在生物技術(shù)專業(yè)應(yīng)用研究型教學(xué)模式的探索
——以分子生物學(xué)課程為例

姚慶收，秦加陽(yáng)，武玉永，張小華，賽思翔

（濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東煙臺(tái)264003）

在生物技術(shù)專業(yè)應(yīng)用研究型教學(xué)模式的探索
——以分子生物學(xué)課程為例

姚慶收，秦加陽(yáng)，武玉永，張小華，賽思翔

（濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東煙臺(tái)264003）

將研究型教學(xué)模式引入生物技術(shù)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)，提高學(xué)生分析及解決問題能力、創(chuàng)新能力與自主學(xué)習(xí)能力，為培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

生物技術(shù)；研究型教學(xué)；分子生物學(xué)

研究型教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生勇于探究問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，也可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與自主學(xué)習(xí)能力[1]。我校分子生物學(xué)課程開設(shè)于生物技術(shù)專業(yè)三年級(jí)上學(xué)期，在生物技術(shù)專業(yè)知識(shí)體系的構(gòu)建過程中具有承上啟下的作用。分子生物學(xué)以細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)等課程為基礎(chǔ)，又可以為基因工程、細(xì)胞工程與生物制藥等課程教學(xué)奠定基礎(chǔ)，并且其所涵蓋的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用廣泛，是醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)技術(shù)工具。在以往的教學(xué)中，學(xué)生反饋該門課程學(xué)習(xí)難度大，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。為提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，為醫(yī)藥生物技術(shù)行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)，我們?cè)诜肿由飳W(xué)課程中進(jìn)行研究型教學(xué)探索。

1 在分子生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用研究型教學(xué)模式的必要性

1.1 培養(yǎng)應(yīng)用型人才需要開展研究型教學(xué)

我校生物技術(shù)專業(yè)以醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)。生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生只有具備較強(qiáng)的分析與解決問題能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)能力，才能滿足社會(huì)發(fā)展需求，而研究型教學(xué)恰恰能夠促進(jìn)學(xué)生這些方面能力的培養(yǎng)[2，3]。分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)核心課程，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和操作技能的培養(yǎng)都有至關(guān)重要的作用。因此，在該課程中開展研究型教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才起到較好的示范和引導(dǎo)作用。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)方式不利于分子生物學(xué)課程教學(xué)

分子生物學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。以我校分子生物學(xué)教學(xué)為例，其內(nèi)容繁雜、知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生理解、掌握、實(shí)驗(yàn)操作難度大。如果沿用傳統(tǒng)教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)，以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)接受，分子生物學(xué)理論的抽象性和實(shí)驗(yàn)操作的復(fù)雜性必然影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理，進(jìn)而影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

1.3 學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力需要強(qiáng)力引導(dǎo)

由于學(xué)生在高中階段處于高度緊張的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)入大學(xué)后，學(xué)習(xí)狀態(tài)變得較為松懈，加之大學(xué)階段課程開設(shè)方式和學(xué)習(xí)方式等的改變，所有課程的學(xué)習(xí)主要依賴于學(xué)生自己。課上，教師只是結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)把握教學(xué)大綱，傳授學(xué)生知識(shí)，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力、操作技能，往往講得多，對(duì)學(xué)生的要求少。大學(xué)階段隨著各種課外活動(dòng)的增加，互聯(lián)網(wǎng)、電子產(chǎn)品及網(wǎng)絡(luò)游戲等的沖擊，部分學(xué)生形成課前不預(yù)習(xí)、課上隨“心”走、課下人自由、考試靠突擊的學(xué)習(xí)態(tài)度。因此，需要探究教學(xué)方法，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，將學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

2 研究型教學(xué)模式在分子生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

鑒于分子生物學(xué)在生物技術(shù)專業(yè)課程體系中的核心地位以及進(jìn)行研究型教學(xué)的必要性，我們從教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了研究型教學(xué)探究。

2.1 構(gòu)建以教材為主、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為輔的研究型教學(xué)資源

