多元獲取分子生物學(xué)課程教學(xué)的優(yōu)化

周小云　彭國(guó)平　陳信波　饒力群

摘要：分子生物學(xué)作為現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域里最具活力的科學(xué)，是自然科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。針對(duì)分子生物學(xué)課程知識(shí)體系龐雜、知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)資源、引入教學(xué)手段和提升團(tuán)隊(duì)素養(yǎng)為主要內(nèi)容的教學(xué)改革和課程優(yōu)化。這種多元獲取的課程教學(xué)模式增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效率并促進(jìn)了學(xué)生分子生物學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；多元獲?。唤虒W(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）12-0101-02

分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征和相互關(guān)系，從分子水平闡明生命現(xiàn)象與生命本質(zhì)的學(xué)科。自Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)生命現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到分子水平，分子生物學(xué)已成為現(xiàn)代生命科學(xué)的共同語(yǔ)言和人類(lèi)由被動(dòng)地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動(dòng)地改造和重組自然界的基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)也使得分子生物學(xué)稱(chēng)為現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域里最具活力的科學(xué)。（朱玉賢，2013）上世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)各高校先后為本科生開(kāi)設(shè)了分子生物學(xué)課程，目的是引導(dǎo)學(xué)生從分子水平認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)，了解有關(guān)分子生物學(xué)的基本理論知識(shí)和研究方法，為學(xué)習(xí)生命科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和科研打下良好的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。在分子生物學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，由于分子生物學(xué)課程知識(shí)體系龐雜，知識(shí)點(diǎn)多而分散，我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)許多抽象的概念或原理的解釋和闡述一直是教師的教學(xué)和學(xué)生的理解和掌握過(guò)程中存在的難題，上完課后同學(xué)們的普遍反應(yīng)是晦澀難懂，猶如聽(tīng)天書(shū)一般；而且，分子生物學(xué)課程對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)條件要求較高，實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容也較為復(fù)雜，這就要求同學(xué)們不僅具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需具有非常強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力；同時(shí)，分子生物學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科，新理論、新技術(shù)層出不窮，知識(shí)更新快，更新周期也越來(lái)越短，這些研究方法的不斷創(chuàng)新和理論體系的不斷更新與完善更給分子生物學(xué)教學(xué)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。怎樣將分子生物學(xué)中晦澀的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為直觀(guān)、淺顯易懂的故事呈現(xiàn)在同學(xué)面前？怎樣將理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，使同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中領(lǐng)會(huì)各種生物大分子形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系？怎樣調(diào)動(dòng)同學(xué)們對(duì)微觀(guān)生命奧秘探索的興趣，激發(fā)同學(xué)們的創(chuàng)新潛能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生命科學(xué)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)？作為湖南省精品課程，《分子生物學(xué)》教學(xué)一線(xiàn)的老師們嘗試了一系列的教學(xué)改革和課程體系優(yōu)化，致力于將分子生物學(xué)知識(shí)的傳播由教師的單向傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生對(duì)分子生物學(xué)知識(shí)的多元獲取，以著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研能力。

