基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“分子生物學(xué)”課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)探析

姜寒玉，司懷軍，魏小紅，王麗，文義凱

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“分子生物學(xué)”課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)探析

姜寒玉，司懷軍，魏小紅，王麗，文義凱

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

本文提出基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的分子生物學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐和思考，重點(diǎn)針對系統(tǒng)性、先進(jìn)性和科學(xué)合理的理論教學(xué)體系和合理的教學(xué)評價體系.著重對大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而塑造具有一定實(shí)踐操作能力，具有獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題能力的專業(yè)型生物技術(shù)人才.

創(chuàng)新能力；分子生物學(xué)；教學(xué)改革

現(xiàn)今，分子生物學(xué)作為生命科學(xué)發(fā)展的領(lǐng)軍學(xué)科迅猛發(fā)展，為人類認(rèn)識生命現(xiàn)象以及利用改造生物帶來了前所未有的機(jī)會.當(dāng)今高校的人才培養(yǎng)和教育目標(biāo)能夠歸結(jié)為一點(diǎn)，即如何充分體現(xiàn)大學(xué)教育的內(nèi)在價值和培養(yǎng)導(dǎo)向，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、學(xué)識素養(yǎng)、人格品質(zhì)的高級生物學(xué)人才作為高校生物技術(shù)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)和改革方向[1].在這一指導(dǎo)方向下，“分子生物學(xué)”課程的教學(xué)過程應(yīng)著重對大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，塑造具有獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題能力的專業(yè)型生物技術(shù)人才.

目前，大多數(shù)高校的分子生物學(xué)課程教學(xué)中普遍存在以下問題：（1）分子生物學(xué)課程高深莫測、專業(yè)詞匯多且與實(shí)際聯(lián)系不夠緊密；（2）分子生物學(xué)課程具有的微觀特征，使得學(xué)生對生物體內(nèi)發(fā)生的生物學(xué)過程無法形成立體的感官印象；（3）課程知識內(nèi)容更新快，實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展速度快[2].筆者通過近年的教學(xué)研究和實(shí)踐，結(jié)合生物技術(shù)類專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)存在的上述問題，同時也是分子生物學(xué)教學(xué)工作者為之頭痛且急需解決的問題，探索出基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“分子生物學(xué)”課程教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)分析如下（圖1）.

圖1 分子生物學(xué)課程體系構(gòu)建及培養(yǎng)目標(biāo)

1 更新教學(xué)內(nèi)容，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定理論基礎(chǔ)

1.1 系統(tǒng)性的課堂教學(xué)設(shè)計

高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，創(chuàng)新教育的實(shí)施則需要通過課程教學(xué)來體現(xiàn)，而高質(zhì)量的課程教學(xué)主要取決于課程設(shè)計和實(shí)施質(zhì)量.由于生物學(xué)學(xué)科發(fā)展迅速，分子生物學(xué)理論體系持續(xù)處于一個不斷發(fā)展和完善的階段，新知識和新技術(shù)層出不窮.對學(xué)生而言，這種知識體系的更新往往使其感覺力不從心，然而創(chuàng)新比知識追趕更為重要，構(gòu)建完整的知識體系才能是創(chuàng)新成為可能，而創(chuàng)新的前提則是學(xué)生對這門課程的興趣度和認(rèn)知指數(shù).因此如何從課程開始授課就激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣是教師解決的首要問題.以課程緒論的講述為例，可以提及一年一度的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎以及化學(xué)獎，這些杰出的研究成果幾乎都與分子生物學(xué)領(lǐng)域有關(guān)，而年代的由遠(yuǎn)及近，就是一部很好的分子生物學(xué)發(fā)展簡史，尤其強(qiáng)調(diào)近三年的諾貝爾成果，這樣在課程學(xué)習(xí)的開始就激起了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，讓學(xué)生們感悟到學(xué)習(xí)這門課程有著極其重要的意義.同時在講述分子生物學(xué)的授課內(nèi)容時，按照“中心法則”這一知識主線展開，讓學(xué)生一開始就感覺到課程的條理性.最后應(yīng)用類似Nature和Science的國際性刊物上發(fā)表的一些有趣的研究結(jié)果或者一些生物學(xué)網(wǎng)站上有趣的研究報道，如“在電腦芯片上孕育生命”，“science—螞蟻通過聲音進(jìn)行交談“，“基因決定我們的身材是梨型還是蘋果型”等，這些教學(xué)設(shè)計都能夠極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和熱情度，從一開始就預(yù)防學(xué)生對這門課程有”晦澀難懂“這一先入為主的認(rèn)識.同時在理論學(xué)習(xí)過程中應(yīng)重視原理的發(fā)現(xiàn)和證明過程，如遺傳密碼這一知識點(diǎn)，不僅僅掌握密碼子的基本特性和概念，更應(yīng)該讓學(xué)生了解在當(dāng)時的分子生物學(xué)發(fā)展背景下，科學(xué)家是如何巧妙的設(shè)計實(shí)驗(yàn)思路和試驗(yàn)方法，解決了密碼子的破譯問題.使學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時也了解了科學(xué)思維的創(chuàng)造過程.

