圖志班分子生物學(xué)課程教學(xué)方式改革探索

李月 張樺 劉曉東 夏木斯亞·卡坎

摘要：分子生物學(xué)是生命科學(xué)類學(xué)生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。目前分子生物學(xué)教學(xué)主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，存在諸多弊端。本文從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、課程考核方式等四方面對(duì)分子生物學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革，以期顯著改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué);教學(xué)改革;學(xué)習(xí)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）36-0099-02

分子生物學(xué)是研究核酸和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的學(xué)科，是一門前沿性強(qiáng)、發(fā)展迅速、對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域各分支學(xué)科具有廣泛和深入影響的學(xué)科[1]。該學(xué)科于1953年開始建立，到20世紀(jì)70年代形成了較完整的理論體系，國外高校在80年代開始在生物學(xué)課程中加設(shè)分子生物學(xué)方向的內(nèi)容，自90年代后國內(nèi)外高校和科研院所的生命科學(xué)方向?qū)I(yè)逐步都開設(shè)有分子生物學(xué)課程。該課程內(nèi)容的建設(shè)與生物化學(xué)密切相關(guān)，形式上又與整體高校教學(xué)改革相適應(yīng)?？v觀近20年分子生物學(xué)課程建設(shè)發(fā)展歷程，總結(jié)有以下特點(diǎn)：教學(xué)形式上由傳統(tǒng)的面授向面授與網(wǎng)絡(luò)課堂相結(jié)合轉(zhuǎn)變;教學(xué)方法上越來越注重計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，采用啟發(fā)式教學(xué)、任務(wù)式教學(xué)、微課教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)等多種方法組合教學(xué);實(shí)踐教學(xué)方面從掌握技術(shù)和原理向科研型實(shí)踐教學(xué)體系轉(zhuǎn)變;教學(xué)內(nèi)容上不斷引入新的研究成果和研究方法，緊跟該學(xué)科研究的最新進(jìn)展;考核方式上從單純?cè)嚲砘驅(qū)嶒?yàn)報(bào)告為依據(jù)向多元化考核評(píng)價(jià)體系轉(zhuǎn)變[2]。分子生物學(xué)作為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)、生物技術(shù)、種子科學(xué)與工程等專業(yè)普遍開設(shè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，以及本校生命科學(xué)類研究生的主干專業(yè)課程，在學(xué)生由基礎(chǔ)課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。

一、存在的問題

目前我校大部分課程包括《分子生物學(xué)》的授課采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，即教師在課堂上“滿堂灌”，學(xué)生被動(dòng)的接受。經(jīng)過幾輪的教學(xué)循環(huán)，我們發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)效果不佳，存在一些問題。首先，在教學(xué)過程中，學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣并不高甚至出現(xiàn)恐學(xué)的現(xiàn)象;其次，目前分子生物學(xué)內(nèi)容理論性太強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生覺得枯燥無味，缺乏學(xué)習(xí)的動(dòng)力;最后，分子生物學(xué)雖然發(fā)展迅猛，但是與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能影響人們的生活，使得學(xué)生有一種誤解，覺得這些理論知識(shí)與他們的生活、工作、事業(yè)離得太遠(yuǎn)，還不如考取各種證書來的實(shí)際。造成這種現(xiàn)象的原因，一方面是教師受理論教時(shí)的限制，不能給學(xué)生足夠多的時(shí)間去引導(dǎo)，另一方面，學(xué)生也沒有充分發(fā)掘自己的主觀潛能，缺乏自信[3]。圖志班學(xué)生是新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)面向全校招收的各個(gè)專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生，對(duì)他們的培養(yǎng)目標(biāo)是科研創(chuàng)新型人才，重點(diǎn)培養(yǎng)他們的科研能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。因此，對(duì)圖志班學(xué)生《分子生物學(xué)》教學(xué)方式改革迫在眉睫。

