李月 張樺 劉曉東 夏木斯亞·卡坎

摘要：分子生物學是生命科學類學生一門重要的專業(yè)基礎課。目前分子生物學教學主要采用傳統(tǒng)的教學模式，存在諸多弊端。本文從理論教學、實驗教學、網(wǎng)絡教學平臺建設、課程考核方式等四方面對分子生物學進行教學改革，以期顯著改善學生的學習效果。

關鍵詞：分子生物學;教學改革;學習效果

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）36-0099-02

分子生物學是研究核酸和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的學科，是一門前沿性強、發(fā)展迅速、對生命科學領域各分支學科具有廣泛和深入影響的學科[1]。該學科于1953年開始建立，到20世紀70年代形成了較完整的理論體系，國外高校在80年代開始在生物學課程中加設分子生物學方向的內(nèi)容，自90年代后國內(nèi)外高校和科研院所的生命科學方向?qū)I(yè)逐步都開設有分子生物學課程。該課程內(nèi)容的建設與生物化學密切相關，形式上又與整體高校教學改革相適應?？v觀近20年分子生物學課程建設發(fā)展歷程，總結(jié)有以下特點：教學形式上由傳統(tǒng)的面授向面授與網(wǎng)絡課堂相結(jié)合轉(zhuǎn)變;教學方法上越來越注重計算機技術的運用，采用啟發(fā)式教學、任務式教學、微課教學、翻轉(zhuǎn)課堂教學等多種方法組合教學;實踐教學方面從掌握技術和原理向科研型實踐教學體系轉(zhuǎn)變;教學內(nèi)容上不斷引入新的研究成果和研究方法，緊跟該學科研究的最新進展;考核方式上從單純試卷或?qū)嶒瀳蟾鏋橐罁?jù)向多元化考核評價體系轉(zhuǎn)變[2]。分子生物學作為新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院農(nóng)學、生物技術、種子科學與工程等專業(yè)普遍開設的重要專業(yè)基礎課程，以及本校生命科學類研究生的主干專業(yè)課程，在學生由基礎課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課的學習中占有重要的地位。

一、存在的問題

目前我校大部分課程包括《分子生物學》的授課采用傳統(tǒng)的教學方法，即教師在課堂上“滿堂灌”，學生被動的接受。經(jīng)過幾輪的教學循環(huán)，我們發(fā)現(xiàn)這種教學效果不佳，存在一些問題。首先，在教學過程中，學生對這門課的學習興趣并不高甚至出現(xiàn)恐學的現(xiàn)象;其次，目前分子生物學內(nèi)容理論性太強，與實際應用嚴重脫節(jié)，學生覺得枯燥無味，缺乏學習的動力;最后，分子生物學雖然發(fā)展迅猛，但是與其相關的產(chǎn)業(yè)還遠遠未能影響人們的生活，使得學生有一種誤解，覺得這些理論知識與他們的生活、工作、事業(yè)離得太遠，還不如考取各種證書來的實際。造成這種現(xiàn)象的原因，一方面是教師受理論教時的限制，不能給學生足夠多的時間去引導，另一方面，學生也沒有充分發(fā)掘自己的主觀潛能，缺乏自信[3]。圖志班學生是新疆農(nóng)業(yè)大學面向全校招收的各個專業(yè)的優(yōu)秀學生，對他們的培養(yǎng)目標是科研創(chuàng)新型人才，重點培養(yǎng)他們的科研能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)科學研究工作打下基礎。因此，對圖志班學生《分子生物學》教學方式改革迫在眉睫。

二、分子生物學改革

1.理論教學改革。分子生物學是一門介紹生命微觀分子世界的學科，學習DNA為何物，以什么形式存在于生命體中，基因轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)表達到底是一個怎樣的過程。這些知識學生幾乎沒有任何感性認識。如果我們還是“填鴨式”的教學，沒有發(fā)揮學生的主觀能動性，最后這門課的講解就變成教師的獨角戲了。為了打破這種傳統(tǒng)教學模式，我們本著以學生為主體的以研究為目的的學習方式，在教學環(huán)節(jié)中引入啟發(fā)式、問題導向式和案例式相結(jié)合的教學方法，目的是使學生參與到教學中，是共同參與的過程，而不是教師的獨角戲[4]。比如在課程教學之前，我們利用啟發(fā)式方法教學，從學生已有的宏觀認知世界出發(fā)，啟發(fā)學生了解宏觀的生物體是由系統(tǒng)器官組成，再次是組織細胞，然后到細胞器，最后展示這門課程所要研究的對象——核酸和蛋白質(zhì)，逐層次地深入介紹，一步步地啟發(fā)，逐步把學生帶到生命的微觀分子世界里，使學生大體了解核酸和蛋白質(zhì)在生物體中是一種什么樣的狀態(tài)，在細胞中大致是怎么活動的，從而引入分子生物學的內(nèi)容。此時再講具體章節(jié)時根據(jù)不同的知識點，采用不同的教學方法相結(jié)合的授課方式，使學生最終理解何為分子生物學。比如在講色氨酸操縱子的時候，我們采用問題導向式，結(jié)合案例，設定一個場景。“假如畢業(yè)后你們到一家跨國生物技術公司應聘，公司給你們布置了一道面試題：如何大幅提高大腸桿菌生產(chǎn)氨基酸的產(chǎn)量，以色氨酸為例，設計具體詳細的工作方案。最終依據(jù)你們的方案決定你們的去留。那么這個答案就在色氨酸操縱子學說這一節(jié)的內(nèi)容中?！蓖ㄟ^情景假設，給他們一種感同身受的壓力，同時引入問題，激發(fā)他們學習相關知識的積極性和主動性。通過這種方法，使學生帶著問題來學習理論知識，可以大大提高學習的動力。