DNA雙螺旋模型的建立成為現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的開端，而分子生物學(xué)作為一門生物類本科專業(yè)課程，現(xiàn)行的適用于本科生教學(xué)的教材較多。如在構(gòu)建研究性課程體系時(shí)采用的高等教育出版社出版的朱玉賢主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》、Robert·F· Weaver編著的《分子生物學(xué)》、戴余軍主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題集》等教材。中英文教材結(jié)合，不僅能使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)分子生物學(xué)知識(shí)，還能通過閱讀英文輔助教材提高閱讀英文文獻(xiàn)能力。此外，要及時(shí)將分子生物學(xué)理論和技術(shù)的新進(jìn)展資料上傳至學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生了解最新的分子生物學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

2.2 教學(xué)內(nèi)容模塊化重組，便于研究型教學(xué)設(shè)計(jì)

以我校分子生物學(xué)教學(xué)為例，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要包含3個(gè)模塊。模塊一為“DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯”，這部分內(nèi)容是本課程的基礎(chǔ)知識(shí)，難點(diǎn)不多，以原核生物為例來講解，穿插真核生物的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生容易理解和記憶。模塊二為“基因的表達(dá)調(diào)控”，該部分內(nèi)容中有些知識(shí)點(diǎn)比較難理解，例如，原核生物基因表達(dá)調(diào)控中的弱化機(jī)制、乳糖操縱子等，真核生物基因表達(dá)調(diào)控中的DAN甲基化、蛋白質(zhì)乙?；葍?nèi)容，而這些都屬于教學(xué)重點(diǎn)。模塊三是以上述兩個(gè)模塊內(nèi)容為基本原理衍生來的“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用”，這部分內(nèi)容與前面兩個(gè)模塊的內(nèi)容互為依托。例如，PCR技術(shù)及其衍生技術(shù)都是基于DNA復(fù)制原理，只要把DNA復(fù)制原理理解透徹，這部分內(nèi)容就會(huì)比較容易理解；酵母單雜交、雙雜交技術(shù)依賴于基因表達(dá)調(diào)控中的DNA與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用。此外，該模塊還包括相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，通過具體的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用能力。教學(xué)內(nèi)容的模塊化重組使課程內(nèi)容更有序，有利于研究型教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.3 教學(xué)過程的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)教學(xué)過程、選擇教學(xué)方法時(shí)，要適應(yīng)研究型教學(xué)需要，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生問題解析能力、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，從單純的知識(shí)傳授向帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探究問題、學(xué)習(xí)知識(shí)和技能并實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用轉(zhuǎn)變，從以教師講授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)為主，重點(diǎn)開展以問題式教學(xué)、案例式教學(xué)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和參與教師科研為主的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.3.1 問題式教學(xué)設(shè)計(jì)帶著問題學(xué)習(xí)，容易激發(fā)學(xué)生好奇心。在模塊一“DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯”和模塊二“基因的表達(dá)調(diào)控”教學(xué)中，可采用問題式教學(xué)方法，針對(duì)不同內(nèi)容設(shè)計(jì)不同問題。在設(shè)計(jì)問題時(shí)，要注意緊扣教學(xué)內(nèi)容，避免脫離教學(xué)目的。例如針對(duì)“DNA的復(fù)制”內(nèi)容設(shè)計(jì)教學(xué)：首先，引用1958年Meselson和Stahl利用15N標(biāo)記大腸桿菌DNA的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生推導(dǎo)DNA的復(fù)制模式；其次，以原核生物主要遺傳物質(zhì)為例闡述DNA復(fù)制過程，要求學(xué)生掌握蛋白或者酶在復(fù)制過程中所起的作用與先后使用順序，然后觀察DNA雙鏈的變化，再以蛋白或者酶的作用為媒介，將DNA復(fù)制過程完整描述出來，加深對(duì)DNA復(fù)制的印象；最后，通過比較原核生物和真核生物主要遺傳物質(zhì)在復(fù)制時(shí)的異同，進(jìn)一步加深對(duì)該部分內(nèi)容的理解。將這些問題通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)布置給學(xué)生，讓學(xué)生課下查閱教材和網(wǎng)絡(luò)資料，養(yǎng)成課下自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而將課下變成自學(xué)場(chǎng)所，將課堂變成基于問題進(jìn)行討論的場(chǎng)所，引導(dǎo)學(xué)生踴躍參與到課堂中，再根據(jù)學(xué)生的回答和討論結(jié)果，進(jìn)行有重點(diǎn)、有目的的講解和總結(jié)，改變傳統(tǒng)以教師講解為主的授課方式，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.3.2 案例式教學(xué)設(shè)計(jì)案例式教學(xué)法是一種運(yùn)用案例進(jìn)行課程教學(xué)的方法，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力[4，5]。在模塊三“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用”教學(xué)中，可穿插案例式教學(xué)設(shè)計(jì)，將相關(guān)或者相銜接的實(shí)驗(yàn)技術(shù)整合為一個(gè)案例進(jìn)行教學(xué)。授課教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)要求確定案例，并規(guī)定材料搜集原則和方向。在授課時(shí)，不是就某個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行原理講授，而是對(duì)實(shí)際案例從實(shí)驗(yàn)角度進(jìn)行推導(dǎo)，最終歸結(jié)到該實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理，并要求學(xué)生思考這一實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以歸結(jié)為模塊一或二中的哪一個(gè)機(jī)制。例如在講解PCR技術(shù)時(shí)，確定案例為PCR技術(shù)、RT-PCR技術(shù)和熒光定量PCR技術(shù)，要求學(xué)生收集相關(guān)技術(shù)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)以及這些技術(shù)間的區(qū)別與聯(lián)系等資料，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)該技術(shù)的基本原理是分子生物學(xué)中的哪一個(gè)機(jī)制。在案例式教學(xué)中，授課班級(jí)學(xué)生以小組形式進(jìn)行分工合作，由各小組分別匯報(bào)收集的材料，最后教師對(duì)各小組案例分析內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與補(bǔ)充，并客觀地給予小組成員成績(jī)?cè)u(píng)定，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過案例式教學(xué)，學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力得到了極大提高，參與實(shí)驗(yàn)的積極性也顯著提高。