二、分子生物學(xué)改革

1.理論教學(xué)改革。分子生物學(xué)是一門介紹生命微觀分子世界的學(xué)科，學(xué)習(xí)DNA為何物，以什么形式存在于生命體中，基因轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)表達(dá)到底是一個(gè)怎樣的過程。這些知識(shí)學(xué)生幾乎沒有任何感性認(rèn)識(shí)。如果我們還是“填鴨式”的教學(xué)，沒有發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，最后這門課的講解就變成教師的獨(dú)角戲了。為了打破這種傳統(tǒng)教學(xué)模式，我們本著以學(xué)生為主體的以研究為目的的學(xué)習(xí)方式，在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入啟發(fā)式、問題導(dǎo)向式和案例式相結(jié)合的教學(xué)方法，目的是使學(xué)生參與到教學(xué)中，是共同參與的過程，而不是教師的獨(dú)角戲[4]。比如在課程教學(xué)之前，我們利用啟發(fā)式方法教學(xué)，從學(xué)生已有的宏觀認(rèn)知世界出發(fā)，啟發(fā)學(xué)生了解宏觀的生物體是由系統(tǒng)器官組成，再次是組織細(xì)胞，然后到細(xì)胞器，最后展示這門課程所要研究的對(duì)象——核酸和蛋白質(zhì)，逐層次地深入介紹，一步步地啟發(fā)，逐步把學(xué)生帶到生命的微觀分子世界里，使學(xué)生大體了解核酸和蛋白質(zhì)在生物體中是一種什么樣的狀態(tài)，在細(xì)胞中大致是怎么活動(dòng)的，從而引入分子生物學(xué)的內(nèi)容。此時(shí)再講具體章節(jié)時(shí)根據(jù)不同的知識(shí)點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法相結(jié)合的授課方式，使學(xué)生最終理解何為分子生物學(xué)。比如在講色氨酸操縱子的時(shí)候，我們采用問題導(dǎo)向式，結(jié)合案例，設(shè)定一個(gè)場景?！凹偃绠厴I(yè)后你們到一家跨國生物技術(shù)公司應(yīng)聘，公司給你們布置了一道面試題：如何大幅提高大腸桿菌生產(chǎn)氨基酸的產(chǎn)量，以色氨酸為例，設(shè)計(jì)具體詳細(xì)的工作方案。最終依據(jù)你們的方案決定你們的去留。那么這個(gè)答案就在色氨酸操縱子學(xué)說這一節(jié)的內(nèi)容中?！蓖ㄟ^情景假設(shè)，給他們一種感同身受的壓力，同時(shí)引入問題，激發(fā)他們學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的積極性和主動(dòng)性。通過這種方法，使學(xué)生帶著問題來學(xué)習(xí)理論知識(shí)，可以大大提高學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，沒有科研實(shí)踐，對(duì)理論知識(shí)是難以真正理解和掌握的，因此應(yīng)加重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為分子生物學(xué)課程中非常重要的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。對(duì)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，主要圍繞現(xiàn)代生物技術(shù)的核心“基因工程技術(shù)”為主要內(nèi)容開展實(shí)驗(yàn)課對(duì)理論知識(shí)驗(yàn)證，主要以大腸桿菌為研究對(duì)象進(jìn)行基因的克隆和轉(zhuǎn)化、載體構(gòu)建、基因的表達(dá)和檢測實(shí)驗(yàn)，中間貫穿講解以中心法則為理論主線的各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)。但具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作由學(xué)生自己設(shè)計(jì)，教師負(fù)責(zé)把關(guān)。比如我們講完DNA復(fù)制時(shí)，根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)，給學(xué)生布置一個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)：以大腸桿菌為研究對(duì)象，在體外怎么進(jìn)行大腸桿菌基因的克?。恐v完轉(zhuǎn)錄和翻譯時(shí)又設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在體外怎么進(jìn)行基因的表達(dá)呢？講完基因表達(dá)調(diào)控時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)：外界環(huán)境是怎么調(diào)控基因表達(dá)的？讓學(xué)生自己查找資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)課中針對(duì)他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這樣開展實(shí)驗(yàn)課的目的是，一方面使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，發(fā)現(xiàn)所學(xué)的內(nèi)容確實(shí)是有用的，激發(fā)他們學(xué)習(xí)該門課程的興趣;另一方面，學(xué)生通過查找相關(guān)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，更加鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，達(dá)到真正理解的目的。這種邊實(shí)踐邊學(xué)習(xí)理論的模式是用實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，用理論去指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后再用實(shí)驗(yàn)加深理論知識(shí)的理解，整個(gè)教學(xué)模式遵循從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，再到感性認(rèn)識(shí)的認(rèn)知規(guī)律，逐步帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入一個(gè)良性的認(rèn)知循環(huán)中。