一、基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)科進(jìn)展的有機(jī)結(jié)合

分子生物學(xué)誕生以來(lái)，作為生命科學(xué)的帶頭學(xué)科，學(xué)科發(fā)展極為迅速并滲透生命學(xué)科各個(gè)領(lǐng)域，但主要遺傳物質(zhì)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和“中心法則”提出至今未受到質(zhì)疑。（胡劍，2014）在經(jīng)典核心理論的基礎(chǔ)上，對(duì)于基因表達(dá)調(diào)控以及信息傳遞通路等認(rèn)識(shí)的不斷豐富，以及從基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組等水平上對(duì)生命現(xiàn)象和規(guī)律的理解逐步深入，要求我們?cè)诮虒W(xué)中一方面滿(mǎn)足學(xué)生掌握分子生物學(xué)基本理論的需要，另一方面要適時(shí)地更新教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過(guò)文獻(xiàn)閱讀、專(zhuān)題講座和學(xué)術(shù)報(bào)告等途徑獲取最新知識(shí)，了解最新動(dòng)態(tài)。在基礎(chǔ)理論知識(shí)的講解的過(guò)程中，盡量將課本上相關(guān)的一些分散知識(shí)系統(tǒng)化并提煉出知識(shí)點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，采用總結(jié)規(guī)律性的方式幫助記憶。文獻(xiàn)閱讀的內(nèi)容則選擇來(lái)自《Cell》、《Nature》、《Plant cell》、《Plant journal》、《Plant physiology》、《Science》等權(quán)威期刊的最新研究論文或研究綜述，通過(guò)在線(xiàn)查閱，翻譯和研讀的方式將分子生物學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展展現(xiàn)在大家面前，既讓同學(xué)們了解了本領(lǐng)域的最新進(jìn)展，也教會(huì)了同學(xué)們查閱文獻(xiàn)的方法。這種“基礎(chǔ)知識(shí)”和“學(xué)科進(jìn)展”的有機(jī)整合方式，同學(xué)們的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性被激發(fā)；文獻(xiàn)資料搜集和自主學(xué)習(xí)能力得到提高，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和從事科學(xué)研究的能力得到培養(yǎng)，同時(shí)也形成了同學(xué)們對(duì)不斷發(fā)展的分子生物學(xué)知識(shí)多方位豐富的理解。

二、討論交流在教學(xué)中的應(yīng)用

分子生物學(xué)內(nèi)容與生命活動(dòng)息息相關(guān)，講到熱點(diǎn)話(huà)題時(shí)自然會(huì)激起同學(xué)們之間的討論與交流的興趣。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)證明，在分子生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)增加課堂討論與交流的教學(xué)方式，既能啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能提高同學(xué)們的思考能力和口頭表達(dá)能力。因?yàn)檫@種討論與交流教學(xué)，強(qiáng)調(diào)在教師的精心準(zhǔn)備和指導(dǎo)下，教師作為“導(dǎo)演”，對(duì)學(xué)生的思維加以引導(dǎo)和啟發(fā)，并通過(guò)預(yù)先的設(shè)計(jì)與組織，來(lái)啟發(fā)學(xué)生就特定問(wèn)題發(fā)表自己的見(jiàn)解；學(xué)生則是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行有意識(shí)的思維探索活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)始終處于“問(wèn)題—思考—探索—解答”的積極狀態(tài)。事實(shí)上，分子生物學(xué)可供討論的題材很多：如超級(jí)細(xì)菌是如何產(chǎn)生的？表觀(guān)信號(hào)如何影響性狀？細(xì)胞衰老死亡的調(diào)控是如何進(jìn)行的？轉(zhuǎn)基因食品的利與弊；癌基因，抑癌基因和癌癥的發(fā)生分子機(jī)制；細(xì)胞重編碼的分子機(jī)制；等等。對(duì)這些熱點(diǎn)問(wèn)題的討論培養(yǎng)了學(xué)生諸多方面的能力：提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，促進(jìn)了師生交流與溝通，培養(yǎng)了學(xué)生的口頭表達(dá)能力，增強(qiáng)了同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)合作能力。同時(shí)，由于學(xué)生看問(wèn)題的方法不同，會(huì)從各個(gè)角度、各個(gè)側(cè)面來(lái)揭示基本概念的內(nèi)涵和基本規(guī)律的實(shí)質(zhì)，從而產(chǎn)生自主性、探索性和協(xié)同性的學(xué)習(xí)。

三、動(dòng)畫(huà)、微課、精品資源庫(kù)等教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源的整合

