關(guān)于分子生物學(xué)教學(xué)改革的初探

◆李 璟 雷濘菲 彭書明 李 凜 陽小成 謝鴻觀

(成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院生物工程系)

關(guān)于分子生物學(xué)教學(xué)改革的初探

◆李 璟 雷濘菲 彭書明 李 凜 陽小成 謝鴻觀

(成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院生物工程系)

根據(jù)分子生物學(xué)課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題,本文分別從分子生物學(xué)課程教學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度對該課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行了一些初探。

分子生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 課程教學(xué) 改革

分子生物學(xué)自 20世紀(jì) 50年代以來就是生物學(xué)的前沿與生長點(diǎn),主要研究的是生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能,并試圖根據(jù)化學(xué)和物理規(guī)律來解釋生命現(xiàn)象,是生命科學(xué)在發(fā)展的過程中產(chǎn)生的一門學(xué)科。分子生物學(xué)這門學(xué)科是高等院校生物專業(yè)開設(shè)的主干課程之一,其自身特點(diǎn)是:理論性強(qiáng)、符號名詞多、模型假說多、難懂難記。照本宣科式的教學(xué)方式很容易使學(xué)生對抽象的專業(yè)內(nèi)容無法理解,教學(xué)效果不好,因此,需要我們大膽進(jìn)行教學(xué)改革,采用引導(dǎo),啟發(fā),討論等教學(xué)手段,適應(yīng)時代發(fā)展需要,培養(yǎng)學(xué)生良好的專業(yè)素質(zhì)和獲取知識的能力。

一、分子生物學(xué)課程教學(xué)改革

1.分子生物學(xué)課程教學(xué)存在的問題

分子生物學(xué)的理論性很強(qiáng),有一定難度,如果采用填鴨式教學(xué)的方法會大大遏制學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,影響學(xué)習(xí)積極性。另外,分子生物學(xué)的教材種類較多,有些是按照生物大分子的結(jié)構(gòu)功能和應(yīng)用等來編排的;有的是圍繞中心法則來編排的;有的是按照分子生物技術(shù)的類型來編排的,可能存在與基因工程,生物化學(xué)等課程相互重復(fù),相互滲透的情況。

2.分子生物學(xué)課程教學(xué)改革的方案

(1)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

分子生物學(xué)課程中設(shè)計(jì)生物大分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容可以適當(dāng)簡化,避免課程之間的重復(fù),分子生物學(xué)實(shí)際上是由生物化學(xué)延伸而來的,許多教材中重復(fù)了大量的生物化學(xué)中的有關(guān)內(nèi)容,這部分內(nèi)容講解時可以壓縮,而突出分子生物水平上的新知識,包括分子機(jī)制的原理,分子間相互作用關(guān)系,最新的分子生物學(xué)研究方法等核心內(nèi)容。結(jié)合 Nature和 Science的最近研究成果,使學(xué)生了解目前國內(nèi)外分子生物學(xué)最新的研究熱點(diǎn)。

(2)課程教學(xué)方法的改良

分子生物學(xué)的理論知識,例如 DNA復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,翻譯;基因表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容抽象,由于這些生物大分子是看不見摸不著的,本身學(xué)生也只有一個模糊的認(rèn)識,如果再加上生硬重復(fù)的轉(zhuǎn)錄復(fù)制等機(jī)制,更容易使學(xué)生聽得云里霧里,嚴(yán)重打擊其學(xué)習(xí)積極性。因此,必須結(jié)合多種教學(xué)方式,采用提問題,引出學(xué)生的思路,對一些日常生活中常見的現(xiàn)象,例如,父母與子女的長相為何很相似,刑偵案件通過血跡破案的原因,鐮刀型貧血病的產(chǎn)生機(jī)制,微生物為何生產(chǎn)出效果極佳的藥物等等,可以將這些內(nèi)容作為一

個個的切入點(diǎn),剖析其機(jī)制及理論的依據(jù) (即教材內(nèi)容),這些與生活和專業(yè)相關(guān)的話題可以激發(fā)學(xué)生的求知欲與好奇心,說明學(xué)好這門學(xué)科的實(shí)際意義。教師備課應(yīng)依據(jù)教學(xué)內(nèi)容要求、學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)積累,尋求有利于教學(xué)的生活案例,找到學(xué)科教學(xué)與生活教育的結(jié)合點(diǎn),把學(xué)生感興趣的問題提示給學(xué)生。另外分子生物學(xué)課程中不乏經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和重要技術(shù)發(fā)明,此時要從探索發(fā)現(xiàn)的角度剖析這些重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明產(chǎn)生的偶然性與必然性,使學(xué)生能夠理解自然科學(xué)中的奧秘的發(fā)掘過程,學(xué)習(xí)科學(xué)家們的研究精神和方法,明白“授人以魚”不如“授人以漁”的道理。

(3)教學(xué)資料的整合

通過將每節(jié)課的主要內(nèi)容整理發(fā)給學(xué)生,讓他們自己可以復(fù)習(xí),提出問題后進(jìn)行一一講解。課堂上對幻燈內(nèi)容進(jìn)行選擇性地研討,引發(fā)學(xué)生進(jìn)行課堂討論,并安排學(xué)生組成興趣小組,擬定題目進(jìn)行分組討論,最后在課堂上用幻燈講解自己的觀點(diǎn),并將幻燈資料收集印發(fā)。

