新建地方本科院校生物技術(shù)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)改革探討與實(shí)踐

姚飛虹，趙麗萍，馮紀(jì)南，黃紅英，楊德俊，王睿琪，張 輝　(湘南學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系，湖南郴州 423000)

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新建地方本科院校生物技術(shù)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)改革探討與實(shí)踐

姚飛虹，趙麗萍，馮紀(jì)南，黃紅英，楊德俊，王睿琪，張 輝*(湘南學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系，湖南郴州 423000)

分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課程。該課程的特點(diǎn)是:理論性強(qiáng)、符號(hào)名詞多、抽象、難懂難記。課程所涉及的范圍廣，與生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)以及化學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科存在廣泛交叉。由于它發(fā)展迅速，新技術(shù)、新方法、新概念又不斷涌現(xiàn)，給課程的教與學(xué)帶來相當(dāng)難度[1]。筆者根據(jù)湘南學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)發(fā)酵工程培養(yǎng)方向的要求，結(jié)合學(xué)校的現(xiàn)有資源,對(duì)近幾年來《分子生物學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考核方式等方面的教學(xué)改革探索經(jīng)歷進(jìn)行了總結(jié)。

1明確培養(yǎng)目標(biāo),選好教材

教材是教學(xué)最基本材料,是學(xué)生獲取知識(shí)的最主要源泉。現(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，利用分子生物學(xué)技術(shù)的原理進(jìn)行改良菌種并提高產(chǎn)量，生產(chǎn)胰島素、生長(zhǎng)素等藥物，分子生物學(xué)課程學(xué)習(xí)尤為重要，而合適的教材對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)及學(xué)以致用可以起到事半功倍的作用[2]。目前學(xué)校主要選用北京大學(xué)朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》，從第三版到現(xiàn)如今的第四版，它的知識(shí)體系較完整，內(nèi)容較前沿，尤其是第四版，對(duì)分子生物學(xué)研究方法的部分內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，突出強(qiáng)調(diào)了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理及應(yīng)用，對(duì)真核基因表達(dá)調(diào)控的內(nèi)容進(jìn)行了新的調(diào)整、歸納和增加，這些內(nèi)容均體現(xiàn)了分子生物學(xué)的最新技術(shù)和研究成果。同時(shí)，為了讓學(xué)生更好更快地了解分子生物學(xué)的基本內(nèi)容，向?qū)W生推薦了由趙亞華編著的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》，鄭用璉等翻譯的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》(美國(guó)Robert F Wear 編著)，西爾維恩·W·勒潘、王勇著的《英漢對(duì)照分子生物學(xué)導(dǎo)論》等著名的分子生物學(xué)參考教材。在主講教師的指導(dǎo)下，有針對(duì)性地閱讀和學(xué)習(xí)，滿足了大多數(shù)學(xué)生考研的需要，加深了學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)的理解，取得較好的教學(xué)效果。

2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,做到“少而精”

分子生物學(xué)課程中涉及生物大分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容可以適當(dāng)簡(jiǎn)化,避免與其他課程之間的重復(fù),分子生物學(xué)實(shí)際上是由生物化學(xué)延伸而來的,不可避免地重復(fù)了大量的生物化學(xué)中的有關(guān)內(nèi)容,而這些內(nèi)容講解時(shí)可以壓縮。

以中心法則為軸，講解核酸的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的合成、真核、原核基因表達(dá)調(diào)控、分子生物學(xué)常用技術(shù)。重點(diǎn)講解參與生物信息傳遞過程的各類因子是如何相互作用的,真核與原核生物基因的表達(dá)與調(diào)控，原癌基因、抑癌基因的基本概念和基本功能，DNA的定性和定量分析方法，反義RNA、小分子干擾RNA、微小RNA技術(shù)等突出分子生物水平上的新知識(shí),避免與生物化學(xué)以及細(xì)胞生物學(xué)等課程的不必要重復(fù)。

3優(yōu)化教學(xué)方法,多種教學(xué)方式結(jié)合

傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式中，學(xué)生被動(dòng)地聽和記，師生互動(dòng)少，較難調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。因此，在理論教學(xué)過程中，采取的是問題法、討論法與傳統(tǒng)的講授相結(jié)合的方式。

