教授《分子生物學(xué)》的一些嘗試

張永芳　王潤梅　劉海燕

摘要：本文就生物科學(xué)專業(yè)核心課程《分子生物學(xué)》，在教學(xué)中對其內(nèi)容進(jìn)行整合，對改革及創(chuàng)新教學(xué)方法以努力適應(yīng)學(xué)生實際的做法進(jìn)行闡述，以期提高分子生物學(xué)教學(xué)效率，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；內(nèi)容整合；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0157-02

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，分子生物學(xué)是生物科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是生命科學(xué)及相關(guān)農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥科學(xué)領(lǐng)域中最具活力的學(xué)科之一。是從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律的學(xué)科。它是生物化學(xué)、生物物理學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)以及信息科學(xué)等學(xué)科相互滲透、綜合融會而產(chǎn)生并發(fā)展起來的；同時它又是基因工程、蛋白質(zhì)工程等學(xué)科的基礎(chǔ)。掌握分子生物學(xué)的基本理論和基本技術(shù)成為步入21世紀(jì)生物殿堂的一個必備條件。由于分子生物學(xué)尚有許多內(nèi)容未形成定論，仍處于實驗階段，所以要求學(xué)生以正確的、客觀的、發(fā)展的觀點來學(xué)習(xí)，同時也要求教師收集素材，充分利用各種教學(xué)手段，講授新近科學(xué)研究取得的成果。使學(xué)生獲得應(yīng)用分子生物學(xué)方法分析問題和解決問題的能力。為以后生命科學(xué)類專業(yè)課的學(xué)習(xí)和未來從事與生命科學(xué)相關(guān)的教學(xué)、科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。為適應(yīng)分子生物學(xué)飛速發(fā)展的新形勢，筆者對《分子生物學(xué)》的教材選用、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、教學(xué)考核和成績評定等方面進(jìn)行了積極摸索，使這一學(xué)科的教學(xué)活動有聲有色，效果明顯。

一、慎選教材

符合學(xué)生的認(rèn)知能力，符合發(fā)展趨向的一本好的教材有利于教與學(xué)走向成功，教材的選用直接影響教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。分子生物學(xué)作為20世紀(jì)后半葉發(fā)展起來的一門前沿學(xué)科，許多新知識、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，具有更新快、突飛猛進(jìn)的勢頭，國內(nèi)外新版教材也不斷面世，因此，選用教材是實現(xiàn)教與學(xué)雙贏的重要前提。據(jù)此，我們經(jīng)過反復(fù)比較選用了蔣繼志編著的《分子生物學(xué)》（科學(xué)出版社，2011版）一書作為學(xué)習(xí)課本，這本書的特點是知識結(jié)構(gòu)清楚，內(nèi)容詳細(xì)，通俗易懂，使用了簡明清晰的圖例，對學(xué)生的理解很有幫助。與此同時，并推薦朱玉賢等編著的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》（2002版）、P.C.Turner等編著的《Molecular Biology》（2002版）、R.F.Weaver編著的《Molecular Biology》（2000版）、盧圣棟主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)實驗技術(shù)》（2002版）等教材作為參考。這些教材知識體系編排系統(tǒng)及敘述方法深入淺出，課外參考題靈活多樣，有很高的參考價值，可以拓展教材的知識面對教與學(xué)十分有利。

