[摘要]分子生物學(xué)是生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。本文總結(jié)了幾年來(lái)從事分子生物學(xué)的教學(xué)體會(huì),從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、采用多媒體教學(xué)手段、注重教學(xué)方法和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)等幾個(gè)方面作了概括和探討,希望對(duì)分子生物學(xué)的教學(xué)有所幫助。
[關(guān)鍵詞]分子生物學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 多媒體教學(xué) 實(shí)驗(yàn)課
自20世紀(jì)50年代Crick和Waston發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)后,以生物化學(xué)和遺傳學(xué)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代,生物科學(xué)在分子水平上迅速發(fā)展起來(lái)了一門(mén)前沿學(xué)科——分子生物學(xué)。它主要是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能,并從分子水平上闡述蛋白質(zhì)與核酸、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間相互作用及其基因表達(dá)機(jī)理的學(xué)科。其基本理論和技術(shù)對(duì)生命科學(xué)中其它相關(guān)學(xué)科的發(fā)展具有重要的滲透、借鑒和推動(dòng)作用,因而也成為生物科學(xué)類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)重要基礎(chǔ)理論課程。如何合理開(kāi)展分子生物學(xué)課程的教學(xué),逐步形成將分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本理論、最新發(fā)展和最新成果、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)方法及其實(shí)際應(yīng)用融為一體的全新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高,是我們?cè)诮甑姆肿由飳W(xué)的教學(xué)實(shí)踐中面臨的問(wèn)題。我們?cè)诙嗄觊_(kāi)設(shè)分子生物學(xué)的基礎(chǔ)上,大力加強(qiáng)該課程的建設(shè),對(duì)這一課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探索式的教學(xué)改革,不斷完善教學(xué)體系,努力實(shí)現(xiàn)授課內(nèi)容的系統(tǒng)化、教學(xué)理念的前瞻化、教學(xué)手段的現(xiàn)代化,使之與適應(yīng)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的要求。下面是我們對(duì)幾年來(lái)從事分子生物學(xué)教學(xué)的體會(huì)。
修訂教學(xué)大綱,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)大綱是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而進(jìn)行的教育內(nèi)容要求,規(guī)定學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能等實(shí)質(zhì)性內(nèi)容,是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要保證。結(jié)合學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,確定分子生物學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo),即為學(xué)生建立一個(gè)系統(tǒng)性強(qiáng)、架構(gòu)清晰分子生物學(xué)知識(shí)體系。結(jié)合學(xué)校的實(shí)際,并參考其他兄弟院校同類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容,我們重新修訂了《分子生物學(xué)》教學(xué)大綱。大綱中明確了教學(xué)的內(nèi)容、課時(shí)和考核方式等。在教學(xué)過(guò)程中,我們很好地執(zhí)行了教學(xué)大綱,完成了教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,順利地完成了教學(xué)任務(wù),達(dá)到了教學(xué)目的,取得了良好的教學(xué)效果。
對(duì)于分子生物學(xué)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,不同專(zhuān)業(yè)、不同院校,有著不同的側(cè)重點(diǎn)。我們?cè)诮虒W(xué)大綱中確定了以下的教學(xué)的內(nèi)容,包括核酸的結(jié)構(gòu)與功能、DNA的復(fù)制、DNA損傷修復(fù)和基因突變、DNA重組、轉(zhuǎn)錄、翻譯、原核基因的表達(dá)調(diào)控、真核生物基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與基因表達(dá)、細(xì)胞凋亡及其相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控、癌基因分子生物學(xué)、病毒的分子生物學(xué)、分子生物學(xué)的研究方法等。分子生物學(xué)發(fā)展日新月異,新知識(shí)新技術(shù)不斷涌現(xiàn),在教學(xué)過(guò)程中,補(bǔ)充學(xué)科一些新的進(jìn)展,特別是在緒論的介紹中,結(jié)合分子生物學(xué)的發(fā)展史,講解分子生物學(xué)的最新成果和研究熱點(diǎn),激發(fā)學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)的興趣。從教學(xué)內(nèi)容講,作為一所新升的本科院校,我們講授的分子生物學(xué)內(nèi)容與重點(diǎn)的本科院校毫不遜色。
為了講好這門(mén)課程,我們授課老師注意查閱大量新文獻(xiàn),不斷更新自身知識(shí)。教材是課程內(nèi)容的知識(shí)載體,是進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的基本工具。選擇好教材是成功教學(xué)的基礎(chǔ),所以遴選合適的教材是非常重要的。國(guó)內(nèi)外新版教材不斷面世,在每年的教學(xué)過(guò)程中,都需要及時(shí)補(bǔ)充新的內(nèi)容,我們利用各種機(jī)會(huì)收集最新的教材和資料,不斷更新教學(xué)內(nèi)容,先后購(gòu)買(mǎi)了近幾年出版的有關(guān)分子生物學(xué)教材,比如教材有:葉柏林、郜金榮編著的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》、趙亞華編著的《分子生物學(xué)教程》、朱玉賢、李毅編著的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》、揚(yáng)歧生編著的《分子生物學(xué)基礎(chǔ)》等,以及參考書(shū)如孫乃恩和孫東旭《分子遺傳學(xué)》、韓貽仁《分子細(xì)胞生物學(xué)》、本杰明和盧因《基因Ⅷ》Genes(version8)、孫大業(yè)等編《細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)》、P.C.Turner,A.G.McLennan et al,Instant Notes in Molecular Biology、吳乃虎編著《基因工程原理》等。對(duì)于學(xué)生,我們指定一本教材外,還指定幾本參考書(shū)。