應(yīng)用多媒體教學(xué)與板書手段，把抽象的知識(shí)點(diǎn)，如原核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯的起始過程，用動(dòng)畫或者經(jīng)典視頻展示出來，生動(dòng)形象，幫助學(xué)生理解抽象的知識(shí)，再提出問題：原核生物翻譯起始因子有哪些？各有什么作用？翻譯起始過程又可以分成幾個(gè)步驟？由學(xué)生思考回答后板書出來。

在課程結(jié)束時(shí)提出下次課的兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)做為課后作業(yè)，把學(xué)生分成幾個(gè)小組，每組準(zhǔn)備相應(yīng)的任務(wù)，屆時(shí)由他們?cè)谡n堂上講解該部分內(nèi)容，其余學(xué)生提問。這樣激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)會(huì)查找文獻(xiàn)資料，參加分子生物學(xué)相關(guān)論壇，關(guān)注最新研究進(jìn)展，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)[3]。

4利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源和科研力量創(chuàng)建和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

分子生物學(xué)的理論知識(shí)點(diǎn)的提出都以堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)為依據(jù)。實(shí)驗(yàn)是掌握現(xiàn)代分子生物學(xué)精髓的主要途徑，分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲入多門學(xué)科，促進(jìn)了這些學(xué)科的發(fā)展。因此，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的掌握，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、探索及研究生命科學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。

根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系分為“基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”4 個(gè)模塊，旨在讓學(xué)生學(xué)會(huì)微量操作技術(shù)，以及掌握分子生物學(xué)基本操作技能。

以基礎(chǔ)性、綜合性實(shí)驗(yàn)為主，如以DNA、RNA基本操作技術(shù)為核心，開設(shè)核酸的提取、純化、鑒定實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占10%，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用所掌握的基本原理方法，選擇實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法、儀器等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如“擴(kuò)增自己感興趣的某一基因”。而創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)作為選做項(xiàng)目，要依托教師的科研課題，往往在學(xué)生畢業(yè)論文時(shí)進(jìn)行。通過近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積累，以及學(xué)校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的不斷增加，已逐漸在形成由易至難、由淺入深、由基礎(chǔ)到應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

5充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，增加課外教學(xué)互動(dòng)

5.1生物信息網(wǎng)站教學(xué)隨著學(xué)校教育信息化建設(shè)的不斷完善，學(xué)校的教室授課電腦可直接連接互聯(lián)網(wǎng)，因此課堂上可充分利用互聯(lián)網(wǎng)上的免費(fèi)資源，可進(jìn)入生物信息網(wǎng)站，如NCBI、EBI等網(wǎng)站查找文獻(xiàn)和基因等信息進(jìn)行教學(xué)，了解基因及與某些重大疾病相關(guān)基因的研究進(jìn)展等，利于學(xué)生尋找自己感興趣的基因，也利于后續(xù)課程基因工程的學(xué)習(xí)[5]。

5.2網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)傳統(tǒng)課堂教學(xué)時(shí)間有限，教師的講解不可能面面俱到，學(xué)生也不可能在短時(shí)間內(nèi)完全理解抽象的知識(shí)[6]。教師在個(gè)人世界大學(xué)城里建設(shè)課程特色專欄，包括分子生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)要求、教學(xué)視頻、圖片、演示文稿等子欄目，以及鏈接著名院校的分子生物學(xué)精品課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，這樣通過課外教學(xué)互動(dòng)，幫助學(xué)生更好地掌握基本知識(shí)和技術(shù)原理，幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。2014年網(wǎng)絡(luò)空間建設(shè)和應(yīng)用獲得校級(jí)二、三等獎(jiǎng)。

課前，學(xué)生可以進(jìn)入教師空間了解本門課程的基本情況。例如，教師有關(guān)本次課的問題，加入群組中讓學(xué)生討論，亦或上傳一些視頻、圖片，布置相關(guān)作業(yè)，如要求學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上尋找與主題相關(guān)的資料等，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入課前的自主預(yù)習(xí)。課后，學(xué)生可以在名師講壇視頻、教學(xué)錄像，分子生物學(xué)前沿論壇、講座等欄目中自主學(xué)習(xí)、提問，和老師、同學(xué)進(jìn)行交流、討論。