二、在確定教材后，我們考慮整合教學(xué)內(nèi)容

如何在有限的時間里向?qū)W生傳遞更多的分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識與前沿發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)創(chuàng)新、實用型人才成為本科教學(xué)的重要研究課題。針對這一問題，我們根據(jù)幾年的教學(xué)經(jīng)驗及學(xué)生學(xué)習(xí)的特點，對分子生物學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合和補(bǔ)充。在探討原版教材內(nèi)容、概念進(jìn)行講解的同時，對講授內(nèi)容要做到：（1）精泛結(jié)合；（2）詳略適當(dāng)。具體做法是：我們將其原理部分分為六大塊：核酸的結(jié)構(gòu)與功能、DNA的復(fù)制、DNA轉(zhuǎn)錄、DNA翻譯、DNA表達(dá)調(diào)控及DNA的損傷、修復(fù)、重組與突變。其中第一塊內(nèi)容“核酸的結(jié)構(gòu)與功能”與《生物化學(xué)》內(nèi)容存在交叉，如DNA的結(jié)構(gòu)、核酸的變性等可以略講，而DNA分子的發(fā)夾結(jié)構(gòu)、回文序列、RNA的種類、分子雜交技術(shù)、小RNA等新知識點，需詳細(xì)講解。其中第二、三、四、五塊內(nèi)容則應(yīng)該作為重點內(nèi)容重點介紹，并通過介紹原核生物與真核生物的區(qū)別加深學(xué)生對其的理解。對重點細(xì)講內(nèi)容我們將其分為六塊進(jìn)行教學(xué)：分別為核酸的提取與純化、PCR、分子標(biāo)記、分子雜交、生物芯片技術(shù)、基因敲除。其中第一塊、第二塊內(nèi)容是分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容，原理必須作為重點進(jìn)行講解，而其他四塊內(nèi)容主要結(jié)合實例進(jìn)行講解。如分子標(biāo)記在輔助育種、基因定位、遺傳圖譜中的應(yīng)用，分子雜交在篩選克隆基因、制作酶切圖譜和疾病的診斷中的應(yīng)用。由于這部分內(nèi)容比較深奧，學(xué)生認(rèn)知能力有限，因此部分內(nèi)容可做探究內(nèi)容組織學(xué)生攻關(guān)。同時還增添分子水平上的新知識、新進(jìn)展、新熱點進(jìn)行闡述。如通過中國期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、維普及國外的一些知名數(shù)據(jù)庫如Sceience、Nature、Genetics等知名數(shù)據(jù)庫的查閱，為學(xué)生講授腫瘤的基因治療、DNA指紋法、轉(zhuǎn)基因動物、生物芯片、人類基因組計劃、后基因組計劃、RNAi和microRNA等的新進(jìn)展[1]。使教學(xué)內(nèi)容與國際接軌，開闊學(xué)生的視野與思路，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

三、改進(jìn)教學(xué)方法

毛澤東同志曾說過：我們的任務(wù)是過河，但是沒有橋或沒有船就不能過，不解決橋和船的問題，過河就是一句空話。教學(xué)方法是完成教學(xué)任務(wù)、實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。改進(jìn)教學(xué)方法是教學(xué)改革的中心環(huán)節(jié)。改進(jìn)教學(xué)方法的著眼點就放在如何調(diào)動學(xué)生的興趣上，使其積極主動地學(xué)，筆者的方法主要有以下幾種。

第一，豐富教學(xué)手段。筆者認(rèn)為教學(xué)過程不僅僅是教師講、學(xué)生聽，還要運(yùn)用一切現(xiàn)代教學(xué)手段吸引學(xué)生的眼球、調(diào)動學(xué)生的思維并使其當(dāng)堂消化教學(xué)內(nèi)容。比如鑒于課程內(nèi)容復(fù)雜、抽象，難以理解的實際，為避免先學(xué)后忘的現(xiàn)象，我們利用板書結(jié)合多媒體課件、形象的圖片并配合動畫、模具、掛圖等多種教學(xué)手段，使教學(xué)內(nèi)容由復(fù)雜變簡單，由靜態(tài)的變?yōu)閯討B(tài)的，形象直觀而具表現(xiàn)力，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。需要指出的是隨著許多院校辦學(xué)條件的提高以及國家對多媒體使用的大力提倡，有些教師在使用多媒體時存在一些誤區(qū)，即照著多媒體一字一字的念，一旦離開多媒體就沒法繼續(xù)講課，這不僅不利于學(xué)生的理解，而且還會打消學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。因此我院提出在使用多媒體課件內(nèi)容時要避免課件和板書內(nèi)容重復(fù)，并且盡量只在需要用圖片、動畫或相關(guān)流程、例題說明問題時使用。如我們講到DNA聚合酶III的組成及其各部分功能時，可以通過動畫顯示出β夾子如何與DNA核心酶作用共同完成DNA復(fù)制的動態(tài)過程。在講解southern雜交過程時可以播放相應(yīng)的動畫說明雜交的過程。endprint