我們注意到國(guó)外優(yōu)秀的分子生物學(xué)類(lèi)教材具有系統(tǒng)性、先進(jìn)性和啟發(fā)性的特點(diǎn),而且國(guó)外的教材往往是圖文并茂,在內(nèi)容上突出一個(gè)“新”字,對(duì)基本知識(shí)、基本理論和基本技能賦予新的內(nèi)容,同時(shí)國(guó)外教材又能把復(fù)雜的問(wèn)題講解的簡(jiǎn)單化,使人更容易理解和接受。在教學(xué)過(guò)程中,我們注意吸收國(guó)外教材中的內(nèi)容,同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中不僅加強(qiáng)英文專(zhuān)業(yè)詞匯的授課,這樣為學(xué)生以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。另外,面對(duì)學(xué)科迅速發(fā)展、知識(shí)日益增長(zhǎng)及各學(xué)科相互交叉、相互促進(jìn)的實(shí)際,一方面通過(guò)加強(qiáng)與相關(guān)課程授課教師的溝通,明確各自的講授重點(diǎn),避免不必要的重復(fù),讓同學(xué)在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)能夠充分吸收新的知識(shí)和要點(diǎn);對(duì)相關(guān)課程重復(fù)的內(nèi)容,明確哪些是在分子生物學(xué)中必須重點(diǎn)掌握,哪些必須在后續(xù)課程中掌握,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中心中有底。
運(yùn)用多媒體手段,提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量
分子生物學(xué)是生物科學(xué)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一,課程內(nèi)容抽象復(fù)雜、較難理解,信息量大且更新速度很快,同時(shí)涉及大量難以用傳統(tǒng)的教學(xué)手段進(jìn)行描述的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。因此,教學(xué)過(guò)程中應(yīng)重視教學(xué)的科學(xué)性、藝術(shù)性和思想性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這就要求教師能夠靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段,改變學(xué)生對(duì)本門(mén)課程內(nèi)容抽象、刻板、枯燥的印象。隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)成為倍受矚目的現(xiàn)代化教育手段。在教學(xué)過(guò)程中,我們充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段,應(yīng)用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)的最大優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)容豐富、課堂信息量大,在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)能夠傳遞更多的學(xué)科內(nèi)容和知識(shí),多媒體交互、圖文并茂、生動(dòng)直觀,較為適用于分子生物學(xué)這種以講解結(jié)構(gòu)、功能、機(jī)理過(guò)程為主的科目。分子生物學(xué)中一些機(jī)理性的內(nèi)容比較多,不易理解和記憶,學(xué)生學(xué)習(xí)感到很吃力,教學(xué)難度比較大。采用多媒體的教學(xué)方法,能夠用連續(xù)的動(dòng)畫(huà)圖片、文字、聲音等多種媒體展現(xiàn)所要表達(dá)的內(nèi)容,多媒體教學(xué)中的可視性強(qiáng)、信息量大、對(duì)微觀世界的動(dòng)態(tài)變化可以動(dòng)畫(huà)的形式展示,將書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化成生動(dòng)形象的直觀教學(xué)等,便于學(xué)生理解和接受。多媒體教學(xué)能激發(fā)學(xué)生興趣,幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,啟迪學(xué)生思維都起到了積極作用。例如在講解PCR原理時(shí),通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示,非常直觀地展示模板DNA,通過(guò)特異性的引物經(jīng)過(guò)變性,退火,延伸的循環(huán),使得位于兩條上下游引物之間的片段拷貝數(shù)呈幾何級(jí)數(shù)增加過(guò)程,學(xué)生非常容易理解,老師只需要交待Taq DNA聚合酶的特點(diǎn),DNA的延伸方向、引物的設(shè)計(jì)等,避免了花很多的時(shí)間進(jìn)行過(guò)程的抽象描述,而學(xué)生不容易理解,用這種動(dòng)畫(huà)的方法演示動(dòng)態(tài)過(guò)程,對(duì)教學(xué)起到了事半功倍的效果。
與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,采用多媒體的教學(xué),減少了板書(shū)時(shí)間,講課更加從容不迫。將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái),可以徹底擺脫過(guò)去生物學(xué)教育中僅靠一支粉筆、幾張掛圖灌輸?shù)降椎慕虒W(xué)方式,克服講授形式單調(diào)、教條呆板、枯燥乏味等弊端。我們結(jié)合本學(xué)科的內(nèi)容,把制作成分子生物學(xué)課件作為備課的重要工作。我們?cè)诜肿由飳W(xué)的教學(xué)中采用多媒體教學(xué)的同時(shí),注意其與傳統(tǒng)教學(xué)手段的關(guān)系。講課時(shí)以多媒體課件為主,同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)的板書(shū)、即興發(fā)揮的方式進(jìn)行授課。針對(duì)多媒體教學(xué)存在的不足,集講解、板書(shū)和多媒體課件應(yīng)用為一體,合理運(yùn)用,取長(zhǎng)補(bǔ)短,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),以最適當(dāng)?shù)姆绞綄⒅R(shí)傳授給學(xué)生,有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。
注重教學(xué)方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性