3.分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。圖志班的學(xué)生不同于其他學(xué)生，他們要在最短的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，選擇導(dǎo)師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相關(guān)的科研訓(xùn)練。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，我們建立和完善分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，在努力提高課堂授課水平的基礎(chǔ)上，將教學(xué)課件和相關(guān)知識(shí)視頻及延伸閱讀資料和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及試題作業(yè)上傳至網(wǎng)站，要求學(xué)生課后主動(dòng)查閱、獨(dú)立完成作業(yè)，并通過網(wǎng)站建立互動(dòng)和評(píng)價(jià)體系。這樣，一方面可以有效的利用網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展教學(xué)空間，另一方面提高學(xué)生的主動(dòng)參與性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的興趣，對(duì)今后的科研和個(gè)人發(fā)展都具有積極的推動(dòng)作用。

4.考核方式的改革。傳統(tǒng)的考核方式就是紙質(zhì)化考試，結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績和平時(shí)成績?nèi)糠?，按照一定比例評(píng)分，綜合后給出最終的考試成績。針對(duì)圖志班的理論教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，有必要制定相對(duì)應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)。圖志班共20個(gè)學(xué)生，我們按照自由結(jié)合的原則，每4個(gè)學(xué)生為一個(gè)小組，從單元自測、課堂問答、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)技能方面給予綜合評(píng)分。比如課后習(xí)題環(huán)節(jié)，每講完一個(gè)章節(jié)，會(huì)讓學(xué)生在已建好的習(xí)題集上解答對(duì)應(yīng)章節(jié)的習(xí)題，鞏固理論知識(shí)，然后進(jìn)行網(wǎng)上小章自測，作為一個(gè)考核成績。比如課堂提問環(huán)節(jié)，將課程按章節(jié)分成10個(gè)部分，每個(gè)部分結(jié)束后，都設(shè)計(jì)一次知識(shí)競賽，每個(gè)人都是競賽的主體，以小組為單位進(jìn)行提問，各個(gè)小組搶答，如果一個(gè)成員沒有回答完整，小組其他成員可以進(jìn)行補(bǔ)充，采用游戲中的累積加分制，教師現(xiàn)場直接打分進(jìn)行累積，以最終的成績作為一個(gè)考核成績;比如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)，每個(gè)小組選派代表對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，以最佳實(shí)驗(yàn)方案作為實(shí)驗(yàn)操作方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，給出一個(gè)考核成績。最后，考試時(shí)，設(shè)定一個(gè)開放課題，比如，根據(jù)我們所學(xué)的知識(shí)，制訂一個(gè)基因克隆和基因表達(dá)的實(shí)驗(yàn)方案，在這個(gè)過程中涉及到分子生物學(xué)中的哪些知識(shí)點(diǎn)？這個(gè)問題的設(shè)定也是為后面《生物技術(shù)引論與實(shí)踐》課程的開設(shè)奠定一個(gè)基礎(chǔ)。他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可能不完整，但是通過這樣一個(gè)訓(xùn)練過程，使他們對(duì)基因工程有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。通過后面《生物技術(shù)引論與實(shí)踐》的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)，使他們?nèi)嬲莆辗肿由飳W(xué)最基本的實(shí)驗(yàn)技能，為他們后續(xù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展科研活動(dòng)，奠定一個(gè)非常好的基礎(chǔ)。最終結(jié)合以上考核環(huán)節(jié)，給出最終成績。

三、結(jié)語

上述四者是有機(jī)的整體，網(wǎng)絡(luò)課程中心的建設(shè)擴(kuò)展了教學(xué)的時(shí)間和空間，新的教學(xué)方法和手段的運(yùn)用提高了教學(xué)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)促進(jìn)了理論與實(shí)踐、教學(xué)和科研的結(jié)合，考核方式的改革提升了學(xué)生的綜合水平，最終四者共同作用，提高了教學(xué)整體水平，為圖志班學(xué)生學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]劉曉東，李月，葛杰，張樺.高等農(nóng)業(yè)院校分子生物學(xué)教學(xué)改革新探索[J].高教學(xué)刊，2015，（15）：89-90.