王潔華 楊少輝

摘 要：分子生物學(xué)是生物學(xué)科的前沿學(xué)科，與其他生物學(xué)科內(nèi)容交叉滲透，共同推進(jìn)21世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展，在培養(yǎng)生物科技新型人才方面起著關(guān)鍵性作用。該文分析了當(dāng)前分子生物學(xué)課程在本科教學(xué)階段存在的問題，提出了相對應(yīng)的教學(xué)改革方案，從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、更新教學(xué)模式、采取新型教學(xué)手段以及聯(lián)系實(shí)驗(yàn)教學(xué)等4個(gè)方面進(jìn)行改革，旨在對分子生物學(xué)科的教學(xué)提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；本科教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號 G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）22-0157-03

Abstract：Molecular biology is a frontier discipline in the biology department. It cross-infiltrates with other biological subjects to promote the development of life sciences in the 21st century. At the same time，it plays a key role in cultivating new talents in biotechnology. This paper proposes a teaching reform plan for the current problems of molecular biology courses in the undergraduate teaching stage. It is elaborated from four aspects：cultivating interest，updating teaching mode，adopting new teaching methods and connecting experimental teaching. It aims to provide a valuable reference for the teaching of molecular biology.

Key words：Molecular biology；Undergraduate teaching；Teaching reform

20世紀(jì)40—60年代期間，分子生物學(xué)在生物化學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上逐漸誕生并發(fā)展，生物學(xué)從此進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代[1]。目前分子生物學(xué)學(xué)科日漸成熟，早已被列入高等院校生物學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)必修課中。不過，由于分子生物學(xué)存在理論知識繁冗、內(nèi)容抽象、實(shí)踐性強(qiáng)、涉及技術(shù)面廣等問題[2]，使得本學(xué)科的教學(xué)效果一直不是很理想。因此，分子生物學(xué)課程的教學(xué)改革成為了專業(yè)教師當(dāng)下面臨任務(wù)的重中之重。如何根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)科本身的專業(yè)特點(diǎn)來確定科學(xué)、合理的教學(xué)改革方案，是急需解決的難題。

1 當(dāng)前分子生物學(xué)教學(xué)面臨的問題

1.1 學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣 分子生物學(xué)是所有生物學(xué)科中最抽象的一門課程，“看不見摸不到”的分子結(jié)構(gòu)使學(xué)生對此學(xué)科望文生畏，加之理論內(nèi)容龐大復(fù)雜，學(xué)生很難提起興趣來學(xué)習(xí)。所謂興趣是學(xué)習(xí)的源動(dòng)力，如果學(xué)習(xí)一門課程只是機(jī)械刻板接受信息而不帶有任何興趣，那么就無法真正的深入理解并掌握知識。

1.2 教學(xué)模式落后 傳統(tǒng)授課中，教師普遍采取“填鴨式”教學(xué)，更有甚者完全照本宣科，學(xué)生在這樣的教學(xué)活動(dòng)中完全體會(huì)不到參與感，只是被動(dòng)接收，這是導(dǎo)致分子生物學(xué)教學(xué)效果不佳的重要因素。

1.3 教學(xué)手段不靈活 分子生物學(xué)教學(xué)如果僅僅采用“教師授課，學(xué)生記筆記”的傳統(tǒng)手段授課，就會(huì)使師生之間缺乏互動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，難以理解教學(xué)內(nèi)容。像某些生物技術(shù)如克隆技術(shù)、表達(dá)載體構(gòu)建、酶切等教學(xué)內(nèi)容如果不借助圖片、現(xiàn)場或錄像等教學(xué)手段，很難表述和理解。

1.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳 理論知識和實(shí)踐操作是相輔相成的，二者共同促進(jìn)學(xué)生對知識的吸收和理解[4-5]，而現(xiàn)在有很多教學(xué)都是偏向理論一側(cè)。盡管大部分院校在教學(xué)設(shè)置上都安排了實(shí)驗(yàn)課，但由于在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，完全都是由教師一手包辦，學(xué)生參與程度很低，導(dǎo)致學(xué)生不能將所學(xué)理論知識通過自己的消化理解恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中。

