

網絡資源、應用軟件與教學內容相融合，根據內容確定文獻閱讀主題，采用線上、線下相結合授課方式。課前將內容通過超星“學習通\"發放，引導學生利用中國知網、NCBI數據庫等網絡資源查找文獻，設計實驗技術路線、設計引物并合成，課上先匯報準備情況并進行可行性分析，然后進行實驗。在實驗過程中，以基因組DNA提取作為學生訓練最基本的實驗操作技術，利用6學時時間規范學生基本操作如移液器使用、常用儀器的使用及注意事項、廢液處理、廢棄物品的處理和實驗室安全等，養成良好的習慣。在實驗過程中發現問題及時與老師溝通，以保證實驗順利進行，將結果的分析作為考核重點，能夠分析實驗結果正確與否并找出問題所在、提出改進措施，現場根據完成情況給出成績，具體實施技術路線如圖1所示。

3教學目標實現情況

3.1教學效果評價標準

學生學習效果評價分為2部分：平時成績占10% ，其中基礎理論知識、超星“學習通”任務各占50% ，出勤也體現在平時成績中，但不占比例，從平時成績總分中只減分不加分；考核成績占 90% ，其中中國大學慕課資源學習、文獻閱讀與綜述、實驗總結報告占 40% ，考核成績占 60% 。設置了3個考核項目，即動物組織基因組DNA提取與鑒定（結合瓊脂糖凝膠電泳結果、濃度檢測結果綜合判定）PCR擴增技術、質粒DNA提取與重組基因鑒定，重點考查實驗操作過

程、實驗結果與分析。

3.2 學生學習成績分析

分析了2021級動物醫學專業分子生物學課程教學情況，并與往屆學生成績進行了比較，結果如圖2所示。可以看出，2021級學生平時成績平均分最高，與2019級差異顯著 （Plt;0.05） ，與2020級差異不顯著（ Pgt;0.05， 。

2019級和2020級差異不顯著（ Pgt;0.05 0；2021級平均考核成績分別與2019級、2020級差異不顯著（ Pgt;0.05 ，但2019級和2020級差異顯著（ 個年級平均總評成績差異不顯著（ Pgt;0.05 ）。與前2屆學生相比，雖然總評成績無顯著差異，但考核評價標準更細化，根據實驗結果與實驗操作情況進行評價更具合理性。

注：同一指標柱形圖上邊小寫英文字母相同表示差異不顯著 （Pgt;0.05） ；不同，表示差異顯著 （Plt;0.05 。

3.3教學目標達成度分析

課程結束后進行了調查問卷，內容涵蓋了分子生物學課程培養目標，具體問題如下。問題1：平時成績構成元素中，對中國大學慕課資源、超星“學習通\"教學內容、文獻閱讀與疏理的掌握程度；問題2：具備分子生物學常規實驗操作技術和儀器使用的基本知識和能力；問題3：具有自覺學習和運用所學分子生物學知識設計實驗的能力；問題4：會使用分子生物學涉及的信息技術查閱文獻，分析實驗結果的能力；問題5：具備愛護環境、保護環境意識和團隊交流、合作與創造等的素質。

調查結果顯示：學生基本掌握了分子生物學常規實驗操作技術和常用儀器的使用并能獨立完成實驗，能對實驗結果進行分析并提出問題所在及改進措施；但需加強理論基礎知識、實驗設計及文獻閱讀與利用（表1）。

3.4學習效果滿意度調查

在課程自標達成度調查的同時，也對學生學習效果及滿意度進行了反饋，結果如圖3所示。大多數學生認為網絡資源、應用軟件在課程中的應用及文獻閱

讀有利于快速熟悉分子生物學的基本實驗操作技術，對實驗設計、實驗結果分析具有幫助，并且在課程學習過程中能熟練使用這些資源。

4結束語

互聯網高度發達的今天，青少年每天都需接觸數字媒體，如何在課堂教學中充分利用數字資源、提升學生數字素養重在教師觀念的轉變，只有教師具備較強的數字技術能力，才能在教學內容中融入數字技術[4，培養學生數字化意識。信息化時代背景下，如何將多資源整合融入教學活動中，是廣大教師需要考慮的問題。與以往憑出勤率、提問、老師“教\"學生“學\"等形式相比，充分利用超星“學習通\"平臺、中國大學慕課、網絡資源和應用軟件等多資源融入課程內容中，有利于教學效果的提升，平時成績進行多個任務分解，使教學評價更合理，學生“動\"起來、課堂才能“活\"起來，這有利于學生綜合能力的提高，多資源利用融入分子生物學課程的教學實踐能不斷適應變化的時代步伐。

互聯網數字技術的普及為拓展知識提供了便利條件，而網絡資源紛繁復雜，網絡平臺通過界面操縱、個性化推送、無限刷新、誘惑性內容和網頁強制性點擊等技術使用戶“成癮\"5。學生認知能力有限，引導學生正向使用手機、電腦獲取學科前沿知識是專任教師職責所在；多資源利用融入教學活動中也使教學評價更趨于合理；同時，網絡資源也是一把雙刃劍，如何引導學生正向使用數字技術資源是下一步研究的重點。

參考文獻：

[1]曲月.“分子生物學\"中線上線下混合式教學的應用探究[J].科學咨詢（教育科研），2024（5）：138-141.

[2]余敏，崔清華，熊偉.線上線下混合教學模式下分子生物學課程的教學探索與實踐[J].文山學院學報，2024，37（2）：73-76，114.

[3]劉寧，張權，婁金麗.分子生物學實驗課線上線下混合教學模式的探索[J].繼續醫學教育，2023，37（12）：85-88.

[4]程雪妮，田廣文，雷忠萍.分子生物學實驗線上線下混合教學模式探索[J].安徽農學通報，2024，30（6）：124-127.

[5]雷海英，宋慧芳，秦成，等.BOPPPS教學模式在分子生物學教學中的探索與實踐[J].高教學刊，2024，10（24）：114-118，123.

[6]褚巧云，牛靜，秦瓊.基于BOPPPS教學模式的醫學分子生物學混合式教學設計[J].繼續醫學教育，2024，38（2）：41-44.

[7]林雨生，董艷.基于OBE理念的“分子生物學\"教學模式探索[J].滁州學院學報，2024，26（2）：127-131.

[8]劉穎，王晶妍，李珺，等.基于OBE理念線上線下結合在分子生物學教學中的改革及反思[J].現代商貿工業，2024，45（11）：263-265.

[9]張曉娟，張辰露，張濤，等.混合式教學融合課程思政在分子生物學中的應用[J].高師理科學刊，2023，43（10）：105-110.

[10]楊微微，于永生.高等分子生物學課程思政改革的探索與實踐[J].生命的化學，2024，44（4）：749-756.

[11]王進波，王夢婷，柯智健，等.分子生物學與基因工程課程思政教學模式探索[J].高教學刊，2024，10（25）：25-28，33.

[12]孫瑜晨.數字平臺成癮性技術的濫用與反壟斷監管[J].東方法學，2022（6）：58-71.

[13]HADDOCK A，WARD N，YUR，et al.Positiveeffectsof digital technology use by adolescents：a scoping reviewofthe literature [J].Int JEnviron Res Public Health.2022，19（21）：14009.

[14]韓毅初，李欣.高校數字素養融入式課程：價值意蘊、現實困境及改進路徑[J].黑龍江教育（理論與實踐），2024（5）：27-30.

[15]李明耀.反壟斷視野下數字平臺濫用成癮性技術的規制困境與出路[J].經濟法論叢，2024，43（1）：200-215.