2.3.3 綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)[6]。分子生物學(xué)是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置關(guān)系到學(xué)生操作技能、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。在研究型教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先通過綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目強(qiáng)化學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含一般實(shí)驗(yàn)室常用的DNA操作技術(shù)和蛋白質(zhì)操作技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生做到“3個(gè)獨(dú)立”，即獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作、獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能和獨(dú)立分析問題、解決問題能力，提高自主完成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。然后加?qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，為了防止設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過于寬泛而失去設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的意義，授課教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源，限定可以選擇哪些實(shí)驗(yàn)技術(shù)解決某個(gè)問題，要求學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，并由指導(dǎo)教師評(píng)判項(xiàng)目設(shè)計(jì)的可行性和實(shí)施情況。通過這一過程，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和綜合運(yùn)用知識(shí)能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.3.4 引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研課題，提高分子生物學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力開放實(shí)驗(yàn)室，將專業(yè)授課教師研究方向和重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容提供給學(xué)生，教師根據(jù)自己的科研安排提供3～5個(gè)名額，讓學(xué)生參與到科學(xué)研究中。本專業(yè)教師雖然研究方向不同，但在課題研究過程中都會(huì)用到分子生物學(xué)知識(shí)。學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇相關(guān)的教師，并在教師指導(dǎo)下進(jìn)行科研課題的研究。如此，能提高學(xué)生應(yīng)用分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力、分析問題能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力、創(chuàng)新能力和自學(xué)能力。

總之，應(yīng)用研究型教學(xué)模式，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，還激發(fā)了學(xué)生積極參與科研的興趣，不斷有學(xué)生在各級(jí)各類大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)技能大賽中獲得較好的成績(jī)，同時(shí)也使學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力得到了鍛煉，為培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 展望

高等院校要想培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才，就需要適應(yīng)生物技術(shù)行業(yè)的發(fā)展需求，探索應(yīng)用研究型教學(xué)模式。應(yīng)用型人才不僅需要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)實(shí)踐操作技能，還要具備自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。通過研究型教學(xué)改革，借助教學(xué)資源豐富的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，應(yīng)用問題式教學(xué)方法、案例式教學(xué)方法等，引導(dǎo)學(xué)生積極參與科研課題研究，培養(yǎng)學(xué)生成為勤于思考問題、解析問題、嘗試創(chuàng)新的人才。研究型教學(xué)模式的應(yīng)用必將在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面發(fā)揮更大的作用，成為應(yīng)用型專業(yè)教學(xué)改革中值得探究的模式。

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G420

A

1671-1246（2017）11-0009-03

注：本文系濱州醫(yī)學(xué)院教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（JYKT201512）