2 課程教學(xué)改革

2.1 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，也是學(xué)好任何一門學(xué)科的前提，所以培養(yǎng)學(xué)生對本學(xué)科的習(xí)興趣是教改的關(guān)鍵。首先，教師在上課之前，需要給學(xué)生上一堂分子生物學(xué)興趣培養(yǎng)課，我們定義為《分子生物學(xué)》導(dǎo)入課。這堂特殊的課程要求教師從多個(gè)角度講解分子生物學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中的重要作用，還要更多地介紹生物類專業(yè)的就業(yè)前景。例如，教師可從學(xué)生們喜愛的刑偵破案類電影電視劇入手，搜集有關(guān)利用分子生物學(xué)技術(shù)的破案視頻資料，比如利用DNA指紋技術(shù)做親子鑒定，利用PCR技術(shù)對Y染色體特異性片段鑒定性別，利用毛發(fā)、血跡、液體等做DNA鑒定，利用凝膠電泳技術(shù)或熒光標(biāo)記技術(shù)將結(jié)果呈現(xiàn)在眾人面前，通過圖像或信息的比對分析判斷嫌疑人是否有罪等，然后運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)視頻資料，節(jié)選10～20min通過多媒體教學(xué)工具展示給學(xué)生。此做法可以使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)充分領(lǐng)會(huì)到分子生物學(xué)的獨(dú)特魅力，進(jìn)而建立起學(xué)科興趣。其次，教師還要關(guān)注本學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，對學(xué)生講述近年來我國在生物學(xué)研究領(lǐng)域工作中取得的顯著性成果[6]。例如，在正式上課前，教師可引入近期科研動(dòng)態(tài)，如王黎明博士關(guān)于“癌癥早期分子生物學(xué)研究與進(jìn)展和人工智能”的學(xué)術(shù)報(bào)告，為學(xué)生講述HPV檢測技術(shù)給癌癥患者帶來的希望；以及近年來對石榴進(jìn)行分子生物學(xué)的研究[7]，克隆石榴籽粒木質(zhì)素合成途徑的關(guān)鍵基因和轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子、克隆并驗(yàn)證石榴耐鹽基因、通過分子標(biāo)記技術(shù)評估區(qū)域資源遺傳多樣性等。通過這些介紹，將同學(xué)們帶進(jìn)一個(gè)神奇的分子世界，充分見證分子生物技術(shù)對人類生活的巨大貢獻(xiàn)。

2.2 更新教學(xué)模式 傳統(tǒng)的分子生物學(xué)教學(xué)往往采取教師主講的方式[8-9]，大部分學(xué)生只是單方面接收信息而疏于思考，更不會(huì)積極主動(dòng)地提出問題，探討問題，致使學(xué)生課堂參與感不強(qiáng)，所以對于傳統(tǒng)的教學(xué)模式我們急需改進(jìn)?？紤]到學(xué)生課堂參與程度不夠，但同時(shí)也必須要考慮本科教學(xué)還是要以教師為主導(dǎo)，所以在教學(xué)過程中穿插“學(xué)生講課”環(huán)節(jié)。具體做法如下：將教材分解成2個(gè)部分，難度低的部分安排到學(xué)生講課環(huán)節(jié)中，包括基礎(chǔ)內(nèi)容：染色體和DNA、生物信息的傳遞（DNA到RNA）、生物信息的傳遞（mRNA到蛋白質(zhì)）；根據(jù)學(xué)生人數(shù)酌情分組，由學(xué)生分組進(jìn)行報(bào)告。組內(nèi)同學(xué)明確分工，根據(jù)布置內(nèi)容每人主講1個(gè)專題。報(bào)告后，小組同學(xué)接受全班同學(xué)及授課教師的提問、建議、指導(dǎo)，教師就各組、各生的報(bào)告情況，如內(nèi)容的完整性、準(zhǔn)確性、答疑等項(xiàng)目進(jìn)行講評、補(bǔ)充。難度高的部分由教師主講，包括分子生物學(xué)研究法DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)、基因功能研究技術(shù)、基因表達(dá)與調(diào)控等。上述教學(xué)模式中，學(xué)生針對某一專題進(jìn)行材料收集、比較、歸納、分析，并在有限時(shí)間內(nèi)將專題內(nèi)容講述清楚，有效培養(yǎng)了其分析能力與報(bào)告能力，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，既活躍了課堂氣氛，又有利于培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識、靈活運(yùn)用知識的能力。