6加強(qiáng)各教學(xué)環(huán)節(jié)的考核

考核是督促學(xué)習(xí)和檢查學(xué)習(xí)效果的必要手段,考核等同于傳統(tǒng)的 “考試”[7]，打破傳統(tǒng)的由課后作業(yè)、考勤紀(jì)律、期末考試三合一的評(píng)分模式。新的評(píng)分模式中，期末考試占70%，增加教學(xué)活動(dòng)中其他各環(huán)節(jié)的考核，課堂回答問題與課堂討論占10%，小組論文報(bào)告占10%，實(shí)驗(yàn)考核占10%。

課堂回答問題與課堂討論、小組論文形式對(duì)學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)有較好的幫助，了解到學(xué)生感興趣的知識(shí)點(diǎn)，也利于教師把握課堂教學(xué)效果。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，除了考勤和紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)記錄、課堂提問和實(shí)驗(yàn)報(bào)告各占20%之外，設(shè)置了單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的考核(20%)，主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作方法、注意事項(xiàng)的考核，學(xué)生鞏固了理論知識(shí)，又掌握了良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，利于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握和應(yīng)用。

7不斷提升教師自身的知識(shí)能力，提高授課質(zhì)量

教師是教學(xué)的主體，是人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、教學(xué)改革和科學(xué)研究的直接承擔(dān)者，其教學(xué)水平的高低直接關(guān)系到整個(gè)教學(xué)過程。分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，因此，教師首先應(yīng)努力提高自我專業(yè)理論。教師必須閱讀大量文獻(xiàn)，不斷更新自身知識(shí)，如在講解疾病與人類健康時(shí)，結(jié)合生物探索、生物谷、科學(xué)網(wǎng)上的相關(guān)研究動(dòng)態(tài)，逐步深入原癌基因、抑癌基因的相互作用與重大疾病的發(fā)生機(jī)制的關(guān)系。其次，提高自己的實(shí)驗(yàn)技能，只有自己具有扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，才能夠靈活運(yùn)用各種教學(xué)技巧，實(shí)現(xiàn)知識(shí)由教師到學(xué)生的傳遞。同時(shí)，教師要積極參與或主持科研項(xiàng)目，將查閱文獻(xiàn)和研究過程中得到的新概念、理論、方法和研究成果反映到教學(xué)中，縮短教材內(nèi)容和分子生物學(xué)發(fā)展之間的差距。

8結(jié)語

雖然通過近年來分子生物學(xué)的教學(xué)改革實(shí)踐，注重理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)方式多樣化相結(jié)合，課程的開設(shè)越來越合理，使學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)得以鞏固，實(shí)驗(yàn)技能得以提高。但是隨著分子生物學(xué)發(fā)展日益迅猛及其與藥學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相互滲透，還有以下幾方面需要提高：①增加實(shí)驗(yàn)臺(tái)套數(shù)，增加設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。②教師應(yīng)加強(qiáng)參與主持分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)、藥學(xué)交叉課題的研究，利于地方應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

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摘要分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)的必修課程，為提高分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)地方應(yīng)用型人才，結(jié)合湘南學(xué)院現(xiàn)有資源，總結(jié)近幾年來的分子生物學(xué)教學(xué)，從理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)、課程考核等方面進(jìn)行了一些探討與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞分子生物學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)實(shí)踐

Exploration and Practice of the Teaching Reform of Molecular Biology in Biotechnology of Newly Established Undergraduate Universities

YAO Fei-hong, ZHAO Li-ping, FENG Ji-nan, ZHANG Hui*et al(Department of Chemistry and Life Science, Xiangnan University, Chenzhou, Hunan 423000)

AbstractMolecular biology is one of the compulsory course in biological technology, in order to improve the teaching quality of molecular biology, and cultivate practical talents in local universities, combined with existing resources, the practical exploration in teaching of molecular biology in recent years was reviewed, including the theory of teaching contents, teaching methods, experimental teaching, network space and course assessment.

Key wordsMolecular biology; Teaching method; Teaching practice

收稿日期2015-04-29

作者簡(jiǎn)介姚飛虹(1982-),女,湖南武岡人,講師,碩士，從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究。*

通訊作者，教授，博士，從事分子藥理學(xué)研究。

基金項(xiàng)目2013年湘南學(xué)院校級(jí)教學(xué)改革研究立項(xiàng)項(xiàng)目(240-15；240-79號(hào))；2014年普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究立項(xiàng)(湘教通[2014]247-497號(hào))。

中圖分類號(hào)S-01

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-379-02