二、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

分子生物學(xué)的理論性較強(qiáng),如果實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排過少不利于理論知識的理解,目前理論學(xué)時與實(shí)驗(yàn)學(xué)時的比例為 2.5:1,如果進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)需要更長的實(shí)驗(yàn)學(xué)時,分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)試劑昂貴,實(shí)驗(yàn)周期長,一般高校都受到實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的限制,在此情況下,更需要高效地利用教學(xué)資源開展綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在課程實(shí)驗(yàn)過程中,經(jīng)常反應(yīng)出內(nèi)容過于單一,系統(tǒng)性不強(qiáng)的問題。

2.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方案

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是解析分子生物學(xué)重要理論知識的手段。隨著社會各方面對學(xué)生動手能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力提出了更新、更高的要求。生物專業(yè)本科學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程可以綜合性實(shí)驗(yàn)為主,便于深入理解理論知識,在此基礎(chǔ)上引入一些具有設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動手能力及查閱中外文資料的能力。通過開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的在于著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力、創(chuàng)新能力、組織管理能力和科研能力。

(1)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案改革

由于分子生物學(xué)與基因工程在實(shí)驗(yàn)方面有較多重復(fù)的內(nèi)容,可以結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),基因工程實(shí)驗(yàn)和其他專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)部分融合在一起,組合成有特色的生物專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。因?yàn)楦鱾€高校的生物專業(yè)各有側(cè)重點(diǎn),包括環(huán)境,食品,植物,防疫等諸多方向,通過結(jié)合專業(yè)方向?qū)⒎肿由飳W(xué)與其他專業(yè)方向課程實(shí)驗(yàn)綜合起來,最后提交綜合實(shí)驗(yàn)論文。生物專業(yè)學(xué)習(xí)的科目較多,課業(yè)較重,想要學(xué)好學(xué)精必須投入大量精力,如果教師在教學(xué)過程中結(jié)合課程的交叉性,設(shè)立系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合實(shí)驗(yàn),便于學(xué)生在頭腦中建立完整的專業(yè)框架。例如,食品發(fā)酵專業(yè)的綜合性試驗(yàn)可以將:食品中幾種重要工業(yè)微生物的分離純化;微生物的 PCR鑒定及擴(kuò)增產(chǎn)物的回收;克隆及轉(zhuǎn)化大腸桿菌實(shí)驗(yàn);質(zhì)粒提取及定性定量分析;蛋白質(zhì)SDS-PAGE電泳;利用分離純化的微生物進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容結(jié)合在一起建立系統(tǒng)的涵蓋分子生物學(xué),基因工程,食品發(fā)酵的綜合性實(shí)驗(yàn)課程。這部分內(nèi)容主要結(jié)合的是專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生真正體會學(xué)習(xí)到生物專業(yè)的應(yīng)用性。

(2)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案改革

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可由指導(dǎo)教師出題目、給方案、給實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件,由學(xué)生自己擬定步驟、自己選定儀器設(shè)備、自己處理數(shù)據(jù)。更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是在指導(dǎo)教師出題后,全部由學(xué)生自己組織實(shí)驗(yàn),甚至可以讓學(xué)生自己選題、自己設(shè)計(jì),在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行,以最大限度發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。例如,通過不同的方法對蠶豆進(jìn)行脅迫處理,然后檢測某基因及表達(dá)水平的變化;或以原核細(xì)胞為主體,給予不同的條件處理,分析蛋白表達(dá)的變化等探究學(xué)習(xí)。雖然強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,但決不能放棄教師的指導(dǎo)和幫助。

綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整,但分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與其他相關(guān)課程的結(jié)合對生物專業(yè)的學(xué)生更加系統(tǒng)地學(xué)習(xí)專業(yè)理論與技術(shù)是很重要的。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

如果沒有有效地利用方案,發(fā)揮方案的優(yōu)勢,使學(xué)生對項(xiàng)目產(chǎn)生濃厚的興趣和主動性,實(shí)驗(yàn)可能達(dá)不到理想的效果。根據(jù)具體情況,引入多種教學(xué)方式,如建立分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺,及時交流實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)體會,或者采用多媒體的教學(xué)方式,將原來死板、枯燥的實(shí)驗(yàn)原理變得生動、具體、形象、逼真。這種集聲音、圖像、動畫及文字等與一體的多媒體教學(xué)方式也是生物學(xué)教學(xué)理想的教學(xué)方式之一。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師在講解時要有針對性地聯(lián)系相關(guān)專業(yè)理論知識,以加深學(xué)生的印象。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后不要僅僅通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考勤評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,而應(yīng)根據(jù)其實(shí)驗(yàn)思路,實(shí)驗(yàn)操作,解決問題的能力,團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面進(jìn)行綜合評價。除此之外在暑假期間鼓勵學(xué)生從事開放實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量能夠不斷提高。

分子生物學(xué)教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)的改革,涉及到很多相關(guān)課程。目前我們還處于摸索和實(shí)踐的階段,教師任重道遠(yuǎn),需要不斷提高自身業(yè)務(wù)水平,不斷探索,不斷實(shí)踐,不斷創(chuàng)新,不斷總結(jié),把教學(xué)工作開展得更生動活潑,更有效果,為國家培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的生物技術(shù)人才。

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