第二，靈活教學(xué)過程。備課中要備內(nèi)容、備方法、備學(xué)生，在教學(xué)中要靈活使用教學(xué)方法。（1）提問式教學(xué)，可以有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。提問可以在課前、課中或課后提出。課前提問不僅可以督促學(xué)生溫習(xí)舊的知識，同時也可以促使其預(yù)習(xí)新的內(nèi)容，使學(xué)生集中注意力，激發(fā)其求知欲。如在講授核酸的提取中，可以先問“高中時所學(xué)的DNA提取是怎樣的步驟，那么它和現(xiàn)在學(xué)的有什么區(qū)別呢？”學(xué)生帶著問題聽課，效果會更好一些。在課堂教學(xué)中也可以根據(jù)學(xué)生聽課的注意力集中情況隨時安排提問，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，活躍課堂氣氛。如在講授PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）時，可以提問：“DNA復(fù)制的過程如何？它們有什么異同點？”。課后提問可以讓學(xué)生在課后有針對性地反思和探究。如在學(xué)習(xí)完載體的種類后，可以讓學(xué)生自己用表格歸納在實際應(yīng)用中如何選用載體，目前經(jīng)常用到的有哪些，為什么，等等。學(xué)生可以通過查閱資料，加深對載體的認(rèn)識。（2）類比法教學(xué)。如在講授基因重組時，可以將限制性內(nèi)切酶比喻為“剪刀”，將連接酶比喻為“針線”，將載體比喻為“交通工具”，將外源基因和載體的連接的過程比喻為補(bǔ)補(bǔ)丁的過程，使學(xué)生通過實際生活中的例子更好地理解抽象的概念，感受科學(xué)的魅力所在，增加了學(xué)習(xí)的信念。（3）啟發(fā)式教學(xué)。在介紹著名科學(xué)家發(fā)現(xiàn)科學(xué)理論的思路、過程及驗證方法，讓學(xué)生明白科學(xué)其實就在我們的身邊，只要勇于動腦、努力探索，一定能有所發(fā)現(xiàn)。（4）我們鼓勵中青年教師教學(xué)中進(jìn)行雙語教學(xué)，一些簡單的專業(yè)英語詞匯或句子要求教師用英語描述，為以后專業(yè)英語的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

第三，我們還強(qiáng)調(diào)教學(xué)與科研互動，將教師已有科研項目、課題及成果引入課堂，吸引和引導(dǎo)學(xué)生參加科研創(chuàng)新訓(xùn)練。例如，在講授克隆時，結(jié)合教師承擔(dān)的科研項目“文冠果代謝酶基因的克隆”進(jìn)行講解，告訴學(xué)生如何做科學(xué)研究等，加深對課本理論的理解及應(yīng)用。在講解DNA測序時，教師將科研項目“根瘤固氮的研究”引入進(jìn)行講解，試問學(xué)生大豆能夠固氮，但是固氮能力不同，這是為什么呢，這是由于不同的大豆品種固氮基因不同引起的，這主要體現(xiàn)為基因序列的不同，那么我們怎么才能知道基因序列的不同呢，這需要進(jìn)行測序，就像人類基因組計劃要測出人類的基因序列一樣。而測序的方式有很多……這樣深入淺出的講解使學(xué)生不僅了解了測序的目的，同時還知道了如何應(yīng)用所學(xué)知識，大大提高了其對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

四、考核方式

傳統(tǒng)的《分子生物學(xué)》課程考核為閉卷考試，考核內(nèi)容以課本為本，題型較為局限，不僅滿足不了教育改革中培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才的要求，而且不能更好地使理論基礎(chǔ)與實踐前沿結(jié)合[1]。造成死讀書、讀死書的學(xué)生大有人在的現(xiàn)象。為了避免這種急功近利的風(fēng)氣并更好地適應(yīng)時代的要求。我們對課程考核做了如下改革：首先對于理論課采用多種方式進(jìn)行考核，包括平時出勤占10%的比重、課堂回答問題和課后作業(yè)占20%的比重、論文占20%的比重、期末閉卷考試占50%的比重。每次都要批改學(xué)生作業(yè)，批改后在上下一節(jié)課時要針對問題進(jìn)行講解；論文要求學(xué)生針對最新研究成果進(jìn)行闡述，題目可以根據(jù)自己的心得體會自擬。這樣一方面調(diào)動了學(xué)生自學(xué)的積極性，另一方面使教師在一定程度上了解了學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，使得考核兼具靈活性和客觀公正性。

五、結(jié)束語

分子生物學(xué)作為一門前沿學(xué)科，貫穿在整個生物理論課中，在21世紀(jì)新型學(xué)科中起著舉足重輕的作用，對其課程進(jìn)行改革也是勢在必行的。教師要不斷加強(qiáng)自身素質(zhì)，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，滿足社會對生物人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡春爾，吳維寧，沈偉榮，何培民.分子生物學(xué)課程考核方式改革[J].醫(yī)學(xué)探索，2008，7（10）：1071-1073.endprint