2.實驗教學改革。分子生物學是一門實踐性非常強的學科，沒有科研實踐，對理論知識是難以真正理解和掌握的，因此應加重實驗教學，使實驗教學成為分子生物學課程中非常重要的一個教學環(huán)節(jié)。對實驗操作環(huán)節(jié)，主要圍繞現(xiàn)代生物技術的核心“基因工程技術”為主要內(nèi)容開展實驗課對理論知識驗證，主要以大腸桿菌為研究對象進行基因的克隆和轉(zhuǎn)化、載體構(gòu)建、基因的表達和檢測實驗，中間貫穿講解以中心法則為理論主線的各個理論知識點。但具體的實驗設計和操作由學生自己設計，教師負責把關。比如我們講完DNA復制時，根據(jù)所學的理論知識，給學生布置一個開放性實驗：以大腸桿菌為研究對象，在體外怎么進行大腸桿菌基因的克??？講完轉(zhuǎn)錄和翻譯時又設計一個實驗，在體外怎么進行基因的表達呢？講完基因表達調(diào)控時設計一個實驗：外界環(huán)境是怎么調(diào)控基因表達的？讓學生自己查找資料、設計實驗方案，在實驗課中針對他們設計的實驗進行驗證。這樣開展實驗課的目的是，一方面使學生理論聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)所學的內(nèi)容確實是有用的，激發(fā)他們學習該門課程的興趣;另一方面，學生通過查找相關資料、設計實驗方案，更加鞏固所學的理論知識，達到真正理解的目的。這種邊實踐邊學習理論的模式是用實驗引發(fā)學習的動力，用理論去指導實驗設計，然后再用實驗加深理論知識的理解，整個教學模式遵循從感性認識到理性認識，再到感性認識的認知規(guī)律，逐步帶領學生進入一個良性的認知循環(huán)中。

3.分子生物學網(wǎng)絡教學平臺建設。圖志班的學生不同于其他學生，他們要在最短的時間內(nèi)完成教學任務，選擇導師進入實驗室，進行相關的科研訓練。結(jié)合現(xiàn)實情況，我們建立和完善分子生物學網(wǎng)絡教學平臺，在努力提高課堂授課水平的基礎上，將教學課件和相關知識視頻及延伸閱讀資料和實驗內(nèi)容及試題作業(yè)上傳至網(wǎng)站，要求學生課后主動查閱、獨立完成作業(yè)，并通過網(wǎng)站建立互動和評價體系。這樣，一方面可以有效的利用網(wǎng)絡擴展教學空間，另一方面提高學生的主動參與性，增強學生學習分子生物學的興趣，對今后的科研和個人發(fā)展都具有積極的推動作用。

4.考核方式的改革。傳統(tǒng)的考核方式就是紙質(zhì)化考試，結(jié)合實驗報告成績和平時成績?nèi)糠?，按照一定比例評分，綜合后給出最終的考試成績。針對圖志班的理論教學改革和實驗教學改革，有必要制定相對應的考核標準。圖志班共20個學生，我們按照自由結(jié)合的原則，每4個學生為一個小組，從單元自測、課堂問答、實驗的設計及實驗技能方面給予綜合評分。比如課后習題環(huán)節(jié)，每講完一個章節(jié)，會讓學生在已建好的習題集上解答對應章節(jié)的習題，鞏固理論知識，然后進行網(wǎng)上小章自測，作為一個考核成績。比如課堂提問環(huán)節(jié)，將課程按章節(jié)分成10個部分，每個部分結(jié)束后，都設計一次知識競賽，每個人都是競賽的主體，以小組為單位進行提問，各個小組搶答，如果一個成員沒有回答完整，小組其他成員可以進行補充，采用游戲中的累積加分制，教師現(xiàn)場直接打分進行累積，以最終的成績作為一個考核成績;比如實驗設計和實驗操作環(huán)節(jié)，以小組為單位進行實驗的自主設計，每個小組選派代表對設計的實驗進行講解，以最佳實驗方案作為實驗操作方法，結(jié)合實驗操作環(huán)節(jié)，給出一個考核成績。最后，考試時，設定一個開放課題，比如，根據(jù)我們所學的知識，制訂一個基因克隆和基因表達的實驗方案，在這個過程中涉及到分子生物學中的哪些知識點？這個問題的設定也是為后面《生物技術引論與實踐》課程的開設奠定一個基礎。他們設計的實驗可能不完整，但是通過這樣一個訓練過程，使他們對基因工程有一個感性認識。通過后面《生物技術引論與實踐》的實驗技能培訓，使他們?nèi)嬲莆辗肿由飳W最基本的實驗技能，為他們后續(xù)進入實驗室開展科研活動，奠定一個非常好的基礎。最終結(jié)合以上考核環(huán)節(jié)，給出最終成績。

三、結(jié)語

上述四者是有機的整體，網(wǎng)絡課程中心的建設擴展了教學的時間和空間，新的教學方法和手段的運用提高了教學質(zhì)量，實驗教學的改進促進了理論與實踐、教學和科研的結(jié)合，考核方式的改革提升了學生的綜合水平，最終四者共同作用，提高了教學整體水平，為圖志班學生學習打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]朱玉賢，李毅.現(xiàn)代分子生物學[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]張樺，麻浩，石慶華.分子生物學原理與應用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[3]李月，劉曉東，夏木斯亞·卡坎，張樺.由學習動機理論引發(fā)的高校分子生物學新思考[J].教育教學論壇，2015，（49）：154-155.

[4]劉曉東，李月，葛杰，張樺.高等農(nóng)業(yè)院校分子生物學教學改革新探索[J].高教學刊，2015，（15）：89-90.