農(nóng)學專業(yè)《分子生物學》課程改革與實踐

王少奎 馬啟彬 王蘭 劉桂富 陳志雄 杜威振

摘? 要：分子生物學是華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學專業(yè)的必修課程。本教學團隊近年來從教學大綱優(yōu)化、教材體系建設、學情分析與教學內容設計、教學方法與策略等方面著手，在實踐中不斷革新、提高教學質量。連續(xù)多年的教學實踐表明，相關改革措施成效明顯，極大促進了學生的學習積極性、提升了專業(yè)感情，為培養(yǎng)服務于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新型人才奠定了基礎。

關鍵詞：農(nóng)學專業(yè);分子生物學;教學改革與實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）08-0131-03

Abstract： Molecular biology is a compulsory coursefor agronomyin South China Agricultural University. In recent years， the teaching team has started from the aspects of syllabus optimization， textbook system construction， academic analysis and teaching content design， teaching methods and strategies， and constantly innovates and improves teaching quality in practice. The teaching practice for many years has shown that the relevant reform measures have achieved remarkable results， greatly promoting the students' enthusiasm for learning， enhancing professional feelings， and laying the foundation for cultivating innovative talents who serve modern agriculture.

Keywords： agronomy; molecular biology; teaching reform and experience

前言

上個世紀中期，核酸被確定為主要的遺傳物質，隨后DNA的雙螺旋結構被揭示;進入到上世紀后期，遺傳重組技術、PCR技術以及核酸測序技術相繼出現(xiàn)、發(fā)展迅猛。分子生物學作為一門學科也應運而生，并成為當前最前沿、最活躍的學科之一[1，2]。分子生物學相關理論與技術方法已經(jīng)滲透了生命科學各個研究領域，全面促進了當今理、工、農(nóng)、醫(yī)等多個學科的發(fā)展，是從事生命及農(nóng)業(yè)科學研究和工作必備的工具和知識體系，該學科的教學工作至關重要[3]。該課程已成為高校生物類、農(nóng)學以及醫(yī)學等專業(yè)的基礎課程，也是學生掌握生物技術的最重要課程之一。

國內高等院校自上世紀80年代以來，陸續(xù)開設分子生物學課程。華南農(nóng)業(yè)大學辦學歷史悠久，已經(jīng)面向農(nóng)學專業(yè)開設該課程長達20余年。針對該課程存在的研究方法與手段發(fā)展極為迅速、理論知識抽象、實踐教學環(huán)節(jié)薄弱等問題，結合前人的經(jīng)驗和多年的教學實踐，從教材選用、教學內容、教學模式以及課程學習效果等方面進行研究和探索，充分說明教什么、怎么教以及教的怎么樣幾個教學中的關鍵問題。全方位、多維度地提高教學效率，增強學生學習效果，為培養(yǎng)服務于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高素質、創(chuàng)新型人才奠定基礎。

一、立足專業(yè)培養(yǎng)方案，整體規(guī)劃教學內容

經(jīng)過長期實踐，分子生物學成為華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學專業(yè)必修課、農(nóng)學丁穎創(chuàng)新班的專業(yè)選修課。在課程開設前，相關專業(yè)的學生已經(jīng)修習了生物化學、遺傳學等專業(yè)基礎課程，且在課程內容中與分子生物學存在一定的交叉;部分學生還會繼續(xù)選修基因組學、生物信息學以及基因工程實驗等課程，分子生物學成為學習這些課程的必要基礎。因此，我們根據(jù)農(nóng)學專業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程教學大綱進行總體設計，根據(jù)學生已有的知識體系，突出教學重點，強調課程特色，提高教學效率。采用的具體措施主要包括以下兩個方面。

（一）合理選用教材

分子生物學幾乎是現(xiàn)代生命科學研究領域發(fā)展最為迅速、最具活力的學科。該學科相關的出版教材也非常豐富，包括《現(xiàn)代分子生物學》（朱玉賢，高教出版社，2007）、《分子生物學教程》（趙亞華，科學出版社，2006）、《基礎分子生物學》（鄭用璉，高教出版社，2012）等。針對于農(nóng)學專業(yè)的專業(yè)特點，我們選用鄭用璉主編的《基礎分子生物學》作為參考書;在實際教學中，適當脫離教材，對于本書中所涉及的遺傳學和生物化學教學內容做必要提示，自學為主;對于研究前沿，密切追蹤，及時跟進，將最新的研究方法和研究進展融入到課堂教學。在教學過程中，引導學生查閱《Gene VIII》（Lewin.B，Oxford University Press，2007）、《Molecular Biology》影印版（Robert F. Weaver 科學出版社2001）等英文書籍和專業(yè)文獻，在學習專業(yè)知識的同時，提高英文閱讀水平，拓寬知識面。