1.2 多元化的知識獲取途徑

在知識輸送的過程中更注重多元化的方式，如采用小組討論的形式開展專題匯報，每小組8人，最終通過個人在專題研討活動中的貢獻(xiàn)對學(xué)生進(jìn)行評價.這種方式為學(xué)生提供了一個通過集體知識體系完善和學(xué)習(xí)交流的學(xué)習(xí)方式，例如對“原核生物基因表達(dá)調(diào)控”這一部分的講授，可以選自國際頂尖期刊Science、Nature或Cell的研究論文，進(jìn)行集體閱讀，提煉論文精要和基于理論知識的新的實(shí)驗(yàn)方法和原理，促使學(xué)生形成對不斷發(fā)展的分子生物學(xué)知識多方位和豐富的理解，自主建構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的知識體系.此外，課程論文的撰寫也是學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑，例如課程講授至“RNAi技術(shù)”，進(jìn)行簡單的課堂講授后讓學(xué)生進(jìn)行“RNAi技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展展望”，學(xué)生通過查閱大量的文獻(xiàn)資料，結(jié)合自己專業(yè)特點(diǎn)總結(jié)近年來本專業(yè)通過RNAi技術(shù)產(chǎn)生的新成果，這種以“課程綜述”的形式使學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)科的意義有了新的詮釋，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.同時需要將課堂講授知識進(jìn)行課后拓展，鼓勵學(xué)生閱讀多種課外資料，介紹一些專業(yè)的生物學(xué)網(wǎng)站如“丁香園“、“小木蟲”、“生物秀”等，鼓勵學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)站論壇和其他高校同學(xué)多交流專業(yè)問題，此外我們選取一些優(yōu)秀的國外學(xué)術(shù)期刊供學(xué)生課外閱讀，并要求學(xué)生總結(jié)閱讀過程中的專業(yè)詞匯、撰寫閱讀心得，在增加知識積累的同時，給學(xué)生提供盡快掌握學(xué)科專業(yè)知識及其相對應(yīng)外語詞匯的機(jī)會（圖2）.

圖2 充實(shí)的課后拓展及培養(yǎng)目標(biāo)

1.3 優(yōu)化教學(xué)手段，傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合

針對分子生物學(xué)課程的微觀特征，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師在課程講授過程中充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)盡量多的引入一些視頻，來增加學(xué)生對生物體內(nèi)發(fā)生的生物學(xué)過程的感官印象，并上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，便于學(xué)生理解抽象問題；如“DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄合成過程和蛋白質(zhì)的生物合成過程“都可以利用生動形象的動畫讓學(xué)生直觀了解起始、延伸以及終止的全過程，通過觀看動畫讓學(xué)生觀察基因表達(dá)發(fā)生的空間位置、各種蛋白質(zhì)因子與起始位點(diǎn)相結(jié)合的順序，以及起始復(fù)合物的形成過程.然后將視頻中轉(zhuǎn)錄的發(fā)生過程作為主線與理論教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合起來，突出重點(diǎn)，層層深入.又如對于“原核生物基因表達(dá)調(diào)控的基本單位——操縱子“，通過動畫了解乳糖操縱子的作用機(jī)制等.最后本章內(nèi)容講授完畢后，要求學(xué)生再一次根據(jù)視頻對本章進(jìn)行一次回顧，找出相應(yīng)的知識點(diǎn)并及時解決有疑問的地方.

