科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐研究

李根亮 唐玉蓮 錢繪 孫麗雙 李書 李曙波

摘?要：科研型教學(xué)模式是培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)的有效途徑，但參與科研項(xiàng)目是否有利于促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，這有待進(jìn)一步研究。我們?cè)谏锘瘜W(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中實(shí)施了一種改進(jìn)型的科研型教學(xué)模式，即科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式。在這一教學(xué)模式中，我們將教學(xué)內(nèi)容分成8大模塊、9個(gè)講座、6個(gè)實(shí)驗(yàn)，課程中充分結(jié)合學(xué)生的興趣和需要，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科研數(shù)據(jù)的分析方法，讓學(xué)生有充分的獲得感。通過(guò)比較參與與不參與科研項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的學(xué)生的期末考試成績(jī)，分析參與科研項(xiàng)目對(duì)學(xué)生成績(jī)的可能影響，同時(shí)比較學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，參與科研項(xiàng)目和學(xué)習(xí)態(tài)度好的學(xué)生的成績(jī)均明顯優(yōu)于不參與科研項(xiàng)目和學(xué)習(xí)態(tài)度不好的學(xué)生（P<0.05）。研究結(jié)果表明，科研型課堂教學(xué)模式能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：科研型課堂教學(xué)模式;生物化學(xué);分子生物學(xué);科研素養(yǎng);學(xué)習(xí)態(tài)度

科研素養(yǎng)是新時(shí)代大學(xué)生的基本品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，是生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)中的重要方面，傳統(tǒng)教學(xué)模式在能力培養(yǎng)和科研素質(zhì)提高方面效果欠佳。為此，許多人開展了大量實(shí)踐探索，從第二課堂的角度提升學(xué)生科研素養(yǎng)[13]。劉志強(qiáng)等以核酸凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)為例培養(yǎng)理工科專業(yè)學(xué)生科研能力[4]。周倜等提出了在生物化學(xué)課程教學(xué)中實(shí)施課程多維度改革方案[5]。孫曉明等則從教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、儀器設(shè)備改進(jìn)等方面分析了生化教學(xué)中存在的問(wèn)題及解決方案[6]?？蒲行驼n堂教學(xué)已提出多年，許多教師也在教學(xué)中開展了一些相關(guān)實(shí)踐和研究。如吳永革等將課堂教學(xué)與科研興趣培養(yǎng)相結(jié)合總結(jié)培養(yǎng)大學(xué)生科研興趣的途徑[7]。赫杰等則將科研成果引入課堂教學(xué)探討創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的手段[8]。李寧等依托“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目培養(yǎng)大學(xué)生科研思維[9]。這些研究和實(shí)踐雖然提出了科研素養(yǎng)培養(yǎng)與課堂教學(xué)的相關(guān)性，但在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐和研究在深度和系統(tǒng)性上都有待進(jìn)一步研究，尤其科研項(xiàng)目的參與以及學(xué)習(xí)態(tài)度是否影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，這還有待進(jìn)一步研究。

因此，本課題組從教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和模塊化、科學(xué)性和實(shí)用性的角度，充分結(jié)合學(xué)生的興趣和需要，傳授其科研數(shù)據(jù)的分析方法，讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)中充分地體驗(yàn)獲得感。通過(guò)整合理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開展線上學(xué)習(xí)和線下總結(jié)和測(cè)評(píng)，并將教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與大學(xué)生創(chuàng)新科研項(xiàng)目的申請(qǐng)、科研項(xiàng)目的參與和論文寫作相結(jié)合，實(shí)施了一種改進(jìn)型的科研型教學(xué)模式，即科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式，取得了較好的效果，簡(jiǎn)要介紹如下。

1?資料與方法

1.1?教改對(duì)象

右江民族醫(yī)學(xué)院20級(jí)臨床醫(yī)學(xué)本科1班和2班共116名學(xué)生作為本次研究的對(duì)象。根據(jù)學(xué)生的自主選擇是否參與科研項(xiàng)目申請(qǐng)和論文寫作分為2組，其中90名學(xué)生參與了科研項(xiàng)目申請(qǐng)和論文寫作，即參與科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式;26人未參與科研項(xiàng)目申請(qǐng)和論文寫作，即只進(jìn)行常規(guī)課堂教學(xué)模式。