分子生物學(xué)是一門(mén)內(nèi)容豐富、應(yīng)用性超強(qiáng)的學(xué)科，板書(shū)、掛圖、模型和幻燈片等傳統(tǒng)的教學(xué)手段遠(yuǎn)不能傳遞和表達(dá)繁多而抽象的分子生物學(xué)內(nèi)容，更無(wú)法讓學(xué)生深入理解抽象的教學(xué)內(nèi)容。而動(dòng)畫(huà)、微課和精品資源庫(kù)等網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)資源的應(yīng)用很大程度上解決了這一難點(diǎn)，使得抽象復(fù)雜的內(nèi)容在多媒體教學(xué)中更加簡(jiǎn)單化、直觀(guān)化和具體化，同學(xué)們也更容易理解分子生物學(xué)。如DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的生物合成、乳糖操縱子模型、衰減子模型，轉(zhuǎn)座位子模型，DNA重組Holliday模型都可制作成微課，以動(dòng)畫(huà)和微課模式展示在同學(xué)面前，利用動(dòng)畫(huà)和微課等直觀(guān)、生動(dòng)和主題鮮明的特點(diǎn)幫助同學(xué)理解。

四、理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合模式的運(yùn)用

分子生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性特別強(qiáng)的學(xué)科，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)理論課的配套課程，是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，與理論課密不可分，在課程設(shè)置中占有重要的地位。但是，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)條件要求相對(duì)比較高，使得學(xué)生對(duì)于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法有非常大的畏懼心理。針對(duì)學(xué)生的這種恐懼心理，我們合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并加大了實(shí)驗(yàn)課程的比重。為了讓學(xué)生由淺入深逐步認(rèn)識(shí)分子生物學(xué)常規(guī)技術(shù)，除了常規(guī)的每周4節(jié)課的實(shí)驗(yàn)課程外，我們還安排了分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)周、將質(zhì)粒提取、電泳檢測(cè)、基因克隆、載體構(gòu)建、酶切鑒定等方面的實(shí)驗(yàn)技術(shù)集中在實(shí)驗(yàn)周內(nèi)進(jìn)行，以便更系統(tǒng)地將DNA重組相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)傳授給學(xué)生，并在條件允許的情況下盡可能的把新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段介紹給學(xué)生。對(duì)分子生物學(xué)課程特別感興趣的同學(xué)，我們還鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的科研工作中去，利用現(xiàn)有的科研條件，引導(dǎo)學(xué)生思考并完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科研能力得到較高的提升。

五、教學(xué)師資的內(nèi)涵建設(shè)與發(fā)展

作為當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并與其他學(xué)科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域，分子生物學(xué)發(fā)展的突飛猛進(jìn)和分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異給分子生物學(xué)的課程教學(xué)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。在分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中，為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的高層次和高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要，為了使分子生物學(xué)課堂更加具有吸引力，作為教師更應(yīng)該對(duì)最新的研究熱點(diǎn)有敏銳的洞察力，因而教師自身專(zhuān)業(yè)素質(zhì)對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提升和對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。提高教師自身素質(zhì)，加強(qiáng)教學(xué)師資的內(nèi)涵建設(shè)與發(fā)展，我們主要從三方面著手：（1）實(shí)施以老帶新，為青年教師配備導(dǎo)師的制度和每周一次的教學(xué)討論，通過(guò)老師之間的經(jīng)驗(yàn)交流，相互學(xué)習(xí)和取長(zhǎng)補(bǔ)短，以期共同提高授課水平和教學(xué)能力；（2）通過(guò)在職培養(yǎng)、外出進(jìn)修和人才引進(jìn)等并舉的方式壯大師資力量。在職攻讀博士學(xué)位的方式加強(qiáng)青年教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；國(guó)內(nèi)外訪(fǎng)學(xué)計(jì)劃則拓寬了中青年教師視野；人才引進(jìn)則增強(qiáng)了提高教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和學(xué)術(shù)水平；（3）通過(guò)主持或參與產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)的各級(jí)教改和科研項(xiàng)目，提高教師自身的創(chuàng)新意識(shí)和科研素養(yǎng)，并滲透到教學(xué)之中，給學(xué)生以更多的啟迪和思考。

2010年以來(lái)開(kāi)展的《分子生物學(xué)》教學(xué)實(shí)踐改革證明，多元獲取教學(xué)模式在分子生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，提高了教與學(xué)的效率，促進(jìn)了老師和學(xué)生的互動(dòng)，教與學(xué)相得益彰，取得了較好的教學(xué)效果。

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