（二）優(yōu)化教學大綱

制定教學大綱時，充分考慮遺傳學、生物化學和分子生物學等課程的教學內容，結合開設的實驗課程，進行總體設計。經(jīng)過多年實踐，制定了總學時為48學時的課程教學大綱。其中，36個課時用于系統(tǒng)講述基本理論知識，12個學時用于課堂討論。理論知識包括核酸的結構、DNA的復制和轉錄、蛋白質翻譯以及基因表達調控等。在具體教學時間分配上，2個課時用于系統(tǒng)介紹本學科的歷史沿革、發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢;核酸結構部分內容在生物化學等課程有所涉及，本課程重點闡述核酸結構與性質在分子生物學研究中的意義與應用、基因概念內涵的演變和發(fā)展，總計8個課時;在中學階段已經(jīng)學習過DNA復制與轉錄相關內容，本課程教學中僅突出講述以往尚未接觸的內容，安排6個課時;蛋白質翻譯過程是生物化學課程的學習內容，本課程將重點放在蛋白翻譯的保真機制上，總計4個課時;基因表達調控是整門課程中的重點、難點，分配16個課時;所選教材中涉及的基因突變及利用、基因工程等方面的內容，分別在本專業(yè)開設的遺傳學、植物基因工程等課程中進行講述，本課程不再進行單獨的講述?，F(xiàn)在分子生物學技術等內容主要結合12個課時的課堂討論進行學習，結合具體研究案例，引導學生及時跟進學科前沿，提高解決問題的能力。通過將理論教學與進展討論有機結合，達到夯實理論基礎，面向應用，展望前沿，拓寬思路，全面提升專業(yè)素質的目的。

二、多種教學方法融合，全面提高教與學的效率

（一）堅持德育優(yōu)先，情感教育貫穿課程教學

教育的本質是立德樹人，只有保持一個國家、一個民族的道德先進性，才能保持這個國家、這個民族持續(xù)前進的動力。德育是任何課程教育都不容忽視的、極為重要的教學組成部分。在授課過程中，通過學習相關研究進展以及理論和方法的產(chǎn)生與發(fā)展歷程，結合該學科在我國的歷史沿革和現(xiàn)狀、具體到我校在相關領域的貢獻，弘揚前輩的愛國奉獻精神和實事求是的道德品質;由此培養(yǎng)學生建立科學的發(fā)展觀、形成嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，激發(fā)家國情懷，形成內在的學習動力和學習熱情，提高學習效果。作為主講老師，我們盡量多地了解學生個人學習情況和日常動態(tài)，建立良好的師生互信，全方位服務教學工作。

（二）打破教材限制，靈活采用教學手段

分子生物學課程知識更新速度非?？欤疑婕暗闹R面廣、信息量大。我們根據(jù)實際需求，不拘泥于教材，及時跟進研究前沿熱點，將最新發(fā)布的研究成果引用到課堂教學，鼓勵學生利用所掌握的知識點探究前沿熱點問題，培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力和創(chuàng)新意識。例如，將近年來的研究熱點——基因編輯技術融入到“基因表達調控”的內容，一起進行教學。該課程還存在知識抽象、復雜，難以理解的問題，學生容易產(chǎn)生畏難情緒。針對于此，我們在授課過程中，充分挖掘教學資源，以學生們所熟悉的本校教師及其研究成果進行舉例，化抽象為具體，學以致用，培養(yǎng)學生利用所學的知識解決實際問題的能力。在多媒體課件制作方面，注意色彩搭配，重難點突出，合理規(guī)劃放映流程，深入淺出地展示學習內容。充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術的優(yōu)勢，在采用多媒體課件進行展示的基礎上，充分利用網(wǎng)絡傳媒，綜合使用動畫、投影，增強表現(xiàn)力，使教學內容更加直觀形象，達到啟迪思維，增進理解，強化記憶的效果。在課堂講述之外，安排課前導讀、課堂討論和課后作業(yè)，從多個教學環(huán)節(jié)對學習內容進行拓展，培養(yǎng)學生歸納總結、獨立分析和思考的能力，逐步形成科學的思維方式，提高綜合素質。