2.3 采取新型教學(xué)手段 近年來，我國多媒體信息技術(shù)發(fā)展迅猛，針對分子生物學(xué)技術(shù)內(nèi)容抽象這個(gè)特點(diǎn)可以利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，有針對性、有選擇的利用科研動(dòng)畫教學(xué)來解決[9]。動(dòng)畫內(nèi)容包括分子生物學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)等，其中分子生物學(xué)的動(dòng)畫部分包括信使RNA的剪切、ELISA技術(shù)、PCR、蛋白質(zhì)分泌、質(zhì)?？寺?、雙雜交技術(shù)及高通量DNA等等，畫質(zhì)十分清晰，將這些動(dòng)畫合理應(yīng)用于相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐中。但由于這些動(dòng)畫均為英文解說，所以需要教師熟悉掌握整個(gè)動(dòng)畫所講述的內(nèi)容，在授課過程中雙語教學(xué)，這就對教師提出了更高的要求。同時(shí)，為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與分子生物學(xué)課程學(xué)習(xí)的積極性，組織學(xué)生結(jié)合課程內(nèi)容自主參與動(dòng)畫、視頻的搜索。動(dòng)畫教學(xué)逐漸成為分子生物學(xué)教學(xué)的重要輔助手段，使學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)變成主動(dòng)地參與，拓寬了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的資源。

2.4 合理運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué) 在講解分子實(shí)驗(yàn)如提取DNA、RNA，基因克隆，酶切，載體構(gòu)建等內(nèi)容時(shí)，不能只局限于單一的課本內(nèi)容照本宣科，而要將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室結(jié)合儀器進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，根據(jù)實(shí)物邊演示邊介紹，將理論與實(shí)踐充分結(jié)合，使學(xué)生獲得直觀的感受，這樣有利于學(xué)生對復(fù)雜實(shí)驗(yàn)流程的記憶，以及對抽象概念的理解。讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備活動(dòng)當(dāng)中，將實(shí)驗(yàn)員的工作轉(zhuǎn)交給學(xué)生，這樣便于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的來龍去脈，讓其迅速掌握實(shí)驗(yàn)技巧。實(shí)驗(yàn)過程中，盡量讓學(xué)生們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)成功的喜悅，進(jìn)而有信心學(xué)習(xí)接下來的課程。教師可將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生實(shí)時(shí)開放，設(shè)置一些簡單的、完整性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生獨(dú)立完成，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力和科技創(chuàng)新能力[10-11]，讓學(xué)習(xí)從中獲得一定的成就感，體會(huì)到學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的樂趣。需注意一點(diǎn)的是，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前需要和教師登記，要有實(shí)驗(yàn)員監(jiān)督。

3 初步改革成果

本次教學(xué)部分改革方案已經(jīng)在天津大學(xué)本科生范圍內(nèi)進(jìn)行了實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果，90%的學(xué)生通過老師的課前興趣開發(fā)課程對分子生物學(xué)產(chǎn)生了濃烈的興趣，并且十分認(rèn)可改革后的教學(xué)模式和教學(xué)手段。另外，對生物類專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下：95%的學(xué)生認(rèn)為這樣的改革可以接受，并且愿意嘗試；3%的學(xué)生認(rèn)為方案不錯(cuò)，但害怕紙上談兵，難以實(shí)行；另有2%的學(xué)生持不關(guān)心的態(tài)度。

4 結(jié)語

人才的培養(yǎng)質(zhì)量和課程的教學(xué)質(zhì)量息息相關(guān)。本次教學(xué)改革通過分析學(xué)目前分子生物學(xué)課程所存在的問題，提出了一系列相應(yīng)的改革措施。通過改變傳統(tǒng)的課程模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的積極性；通過采用新型教學(xué)手段，增強(qiáng)了分子生物學(xué)學(xué)科趣味性。作為生物學(xué)類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)專業(yè)課，分子生物學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量影響到學(xué)生對所學(xué)專業(yè)的興趣和認(rèn)同度。同時(shí)，為進(jìn)一步探索分子生物學(xué)教學(xué)理念，今后要積極加強(qiáng)與各高校分子生物學(xué)教師的交流與合作，從整體上提高高校分子生物學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

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（責(zé)編：張宏民）