1.2?教改方法

1.2.1?教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和模塊化

我們從系統(tǒng)論的角度將教學(xué)內(nèi)容整合為一個(gè)整體。根據(jù)內(nèi)容分為“生化概述”“生命中的分子”“生命中的分子代謝”“基因和基因組和高通量測(cè)序”“基因表達(dá)”“基因表達(dá)調(diào)控”“信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)”“總結(jié)、展望及拓展”8大模塊。每一模塊的內(nèi)容都通過(guò)線上（中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)）學(xué)習(xí)結(jié)合線下講座及實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)活動(dòng)。

1.2.2?教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和實(shí)用性

我們的課堂教學(xué)模式全程共分9個(gè)專題講座。在每個(gè)專題講座中，我們都融線上學(xué)習(xí)與線下融會(huì)于一體、融知識(shí)掌握與技能提升于一體、融科學(xué)前沿了解與公共平臺(tái)操作于一體、融趣味性與實(shí)用性于一體。具體如下：

講座一《生物化學(xué)及其中的科研思路》：線下教會(huì)學(xué)生系統(tǒng)性地看待和理解生物化學(xué)這門課程，教會(huì)學(xué)生開展科學(xué)研究的思路和常用實(shí)驗(yàn)方法，線下指導(dǎo)學(xué)生開展科研選題和課題設(shè)計(jì)。

講座二《生物分子及其功能分析》：學(xué)生線上學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)、核酸、酶等知識(shí)，了解生物分子的常見(jiàn)種類、結(jié)構(gòu)、功能以及生物學(xué)意義，教師線下教會(huì)學(xué)生利用線上平臺(tái)和軟件分析生物大分子結(jié)構(gòu)和功能。

講座三《生物分子代謝及其調(diào)控》：學(xué)生線上學(xué)習(xí)糖代謝、脂代謝、氨基酸代謝等理論知識(shí)，教師線下教會(huì)學(xué)生利用大數(shù)據(jù)和線上平臺(tái)分析代謝通路和調(diào)控機(jī)制。

講座四《基因序列比對(duì)及其功能分析》：學(xué)生線上學(xué)習(xí)基因的結(jié)構(gòu)等，教師線下教會(huì)學(xué)生利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基因序列比對(duì)、分析與預(yù)測(cè)基因及其編碼蛋白的結(jié)構(gòu)等。

講座五《基因表達(dá)及其功能分析》：學(xué)生線上學(xué)習(xí)DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯等生物信息傳遞的基本過(guò)程和意義，教師線下教會(huì)學(xué)生利用在線資源分析復(fù)制起始復(fù)合物、拼接子等分子組成及功能結(jié)構(gòu)，以及利用已有數(shù)據(jù)分析科學(xué)問(wèn)題的方法。

講座六《基因表達(dá)調(diào)控的方式及其分析方法》：學(xué)生線上學(xué)習(xí)基因表達(dá)調(diào)控的主要方式、非編碼RNA、DNA和RNA修飾等表觀調(diào)控方式的意義及可能分子機(jī)制，教師線下教會(huì)學(xué)生利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件進(jìn)一步教會(huì)學(xué)生分析基因表達(dá)調(diào)控的常用手段。

講座七《信號(hào)通路的激活及效應(yīng)分析》：學(xué)生線上學(xué)習(xí)信號(hào)通路的基本知識(shí)，教師線下教會(huì)學(xué)生利用公共平臺(tái)查找和分析基因和蛋白參與的生物學(xué)過(guò)程以及蛋白—蛋白互作網(wǎng)絡(luò)等。

講座八《生化和分子生物學(xué)科研數(shù)據(jù)分析及展望》：學(xué)生線上查找某一方向的前沿進(jìn)展，教師線下教會(huì)學(xué)生多數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的使用步驟等。

講座九《生化和分子生物學(xué)科研論文寫作和發(fā)表》：學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行論文寫作，教師線下講授論文寫作的技巧和論文發(fā)表的方法。

1.3?教學(xué)模式對(duì)教學(xué)效果影響的評(píng)價(jià)

常規(guī)期末考試后，對(duì)參與與不參與科研項(xiàng)目的兩組學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行分析，利用GraphPad?Prism軟件，通過(guò)t檢驗(yàn)分析其期末考試卷面總成績(jī)及主觀題和客觀題成績(jī)的差異。以P<0.05作為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（下同）。

1.4?學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)教學(xué)效果影響的評(píng)價(jià)

