分子生物學(xué)教學(xué)改革探討

PAGEPAGE1(分子生物學(xué)〕教學(xué)改革探討內(nèi)容摘要：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)容穿插浸透，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)下分子生物學(xué)課程在本科教學(xué)階段存在的問題，提出了相對(duì)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)形式、采用新型教學(xué)手段以及聯(lián)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等4個(gè)方面進(jìn)行改革，旨在對(duì)分子生物學(xué)科的教學(xué)提供有價(jià)值的參考。本文關(guān)鍵詞語：分子生物學(xué)；本科教學(xué)；教學(xué)改革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)上逐步誕生并發(fā)展，生物學(xué)從此進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代[1]。當(dāng)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。不外，由于分子生物學(xué)存在理論知識(shí)繁冗、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、牽涉技術(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。因而，分子生物學(xué)課程的教學(xué)改革成為了專業(yè)老師當(dāng)下面臨任務(wù)的重中之重。怎樣根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)科自己的專業(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)下分子生物學(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〞的分子構(gòu)造使學(xué)生對(duì)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，假如學(xué)習(xí)一門課程只是機(jī)械刻板承受信息而不帶有任何興趣，那么就無法真正的深切進(jìn)入理解并把握知識(shí)。1.2教學(xué)形式落后傳統(tǒng)授課中，老師普遍采用“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)中完全領(lǐng)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)效果欠安的主要因素。1.3教學(xué)手段不靈敏分子生物學(xué)教學(xué)假如僅僅采取“老師授課，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)容假如不借助圖片、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)效果欠安理論知識(shí)和理論操作是相輔相成的，二者共同促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收和理解[4-5]，而如今有許多教學(xué)都是偏向理論一側(cè)。雖然大部分院校在教學(xué)設(shè)置上都布置了實(shí)驗(yàn)課，但由于在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)經(jīng)過中，從實(shí)驗(yàn)預(yù)備到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，完全都是由老師一手包辦，學(xué)生參與水平很低，導(dǎo)致學(xué)生不能將所學(xué)理論知識(shí)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)最好的教師，也是學(xué)好任何一門學(xué)科的前提，所以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本學(xué)科的習(xí)興趣是教改的關(guān)鍵。首先，老師在上課之前，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。這堂特殊的課程要請(qǐng)教師從多個(gè)角度講解分子生物學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)理論中的主要作用，還要更多地介紹生物類專業(yè)的就業(yè)前景。例如，老師可從學(xué)生們喜歡的刑偵破案類電影電視劇下手，搜集有關(guān)利用分子生物學(xué)技術(shù)的破案視頻資料，比方利用DNA指紋技術(shù)做親子鑒定，利用PCR技術(shù)對(duì)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)果呈如今世人面前，通過圖像或信息的比對(duì)分析判定嫌疑人能否有罪等，然后運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)視頻資料，節(jié)選10～20min通太多媒體教學(xué)工具展現(xiàn)給學(xué)生。此做法能夠使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)充足領(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，老師還要關(guān)注本學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)學(xué)生講述近年來我們國家在生物學(xué)研究領(lǐng)域工作中獲得的顯著性結(jié)果[6]。例如，在正式上課前，老師可引入最近科研動(dòng)態(tài)，如王拂曉博士關(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(duì)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(píng)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，充足見證分子生物技術(shù)對(duì)人類生活的宏大奉獻(xiàn)。2.2更新教學(xué)形式傳統(tǒng)的分子生物學(xué)教學(xué)往往采用老師主講的方式[8-9]，大部分學(xué)生只是單方面接收信息而疏于考慮，更不會(huì)積極自動(dòng)地提出問題，討論問題，致使學(xué)生課堂參與感不強(qiáng)，所以對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)形式我們急需改良?？紤]到學(xué)生課堂參與水平不夠，但同時(shí)也必需要考慮本科教學(xué)還是要以老師為主導(dǎo)，所以在教學(xué)經(jīng)過中穿插“學(xué)生講課〞環(huán)節(jié)。詳細(xì)做法如下：將教學(xué)資料分解成2個(gè)部分，難度低的部分布置到學(xué)生講課環(huán)節(jié)中，包含基礎(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)承受全班同學(xué)及授課老師的發(fā)問、建議、指點(diǎn)，老師就各組、各生的報(bào)告情況，如內(nèi)容的完好性、精確性、答疑等項(xiàng)目進(jìn)行講評(píng)、補(bǔ)充。難度高的部分由老師主講，包含分子生物學(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)形式中，學(xué)生針對(duì)某一專題進(jìn)行材料采集、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)充足調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自動(dòng)性與積極性，既活潑踴躍了課堂氣氛，又有利于培養(yǎng)學(xué)生自立獲取知識(shí)、靈敏運(yùn)用知識(shí)的能力。2.3采用新型教?W手段近年來，我們國家多媒體信息技術(shù)發(fā)展迅猛，針對(duì)分子生物學(xué)技術(shù)內(nèi)容抽象這個(gè)特點(diǎn)能夠利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，有針對(duì)性、有選擇的利用科研動(dòng)畫教學(xué)來解決[9]。動(dòng)畫內(nèi)容包含分子生物學(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)畫部分包含信使RNA的剪切、ELISA技術(shù)、PCR、蛋白質(zhì)分泌、質(zhì)?？寺　㈦p雜交技術(shù)及高通量DNA等等，畫質(zhì)特別清楚明晰，將這些動(dòng)畫合理應(yīng)用于相應(yīng)的教學(xué)理論中。但由于這些動(dòng)畫均為英文講解評(píng)說，所以需要老師熟悉把握整個(gè)動(dòng)畫所講述的內(nèi)容，在授課經(jīng)過中雙語教學(xué)，這就對(duì)老師提出了更高層次的要求。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)容自立參與動(dòng)畫、視頻的搜索。動(dòng)畫教學(xué)逐步成為分子生物學(xué)教學(xué)的主要輔助手段，使學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)變成自動(dòng)地參與，拓寬了學(xué)生自立學(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教學(xué)材料內(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，將理論與理論充足結(jié)合，使學(xué)生獲得直觀的感受，這樣有利于學(xué)生對(duì)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)流程的記憶，以及對(duì)抽象概念的理解。讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)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，讓其迅速把握實(shí)驗(yàn)技巧。實(shí)驗(yàn)經(jīng)過中，盡量讓學(xué)生們領(lǐng)會(huì)到實(shí)驗(yàn)成功的喜悅，進(jìn)而有自信心學(xué)習(xí)接下來的課程。老師可將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生實(shí)時(shí)開放，設(shè)置一些簡單的、完好性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生獨(dú)立完成，進(jìn)而提升學(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，領(lǐng)會(huì)到學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的樂趣。需留意一點(diǎn)的是，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前需要和老師登記，要有實(shí)驗(yàn)員監(jiān)督。3初步改革結(jié)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)行了理論，獲得了較好的教學(xué)效果，90%的學(xué)生通過教師的課前興趣開發(fā)課程對(duì)分子生物學(xué)產(chǎn)生了濃郁的興趣，而且特別認(rèn)可改革后的教學(xué)形式和教學(xué)手段。另外，對(duì)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)生以為這樣的改革能夠承受，而且愿意嘗試；3%的學(xué)生以為方案不錯(cuò)，但害怕空言無補(bǔ)，難以實(shí)行；另有2%的學(xué)生持不關(guān)心的態(tài)度。4結(jié)束語人才的培養(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)當(dāng)前分子生物學(xué)課程所存在的問題，提出了一系列相應(yīng)的改革辦法。通