在分子生物學(xué)教學(xué)中,介紹一些著名科學(xué)家突破一些重大課題的思路和實(shí)驗(yàn),比如在緒論中介紹分子生物學(xué)發(fā)展史時(shí),里面涉及的許多分子生物學(xué)的重大發(fā)現(xiàn),已經(jīng)獲得了諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)或者化學(xué)獎(jiǎng),注意穿插介紹一些如Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型和Mullis發(fā)明了PCR技術(shù)的小故事等,可以啟發(fā)學(xué)生如何去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題,明白科學(xué)研究就在身邊,只要努力探索,就會(huì)有所發(fā)現(xiàn),同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
采用豐富多樣的課堂教學(xué)模式,活躍課堂氣氛,提高同學(xué)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。學(xué)生是教學(xué)過(guò)程的主體,從知識(shí)傳授型向能力培養(yǎng)型轉(zhuǎn)變。以討論方式最能調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性、自主性和創(chuàng)造性,使學(xué)生真正成為課堂的主體,而不是被動(dòng)接受知識(shí)。在分子生物學(xué)的教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、討論與交流,采用啟發(fā)提問(wèn)、討論的方式,努力去創(chuàng)造有利于學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的情境。上課教學(xué)中,學(xué)生可以隨時(shí)提問(wèn),這樣的討論可激發(fā)學(xué)生活躍的思維。引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)、積極地尋求知識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生全方位、多角度獨(dú)立思考,大膽猜測(cè),大膽提問(wèn),使其學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生不迷信、不盲從已有結(jié)論,以此培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力。從而達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和意識(shí)人才的培養(yǎng)目的。
另外,為培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性,我們?cè)诓辉黾涌倢W(xué)時(shí)的前提下,調(diào)整了授課計(jì)劃和授課內(nèi)容,改革教學(xué)方法,增設(shè)一些專(zhuān)題講座,介紹學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)。通過(guò)以上教學(xué)實(shí)踐,開(kāi)闊了學(xué)生的視野,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了教師的綜合授課能力。
重視分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能
分子生物學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。為了培養(yǎng)高素質(zhì)生物學(xué)人才,我們注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握分子生物學(xué)基本技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法。強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,以適應(yīng)培養(yǎng)未來(lái)人才的需要。但是,由于分子生物學(xué)新技術(shù)發(fā)展迅速,要在時(shí)間有限經(jīng)費(fèi)有限的情況下掌握分子生物學(xué)的常用技術(shù)甚至基本技術(shù)都是很困難的。我們編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)講義,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇盡量做到常用、實(shí)用和連續(xù)。如基因組提取、PCR獲得目的DNA片段、DNA的連接、感受態(tài)細(xì)胞的制備、轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒的提取和酶切鑒定等。實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排盡可能做到連續(xù)性。對(duì)于時(shí)間長(zhǎng)、較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和目前還沒(méi)有條件開(kāi)設(shè)的新技術(shù),我們采用多媒體光盤(pán)演示.通過(guò)播放錄像觀看實(shí)驗(yàn)流程。在觀看過(guò)程中教師對(duì)其中的過(guò)程進(jìn)行講解,學(xué)生對(duì)不清楚的地方提出疑問(wèn)。
改革實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)方法,教師預(yù)先向?qū)W生提出明確的實(shí)驗(yàn)要求,讓學(xué)生查閱有關(guān)資料,預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義,要求學(xué)生自己安排實(shí)驗(yàn),教師作簡(jiǎn)要提示,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),全程指導(dǎo)學(xué)生操作過(guò)程,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課小結(jié),幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)成敗原因,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。學(xué)生可以培養(yǎng)自己獨(dú)立解決問(wèn)題及綜合思考的能力,教師了解學(xué)生還有哪些知識(shí)沒(méi)有理解掌握。
通過(guò)努力,我們基本建立起了較為科學(xué)、系統(tǒng)、符合教學(xué)實(shí)際的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程體系,學(xué)生學(xué)到的是系統(tǒng)而全面的實(shí)驗(yàn)技能與知識(shí),使學(xué)生在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面得到了極大的提高,增強(qiáng)了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
參考文獻(xiàn):
[1]朱玉賢,李毅.現(xiàn)代分子生物學(xué).北京:高等教育出版社,2002:65—146。
[2]徐啟江,李玉花.分子生物學(xué)教學(xué)改革與高素質(zhì)人才培養(yǎng)黑龍江高教研究2007,6,159-161。
[3]張勝權(quán),羅欣,陳兵,等.生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)初探,安徽醫(yī)藥,2005,9(4):314-315。
作者單位:常熟理工學(xué)院生物與食品工程系江蘇常熟