對(duì)第二個(gè)模塊和第六個(gè)模塊學(xué)習(xí)完后布置的練習(xí)題進(jìn)行匯總。根據(jù)學(xué)生完成作業(yè)的總體情況，將得分排在前50%的和后50%的分別作為態(tài)度好和態(tài)度不好的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。同樣通過(guò)t檢驗(yàn)分析二者期末考試卷面總成績(jī)及主觀題和客觀題的成績(jī)差異。

2?結(jié)果

2.1?教學(xué)模式對(duì)教學(xué)效果的影響

兩組學(xué)生期末考試成績(jī)結(jié)果顯示，無(wú)論總得分還是主客觀題得分，參與科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式的學(xué)生的成績(jī)都明顯高于未參與科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式的學(xué)生（P<0.05），并且平均總得分差距7.3分（表1和表2）。

2.2?學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)教學(xué)效果的影響

116人中兩次作業(yè)總成績(jī)排名50%和后50%的學(xué)生各58名。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，無(wú)論總得分還是主客觀題型的得分，態(tài)度好的學(xué)生的成績(jī)都顯著高于態(tài)度不好的學(xué)生（P<0.05），并且平均總得分差異明顯，差距7.069分（表2）。

3?討論

科研型課堂教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑[10]。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中通過(guò)將課堂教學(xué)和科研活動(dòng)有機(jī)融合，實(shí)施了科研項(xiàng)目趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式。設(shè)置的6個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)生申請(qǐng)的科研項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全一致，這也促使學(xué)生做好、學(xué)好各實(shí)驗(yàn)方法;而9個(gè)講座，更能加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)原理的理解，拓展學(xué)生科研視野，提升學(xué)生科研思維、科研能力及論文寫作能力。期末考試的分析結(jié)果進(jìn)一步證明了我們的想法，實(shí)踐證明，科研型課堂教學(xué)模式能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

在教學(xué)過(guò)程中，我們老師常常忽略一個(gè)問(wèn)題，那就是學(xué)生的獲得感。其實(shí)沒(méi)有獲得感，學(xué)生往往會(huì)對(duì)所學(xué)課程失去興趣或無(wú)法產(chǎn)生興趣[11]。因此，老師在教學(xué)過(guò)程中一定要讓學(xué)生有獲得感[12]。在實(shí)施本課堂教學(xué)模式時(shí)，我們注重將學(xué)生感興趣的知識(shí)、技能、方法和手段有機(jī)融入其中。因此，每次課后學(xué)生都會(huì)有學(xué)到了新知識(shí)、學(xué)會(huì)了新技能的獲得感。在這種獲得感的推動(dòng)下，學(xué)生對(duì)自己實(shí)施或參與的科學(xué)研究充滿著期待。這促使其課前對(duì)線上學(xué)習(xí)任務(wù)做一定程度的準(zhǔn)備，這就是科研趨動(dòng)學(xué)習(xí)。因此，在學(xué)習(xí)和科研之間形成良性循環(huán)[13]。另外，我們還分析了學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)學(xué)生成績(jī)的影響，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)態(tài)度嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，故引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀和良好的學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)學(xué)生至關(guān)重要。而我們知道，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與教師的態(tài)度是分不開的。因此，教師如何提高自身素養(yǎng)、樹立榜樣作用是教學(xué)中需要考慮的問(wèn)題。尤其實(shí)施科研型或科研趨動(dòng)型課堂教學(xué)模式的教師，首先需要有較高的科研素養(yǎng)[14]。

另外，在實(shí)施本課堂教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)亟待解決的問(wèn)題。第一個(gè)是教師科研素養(yǎng)的問(wèn)題，第二個(gè)是經(jīng)費(fèi)的問(wèn)題。我們?cè)趯?shí)施本課堂教學(xué)時(shí)，經(jīng)費(fèi)主要來(lái)自教師的科研項(xiàng)目，這是一個(gè)不能持續(xù)的方式，因此需要學(xué)校在鼓勵(lì)教師實(shí)施科研型課堂教學(xué)的同時(shí)，增加這方面的經(jīng)費(fèi)支持力度。當(dāng)然，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)，也能得到一定的經(jīng)費(fèi)資助，這也是其中的一個(gè)重要來(lái)源。至于教師科研素養(yǎng)的問(wèn)題，我們采取的方式是增加對(duì)教師科研素養(yǎng)提升的培訓(xùn)力度，長(zhǎng)期、多次反復(fù)培訓(xùn)，不斷地提高其科研素養(yǎng)。

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*通訊作者：李根亮（1970—?），男，江蘇連云港人，博士，右江民族醫(yī)學(xué)院教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)與相關(guān)科學(xué)研究。