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是課程授課的第二“陣地”，本課程已獲得甘肅省精品課程，因此對課程網(wǎng)站的建設(shè)持續(xù)進(jìn)行（http: //jwjpkc.gsau.edu.cn/2013/fzswx/index.html）.鼓勵學(xué)生參與提出問題并解決問題，或展開進(jìn)一步的討論.學(xué)生實(shí)在不能解決的問題由老師在網(wǎng)頁上或課堂上解決.通過這種途徑使真正優(yōu)秀的學(xué)生有自己的發(fā)展空間并培養(yǎng)所有學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生相互幫助的優(yōu)秀品格并享受幫助別人的喜悅.

2 建立健全教學(xué)評價方式

創(chuàng)新性培養(yǎng)成效的體現(xiàn)需通過科學(xué)的評價方式進(jìn)行，一方面是對教師教學(xué)效果的評估，更重要的是為創(chuàng)新性能力培養(yǎng)的學(xué)生起到激勵的導(dǎo)向作用.因此，合理的教學(xué)評價體系也是創(chuàng)新性教學(xué)體系的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的重要手段.Bloom.A.認(rèn)為教育認(rèn)識目標(biāo)應(yīng)概括為一門好的課程應(yīng)該覆蓋到記憶、分析、綜合、判斷和運(yùn)用，并對以上各層次目標(biāo)發(fā)展起促進(jìn)作用[3].因此，我們改變傳統(tǒng)“平時+期末”的評價模式，學(xué)生的總成績由四部分組成：基礎(chǔ)知識占50%（考核方式為期中考試+期末閉卷+測試小考），學(xué)術(shù)前沿認(rèn)知占15%（小組專題匯報和個人在專題研討活動中的貢獻(xiàn)），獨(dú)立研究和實(shí)踐能力占25%（實(shí)踐操作），探究學(xué)習(xí)能力占10%（課程論文）（表1）.通過采取上述過程化的評價體系，我們有重點(diǎn)的對2009-2012級學(xué)生進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐操作和創(chuàng)新能力有了較大的提高，在近年碩士研究生的分子生物學(xué)專業(yè)課考試中通過率高達(dá)83%，學(xué)生普遍反映在復(fù)試環(huán)節(jié)的表達(dá)更加可圈可點(diǎn).

3 結(jié)束語

綜上所述，通過我們近年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：系統(tǒng)性、先進(jìn)性和科學(xué)合理的理論教學(xué)體系是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的前提條件，探究性的課后學(xué)術(shù)能力拓展是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要途徑，合理的教學(xué)評價體系是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的客觀體現(xiàn)，最后教師對課程各環(huán)節(jié)的職業(yè)素質(zhì)和修養(yǎng)則是促進(jìn)創(chuàng)新型人才成長的重要保證.然而，我們也深知甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)作為西北地區(qū)一所農(nóng)業(yè)院校，在科研條件、辦學(xué)力量和學(xué)生素質(zhì)方面與發(fā)達(dá)地區(qū)尚存在較大差距，因此如何學(xué)習(xí)先進(jìn)院校優(yōu)秀的教學(xué)手段和方法，并力爭縮小這一差距仍需要我們做出更大的努力.

〔1〕胡劍.營造生態(tài)型教學(xué)平臺激活“創(chuàng)新基因”——以“分子生物學(xué)”教學(xué)設(shè)計為例［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2013（1）：60-63.

〔2〕王麗，司懷軍，張俊蓮.植物基因工程實(shí)踐教學(xué)改革探索與實(shí)踐［J］.高教論壇，2014，4（4）：64-67.

〔3〕艾倫·布魯姆.美國精神的封閉［M］.上海：譯林出版社，2007．

G642.0

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1673-260X（2015）04-0236-02