（三）班組結合，凸顯學生學習主體的地位

我校主要采用小班制教學模式，集中授課是主要的教學組織形式。本課程采用了大班授課和小組學習相結合，同時輔助以個別指導的教學形式。每個授課班一般為50人左右，每個小組通常為3-5人。通過擬定課外學習內容，督促學生自發(fā)組成課外學習小組，自主選定主題并圍繞該主題進行調研、在課堂上進行討論。“班級-小組-個人”相結合的分層學習模式使每位同學都能充分參與到教學活動中，激發(fā)學習的積極性。課堂討論環(huán)節(jié)中，以小組為主體闡述觀點，結合教師點評，自由提問和辯論，形成師生間的有效互動，活躍課堂氣氛。在啟發(fā)式的翻轉課堂過程中，充分發(fā)揮學生的主體地位，有效調動學習熱情，提高自主學習能力，推動學生的創(chuàng)造性學習。

（四）以問題為導向，打造立體式學習環(huán)境

農(nóng)學專業(yè)學生從大學二年級即開始畢業(yè)論文研究工作，從事的研究工作往往涉及到不同層次的分子生物學問題;在整體的培養(yǎng)方案中，也有與分子生物學課程相關的實驗性課程。我們以此為契機，通過在課程中引入讀書報告、闡明實驗設計的原理和方法，指導學生進行研究性學習，促進學生運用本課程的理論知識解決實踐教學中的具體問題;有目的地引導學生發(fā)現(xiàn)問題，提出疑問，以問題為導向，激發(fā)興趣、積極探索，在問題解決的過程中積累知識。以上方案有效地促進了不同課程知識點的融合，形成立體式學習環(huán)境，全面培養(yǎng)學生的自學能力和研究能力。

三、多樣化課程考查，有力增強學習積極性

單一地以期末考試為主要形式的評價方式，往往會導致平時松懈，期末臨時突擊，考后很快遺忘的負效應。本課程建立了“教師測評-學生互評-自我評價”相結合的綜合評價體系，全方位、全程化對學習效果進行考查。教師測評主要分為兩部分：一部分是根據(jù)課堂綜合表現(xiàn)，包括完成作業(yè)、學習報告、課堂發(fā)言以及課后反饋等進行打分;另一部分為考試成績，這部分占總分的50%。學生互評建立在小組學習討論的基礎上，以小組為單位，根據(jù)具體表現(xiàn)小組間相互評分，此部分所占比重為30%;教師將評分標準具體化，杜絕小組評分的主觀性，引導學生公證、客觀地評價同學。自我評價主要體現(xiàn)在日常作業(yè)、網(wǎng)絡學習和專業(yè)知識應用方面;通過樹立典型、同學間的橫向比較及自我成長的縱向剖析，肯定優(yōu)點、查找不足，進而完成自我評價;自我評價占總成績的20%。以上綜合評價體系的建立，極大調動了學生的學習參與度和日常學習熱情。

我們從教學大綱、教材教法、教學組織和課程考查等方面，對本校農(nóng)學專業(yè)分子生物學課程做了全方位的改進和探索。相關措施取得了顯著成效。自改進以來，本課程歷年自主到課率、考試合格率均為100%;選課學生對該課程給予了極好的評價，在本單位歷次教學評價中均位列前茅。該課程也全面帶動了學生的學習興趣，加深了對其他課程內容的理解，多名學生因選修了本門課程而決定考研深造?；谡n程改革的探索，也促進了任課教師的成長。本課程教學團隊共有教師5人，教師學緣結構合理，科研實力強，能夠有效支撐教學;團隊成員平均年齡40歲以下，充滿生機與活力，具有良好的發(fā)展?jié)摿Α＝虒W團隊將繼續(xù)堅持德育優(yōu)先的原則，促進課程與現(xiàn)代化教育技術的整合，完善教材、教法，開發(fā)富有專業(yè)特色的教學網(wǎng)站和移動課堂客戶端，將該課程打造成“精品課程”，成為能夠真正學到知識、啟迪思維的“金課”。

參考文獻：

[1]王蘭，劉向東.本科分子生物學教學的改革與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2009（32）：79-81.

[2]王福，孟婭.分子生物學課程改革的探索[J].才智，2015（31）：23.

[3]姜立春，游章強，李俊剛，等.《分子生物學》教學改革與實踐新探[J].綿陽師范學院學報，2015，34（5）：131-134，139.